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

• 基本熟悉最終使用者使用 GNU/Linux 系統
• 基本熟悉命令行shell
• 用戶空間 / 應用程式開發的基本知識
• 中級 C 語言程式設計知識
• 應該以前參加 過嵌入式 GNU/Linux Systems Architecture 並且/或對那裡概述的主題有很好的理解

描述

這個為期 5 天的培訓課程使用動手練習和指導來說明 GNU/Linux 內核內部和設備驅動程序開發的概念。它旨在讓您快速上手。我們通過理論和在職培訓相結合的方式，描述了編寫 GNU/Linux 設備驅動程式所需的過程、概念和命令。

不要重新發明輪子，而是向經驗豐富的培訓師學習，並將應用知識帶回家，並在您自己的嵌入式開發專案中有效使用它。

誰應該參加？

對開發 GNU/Linux 設備驅動程式感興趣或負責開發或評估的人，如軟體工程師、現場工程師、（專案）經理、硬體工程師。

介紹

• GNU 簡史/Linux
• 發 牌
• 內核版本控制
• 發佈週期
• 內核樹
• 主線
• 內核 vs. 用戶空間
• 機制與策略
• 內核驅動程式替代方案
• RTOS 與 Linux

記憶體 Management

• 虛擬記憶體與物理記憶體
• 內核中的記憶體分配
• 頁面
• 區
• 應用程式介面
• 板

內核補丁

• 生命週期
• git
• 內核源
• 創建補丁
• 檢查補丁
• 修復補丁
• 船舶補丁
• 經審核的代碼

內核模組

• 獲取內核源
• 配置/構建/安裝
• 裝置驅動程式（靜態連結，在運行時載入）
• 初始化/退出
• 發 牌
• 匯出元件 GPL
• 樹外makefile
• 模組初始化工具
• 內核樹中的模組
• K配置
• 參數傳遞
• 稀疏

Char 驅動程式

• 建築
• 使用者/內核介面
• I/O 子系統
• VFS
• sysfs （設備、總線、驅動程式、類）、
• kobject/ktype/kset
• Linux 內核驅動程式模型
• 設備檔
• char 驅動程式
  • 初始化
  • 註冊
  • 打開、釋放
  • cdev， cdev add， cdev del,...
  • 主/輔編號
  • udev、udevmonitor、udevadm

高級 Charachter 驅動程式操作

• ioctl
• 解鎖的ioctl
• Compat ioctl
• 用戶空間 API
• 內核空間 API
• 流程生命週期
• 休眠/阻塞
• 睡覺/醒來
• 等待佇列
• 雷霆群
• 輪詢/選擇

內核調試

• 錯誤
• 調試
• 調試內核
  • 使用 Git 進行二進位搜索
  • 內核的調試支援
  • printk syslogd， klogd， loglevels， 速率限制， debug levels， 調試級別， debug selective subsystems 調試選擇性子系統
  • 通過查詢 debugFS 進行調試
  • OOPS 調試， 斷言 OOPS
  • Magic SysRq 金鑰
  • KGDB/KDB 資料庫
  • JTAG

描圖

• 全球科夫
• LCOV
• oprofile
• ftrace
  • 不，追蹤者
  • 函數跟蹤器
  • sched 開關跟蹤器
  • 函數 Graph Tracer
  • 動態示蹤劑
• 跟蹤 cmd/內核鯊魚
• 性能
• LTTng

中斷

• 中斷與輪詢
• 中斷
• 程式部分
• 可重入性
• 事件
• 中斷處理程式
• 共用中斷處理程式
• 中斷流
• 中斷控制

推遲工作

• 上半部分/下半部分
• SoftIRQ
• 微線程
• 工作佇列
• 螺紋交互

併發

• 關鍵區域/區域
• 原子
• 爭用條件
• 同步
• 鎖定
• 鎖定解決方案
• 僵局
• 衝突
• 要鎖定什麼？
• 可以使用什麼？
  • 原子操作
  • 旋轉鎖
  • 讀寫器自旋鎖
  • 信號
  • 二進位信號量
  • 互斥鎖
  • reader-writer 信號量
  • 完成變數
  • 順序鎖
  • 禁用搶佔
  • Orderig 和 Barriers

時間

• 赫茲
• 吉菲斯
• 大/小延遲
• 內核計時器

硬體 I/O

• I/O 埠
• I/O 記憶體
• 如何處理訪問寄存器的副作用？

使用者-內核 Communication

• put（get）_user（）
• 複製到（從）_user（）
• 內核 I/O
• 記憶體映射
• procfs
• sysfs
• 調試
• 繼電器FS
• 網聯
• ioctl

可移植性

• 字長
• 不透明類型
• 已簽名/未簽名的字元
• 數據對齊
• 整體推廣
• 代碼重用
• 內臟
• 系統刻度
• 頁面大小
• 指令排序
• SMP/搶佔/記憶體增強型

除非另有說明，否則內容和本課程大綱根據署名-非商業性使用-相同方式共用 4.0 國際 （CC BY-NC-SA 4.0） 獲得許可。