トレーニング > IoT&組み込み開発 >組み込みLinuxデバイスドライバーの開発(LFD435)
インストラクター主導のコース

Developing Embedded Linux Device Drivers (LFD435)

このインストラクター主導のコースは、経験豊富なプログラマーに組み込みLinuxシステム用のデバイスドライバーを開発する方法を示し、Linuxカーネルの基本的な理解と知識を与えることを目的としています。 RISC-Vベースのエミュレートされた開発ターゲットを備えたハンズオンラボにより、学生はクラスで学んだことを実践できます。

対象者

このコースは、組み込みLinuxシステム用のデバイスドライバーを開発する必要がある経験豊富な開発者を対象としています。
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学習内容

この資料を習得すると、Linuxで使用されるさまざまな種類のデバイスドライバーに慣れ、デバイスドライバーを作成するときに使用される適切なAPIの多くが紹介されます。これらの概念を説明するためのラボはすべて、ARMハードウェアで実行され、組み込みターゲット用のドライバーのクロスコンパイルと開発に慣れ親しむことができます。
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身につく知識

このコースでは、組み込みLinuxシステム用のデバイスドライバーを開発する準備を行います。
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おもなテーマ
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はじめに
- 目的
- あなたについて
- The Linux Foundation
- Linux Foundationトレーニング
- 認証プログラムとデジタル 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
- 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
-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
-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
-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
-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
まとめと評価サーベイ
- 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

**
これらのセクションは、部分的にまたは全体を
オプションとして考えることができます。これらのセクションには、
背景となる参考資料、専門的なトピック、または高度なテーマが含まれています。
講師は、教室での経験や時間の制約に応じて、
これらをカバーするかしないかを選択することができます。
前提条件
このコースを最大限に活用するには、次のものが必要です。

モジュールの作成、コンパイル、ロード、アンロード、同期プリミティブの使用方法、LFD420(Kernel Internals and Development)が提供するメモリの割り当てと管理の基本など、基本的なカーネルインターフェイスとメソッドの知識。クラスの前に、クラス前の準備資料が提供されます。

レビュー
2022年1月
私は業界の専門家から学ぶことを楽しんだ。素敵な本、フレンドリーなクラスメート、そして教室の環境はとても素敵でした。
2022年1月
トレーナーの専門知識。彼は、デバイスツリーなどのトピックの重要性をより強調していました。
2022年1月
インストラクターは非常に知識が豊富で、フレンドリーで、忍耐強く、情報を非常によく伝えていました。コースは私に作業するための素晴らしいベースライン知識を与えてくれました。レッスンを頭の中に完全に定着させるために、自分の時間で練習する必要があります。
2021年11月
あらゆる種類のドライバーと内部の良好なカバレッジ。
2021年11月
トムの説明に感謝します。トピックについて読むことは1つのことですが、それを説明し、重要なことやそれほど多くないことを指摘できる経験のある人がそこにいることは間違いなく価値があります。
2021年11月
インストラクターは非常に魅力的で、問題のあるラボでは非常に役に立ちました。彼は彼自身の経験からの資料に追加しました。それは、実際のことと、演習の目的で考案された例とを話しているので、私は個人的に高く評価しています。
2021年11月
ラボのリソースとソリューション(ラボ)の実装方法。環境のセットアップとmakeファイルの作成に費やされる時間の多くが節約され、ドライバーの学習と開発に集中することができました。
2021年11月
素晴らしいクラス!
2021年11月
トレーナーの知識とコミュニケーションのスタイル。
2021年11月
ツールを使用してインストラクターを観察します。
2021年11月
練習と素材の構造、そしてもちろんベハンは素晴らしいインストラクターです。
2021年11月
インストラクターの詳細と専門知識。
2021年4月
インストラクターは明らかにプロであり、彼は私たちのすべての質問に完全に答える方法を知っていました。さらに、qemuエミュレーションは素晴らしく、非常に役立ちました。
2021年4月
インストラクターは素晴らしかったです!ラボもとても良く、コースブックもよく書かれています。
2021年3月
インストラクターは素晴らしかった。 Linuxでの資料に含まれていない例を示すことで、さらに上を行きました。
2021年3月
十分な深さ;非常に多くのラボで講義を分割できてうれしいです。