1
Presentación del núcleo
- Visión general del sistema y función del núcleo.
- Sitios de referencia.
- Características específicas de los núcleos 3.x y 4.x.
- Ciclos de desarrollo del núcleo, parches.
- Modo de funcionamiento (supervisor y usuario). Llamadas al sistema.
- Organización de fuentes (Include/linux, Arch, Kernel, Documentación, etc.).
- Principio de compilación del núcleo y los módulos.
- Dependencias y símbolos.
- Exportación de símbolos.
- Carga del núcleo (soporte, argumentos, etc.).
Trabajo práctico
Compilación e instalación de un kernel 3.x.
2
Herramientas que puede utilizar
- Herramientas de desarrollo (Gcc, Kbuild, Kconfig y Makefile, etc.).
- Herramientas de depuración (GDB, KGDB, ftrace, etc.).
- Entorno de depuración (Linux Trace Toolkit, etc.).
- Herramienta de gestión de versiones (Git, etc.).
- Rastrea las llamadas al sistema (ptrace...).
Trabajo práctico
Instalar todas las herramientas y fuentes para generar un módulo para el kernel. Configurar el sistema para que cargue los módulos automáticamente al arrancar. Escribir y probar módulos sencillos.
3
Gestión y programación de hilos
- Los diferentes tipos de periféricos.
- Contextos de funcionamiento del núcleo. Protección de variables globales.
- Representación de hilos (estado, estructura task_stru, thread_info, etc.).
- Hilos, contexto de ejecución.
- El planificador de Linux y la preferencia.
- Crear un hilo del núcleo (kthread_create, wakeup_process...).
Trabajo práctico
Crear un módulo que cree un hilo del kernel durante la inserción y lo descargue durante rmmod. Escribir un módulo de registro de tiempo de eventos de alta precisión. Escribir un módulo que proporcione información sobre las estructuras internas de los procesos.
4
Gestión de memoria, tiempo y proc
- Organización de la memoria para arquitecturas UMA y NUMA.
- Espacio de direcciones del usuario y del núcleo.
- Busca personas a la carta.
- Asignaciones de memoria, buddy allocator, kmalloc, slabs y memory pools.
- Gestión del acceso a la memoria (cachés y MMU).
- Problemas relacionados con la sobrerreserva de memoria.
- Gestión de memoria en x86 y ARM, uso de Hugepages.
- Optimización de las llamadas al sistema (IAPX32, VDSO).
- Sincronización y espera en el núcleo, colas de espera, mutexes y finalizaciones.
- Ticks y jiffies en Linux.
- Reloj en tiempo real (RTC), implementación de temporizadores.
- Interfaz de temporizador de alta resolución, sellos.
- Herramientas específicas del núcleo, listas enlazadas, kfifo y container_of.
- La interfaz del núcleo con /proc a través de procfs.
Trabajo práctico
Uso de temporizadores y marcas de tiempo. Implementación del acceso procfs. Implementación de la asignación de memoria en el kernel y optimización mediante slabs.
5
Dispositivo en modo carácter
- Escritura de controladores de dispositivos de caracteres.
- VFS (Sistema de archivos virtual).
- Métodos asociados a los periféricos de caracteres.
- Gestión de las interrupciones DMA y acceso al hardware.
- Registro y optimización de controladores de dispositivos de caracteres.
Trabajo práctico
Escritura progresiva de un controlador periférico en modo carácter. Implementación de la sincronización de E/S entre hilos y con la rutina de interrupción. Implementación de la asignación de memoria.
6
Marco de controladores de Linux - sysfs
- Presentación del marco, kobject, kset y kref.
- Controlador, controlador de dispositivo, bus y objetos de clase.
- Uso y generación de atributos presentados en sysfs.
- Interfaz con métodos de conexión en caliente, emparejamiento, sondeo y liberación.
- Gestión del firmware.
- Gestión de la energía, métodos de gestión de la energía.
Trabajo práctico
Implementación de un bus, un controlador y un controlador de dispositivo. Adaptación del controlador de dispositivo de caracteres. Ejemplo de uso de la interfaz.
7
Periféricos y sistemas de archivos en modo bloque
- Principio de los periféricos en modo bloque. Registro de controladores.
- Llamada de retorno de lectura y escritura. Soporte para formateo y operaciones avanzadas.
- Programador de E/S en bloque para el núcleo.
- Diseño de sistemas de archivos.
- Registro de un nuevo sistema de archivos.
Trabajo práctico
Ejemplo de controlador de dispositivo virtual completo. Ejemplo de un sistema de archivos personalizado.
8
Interfaces y protocolos de red
- Gestión de interfaces de red en Linux.
- Uso de skbuff.
- Ganchos Netfilter.
- Integración de un protocolo.
Trabajo práctico
Ejemplo de controlador de red para un dispositivo virtual. Implementación del protocolo de red.
9
Controladores para periféricos USB
- Principio de los periféricos USB. Interfaz con el módulo USB-core.
- Interacción del dispositivo con el núcleo Linux.
- Construcción de un URB (bloque de solicitud USB).
- Aparatos USB.
Trabajo práctico
Registro de un controlador USB. Escritura de un controlador en modo isócrono.
4d
- 28h 
Descargar en formato pdf
Compartir este curso por correo electrónico
