Cette formation à l’écriture de drivers pour Linux vous permettra de maîtriser les rouages de la programmation de pilotes pour Linux.

Au cours de cette formation, vous apprendrez :
- à développer des modules noyau,
- à manipuler les appels-système,
- à gérer la mémoire et les interruptions,
- à intégrer des drivers pour différentes catégories de périphériques (carte réseau, bus USB, etc.) et
- à construire un driver USB en parcourant l’ensemble du cycle de vie de l’implémentation.

Cette formation est destinée aux professionnel·le·s souhaitant développer des pilotes fiables et optimisés sur Linux.

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Pour préparer au mieux cette formation, vous pouvez consulter :
- notre formation Administration Système Linux pour la maîtrise de Linux en tant qu’utilisateur et
- notre formation Langage C qui sera utile pour aborder sereinement les aspects bas niveau du noyau.

Les objectifs

• Maîtriser les concepts et techniques de la programmation noyau sous Linux
• Analyser et intégrer des drivers pour différents types de périphériques
• Concevoir et optimiser des drivers performants et robustes

Pré-requis

• Connaissances utilisateur de Linux (installation, manipulation de base)
• Notions en langage C (syntaxe, compilation)
• Ordinateur portable à apporter

Le programme de la formation Écriture de drivers Linux

Jour 1 : Fondamentaux du noyau Linux et écriture de module

• Le noyau Linux et ses modules
  • Noyau Linux
    • modèle, versions, évolutions du kernel, modules
  • Développement en mode kernel
    • outils
    • compilation du noyau
    • programmation en mode kernel
  • Écriture de modules noyau
    • headers, macros, licences, messages, Makefile et dépendances
• Les appels-système de Linux
  • Appels-système
    • principe et suivi d’un appel-système
  • Environnement du noyau
    • contexte de tâche
    • espaces d’adressage et échanges
  • Système de fichiers /proc
    • ajout d’entrée
    • méthodes de lecture et d’écriture

Mises en pratique :
- manipulation de modules précompilés, écriture, compilation et test d’un module, tests de modules avec dépendances
- appels-système invoqués par une application, échange de données entre espace utilisateur et kernel

Jour 2 : Exploration de l’API interne du noyau et pilotes en mode caractères

• API interne du kernel
  • Fonctions habituelles de libC
    • chaînes, mémoire et fonctions mathématiques
  • Mise au point et débogage
    • warning
    • panic
  • Élements temporels
    • ticks, mesure du temps, attentes et actions différées
  • Gestion mémoire
    • allocation et gestion des pages
• Driver en mode caractères
  • Enregistrement d’un driver
    • principe, numéros, modèle de drivers et classes
  • Méthodes d’un driver
    • open(), close(), read(), write(), ioctl()
  • Synchronisation entre appels-système
    • nécessité d’une synchronisation
    • mutex

Mises en pratique :
- mesure de granularité d’horodatage, de précision des timers, appels-systèmes de bases, manipulation des adresses virtuelles, physiques et de pages mémoire
- numéros majeur-mineur, appel des méthodes du driver, classe personnalisée, écriture d’un driver simple, implémentation d’un ioctl()

Jour 3 : Accès au matériel, interruptions et drivers réseau

• Accès au matériel
  • Entrées-sorties
    • ports dédiés, mapping en adresses virtuelles, GPIO et bus PCIe
  • Interruptions
    • contexte d’interruption et handlers
    • activation et désactivation
    • routine de service
  • Traitement différé
    • tasklet, workqueue et threaded interrupt
  • Synchronisation et attente d’événement
    • spinlock() et wait_queue
    • méthodes bloquantes et non-bloquantes
  • Projection mémoire
    • méthode mmap()
    • DMA
• Driver réseau
  • Périphérique réseau
    • interfaces, protocoles, enregistrement et adressage
  • Driver réseau
    • enregistrement, activation, socket buffer, statistiques d’utilisation

Mises en pratique :
- interactions par GPIO, écriture d’un handler d’interruption, driver virtuel en mode caractère, synchronisation par mutex et spinlock, utilisation d’une waitqueue, implémentation de mmap()
- enregistrement d’un driver netdev miroir, gestion des statistiques

Jour 4 : Drivers USB

• Utilisation d’un bus
  • Le sous-système USB
    • principe
    • environnement USB Core
  • Implémentation d’un driver USB
    • enregistrement, identifiants, endpoints, classes, URB
• Discussions libres sur l’ensemble des thèmes abordés

Mises en pratique :
- communication avec un bus USB, énumération, écriture et lecture vers un device USB
- Expérimentations libres suivant les demandes des participants

Le(s) formateur(s)

A propos de Human Coders

Human Coders c'est un centre de formation pour développeurs avec :

• une certification Qualiopi, indispensable pour que vous puissiez obtenir des aides au financement via votre OPCO
• de nombreux clients qui nous font confiance depuis des années
• un manifeste pour garantir des formations à taille humaine, des formateurs passionnés, de véritables workshops...
• 153 formations au catalogue, 1629 sessions depuis nos débuts en 2012 avec une moyenne de satisfaction de 4,6/5
• la possibilité de vous proposer un accompagnement personnalisé ou du conseil après la formation