LINUX嵌入式系统开发与调试

开发编程 / 2020-04-26 11:30:07
LINUX嵌入式系统开发与调试
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    张银奎  业内资深工程师、内核调试专家  >

    《软件调试》一书的作者，《程序员》杂志调试之剑栏目作者，高端调试网站（ADVDBG.ORG）的创始人；

    毕业于上海交通大学信息与控制工程系，长期从 事软件开发和研究工作，对 IA-32 架构、操作系统内核、驱动程序、尤其是软件调试有较深入研究。从 2005 年开始公开讲授“Windows 内核及高级调试”课程，曾在微软的 Webcast 和各种技术会议上做过《Windows Vista 内核演进》、《调试之剑》（2008 年中国软件技术大会）、《感受和思考调试器的威力》 （CSDN SD2.0大会）、 《Windows启动过程》、 《如何诊断和调试蓝屏错误》、 《Windows体系结构——从操作系统的角度》（以上三个讲座都是微软 “深入研究 Windows 内部原理系列”的一部分）等。翻译（合译）作品有《观止——微软创建 NT 和未来的夺命狂奔》、《数据挖掘原理》、《机 器学习》、 《人工智能：复杂问题求解的结构和策略》等。

    课程内容

    本着理论与实践密切结合的原则，本培训旨在实现三大目标：

    • 通过深入浅出的介绍通讯设备(交换机、路由器)操作系统历史,现状以及对该领域未来展望,使学员对通讯设备软件生态环境有初步的认识；
    • 通过对Linux操作系统历史及各发行版本的介绍,Li 使学员对Linux有更深入的了解;系统介绍 Linux 环境下开发所需理论,技术,开发工具及调试方法,并借助真实案例,现场操
    • 借助调试工具和真实案例，深化对栈、堆、线程同步、异常处理等基本软件设施的认识,提高学员对 Linux 开发的深入理解和快速排错的能力。本培训由 《软件调试》和《格蠹汇编》两本书的作者与 LINUX 系统专家王科平工程师一起授课。

    课程形式

    讲解   +   真实案例演示   +   动手实验

    课程大纲

    第一部分：通信设备（交换机、路由器）上主流操作系统 （1 小时）
    通讯设备主流操作系统介绍:历史,现状及未来展望; 老牌系统 VxWorks 与当红系统 Linux
    的全方位对比. 重点介绍基于 Linux 系统的多个实时操作系统,如 OpenWRT, dd-wrt
    第二部分：LINUX 简要介绍 （0.5 小时）
    Linux 的诞生及演进；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
    第三部分：Linux 文件系统 （1 小时）
    Linux 文件系统下重要目录及文件（etc，proc，sys，dev，lib，include）；
    第四部分：LINUX 核心特征 (1.5 小时)
    内核版本（演进过程），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，学习 LINUX 的方法，源
    代码树结构
    第五部分：工具介绍与准备（1.5 小时）
    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）
    第六部分：Linux C 语言开发精要（1 小时）
    Libc; 神奇的指针；进程与线程; 信号处理; 文件 io; socket 编程; makefile 深度解析；
    试验 1：构建一个网络通信程序 （0.5 小时）
    自己动手用 c 语言编写一个通信程序，学会掌握用 vim 和 gedit 写代码
    尝试通过 gcc 命令行生成 a.out，生成指定的可执行程序
    尝试写一个 makefile 来通过 make 来 build 
    第七部分：GDB 精要（1.5 小时）
    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
    第八部分：调试应用程序崩溃（1.5 小时）
    用户态模块，/proc 文件，libc，信号，段错误（Segmentation fault），三种调试方法：
    dmesg + map 文件，插入代码 JIT 调试，GDB 交互式调试，真实案例演示和现场解析（观察
    栈，函数原型，空指针）
    第九部分：LINUX SHELL 编程与常用工具 （1 小时）
    Shell 编程基础：常量与变量，流程控制；输入输出，管道与重定向；常用工具：diff；sed
    & awk; grep; 
    第十部分：LINUX 调优基础与 vTune 工具（1 小时）
    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
    第十一部分：调试内核 PANIC（1 .5 小时)
    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


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