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Formation Linux – Niveau Expert : Programmation Noyau et Ecriture de Drivers Linux

Niveau :

Satisfaction de nos apprenants en 2024 : 98%
Taux d’assiduité : 100%

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Contexte de la formation

Vous cherchez à maîtriser l’écriture de drivers et la programmation du noyau Linux ? Vous souhaitez approfondir vos compétences dans l’utilisation de l’un des systèmes d’exploitation les plus utilisés au monde ? Plongeons alors dans le passionnant univers de la formation Écriture de Drivers et Programmation Noyau Linux.

Dans le domaine de l’informatique, la maîtrise du système d’exploitation Linux est une compétence essentielle. Utilisé dans une multitude de systèmes, des serveurs aux dispositifs embarqués, Linux se distingue par sa flexibilité et son efficacité. Le noyau Linux, responsable de la gestion des ressources matérielles et des processus, est au cœur de cet écosystème. L’écriture de drivers et la programmation du noyau sont des compétences avancées qui permettent de développer des fonctionnalités personnalisées et d’optimiser les interactions matérielles. Ces compétences sont particulièrement recherchées dans des secteurs tels que les télécommunications, l’automobile ou l’IoT (Internet des Objets), où la capacité à écrire des drivers personnalisés et à optimiser le noyau pour différentes architectures matérielles est hautement valorisée.

C’est là qu’Entre en scène la formation Écriture de Drivers et Programmation Noyau Linux.

Avec Expertisme, Organisme de Formation certifié QUALIOPI, vous allez découvrir les bénéfices concrets et immédiats de cette formation. Que vous soyez un professionnel cherchant à renforcer ses compétences en informatique, ou un passionné désireux d’explorer les profondeurs de Linux, cette formation est faite pour vous. Votre Formateur Expert Métier vous guidera à travers l’architecture et les mécanismes internes du noyau Linux, vous initiera à l’écriture de drivers et vous permettra de maîtriser des aspects avancés tels que la gestion de la mémoire, les interruptions et les interfaces d’entrée/sortie. Vous apprendrez également à diagnostiquer et résoudre des problèmes complexes liés aux modules du noyau et à intégrer des pratiques de programmation sécurisées et efficaces pour le développement de code noyau. Tout cela, dans un format de formation flexible et efficace, conçu pour s’adapter à vos besoins et à votre rythme.

N’attendez plus pour booster votre carrière et vous démarquer dans votre domaine. En choisissant de suivre la formation Écriture de Drivers et Programmation Noyau Linux d’Expertisme, vous élargirez vos compétences, renforcerez votre employabilité et vous placerez au premier plan dans le monde de l’informatique. Il est temps d’agir maintenant, de saisir cette opportunité et de vous lancer dans une aventure d’apprentissage enrichissante.

À qui s’adresse cette formation ?

Cette formation s’adresse à des professionnels de l’informatique ayant déjà une solide base en programmation et souhaitant approfondir leurs compétences dans le domaine de l’écriture de drivers et de la programmation noyau Linux. Elle est particulièrement pertinente pour les développeurs système, les ingénieurs en logiciel embarqué ou les experts en informatique industrielle. Les administrateurs systèmes souhaitant obtenir une meilleure compréhension du fonctionnement interne de Linux peuvent également en tirer profit. Idéalement, les participants devraient avoir une expérience préalable en programmation C, ainsi qu’une connaissance de base du système d’exploitation Linux. Cette formation peut aussi intéresser les enseignants en informatique désireux d’élargir leur champ de compétences.

Objectifs

Comprendre et analyser le fonctionnement interne du noyau Linux
Développer des pilotes de périphériques robustes et efficaces en utilisant les outils de développement noyau
Maîtriser les aspects avancés d’un driver de périphérique, y compris la gestion de la mémoire et l’interaction avec le système d’exploitation
Identifier et résoudre les problèmes liés aux pilotes de périphériques en utilisant des techniques de débogage
Appliquer les connaissances acquises pour travailler efficacement avec les périphériques réseau et USB sous Linux.

Programme

1. PROGRAMMER POUR LE NOYAU LINUX
- Introduction au noyau Linux et aux modules : modèle, version, licence GPL, développement du kernel, appels-système, modules.
- Travaux pratiques : Observation des appels-système invoqués par des applications et commandes utilisateur. Manipulation des modules précompilés.
- Exploration des outils de développement noyau : sources, compilation noyau et modules, écriture et compilation de modules, cross-compilation, messages, dépendances.
- Travaux pratiques : Compilation et installation d’un noyau. Écriture de module simple. Intégration dans le noyau. Paramètres de boot. Cross-compilation sur Raspberry Pi.
- Étude de l’API du noyau : chaînes, blocs mémoire, fonctions numériques et conversions, éléments temporels et actions différées, préemptibilité du noyau.
- Travaux pratiques : Écriture d’un module d’horodatage. Chronométrage des phases de boot. Mesure de précision d’horloge. Mesure de durée d’appel-système.
- Compréhension de l’environnement du noyau : tâches et processus current, espaces d’adressage, dialogue avec /proc.
- Travaux pratiques : Écriture d’un module d’information sur les structures internes des processus. Écriture d’un module d’horodatage via /proc. Test sur Raspberry Pi.
2. ÉCRITURE D'UN DRIVER LINUX
- Principes de l’écriture d’un pilote de périphérique : principes, numéros majeurs et mineurs, classes de périphériques, enregistrement du driver, fonctions de lecture et écriture.
- Travaux pratiques : Manipulation des fichiers spéciaux. Réservation de numéro majeur. Enregistrement de périphérique. Écriture d’un driver simple.
- Exploration des appels-systèmes et I/O : Paramétrage par ioctl. Synchronisation d’appels-système par mutex. Accès matériel. Ports d’entrée-sorties. GPIO sur carte embarquée.
- Travaux pratiques : Mise en évidence de la nécessité des mutex. Écriture d’un driver d’entrée-sorties sur GPIO du Raspberry Pi.
- Gestion d’interruptions : contextes d’exécution, installation d’un handler, traitement différé (tasklet, workqueue et threaded interrupts).
- Travaux pratiques : Écriture d’un gestionnaire d’interruption sur interruption clavier PC et sur GPIO du Raspberry Pi. Visualisation des threadeds interrupts.
- Interactions entre appels-système et interruptions : protection des variables globales (spinlock), attentes d’événements (waitqueue), appels-système bloquants.
- Travaux pratiques : Influence des priorités temps-réel sur les threads d’interruption. Mesure de temps de latence des interruptions du Raspberry Pi.
3. ASPECTS AVANCÉS D'UN DRIVER DE PÉRIPHÉRIQUE
- Entrées-sorties avancées : multiplexage d’entrée-sorties (select et poll), principes des transferts de données par DMA.
- Travaux pratiques : Création d’un périphérique file de messages virtuel implémentant plusieurs appels-système. Implémentation de select sur des entrées GPIO.
- Gestion de la mémoire : allocation et libération de mémoire (kmalloc, vmalloc, get_free_pages, kmem_cache), projections (mmap).
- Travaux pratiques : Expériences sur la projection mémoire en espace utilisateur. Allocations mémoire maximales.
- Périphériques blocs et VFS : principes, enregistrement, disque générique, file de requêtes, partitionnement, sous-système Block, i/o scheduler, Virtual File System.
- Travaux pratiques : Écriture d’un driver de disque virtuel. Partitionnement, formatage et montage de disque virtuel. Observation des effets des caches-disques du VFS.
- Périphériques PCI Express : principe, détection et enregistrement de driver, Base Address Registers, interruptions classiques et MSI.
- Travaux pratiques : Étude d’un driver PCIe de pilotage d’une carte à FPGA.
4. PÉRIPHÉRIQUES RÉSEAU ET USB
- Périphériques réseau : interfaces bas-niveau et protocoles réseau, périphérique net_device, enregistrement, activation, émission et réception de paquets.
- Travaux pratiques : Écriture progressive d’un driver pour périphérique virtuel permettant l’utilisation du protocole IPv4.
- Communications réseau : Statistiques d’utilisation d’interface, principes de la pile IP, communications entre protocoles et interface bas-niveau.
- Travaux pratiques : Examen du trajet des données au sein de la pile IPv4 lors de réception et d’émission de données avec le protocole TCP/IP.
- Périphériques USB : Organisation du sous-système USB de Linux, implémentation d’un driver Interrupt, type de endpoints, Communication avec les URB.
- Travaux pratiques : Écriture d’un driver pour carte d’entrée-sortie Velleman K8055.
- Aspects avancés des périphériques USB : écritures successives rapides, déconnexions intempestives, accès concurrents, exemples de drivers Bulk, Control et Isochrones.

Version 4. Mise à jour le 01/01/2025
© EXPERTISME – Groupe SELECT® 2025 Tous droits réservés. Les textes présents sur cette page sont soumis aux droits d’auteur.

Pré-requis

Avoir des connaissances solides en langage C : la majorité du noyau Linux est écrit en C, il est donc impératif de maîtriser ce langage pour pouvoir suivre la formation.
Posséder une bonne compréhension du fonctionnement des systèmes d’exploitation : pour programmer le noyau Linux, il est nécessaire de comprendre comment les systèmes d’exploitation fonctionnent en général.
Avoir une expérience préalable de la programmation sous Linux : cette formation est avancée et nécessite une familiarité avec l’environnement Linux.
Être à l’aise avec l’utilisation de la ligne de commande : la majorité des opérations liées au noyau Linux sont effectuées via la ligne de commande.
Être muni d’un ordinateur relié à Internet, possédant une caméra, un micro et un haut parleur.

Points forts de la formation

Votre plan pédagogique de formation sur-mesure avec l’évaluation initiale de votre niveau de connaissance du sujet abordé
Des cas pratiques inspirés de votre activité professionnelle, traités lors de la formation
Un suivi individuel pendant la formation permettant de progresser plus rapidement
Un support de formation de qualité créé sur-mesure en fonction de vos attentes et des objectifs fixés, permettant un transfert de compétences qui vous rende très rapidement opérationnel
Les dates et lieux de cette formation sont à définir selon vos disponibilités
Animation de la formation par un Formateur Expert Métier
La possibilité, pendant 12 mois, de solliciter votre Formateur Expert sur des problématiques professionnelles liées au thème de votre formation
Un suivi de 12 mois de la consolidation et de l’évolution de vos acquis.

Approche Pédagogique

Approche pédagogique

L’approche pédagogique a été construite sur l’interactivité et la personnalisation : Présentation illustrée et animée par le Formateur Expert, partage d’expériences, études de cas, mise en situation réelle.
Tous les supports sont fournis par support papier, mail ou clé USB à chaque stagiaire.

Méthodologie pédagogique employée :
Chaque formation en présentiel ou en distanciel est animée par un Formateur Expert Métier sélectionné selon ses compétences et expériences professionnelles. Apport d’expertise du Formateur, quiz en début et fin de formation, cas pratiques, échanges d’expérience. Accès en ligne au support de formation.

Méthodes utilisées et évaluation :
Evaluation et positionnement lors de la définition du projet pédagogique avec le(s) stagiaire(s). Un QCM est donné aux stagiaires le dernier jour de la formation pour valider leurs apprentissages. Une correction collective est effectuée par le Formateur. Une évaluation de fin de stage en direct est organisée entre le Formateur et le(s) stagiaire(s) pour recueillir et prendre en compte leurs appréciations. Une attestation de fin de stage est remise aux stagiaires.

Accessibilité

Toute demande spécifique à l’accessibilité de la formation par des personnes handicapées donnera lieu à une attention particulière et le cas échéant une adaptation des moyens de la formation.
Public en situation de handicap, contactez notre référent handicap au 01 42 66 36 42.

Formateur

Nos Formateurs sont des Experts Métiers intervenants sur les prestations inhérentes sur la thématique de la formation. Ils réalisent les audits et co-construisent l’offre et le déroulé de la formation avec l’Ingénieur Pédagogique avant validation par le Responsable Pédagogique. Ils sont sélectionnés pour leurs compétences pédagogiques et leurs expériences dans la formation pour adultes.

Référence : IT-95387

Durée : 28 heures soit 4 jours

Tarif : 3910€ HT / Personne

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Témoignages
de nos apprenants

« Formation complète sur le social Selling sur LinkedIn.
J’ai apprécié le support de formation très complet et documenté. Formateur extrêmement professionnel à l’écoute des problématiques et des diﬃcultés. »

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« La réunion organisée en amont de la formation a permis de cerner nos attentes et de cibler les besoins.
La formation aux publicités Facebook Ads était donc adaptée et a permis de voir les diﬀérents points attendus. Le formateur était à l’écoute et a répondu à l’ensemble de nos questions.
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Formateur à l’écoute et très pédagogue.»

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