Cursus Embedded Linux

Les 1 • Essentiële Linux-opdrachtregelvaardigheden

Behandelt shell-navigatie, bestandsbeheer en procesbeheeropdrachten. Deze vaardigheden zijn vereist voor alle praktische labwerk in de cursus.

Les 2 • Linux-kernel en besturingssysteemarchitectuur

Legt de rol van de Linux-kernel, monolithisch ontwerp en de scheiding tussen gebruikersruimte en kernelruimte uit. Biedt context voor later kernelconfiguratiewerk.

Les 3 • Kernconcepten van embedded systemen

Definieert embedded systemen, hun beperkingen en hoe ze verschillen van algemene computers. Vestigt de woordenschat die in de hele cursus wordt gebruikt.

Les 1 • Toolchain-validatie en -debugging

Controleert de juistheid van de toolchain met testbinaries en readelf-inspectie. Voorkomt veelvoorkomende configuratiefouten voordat kernel- en rootfs-builds worden gestart.

Les 2 • Toolchain-architectuur en -componenten

Identificeert binutils, compiler, C-bibliotheek en debugger als toolchaincomponenten. Legt host-targetrelaties uit die centraal staan bij cross-compilatie.

Les 3 • Cross-compileren van applicaties

Demonstreert het compileren van C- en C++-programma's voor een doel met de cross-toolchain. Introduceert Makefile- en CMake-cross-compilatiepatronen.

Les 1 • Flits- en herstelprocedures

Behandelt het schrijven van bootloader-images naar NAND-, NOR- en eMMC-opslag. Omvat herstelstrategieën wanneer een bord niet opstart.

Les 2 • U-Boot configureren en bouwen

Behandelt het selecteren van een defconfig, het aanpassen van instellingen en het cross-compileren van U-Boot. Produceert een bootloader-binary die klaar is om naar het doel te flitsen.

Les 3 • U-Boot-shell en opstartscripts

Gebruikt de interactieve U-Boot-shell om images te laden en opstartargumenten in te stellen. Automatiseert het opstarten met scripts die in de omgeving of op opslagmedia zijn opgeslagen.

Les 4 • Embedded opstartvolgorde

Traceert de stroomaanvolgorde van ROM-code via bootloader naar kernel. Vestigt het gelaagde opstartmodel dat in al het latere opstartgerelateerde werk wordt gebruikt.

Les 1 • Kernelbron en versiebeheer

Introduceert kernel.org-releases, stabiele branches en vendor-kernels. Begeleidt het klonen en navigeren door de kernelbronboom.

Les 2 • Kernel-bouwsysteem en -uitvoer

Legt het Kbuild-systeem, cross-compilatievlaggen en uitvoerartefacten uit. Studenten bouwen zImage, Image en device tree-blobs voor hun doel.

Les 3 • Kernelconfiguratie met Kconfig

Gebruikt menuconfig en defconfig-bestanden om vereiste stuurprogramma's en subsystemen in te schakelen. Leert systematische verkleining van de kernelgrootte voor embedded doelen.

Les 4 • Kernelmodules en dynamisch laden

Behandelt out-of-tree- en in-tree-module-builds, insmod, modprobe en depmod. Maakt runtime-laden van stuurprogramma's mogelijk zonder de volledige kernel opnieuw te bouwen.

Les 1 • Een minimale rootfs bouwen met BusyBox

Configureert en cross-compileert BusyBox om kernhulpprogramma's in één binary te leveren. Produceert een op zichzelf staand rootfs-skelet voor het doelbord.

Les 2 • Bibliotheekbeheer en afhankelijkheden

Identificeert gedeelde bibliotheekafhankelijkheden en kopieert deze naar de rootfs-stagingmap. Voorkomt runtimefouten door ontbrekende bibliotheken op het doel.

Les 3 • Initsystemen en systeemstart

Vergelijkt BusyBox init, SysVinit en systemd voor embedded gebruikssituaties. Configureert inittab- en rcS-scripts om services bij het opstarten te starten.

Les 4 • Rootfs-structuur en -standaarden

Legt de Filesystem Hierarchy Standard en verplichte mappen voor Linux-opstart uit. Biedt de structurele blauwdruk voor alle rootfs-constructie-oefeningen.

Les 1 • Buildroot-architectuur en workflow

Introduceert de menuconfig-gestuurde workflow van Buildroot voor het genereren van toolchain, kernel en rootfs. Demonstreert snelle prototyping voor projecten met beperkte resources.

Les 2 • Kernconcepten van Yocto Project

Legt lagen, recepten, BitBake en de architectuur van het OpenEmbedded-bouwsysteem uit. Vestigt het mentale model dat nodig is voor al het Yocto-aanpassingswerk.

Les 3 • Yocto-lagen maken en aanpassen

Maakt een aangepaste laag, schrijft een recept en voegt deze toe aan een Yocto-image. Demonstreert het uitbreidbaarheidspatroon dat wordt gebruikt in productie-Yocto-projecten.

Les 4 • Buildroot-pakketten aanpassen

Maakt aangepaste pakketrecepten en overlays om propriëtaire software aan de image toe te voegen. Breidt Buildroot uit buiten de standaard pakketset.

Les 1 • Device tree en hardwarebeschrijving

Schrijft device tree-bronbestanden om de hardwaretopologie aan de kernel te beschrijven. Bindt stuurprogramma's aan hardwareknooppunten met behulp van compatibele strings en eigenschappen.

Les 2 • Interrupts en DMA in stuurprogramma's

Registreert interruptafhandelaars en configureert DMA-overdrachten binnen een stuurprogramma. Adresseert latentie- en doorvoervereisten die veel voorkomen bij embedded randapparatuur.

Les 3 • Karakterapparaatstuurprogramma-ontwikkeling

Implementeert een karakterstuurprogramma met open-, read-, write- en ioctl-bewerkingen. Demonstreert het volledige stuurprogrammaregistratie- en bestandsbewerkingspatroon.

Les 4 • Grondbeginselen van het Linux-stuurprogrammamodel

Legt het stuurprogramma-apparaat-bus-model, kobjects en sysfs-weergave uit. Biedt het conceptuele raamwerk voor alle stuurprogramma-ontwikkeling in dit hoofdstuk.

Les 1 • Over-the-air-updatestrategieën

Implementeert dual-bank- en delta-updatemechanismen voor veilige firmware-updates in het veld. Zorgt voor terugrolmogelijkheid en update-integriteit in productie-implementaties.

Les 2 • Beveiligingsverharding voor embedded Linux

Past alleen-lezen rootfs, secure boot en toegangscontrole toe om het systeem te verharden. Vermindert het aanvalsoppervlak voor verbonden embedded producten.

Les 3 • Optimalisatie van geheugenvoetafdruk

Verkleint de kernelgrootte, rootfs-grootte en runtime-geheugengebruik door systematische analyse. Past strip-, compressie- en configuratie-uitleuningstechnieken toe.

Les 4 • Opstarttijd meten en verkorten

Profileert de opstartvolgorde met bootchart en kernel-tijdstempels om knelpunten te vinden. Past gerichte optimalisaties toe om sub-seconde of snel-opstarten te bereiken.