はじめに

- 目的
- 対象受講者
- The Linux Foundation
-著作権および機密情報なし
- Linux Foundationトレーニング
- 認定プログラムおよびデジタルバッジ
- Linuxディストリビューション
- システムの準備
- Linuxにおける変化
- ドキュメントとリンク

準備

- プロシージャ
-カーネルバージョン
-カーネルソースとgitの使用
-ハードウェア
-ステージングツリー
- 演習

OSSプロジェクトでの作業方法**

- 適切に貢献するには
-コードがどこから来ているかを知る：DCOとCLA
- メインラインの近くでセキュリティと品質を保つ
- プロジェクトのDNAを研究して理解する
- スクラッチするべき部分を見つけ出す
- メンテナーおよび彼らのワークフローやメソッドを特定する
- 早い段階で意見を訊き、オープンに作業する
- 大きなコードダンプではなく、差分のコードをコントリビュートする
- エゴを捨てよう。敏感にならないように。
- 忍耐強く、長期的な関係を築き、助けの手を差し伸べよう

クロス開発ツールチェーン

-コンパイラトリプレット
-組み込みのLinuxディストリビューションクロスコンパイラ
-リナロ
-CodeSourcery
--crosstool-ng
-ビルドルート
-OpenEmbedded
-Yocto Project
- 演習

QEMU

-QEMUとは何ですか？
-なぜQEMUを使用するのですか？
-エミュレートされたアーキテクチャ
-画像フォーマット
- 演習

uSDからのターゲット開発ボードの起動

-なぜuSDカードを使用するのですか？
-SWをuSDカードに取り込む
-フラッシュからの起動
-なぜuSDカードを使用するのは悪い考えですか？
- 演習

イーサネットを介したターゲット開発ボードの起動

-仮想ハードウェアの使用
-開発するためのより簡単な方法
-TFTPおよびNFSrootを使用したブートシーケンス
-ラボの目的
- 演習

カーネル構成、コンパイル、起動

-開発ボード用のカーネルの構成
- 演習

デバイスドライバー

-デバイスの種類
-メカニズムとポリシー
-バイナリブロブの回避
- パワー管理
-アプリケーションがデバイスドライバーを使用する方法
-デバイスにアクセスするシステムコールをウォークスルーする
-エラー番号
--printk（）
-devres：管理対象デバイスリソース
- 演習

モジュールとデバイスドライバー

-モジュールdriver（）マクロ
-モジュールとホットプラグ
- 演習

メモリ管理と割り当て

-仮想メモリと物理メモリ
-メモリゾーン
-ページテーブル
--kmalloc（）
-無料のページを取得（）
--vmalloc（）
-スラブとキャッシュの割り当て
- 演習

キャラクターデバイス

-デバイスノード
-メジャー番号とマイナー番号
-メジャー/マイナー番号の予約
-デバイスノードへのアクセス
-デバイスの登録
--udev
-dev printk（）およびAssociates
-ファイル操作の構造
-ドライバーエントリポイント
-ファイルとiノードの構造
-その他のキャラクタードライバー
- 演習

カーネル機能

-カーネルのコンポーネント
-ユーザースペースとカーネルスペース
-システムコールとは何ですか？
-利用可能なシステムコール
-スケジューリングアルゴリズムとタスク構造
-プロセスコンテキスト
- 演習

ユーザー空間とカーネル空間の間の転送

-スペース間の転送
--put（get）user（）およびcopy to（from）user（）
-直接転送：カーネルI / Oとメモリマッピング
-カーネルI / O
-ユーザーページのマッピング
-メモリマッピング
--mmap（）のユーザースペース関数
-mmap（）のドライバーエントリポイント
-カーネルからファイルにアクセスする
- 演習

プラットフォームドライバー

-プラットフォームドライバーとは何ですか？
-主なデータ構造
-プラットフォームデバイスの登録
- 例
-ハードコードされたプラットフォームデータ
-新しい方法：デバイスツリー
- 演習

デバイスツリー

-デバイスツリーとは何ですか？
-デバイスツリーが実行することと実行しないこと
-デバイスツリーの構文
-デバイスツリーウォークスルー
-デバイスツリーバインディング
-ブートローダーでのデバイスツリーのサポート
-ドライバーでのデバイスツリーデータの使用
-古いドライバーの共存と変換
- 演習

割り込みと例外

-割り込みと例外とは何ですか？
-例外
-非同期割り込み
-MSI
-割り込みの有効化/無効化
-割り込み時にできないこと
-IRQデータ構造
-割り込みハンドラのインストール
- 演習

タイミング測定

-タイミング測定の種類
-ジフィー
-現在の時刻を取得する
-クロックソース
- リアルタイムクロック
-プログラム可能なインターバルタイマー
-タイムスタンプカウンター
-HPET
-ティックレスになる

カーネルタイマー

-遅延の挿入
-カーネルタイマーとは何ですか？
-低解像度タイマー機能
-低解像度タイマーの実装
-高解像度タイマー
-高解像度タイマーの使用
- 演習

ioctl

-ioctlとは何ですか？
-ioctlのドライバーエントリポイント
-ioctlの定義
- 演習

統合デバイスモデルとsysfs

-統合デバイスモデル
-基本構造
-実際のデバイス
-sysfs
-ksetとkobjectの例
- 演習

ファームウェア

-ファームウェアとは何ですか？
-ファームウェアのロード
- 演習

スリープおよび待機キュー

-待機キューとは何ですか？
-眠りにつくと目を覚ます
-スリープの詳細に移動
-排他的な睡眠
-ウェイクアップの詳細
-ポーリング
- 演習

割り込み処理：遅延可能関数とユーザードライバー

-上半分と下半分
-Softirqs
-タスクレット
-作業キュー
-新しいワークキューAPI
-カーネルスレッドの作成
-スレッド化された割り込みハンドラ
-ユーザースペースでの割り込み処理
- 演習

ハードウェアI / O

-メモリバリア
-I / Oメモリの割り当てとマッピング
-I / Oメモリへのアクセス

ダイレクトメモリアクセス（DMA）**

-DMAとは何ですか？
-DMAをユーザーに直接送信
-DMAと割り込み
-DMAメモリの制約
-DMAマスク
-DMA API
-DMAプール
-スキャッター/ギャザーマッピング
- 演習

メモリテクノロジーデバイス（フラッシュメモリファイルシステム）

-MTDデバイスとは何ですか？
-NAND vs. NOR vs. eMMC
-ドライバーおよびユーザーモジュール
-フラッシュファイルシステム

USBドライバー

-USBとは？
-USBトポロジ
- 用語解説
-エンドポイント
-記述子
-USBデバイスクラス
-LinuxでのUSBサポート
-USBデバイスドライバーの登録
-データの移動
-USBドライバーの例
- 演習

クロージングと評価サーベイ

- 評価サーベイ

カーネルアーキテクチャI

-UNIXおよびLinux **
-モノリシックカーネルとマイクロカーネル
-オブジェクト指向メソッド
-メインカーネルコンポーネント
-ユーザースペースとカーネルスペース

カーネルプログラミングプレビュー

-タスク構造
-メモリ割り当て
-ユーザースペースとカーネルスペース間でのデータの転送
-オブジェクト指向の継承-一種の
-リンクリスト
-ジフィー
- 演習

モジュール

-モジュールとは何ですか？
-ささいな例
-モジュールのコンパイル
-モジュールと組み込み
-モジュールユーティリティ
-自動モジュールロード
-モジュール使用回数
-モジュールライセンス
-シンボルのエクスポート
-シンボルの解決**
- 演習

カーネルアーキテクチャII

-プロセス、スレッド、およびタスク
-カーネルプリエンプション
-リアルタイムプリエンプションパッチ
- 演習

カーネルの構成とコンパイル

-カーネルソースのインストールとレイアウト
-カーネルブラウザ
-カーネル構成ファイル
-カーネル構築とMakefiles
--initrdおよびinitramfs
- 演習

カーネルスタイルと一般的な考慮事項

-コーディングスタイル
-一般的なカーネルルーチンとメソッドの使用
-カーネルパッチの作成
-まばら
-possible（）とlikely（）の使用
-ポータブルコードの記述、CPU、32/64ビット、エンディアン
-SMPの作成
-ハイメモリシステム向けの書き込み
- パワー管理
-セキュリティを念頭に置いて
- 演習

競合状態と同期方法

-並行性と同期の方法
-不可分操作
-ビット演算
-スピンロック
-Seqlocks
-プリエンプションの無効化
-ミューテックス
-セマフォ
-完了関数
-リードコピーアップデート（RCU）
-参照カウント
- 演習

メモリアドレッシング

-仮想メモリ管理
-MMUとTLBがあるシステムとないシステム
-メモリアドレス
-高メモリと低メモリ
-メモリゾーン
-特別なデバイスノード
-NUMA
-ページング
-ページテーブル
-ページ構造
- 演習

メモリ割り当て

-ページのリクエストとリリース
- バディシステム
-スラブとキャッシュの割り当て
-メモリプール
--kmalloc（）
--vmalloc（）
-早期割り当てとbootmem（）
-メモリの最適化
- 演習

2024 年 2 月

ジョンはとても上手に話し、情報をうまく伝えてくれました。このトレーニングの形式は非常にうまく機能します。「スライド」PDF の形式は優れた参考資料となり、優れています。

このコースでは、講義部分を強化するためのラボがあり、各章を独立して学習する時間が提供されることが気に入りました。私は以前、Linux カーネルドライバーを考えながら開発したことがあります。このコースは、ギャップを埋め、自分で開発した名前のないアイデアを整理するのに役立ちました。

私は qEmu 環境のものがとても気に入りました (実際のハードウェアがあれば最高でしたが)、エミュレーション層全体のインターフェイスはクールでした。ラボは、私の準備レベルを考えると難しかったですが、一度うまくいけば本当に素晴らしかったです。

これは、ドライバー開発がどのように機能するのかをより正式に理解するのに役立ち、以前よりも具体的な知識の基盤となりました。 QEMU を使用したラボは非常に賢明でした。

絵のクオリティも高く、講師の説明も素晴らしかったです。

Developing Embedded Linux Device Drivers (LFD435)

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