[OTUS] Разработка ядра Linux (Глеб Коробейников, Алексей Иванов)

​

Понимание ядра Linux: от архитектуры до разработки эффективных модулей

Для кого этот курс:

• Системные администраторов и DevOps-инженеров, которые хотят улучшить навыки для решения сложных задач, связанных с оптимизацией и настройкой серверов.
• Программистов, желающих перейти в системное программирование, но не понимающих как и с чего начать заниматься системным программированием и разрабатывать модули для ядра.
• Инженеров по безопасности информационных систем, сосредоточенных на тестировании и анализе уязвимостей, которые сталкиваются со сложностями в быстром реагировании на уязвимости, возникающие в ядре, из-за недостатка практического опыта в его разработке и модификации
• Разработчики на C, которым нужны углубленные знания о внутреннем устройстве операционной системы для написания более эффективного кода.
• Системные программисты, у кого есть необходимость глубокого понимания внутренней архитектуры ОС для создания эффективного программного обеспечения
• Разработчики embedded-систем, которые сталкивается с трудностями при необходимости создания драйверов и взаимодействия с аппаратным обеспечением
• Системные администраторы с навыками программирования на C, которые часто сталкиваются с проблемами при настройке и отладке системы, для которых требуется знание ядра

Вы научитесь:

• Разрабатывать и интегрировать собственные модули ядра: Напишут, соберут и запустят модули, а также смогут анализировать выводы отладки через dmesg
• Владеть алгоритмами и структурами: Применят темы, изученные о структуре данных для решения реальных задач в проекте на ядре Linux
• Реализовывать синхронизацию процессов и потоков: Используют различные примитивы синхронизации в собственных разработках
• Анализировать и обрабатывать прерывания: Понимают, как работают обработчики прерываний и смогут их отлаживать
• Управлять памятью в ядре: Разработают решения для эффективного управления памятью, включая использование аллокаторов и механизмов управления страницами
• Участвовать в проектах на основе Linux: Подготовят себя к работе в команде на проектах, связанных с разработкой и поддержкой ядра Linux.

Необходимые знания:

• Уметь работать в ОС Linux
• Базовое знание Bash
• Базовое знание Python
• Уверенный уровень разработки на языках программирования C
• Умение работать и подключаться к Виртуальной машине

Программа

• Введение в разработку ядра Linux
• Модули ядра Linux
• Структуры данных и алгоритмы в ядре Linux
• Управление процессами и потоками
• Прерывания. Обработчики прерываний. Cинхронизация в контексте прерываний. Виды Page Fault в Linux
• Время в ядре Linux. Таймеры. Preemption многозадачность.
• Управление RAM памятью
• Устройства в Linux
• Проектная работа

Что даст курс:

• Основы разработки ядра: Понимание архитектуры и базовых компонентов ядра Linux, включая его функции и принципы работы
• Создание и отладка модулей: Навыки разработки, компиляции и интеграции модулей ядра, а также работы с буфером сообщений ядра (dmesg)
• Работа со структурами данных и алгоритмами: Освоение операций со сложными структурами данных, такими как связанные списки, очереди, стеки и деревья, с реальными примерами из кода ядра
• Управление процессами и потоками: Понимание работы процессов и потоков в ядре, включая API и примитивы синхронизации (spin блокировки, mutex, семафоры)
• Обработка прерываний: Освоение работы с прерываниями и их обработчиками в контексте ядра, включая аспекты синхронизации
• Управление памятью: Знание методов управления физической и виртуальной памятью, включая различия между SLAB- и SLUB-аллокаторами и механизмами страниц.

Преподаватели:
- Коробейников Глеб
Astra Linux. Senior-разработчик ядра Linux
1 год в Otus
4 года опыта разработчиком в ядре Linux. Работал в таких фирмах как RAIDIX, YADRO, SBERTECH. Есть несколько багрепортов и коммитов в ядро Linux. Практический опыт базируется на знании языков C, bash и знании инструментов для отладки ядерного кода таких как kmemleak, KASAN, KGDB, ftrace, eBPF. Теоретический опыт базируется на знании архитектуры amd64, архитектуры современных операционых систем в том числе Linux.
Окончил ИГУ по специальности чистая математика.

- Алексей Иванов
ПАО "Яковлев" - филиал"ОАК". Инженер-программист
1 год в Otus
Занимаюсь разработкой и модернизацией PLM систем; Разработкой ПО для автоматизации обработки Конструкторско-технологической информации. В IT 3 года. Практический опыт базируется на знании языков С и С#.
Окончил ИГУ по направлению "Математика", и курс повышения квалификации "Программирование на C# Продвинутый уровень - часть 1" от Трайтек