> Formations > Technologies numériques > Systèmes d'exploitation > Linux, Unix, Mac OS > Formation Linux, drivers et programmation noyau > Formations > Technologies numériques > Formation Linux, drivers et programmation noyau

Linux, drivers et programmation noyau

Linux, drivers et programmation noyau

Télécharger au format pdf Partager cette formation par e-mail 2


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.


Inter
Intra
Sur mesure

Cours pratique en présentiel ou en classe à distance

Réf. LDI
Prix : 2490 € H.T.
  4j - 28h
Pauses-café et
déjeuners offerts




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.

Objectifs pédagogiques
À l’issue de la formation, le participant sera en mesure de :
  • 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

Public concerné
Développeurs Linux/Unix.

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

Programme de la formation

Présentation du noyau

  • Vue d'ensemble du système et rôle du noyau.
  • Les sites de référence.
  • Spécificités des noyaux 3.x et 4.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...).
Travaux pratiques
Compilation et installation d'un noyau 3.x.

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...).
Travaux pratiques
Installer l'ensemble des outils et des sources pour générer un module pour le noyau. Configurer le système pour effectuer le chargement automatique de module au boot. Ecriture et test de modules simples.

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...).
Travaux pratiques
Créer un module qui crée un thread noyau lors de l'insertion et le décharge lors du rmmod. Ecriture d'un module d'horodatage d'événements à haute précision. Ecriture d'un module d'information sur les structures internes des processus.

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.
Travaux pratiques
Utilisation des timers et des estampilles. Implémentation d'un accès au procfs. Mise en œuvre de l'allocation mémoire dans le noyau et optimisation à l'aide des slabs.

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.
Travaux pratiques
Ecriture progressive d'un pilote périphérique en mode caractère. Implémentation des synchronisations d'entrée-sortie entre threads et avec la routine d'interruption. Implémentation de l'allocation mémoire.

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.
Travaux pratiques
Implémentation d'un bus, d'un driver et d'un device driver. Adaptation du pilote de périphériques caractère. Exemple d'utilisation de l'interface.

Périphérique en mode bloc et systèmes de fichiers

  • 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.
Travaux pratiques
Exemple de pilote complet de périphérique virtuel. Exemple d'un système de fichiers personnalisé.

Interfaces et protocoles réseau

  • Gestion des interfaces réseau sous Linux.
  • Utilisation des skbuff.
  • Les hooks netfilter.
  • Intégration d'un protocole.
Travaux pratiques
Exemple de driver réseau pour périphérique virtuel. Implémentation de protocole réseau.

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.
Travaux pratiques
Enregistrement d'un driver USB. Ecriture d'un driver en mode isochrone.


Modalités pratiques
Travaux pratiques
Les nombreux exercices et études de cas progressifs seront réalisés sur un réseau de serveurs Linux. Tous les programmes réalisés en TP existent sous forme de squelettes que les participants complètent eux-mêmes.

Modalités d'évaluation
Le formateur évalue la progression pédagogique du participant tout au long de la formation au moyen de QCM, mises en situation, travaux pratiques…
Le participant complète également un test de positionnement en amont et en aval pour valider les compétences acquises.

Solutions de financement
Pour trouver la meilleure solution de financement adaptée à votre situation : contactez votre conseiller formation.
Il vous aidera à choisir parmi les solutions suivantes :
  • Le plan de développement des compétences de votre entreprise : rapprochez-vous de votre service RH.
  • Le dispositif FNE-Formation.
  • L’OPCO (opérateurs de compétences) de votre entreprise.
  • Pôle Emploi sous réserve de l’acceptation de votre dossier par votre conseiller Pôle Emploi.
  • Le plan de développement des compétences de votre entreprise : rapprochez-vous de votre service RH.
  • Le dispositif FNE-Formation.
  • L’OPCO (opérateurs de compétences) de votre entreprise.
  • Pôle Emploi sous réserve de l’acceptation de votre dossier par votre conseiller Pôle Emploi.

Avis clients
4,6 / 5
Les avis clients sont issus des évaluations de fin de formation. La note est calculée à partir de l’ensemble des évaluations datant de moins de 12 mois. Seules celles avec un commentaire textuel sont affichées.
ASHLEY L.
22/03/22
5 / 5

Contenu dense, satisfaisant. Rythme parfois rapide sur des sujets un peu complexe.
ANTHONY M.
22/03/22
5 / 5

Très bonne formation. Vraiment intéressante.
THOMAS A.
14/12/21
5 / 5

Formation complète avec beaucoup de pratiques et de démonstrations pour imager les propos.




Horaires
En présentiel, les cours ont lieu de 9h à 12h30 et de 14h à 17h30.
Les participants sont accueillis à partir de 8h45. Les pauses et déjeuners sont offerts.
En classe à distance, la formation démarre à partir de 9h.
Pour les stages pratiques de 4 ou 5 jours, quelle que soit la modalité, les sessions se terminent à 15h30 le dernier jour.

Dates et lieux
Pour vous inscrire, sélectionnez la ville et la date de votre choix.
Du 9 au 12 août 2022
FR
Classe à distance
S’inscrire
Du 9 au 12 août 2022 *
FR
Paris La Défense
Session garantie
S’inscrire
Du 15 au 18 novembre 2022 *
FR
Paris La Défense
Session garantie
S’inscrire
Du 15 au 18 novembre 2022
FR
Classe à distance
S’inscrire