Linux内核开发与调试课程

  课程天数：2天

  课程介绍

     关于LINUX的资料浩如烟海，学习LINUX的途径也有很多，如何才能在比较短的时间里获得一个比较大的提升呢？本着生动有趣、理论与实践密切结合的原则，本课程独辟蹊径，使用调试之剑披荆斩棘，带你闯荡纷繁复杂的LINUX世界。以格物的精神，钻研代码，深挖LINUX系统的核心机制，今日求得一理，明日再求得一理，步步推进。

  课程收益

旨在实现三大目标：

     1、深入理解LINUX操作系统的基础设施和核心机制；

     2、学习开发LINUX程序（内核模块和应用程序）的工具和方法；

     3、学习LINUX平台上的调试工具和调试典型问题的方法。

  培训对象

     嵌入式系统开发工程师、系统移植工程师；

  课程大纲

第一单元：从Linus说起--LINUX概览

Linux内核演进过程；解析内核源代码树；内核文档；内核中的汇编代码；重要的内核模块；Linux各个发行版本及其特点的简要介绍；Linux的特点及相对于Windows的优势与劣势；学习Linux内核的方法；

第二单元：LINUX进程管理 

进程和地址空间，虚拟内存原理，Page Fault，系统调用（vdso），内核态的关键组件，用户态的关键组件（libc），关键的系统进程；

第三单元：内核开发环境和工具

Linux下的常用开发工具（gnu c/c++, make）；编辑及代码工具（vim，emacs，Eclipse）；调试工具（gdb, kgdb）; 高效率开发环境（putty + Source Insight）; makefile深度解析；重新构建内核；

第四单元：内核模块

内核模块的结构；module_init();module_exit(); 模块参数；模块的描述信息（License，版本）；编写Makefile；构建模块；加载模块；卸载；检查模块所依赖的内核函数；参见问题调试；

试验：修改和构建内核模块

自己动手用C语言编写一个内核模块，加载和测试；

第五单元：LINUX文件系统

“一切皆文件”；文件系统架构，组成；文件操作；设备文件系统；调试文件系统；Linux文件系统下重要目录及文件（etc，proc，sys，dev，lib，include）；

第六单元：LINUX设备模型

字符设备，文件操作，read和write，ioctl，与应用程序通信；设备文件系统；poll和select；阻塞型I/O；块设备；blk.h；可移动设备；可分区设备；

第七单元：GDB和KDB/KGDB

GDB简介，GDB版本，GDB的架构和工作原理，ptrace，命令类型，命令语法，常用命令，调试符号，DWARF，符号文件，ELF结构，readelf，寻找符号的方法，栈回溯（bt），软件断点、硬件断点，复杂的断点命令，控制线程；KDB；加载内核符号；/proc/kcore；

第八单元：信号和异常处理

UNIX中的信号；信号处理; 信号一览，信号处理器，信号的分发和处理过；案例解析：segmentation fault；

第九单元：LINUX调优基础与vTune工具

困难性，性能目标示例，衡量性能的技术指标，测试性能的两种基本方法，Sampling、Instrumentation，典型的分析方法；

vTune：背景，版本历史，工作原理，主要功能，Hotspot分析，符号文件和符号文件设置，与Eclipse的集成，演示，指标解释；

第十单元：调试内核PANIC

系统崩溃概览，系统PANIC的过程，包括产生call stack和寻找函数符号的方法，导致PANIC的常见原因，Panic输出信息逐项解析，真实案例演示；Core Dump简介，工作原理，产生过程，失败的原因，使用GDB分析Core dump，真实案例演示；