Embedded GNU/Linux Kernel Internals and Device Drivers ( ldd | 35 hours )

• 基本熟悉最终使用者使用 GNU/Linux 系统
• 基本熟悉命令行shell
• 用户空间 / 应用程式开发的基本知识
• 中级 C 语言程式设计知识
• 应该以前参加 过嵌入式 GNU/Linux Systems Architecture 并且/或对那里概述的主题有很好的理解

描述

这个为期 5 天的培训课程使用动手练习和指导来说明 GNU/Linux 内核内部和设备驱动程序开发的概念。它旨在让您快速上手。我们通过理论和在职培训相结合的方式，描述了编写 GNU/Linux 设备驱动程式所需的过程、概念和命令。

不要重新发明轮子，而是向经验丰富的培训师学习，并将应用知识带回家，并在您自己的嵌入式开发专案中有效使用它。

谁应该参加？

对开发 GNU/Linux 设备驱动程式感兴趣或负责开发或评估的人，如软体工程师、现场工程师、（专案）经理、硬体工程师。

介绍

• GNU 简史/Linux
• 发 牌
• 内核版本控制
• 发布周期
• 内核树
• 主线
• 内核 vs. 用户空间
• 机制与策略
• 内核驱动程式替代方案
• RTOS 与 Linux

记忆体 Management

• 虚拟记忆体与物理记忆体
• 内核中的记忆体分配
• 页面
• 区
• 应用程式介面
• 板

内核补丁

• 生命周期
• git
• 内核源
• 创建补丁
• 检查补丁
• 修复补丁
• 船舶补丁
• 经审核的代码

内核模组

• 获取内核源
• 配置/构建/安装
• 装置驱动程式（静态连结，在运行时载入）
• 初始化/退出
• 发 牌
• 汇出元件 GPL
• 树外makefile
• 模组初始化工具
• 内核树中的模组
• K配置
• 参数传递
• 稀疏

Char 驱动程式

• 建筑
• 使用者/内核介面
• I/O 子系统
• VFS
• sysfs （设备、总线、驱动程式、类）、
• kobject/ktype/kset
• Linux 内核驱动程式模型
• 设备档
• char 驱动程式
  • 初始化
  • 注册
  • 打开、释放
  • cdev， cdev add， cdev del,...
  • 主/辅编号
  • udev、udevmonitor、udevadm

高级 Charachter 驱动程式操作

• ioctl
• 解锁的ioctl
• Compat ioctl
• 用户空间 API
• 内核空间 API
• 流程生命周期
• 休眠/阻塞
• 睡觉/醒来
• 等待伫列
• 雷霆群
• 轮询/选择

内核调试

• 错误
• 调试
• 调试内核
  • 使用 Git 进行二进位搜索
  • 内核的调试支援
  • printk syslogd， klogd， loglevels， 速率限制， debug levels， 调试级别， debug selective subsystems 调试选择性子系统
  • 通过查询 debugFS 进行调试
  • OOPS 调试， 断言 OOPS
  • Magic SysRq 金钥
  • KGDB/KDB 资料库
  • JTAG

描图

• 全球科夫
• LCOV
• oprofile
• ftrace
  • 不，追踪者
  • 函数跟踪器
  • sched 开关跟踪器
  • 函数 Graph Tracer
  • 动态示踪剂
• 跟踪 cmd/内核鲨鱼
• 性能
• LTTng

中断

• 中断与轮询
• 中断
• 程式部分
• 可重入性
• 事件
• 中断处理程式
• 共用中断处理程式
• 中断流
• 中断控制

推迟工作

• 上半部分/下半部分
• SoftIRQ
• 微线程
• 工作伫列
• 螺纹交互

并发

• 关键区域/区域
• 原子
• 争用条件
• 同步
• 锁定
• 锁定解决方案
• 僵局
• 冲突
• 要锁定什么？
• 可以使用什么？
  • 原子操作
  • 旋转锁
  • 读写器自旋锁
  • 信号
  • 二进位信号量
  • 互斥锁
  • reader-writer 信号量
  • 完成变数
  • 顺序锁
  • 禁用抢占
  • Orderig 和 Barriers

时间

• 赫兹
• 吉菲斯
• 大/小延迟
• 内核计时器

硬体 I/O

• I/O 埠
• I/O 记忆体
• 如何处理访问寄存器的副作用？

使用者-内核 Communication

• put（get）_user（）
• 复制到（从）_user（）
• 内核 I/O
• 记忆体映射
• procfs
• sysfs
• 调试
• 继电器FS
• 网联
• ioctl

可移植性

• 字长
• 不透明类型
• 已签名/未签名的字元
• 数据对齐
• 整体推广
• 代码重用
• 内脏
• 系统刻度
• 页面大小
• 指令排序
• SMP/抢占/记忆体增强型

除非另有说明，否则内容和本课程大纲根据署名-非商业性使用-相同方式共用 4.0 国际 （CC BY-NC-SA 4.0） 获得许可。