Linuxカーネルの構造と原理：デバッグ - Advanced実戦 [著者直講1部-3]

<お知らせ>

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2. ロードマップ案内 🎯

今回の講義はロードマップ'システムソフトウェア開発者のためのLinux kernel - basic course'に含まれる講義です。

システム半導体、自動車分野など

システムソフトウェア開発者なら必ず知っておくべきLinuxカーネル

すべてのIT機器で最も多く使用されているオペレーティングシステムは何でしょうか？それはまさにLinuxオペレーティングシステムです。スマートフォン、デジタルTV、航空エンターテインメントシステム、そしてサーバーに使用されています。システム半導体企業では、Linux（Linuxデバイスドライバー）を活用して自社が設計したハードウェアを制御しています。また、電気自動車（Automotive）を構成する様々な部品（インフォテインメント、自動運転、テレマティクス）にもLinuxが多く活用されています。

Linuxオペレーティングシステムの核心はLinuxカーネルです。Armv8-Aアーキテクチャと共に、現在のシステムソフトウェア業界で最も必要とされる基盤知識が要求される内容がLinuxカーネルとも言えるでしょう。

Linuxシステムソフトウェア開発者、Linux組み込みシステム（BSP）プログラマー注目！

しかし、Linuxカーネルはシステムソフトウェア分野の初心者にとって巨大な壁のような存在です。初心者たちはLinuxカーネルを学ぼうとして何度も挫折した経験があるでしょう。その難しいLinuxカーネルのバージョンがアップグレードされながら、ますます複雑に進化しています。2024年以降、Linuxカーネルバージョンはv6.6以上にアップグレードされありますが、参入障壁がより高くなっています。

システム半導体、電気自動車分野を含む様々な分野に配置されているLinuxシステムソフトウェア開発者の皆さんは、Linuxカーネルをよく知ってこそ開発能力を向上させることができるという事実は知っています。しかし、Linuxカーネルをどのように学ぶべきか、そして何よりも実務でどのような内容をよく知っておくべきかを把握するのが難しい状況です。

Linuxシステムソフトウェア開発者が最も伸ばしたい開発能力は？

Linuxシステムソフトウェア開発者が最も学びたい実務スキルは何でしょうか？それはデバッグスキルです。デバッグは問題解決能力と比例するため、デバッグ能力を向上させたいと考えています。Linuxカーネルに関するブログや資料は多くありますが、最新のデバッグ技法を活用して問題を体系的に解決する方法はほとんど扱われていません。

そこで私が書いた「デバッグを通して学ぶLinuxカーネルの構造と原理」の3章「デバッグとコード学習」でデバッグに関する内容を扱っています。

講義の差別化ポイント

今回の講義はこれまで一度もYouTubeやどの講義プラットフォームでも扱われたことのないコンテンツで構成されています！ 最新のLinuxカーネルデバッグ方法と様々なケーススタディを扱います。また、Linuxカーネルメモリダンプを通じてカーネルのデータ構造をデバッグする方法を紹介します。この講義を受講される方は教育用プログラム（TRACE32）をダウンロードして直接実習することができます。

こんな内容を学びます

実戦プロジェクトでダンプ分析が必要な理由について説明します。実戦プロジェクトで多く活用されるCrash-UtilityとTRACE32について紹介します。

Crash-UtilityとTRACE32を使用して実戦プロジェクトでどのような方式でデバッグするのか詳細に説明します。

TRACE32について説明する本の内容を説明しながら、TRACE32を直接実行してデバッグを行います。授業を受けながら教育用TRACE32プログラム（教育用：シミュレーター用）をダウンロードして一緒に実習しながら練習することができます。

「講義資料」にアップロードされたTRACE32（教育用、シミュレータ）プログラムをインストールして実行する方法を説明します。また、「講義資料」にアップロードされたカーネルメモリダンプをダウンロードして、TRACE32プログラムでカーネルメモリダンプをロードする方法を詳しく説明します。

ftraceを設定する3つの方法を紹介し、boot-time ftrace tracerが必要な理由について詳しく説明します。

boot-time ftrace tracerを設定する方法を説明し、関連するカーネルソースコードを詳細に分析します。

ブートコマンドラインを設定する方法を紹介し、関連するftraceログを詳細に分析します。カーネルログをftraceログとして抽出する方法と関連メッセージを分析する方法を紹介します。

ftraceメッセージを詳細に分析し、関連する動作原理を説明します。また、initcallに関連するカーネルソースコードも詳しく分析します。

Crash Utilityプログラムを実行してLinuxカーネルの主要なデータ構造をデバッグします。関連するカーネルドライバーのソースコードも一緒に分析しながら動作原理を詳細に説明します。

Crash Utilityプログラムでリナックスカーネルダンプをデバッグしながら、関連機能の詳細な動作原理を説明します。

実戦プロジェクトを開発する過程で出会う可能性のある様々なケーススタディを紹介します。関連するカーネルログとカーネルの動作原理を詳細に分析します。また、デバッグを通じて問題をどのように解決するかについても説明します。

実戦プロジェクトを開発する過程で遭遇する可能性があるスタック汚染とメモリリークの問題に関するケーススタディを説明します。

Linuxカーネルのメモリシステムに関するデータ構造と構造をCrash Utilityデバッグを通じて説明します。

書籍で紹介されたTRACE32の主要コマンド（メモリアドレスキャスティング）について説明します。TRACE32プログラムで関連コマンドを直接使用する方法を詳しく説明します。

システムコールテーブルのシンボル情報を説明し、TRACE32コマンド（d.v %y.ll sys_call_table）を使用してシステムコールハンドラー関数情報を確認します。続く講義では、TRACE32の主要コマンドとともにLinuxカーネルの核心データ構造も説明します。

実戦プロジェクトを進める過程で活用される実用的なコマンド（%lオプション：レジスタ情報出力）を詳細に説明します。

教育用TRACE32プログラムと3つのLinuxカーネルメモリダンプ提供

今回の講義では、Linuxシステムソフトウェア業界で最も進歩した（Advanced）デバッグ方式である -グローバル最高水準のシステム半導体企業である、Qualcomm Linuxカーネル開発者たちがデバッグする- Linuxカーネルメモリダンプをデバッグする方法をご紹介します。TRACE32やCrash utilityなどのデバッグプログラムを活用して、Linuxカーネルメモリをデバッグできる高度なデバッグ手法を提供します。

書籍執筆・講義経験をもとに
誰よりも深く詳細に！

国内のシステムソフトウェア分野で前代未聞！「Linuxカーネル」本と「Armアーキテクチャ（Armv8-A、Armv7-A）」本を書いた著者です。また、最新のシステムソフトウェアトレンド（電気自動車、システム半導体-システムソフトウェア）を最もよく知っている現役開発者であり、システムソフトウェア分野で最も知識普及活動を活発に行っている教育者です。

• 「デバッグを通して学ぶLinuxカーネルの構造と原理」（2021年、大韓民国学術院優秀図書賞）著者

• 「システムソフトウェア開発のためのArmアーキテクチャの構造と原理」（2024年、大韓民国学術院優秀図書賞）著者

• 'プログラマーズ デブ コース: Linuxシステム及びカーネル専門家' メイン講師

• 2022年6月、韓国コンピュータ総合学術大会（KCC2022）- チュートリアル発表「ftraceを利用してLinuxカーネルを攻略する」

• LG電子「Linuxカーネル」及び「Armv8アーキテクチャ」社内講師（国内及び海外開発者含む） - （2020年〜2024年）

国内で誰よりもLinuxカーネルを構成する主要機能をよく説明できる教育者だと自信を持って申し上げることができます。

受講前の参考事項