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   :description: Formation noyau Linux
   :keywords: Linux, kernel, noyau, driver, programmation


Formation noyau Linux
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.. admonition:: Résumé

   Cette formation comprends une partie théorique sur le fonctionnement
   interne du noyau et une mise en pratique à l'aide d'exercices simples
   et le développement d'un driver.

.. image:: img_tux.png
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* Programmation Linux noyau

 * Outils de développement

   * Débuguer avec GDB, KGDB, Ltt...
   * L'environnement de compilation du noyau et des modules
   * Kbuild et Kconfig

 * L'initialisation 

   * Le chargement du noyau
   * Points d'entrée du BSP
   * Utilisation d'un *Device Tree*

 * Securisation du noyau, *Module signing*, *lockdown*

* Eléments essentiels de programmation noyau

 * Qu'est-ce qu'un process, un thread
 * L'ordonnancement des threads
 * Contexte de thread et contexte d'interruption
 * Les processeurs multi-scalaires, *pipelines* et barrières
 * La gestion des caches

   * Cache et synchronisation mémoire
   * L'influence des caches sur l'ordonnancement, cluster scheduler, POSIX
   * L'influence des caches sur l'écriture d'applications multi-thread
   * Optimisations, Cache Allocation Technilogy, Tightly Coupled Memory

 * Topologies multi-processeur et multi-coeur, les *spinlocks*
 * La synchronisation des threads
   
   * Les *wait-queues* et les *works*
   * Les *mutex* et les *completion*

* Gestion mémoire

 * Les architectures mémoire uniformes et non-uniformes (UMA/NUMA)
 
   * NUMA et ordonnancement
   * NUMA et périphériques

 * Mémoire physique et mémoire virtuelle: la *MMU*
 * Allocation mémoire dans le noyau *kmalloc* et *vmalloc*
 * Optimisations par les *slabs* et les *pools*
 * Spécificités liées aux multi-processeur
 * Gestion de la mémoire utilisateur

* Linux Device Driver Framework

 * Le coté objet de Linux, kobjects, kref
 * Qu'est-ce qu'un Bus, un device, un drivers ou une classes
 * Le hotplug
 * Les spécificités architecturales, le PCI

* L'accès au matériel

 * La notion de temps dans le noyau, les horloges
 * Les timers, timeout et les timers haute résolution
 * La gestion des interruptions, les *tasklet* et les *softirq*
 * DMA *Direct Memory Access*, *IOMMU* et synchronisation de cache
 * Différents types de périphériques

* Les Périphériques caractères

 * Ecriture d'un pilote de périphérique en mode caractère
 * Les callbacks de la file_operations
 * Extensions de l'interface d'enregistrement d'un device
 * Le device *misc*

* Les disques

 * Les périphériques bloc
 * Les elevators

* Interfaces et protocoles réseau

 * Gestion des interfaces réseau sous Linux
 * Les socket buffers *skbuf*
 * Implémentation et options de la pile IPv4 sous Linux

* Autres drivers

 * Gestionnaire de périphérique USB
 * Input Subsystem
 * Les GPIO
 * L'interface cryptographique