Drivers Et Programmation Noyau


Cette formation vous permettra de maîtriser le développement de pilotes de périphériques (drivers) robustes et adaptés aux différentes distributions de Linux. Vous verrez les différents types de périphériques, la gestion de la mémoire, l'implémentation de protocole réseau ainsi que les périphériques USB.

Pré-requis :


Bonnes connaissances de Linux/Unix et de la programmation C.

Objectifs :


Maîtriser le développement de pilotes de périphériques Comprendre en détail les mécanismes internes du noyau Savoir développer et intégrer de nouveaux éléments dans le noyau Linux Ecrire un pilote périphérique en mode caractère ou bloc

Certification


Présentation du noyau

  • Vue d'ensemble du système et rôle du noyau.
  • Les sites de référence.
  • Spécificités des noyaux 2.6 et 3.x.
  • Cycles de développement du noyau, les patchs.
  • Mode de fonctionnement (superviseur et utilisateur). Appels système.
  • Organisation des sources (Include/linux, Arch, Kernel, Documentation...).
  • Principe de compilation du noyau et des modules.
  • Les dépendances et symboles.
  • Les exportations de symboles.
  • Le chargement du noyau (support, argument...).

Les outils utilisables

  • Outils de développement (Gcc, Kbuild, Kconfig et Makefile...).
  • Outils de débogage (GDB, KGDB, ftrace...).
  • Environnement de débogage (Linux Trace Toolkit...).
  • Outil de gestion de version (Git...).
  • Tracer les appels système (ptrace...).

Gestion des threads, scheduling

  • Les différents types de périphériques.
  • Contextes de fonctionnement du noyau. Protection des variables globales.
  • Représentation des threads (état, structure task_stru, thread_info...).
  • Les threads, contexte d'exécution.
  • Le scheduler de Linux et la préemption.
  • Création d'un thread noyau (kthread_create, wakeup_process...).

Gestion de la mémoire, du temps et de proc

  • L'organisation mémoire pour les architectures UMA et NUMA.
  • L'espace d'adressage utilisateur et noyau.
  • La gestion de pages à la demande (demand paging).
  • Allocations mémoire, buddy allocator, kmalloc, slabs et pools mémoire.
  • La gestion des accès à la mémoire (les caches et la MMU).
  • Les problèmes liés à la sur-réservation de la mémoire.
  • Gestion de la mémoire sur x86 et ARM, utilisation des Hugepages.
  • Optimisation des appels systèmes (IAPX32, VDSO).
  • Synchronisations et attentes dans le noyau, waitqueues, mutex et les completions.
  • Les ticks et les jiffies dans Linux.
  • L'horloge temps réel, RTC (real Time Clock), implémentation des timers.
  • Interface timers haute résolution, estampilles.
  • Les outils spécifiques au noyau, listes chaînées, kfifo et container_of.
  • L'interface noyau avec /proc par le procfs.

Périphérique en mode caractère

  • Ecriture de pilotes de périphériques caractère.
  • Le VFS (Virtual File System).
  • Les méthodes associées aux périphériques caractères.
  • Gestion des interruptions DMA et accès au matériel.
  • Enregistrement des pilotes de périphériques de type caractère et optimisations.

Linux Driver Framework - sysfs

  • Présentation du framework, kobject, kset et kref.
  • Les objets drivers, device driver, bus et class.
  • Utilisation et génération des attributs présentés dans le sysfs.
  • Interface avec le hotplug, méthodes match, probe et release.
  • Gestion du firmware.
  • Gestion de l'énergie, méthodes de gestion de l'énergie.

Périphérique en mode bloc et systèmes de fichier

  • Principe des périphériques en mode bloc. Enregistrement du driver.
  • Callback de lecture et écriture. Support du formatage et opérations avancées.
  • Ordonnanceur des entrées-sorties par bloc du noyau.
  • Conception des systèmes de fichiers.
  • Enregistrement d'un nouveau système de fichiers.

Interfaces et protocoles réseau

  • Gestion des interfaces réseau sous Linux.
  • Utilisation des skbuff.
  • Les hooks netfilter.
  • Intégration d'un protocole.

Drivers pour périphériques USB

  • Principe des périphériques USB. Interface avec le module USB-core.
  • Interaction du périphérique avec le noyau Linux.
  • Construction d'un URB (USB Request Block).
  • Les gadgets USB.

 

Formation Au Distribution

- Debian, Administration
- Red Hat, administration

Autre Formation Linux

- Déploiement Et Industrialisation
- Cluster, Haute De disponibilité Et Répartition De Charges
- industriel, temps réel et embarqué
- Administration Avancée
- Maintenance Et Dépannage De Serveurs
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- Maîtriser Les Outils Et Utilitaires
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