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Schulungsübersicht
Einführung
- kurze Geschichte von GNU/Linux
- Lizenzierung
- Kernel-Versionierung
- Veröffentlichungszyklus
- Kernel-Verzweigungen (Trees)
- Mainline-Kernel
- Kernel versus Benutzerraum
- Mechanismus versus Richtlinie
- Alternativen für Kernel-Treiber
- RTOS versus Linux
Speicherverwaltung
- Virtueller Speicher versus physischer Speicher
- Speicherzuweisung im Kernel
- Seiten (Pages)
- Zonen
- API
- Slab-Allokator
Kernel-Patches
- Lebenszyklus
- git
- Kernel-Quellcode
- Erstellen eines Patches
- patch-Prüfung
- Beheben von Fehlern im Patch
- Ausliefern eines Patches
- überprüfter Code
Kernel-Module
- Herunterladen der Kernel-Quelldateien
- Konfigurieren/Erstellen/Installieren
- Gerätetreiber (statisch verlinkt, zur Laufzeit geladen)
- init/exit
- Lizenzierung
- EXPORT_SYMBOL GPL
- Makefile für Module außerhalb des Baums
- module-init-tools
- Module im Kernel-Baum
- Kconfig
- Übergabe von Parametern
- sparse (statische Analyse-Tool)
Zeichenorientierte Treiber (Char Drivers)
- Architektur
- Schnittstelle zwischen Benutzer- und Kernelraum
- E/I-Subsystem (I/O-Subsystem)
- VFS (Virtuelles Dateisystem)
- sysfs (Geräte, Busse, Treiber, Klassen)
- kobject/ktype/kset
- Linux-Kernel-Treibermodell
- Gerätedateien
-
Zeichenorientierter Treiber
- Initialisierung
- Registrierung
- open, release
- cdev, cdev_add, cdev_del,...
- Major- und Minor-Nummern
- udev, udevmonitor, udevadm
Erweiterte Operationen für Zeichenorientierte Treiber
- ioctl
- unlocked ioctl
- compat ioctl
- API im Benutzerraum
- API im Kernelraum
- Lebenszyklus von Prozessen
- Schlafen/Blockieren
- Schlafen/Aufwachen
- Warteschlangen (Wait Queues)
- Thundering Herd Problem
- poll/select
Fehlersuche im Kernel
- Fehlersuche (Debugging)
-
Fehlersuche im Kernel
- Binäre Suche mit git
- Debug-Unterstützung im Kernel
- printk, syslogd, klogd, Loglevel, Ratenbegrenzung, Debug-Level, selektive Subsysteme
- Debugging durch Abfragen von debugfs
- Oops-Debugging, Auslösen eines Oops
- Magic SysRq-Taste
- kgdb/kdb
- JTAG
Tracing (Ereignisverfolgung)
- gcov
- lcov
- oprofile
-
ftrace
- nop tracer
- function tracer
- sched switch tracer
- function graph tracer
- dynamic tracer
- trace-cmd/kernelshark
- perf
- LTTng
Unterbrechungen (Interrupts)
- Interrupts versus Polling
- Interrupt
- Programmabschnitte
- ReEntrancy (Wiedereintrittsfähigkeit)
- Ereignisse (Events)
- Interrupt-Handler
- Shared Interrupt Handler (geteilter Interrupt-Handler)
- Interrupt-Fluss
- Interrupt-Steuerung
Verschieben von Arbeiten (Deferring Work)
- Top/Bottom Halves
- Softirqs
- Tasklets
- Work Queues
- Threaded Interrupts
Nebenläufigkeit (Concurrency)
- Kritischer Bereich/Abschnitt
- atomare Operationen
- Wettlaufsituation (Race Condition)
- Synchronisation
- Sperren (Locking)
- Lösungsmöglichkeiten für Sperren
- Deadlock
- Contention (Wettbewerb um Ressourcen)
- Was soll gesperrt werden?
-
Was kann verwendet werden?
- atomare Operationen
- Spinlocks
- Reader-Writer-Spinlocks
- Semaphore
- Binary Semaphore
- Mutex
- Reader-Writer-Semaphore
- Completion-Variablen
- Sequential Locks
- Deaktivieren der Unterbrechung (Disable Preemption)
- Ordnung und Barriers
Zeit
- HZ
- Jiffies
- Große/kleine Verzögerungen
- Kernel-Timer
Hardware-E/I
- I/O-Ports
- I/O-Speicher
- Wie geht man mit Seiteneffekten beim Zugriff auf Register um?
Kommunikation zwischen Benutzer- und Kernelraum
- put(get)_user()
- copy to(from)_user()
- Kernel I/O
- Memory Mapping
- procfs
- sysfs
- debugfs
- relayfs
- netlink
- ioctl
Portabilität
- Wortgröße (word size)
- Opaque Typen
- signed/unsigned char
- Datenausrichtung (Data Alignment)
- integrale Promotion
- Code-Wiederverwendung
- Endianess (Byte-Reihenfolge)
- System-Takt
- Seitengröße
- Anweisungsreihenfolge
- SMP/Preemption/High Memory
Soweit nicht anders angegeben, unterliegen Inhalt und dieser Kursplan der Lizenz Namensnennung-NichtKommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0).
Voraussetzungen
- Grundlegende Kenntnisse im Umgang mit einem GNU/Linux-System als Endbenutzer
- Grundlegende Vertrautheit mit einer Kommandozeilen-Shell
- Grundlegende Kenntnisse in der Entwicklung von Benutzerraum-Anwendungen
- Mittelgute C-Programmierkenntnisse
- Sollten vorab an der Schulung Embedded GNU/Linux Systems Architecture teilgenommen haben (dringend empfohlen!) und/oder die dort behandelten Themen gut verstehen
35 Stunden
Erfahrungsberichte (3)
Alles ist in Ordnung.
Adrian Rybka - SEOyon
Kurs - Flutter Development Bootcamp with Dart
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Sehr nützliche zusätzliche Informationen
Grzegorz - Comp S.A.
Kurs - BLoC Pattern
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Sein Wissen und seine Geduld.
Chrisna - Agricatural Research Council
Kurs - Ionic 4 and Angular for Developers
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