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Schulungsübersicht
Einführung
- kurze Geschichte von GNU/Linux
- Lizenzierung
- Kernel-Versionierung
- Release-Zyklus
- Kernel-Zweige (Trees)
- Mainline
- Kernel vs. Benutzerraum (User Space)
- Mechanismus vs. Politik
- Alternativen zu Kernel-Treibern
- RTOS vs. Linux
Speicherverwaltung
- Virtueller Speicher vs. physischer Speicher
- Speicherzuweisung im Kernel
- Seiten (Pages)
- Zonen
- API
- Slab-Allocator
Kernel-Patches
- Lebenszyklus
- git
- Kernel-Quellcode
- Patch erstellen
- Patch prüfen (check patch)
- Patch korrigieren
- Patch weiterleiten (ship patch)
- Geprüfter Code
Kernel-Module
- Kernel-Quellcode herunterladen
- Konfigurieren/Bauen/Installieren
- Gerätetreiber (statisch verlinkt, zur Laufzeit geladen)
- init/exit
- Lizenzierung
- EXPORT_SYMBOL GPL
- Makefile außerhalb des Kernel-Baums
- module-init-tools
- Modul im Kernel-Baum
- Kconfig
- Weitergabe von Parametern
- sparse
Charakter-Treiber (Char Drivers)
- Architektur
- Benutzer-Kernel-Schnittstelle
- I/O-Subsystem
- VFS (Virtual File System)
- sysfs (Geräte, Busse, Treiber, Klassen)
- kobject/ktype/kset
- Linux-Kernel-Treibermodell
- Gerätedateien
- Charakter-Treiber
- Initialisierung
- Registrierung
- open, release
- cdev, cdev_add, cdev_del, ...
- Major-/Minor-Nummern
- udev, udevmonitor, udevadm
Erweiterte Operationen für Charakter-Treiber
- ioctl
- unlocked ioctl
- compat ioctl
- API im Benutzerraum
- API im Kernelraum
- Lebenszyklus von Prozessen
- Schlafmodus/Blockierung
- Schlafmodus/Aufwachen
- Wait-Queue (Warteschlange)
- Thundering Herd Problem
- poll/select
Kernel-Debugging
- Debugging
- Debugging des Kernels
- Binäre Suche mit git
- Debug-Unterstützung aus dem Kernel
- printk syslogd, klogd, Loglevel, Rate Limiting, Debug-Level, selektive Subsysteme debuggen
- Debugging durch Abfragen von debugfs
- Oops-Debugging, Oops provozieren
- Magic SysRq-Taste
- kgdb/kdb
- JTAG
Tracing
- gcov
- lcov
- oprofile
- ftrace
- nop tracer
- function tracer
- sched switch tracer
- function graph tracer
- dynamic tracer
- trace-cmd/kernelshark
- perf
- LTTng
Interrupts
- Interrupts vs. Polling
- Interrupt
- Programmausführungsabschnitte
- Reentrancy (Wiederaufrufbarkeit)
- Ereignisse
- Interrupt-Handler
- Shared Interrupt-Handler
- Interrupt-Flow
- Interrupt-Steuerung
Aufgabeverschiebung (Deferring Work)
- Top-Half/Bottom-Half
- Softirqs
- Tasklets
- Work Queues
- Threaded Interrupts
Nebenläufigkeit
- Kritischer Bereich
- atomar
- Race Condition
- Synchronisation
- Locking
- Locking-Lösungen
- Deadlock
- Contention
- Was soll gelockt werden?
- Was kann verwendet werden?
- atomare Operationen
- Spinlocks
- Reader-Writer-Spinlocks
- Semaphore
- Binäres Semaphore
- Mutex
- Reader-Writer-Semaphore
- Completion-Variablen
- Sequenzielle Sperren
- Vorpriorität deaktivieren
- Reihenfolge und Barriers
Zeit
- HZ
- Jiffies
- große/kleine Verzögerungen
- Kernel-Timer
Hardware-Eingabe und -Ausgabe
- I/O-Ports
- I/O-Speicher
- Wie mit Nebeneffekten beim Zugriff auf Register umgehen?
Kommunikation Benutzer-Kernel
- put(get)_user()
- copy to(from)_user()
- Kernel-I/O
- Speicherzuordnung (Memory Mapping)
- procfs
- sysfs
- debugfs
- relayfs
- netlink
- ioctl
Portabilität
- Wortgröße
- Opaque Typen
- signed/unsigned char
- Daten-Ausrichtung (Alignment)
- Integral Promotion
- Code-Wiederverwendung
- Endianness
- System-Takt
- Seitengröße
- Befehlsreihenfolge
- SMP/Preemption/High Memory
Sofern nicht anders angegeben, sind Inhalte und dieser Kursplan lizenziert unter Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0).
Voraussetzungen
- Basiskenntnisse in der Nutzung eines GNU/Linux-Systems als Endbenutzer
- Basiskenntnisse in einem Kommandozeilen-Shell
- Basiswissen in der Entwicklung von Benutzeroberflächen-Anwendungen
- Mittelstufe Kenntnisse in der C-Programmierung
- Es wird dringend empfohlen, vorher die Schulung Embedded GNU/Linux Systems Architecture besucht zu haben und/oder die dort behandelten Themen gut zu verstehen.
35 Stunden
Erfahrungsberichte (3)
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Die Präsentation des Trainers und seine Art der Kommunikation.
Gianpiero Arico - Urmet Spa
Kurs - Embedded Linux Systems Architecture
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