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
すべて展開
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はじめに
- 目的
- あなたについて
- The Linux Foundation
-著作権および機密情報なし
- 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
-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
-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9月
ドライバー開発において、私がよく知らなかった多くのトピックを紹介してくれました。
2022年9月
トムは私のランダムな質問や、私が詳細を尋ねた質問に答えるのに素晴らしい仕事をしてくれました.彼は明らかに非常に知識が豊富ですが、私のようにこの分野で非常に新しい人々にこれらの概念を伝えることができます.
2022年9月
ハンズオンコンテンツは素晴らしく、説明責任のメカニズムを提供し、トピックの学習に専念することができました。
2022年9月
デバイス ドライバーについてよく理解できました。また、何か問題が発生した場合に備えて、参照リンクのリストも充実しています。インストラクターもクラスを非常に熱心に保つことができました。
2022年9月
ラボが提供するソリューションは、実際にやって学ぶことにも、将来の参考資料を得るためにも非常に役立ちます。
2022年8月
Linux ドライバー開発の「落とし穴」について多くのことを学びました。戻って、後で演習を行い、十分に理解できるように感じます。
2022年8月
インストラクターは、トピックについて非常に知識が豊富で経験豊富です。資料は膨大で、多くの概念をカバーしています。ラボもとても気に入りました。
2022年8月
何よりもまず - 実際の例があります!関連する概念について話すだけでなく、実際のコードを見ることができたのは素晴らしいことでした。インストラクターはまた、クラスに合わせて特定のことをうまく調整しました-学生の経験や興味に基づいて物事を変えました。最後に、授業中にラボの多くを探索することができなかったので、ラボがクラス自体の外で利用できるようになるという事実に本当に感謝しています。
2022年8月
ドライバーの理解を深め、より詳細な情報を得るためにどこを見ればよいかを学びます。
2022年8月
すべてが素晴らしく、驚くべきものだったと思います。私が尋ねたすべての質問は非常に詳細に答えられました。演習は非常によく準備されていました。これは、私たちが専門的な仕事を構築し始めるための基礎となるためです。インストラクターの知識と、私たちの質問に答える意欲。トレーニングマニュアルは非常によく書かれていました。エイドリアンは私の質問に答えてくれました。たとえ彼らが夜遅く、コースの始まりに近づいていたとしてもです。スライドには、多くの画像と視覚情報が含まれていました。