Linuxシステムソフトウェア開発の実務に必要なU-Bootブートローダーの基本原理から、ソースコード解析、TRACE32デバッグ、カーネルのロードおよびデバイスツリーの処理過程まで、体系的に解説します。
U-Bootの構造と動作原理を理解し、ブートローダーの全体的な実行フローを分析できます。
U-Bootのソースコードを直接解析しながら、スタートアップコード、メモリ初期化、Relocationなどの主要な動作を理解できます。
QEMUを活用すれば、実際の開発ボードなしでU-Bootを実行し、ブートログを分析できます。
TRACE32を活用して、U-Bootの実行フローやレジスタおよびメモリの状態を確認し、デバッグできます。
カーネルコマンドラインやDTBなど、U-BootとLinuxカーネル間のインターフェースを理解し、起動に関する問題を分析・解決できます。
Linuxシステムソフトウェア開発において最も重要な業務の一つは、ブリングアップ（Bring-up）です。新しいハードウェア上でソフトウェアが正常に動作するよう開発・検証するブリングアップは、プロジェクトのスケジュールに間に合わせるため、必ず迅速に進めなければならない重要な業務です。この過程で重要な役割を担うソフトウェアが、まさにブートローダー（Bootloader）です。
ブートローダーはLinuxカーネルより先に実行され、ハードウェアを初期化してオペレーティングシステムを起動する役割を担います。特に組み込みシステムでは、ブートローダーがハードウェアブリングアップの出発点であり、ブートプロセスの重要な要素です。スマートデバイス、システム半導体、電気自動車をはじめとするさまざまな組み込みシステムはもちろん、Linuxベースのサーバーでもブートローダーが活用されています。したがって、システム半導体メーカーのファブレス開発者から最終製品を開発するシステムソフトウェア開発者まで、ブートローダーは必ず理解しておくべき重要な技術です。
ブートローダーの動作原理と開発プロセスを体系的に説明する教育コンテンツは多くありません。ほとんどの教育では、ブートローダーを背景知識として簡単に扱うにとどまり、実際の開発者はプロジェクトを進めながら問題を解決する過程でブートローダーを身につけることが多いのが実情です。Linuxは大学のオペレーティングシステムの授業でも扱われますが、ブートローダーは教育課程で学ぶ機会が少ない分野です。
システム半導体や電気自動車を含むさまざまな産業分野のLinuxシステムソフトウェア開発者は、ブートローダーを理解してこそ実務能力を高められることを知っています。しかし、ブートローダーをどこからどのように学ぶべきか、実際のプロジェクトでどの原理や技術を重点的に習得すべきかを把握するのは容易ではありません。
この講義は、こうした難しさを解決するために、ブートローダーの基本原理からU-Bootの構造と動作方式、実際のブリングアップ過程で必要となる中核技術まで体系的に解説します。これにより、受講生がブートローダーを単に使用するだけでなく、起動プロセスの問題を分析・解決し、実務でハードウェアのブリングアップと起動の最適化を行えるよう支援します。
この講義は、単にU-Bootブートローダーの構造を列挙するだけの講座ではありません。Linuxシステムソフトウェアおよびファームウェア開発者が実際のハードウェアブリングアップの過程で直面する問題や状況をもとに設計された、実習中心の講座です。ブートローダーの動作原理の理解から、ソースコード解析、デバッグ、Linuxカーネルの起動まで、実務に必要な中核技術を体系的に学習できます。
1.直接実習できる環境を提供
受講生はTRACE32シミュレーター版を活用して、U-Bootブートローダーの動作を直接デバッグできます。専用のハードウェアデバッガー機器がなくても、PC環境にTRACE32をインストールし、主要なデバッグコマンドを実習できます。これにより、実際の開発ボードやデバッグ機器を使用する前に、ブートローダーのデバッグに必要な基礎スキルを十分に身につけることができます。
2.U-Bootソースコード詳細レビューの難しさ
Linuxシステムソフトウェア関連のプロジェクトでは、どのようにデバッグするのでしょうか。ほとんどの場合、カーネルログやメモリダンプを分析します。ログやダンプを適切に分析するには、どのような能力が求められるのでしょうか。Linuxカーネルのソースコードを読み解いて理解したり、プロセスや割り込みなどの動作原理を把握したりする能力が必要です。しかし、実際のプロジェクトでこのような能力を持つ先輩開発者は少なく、運よくデバッグが得意な開発者がいたとしても、ほとんどの場合あまりにも忙しく、詳しく親切に説明するのが難しいのが現実です。
3. QEMUを活用したU-Bootの実行およびログ分析
ブートローダーを学ぶには必ず実際の開発ボードが必要だと思いがちですが、QEMUを活用すれば仮想化環境でもU-Bootの実行過程を確認できます。実際のボードがない環境でもU-Bootを実行してブートログを分析し、ブート段階ごとの動作を確認する実習を行います。これによりハードウェアへの依存を減らし、開発環境を自ら構築してブートローダーの動作原理を繰り返し学習できます。
4. TRACE32を活用した実践的なデバッグ演習
TRACE32（教育用シミュレーター）を活用してU-Bootの主要な実行箇所にアクセスし、レジスタとメモリの状態を確認するデバッグ演習を行います。特に、コードのrelocationプロセスとメモリアドレスの変化、主要関数の実行フローを追跡し、Linuxカーネルへ制御が渡される過程を詳しく確認します。これにより受講者は、単にログを確認するだけでなく、デバッガーを活用してブートプロセスの問題を分析する実務スキルを身につけることができます。
5. Linuxカーネルインターフェースを中心に学習
U-Bootは単独で動作するソフトウェアではなく、最終的にLinuxカーネルが正常に実行されるよう準備する役割を担います。そのため、カーネルコマンドライン（Boot Arguments）、デバイスツリーブロブ（DTB）、カーネルイメージの読み込みおよび受け渡しなど、U-BootとLinuxカーネル間の主要なインターフェースについて詳しく扱います。これにより受講生は、ブートローダーの設定がカーネルの初期化とシステムの起動にどのような影響を与えるかを理解し、実際のブリングアップ過程で発生する起動問題を分析・解決できるようになります。
ブートローダーの主要な機能と起動プロセスの実行フローをわかりやすく説明します。
ブートローダーの学習方法と、ブリングアップの過程で発生する可能性がある主な問題について説明します。
U-Bootブートローダーの実行フローを説明し、TRAC32デバッグプログラムでU-Bootのデータ構造をデバッグします。
U-Bootのソースをダウンロードし、コードを修正する実習を行います。ビルドしたU-BootをQEMU上で実行した後、U-Bootのコンソールログを分析します。
U-Bootが最初に実行するスタートアップコードを、アセンブリ命令レベルで分析します。
スタートアップコードとリロケーションの動作まで、TRACE32を用いて詳細なデバッグ実習を行います。
DTBイメージをU-Bootで処理した後、Linuxカーネルへどのように渡すのかを詳しく説明します。
TRACE32でU-Bootからカーネルへジャンプするまでの過程を、詳細なデバッグ実習を通して学びます。U-Bootコマンドとコールバック関数を詳細に分析します。
U-Bootのクラッシュ問題を分析する方法や、例外ハンドラのコードまで詳しく分析します。
U-Bootブートローダーの起動時間を短縮する方法と、起動時間を測定する機能について詳しく説明します。
本コースで使用されるTRACE32教育用プログラムの著作権はMDSTechおよびLauterbachに帰属し、ライセンスなしに複製または配布することはできません。
本講義は韓国の開発者のみを対象として制作された講義です。（韓国以外の地域にいる海外の開発者は、この講義を受講できません。理由：TRACE32ライセンスの問題）
本コースで使用するTRACE32トレーニングソフトウェアは、MDSTechおよびLauterbachが所有しています。ライセンスなしにコピーまたは配布することはできません。
本講座は韓国国内の韓国人開発者のみを対象として作成されています。TRACE32のライセンス制限により、韓国国外の開発者は本講座を受講できません。
TRACE32プログラム（シミュレーターモード）は「Windows 10」または「Windows 11」環境で使用できます。（Mac用では本TRACE32プログラムは実行できません）
この講義には前提知識は必要ありませんが、MCUやRTOSについて知っていると、より楽に授業を受けられます。
C言語の基本文法は知っているとよいでしょう。
学習対象は
誰でしょう？
Linux BSPおよびシステムソフトウェア開発者：ブートローダーの動作原理を体系的に学び、実務で必要なブリングアップ能力を身につけたい方
起動問題の解決に苦労しているLinuxシステム開発者：起動失敗や初期化エラーが発生した際に、ログとソースコードを基に原因を分析する能力を高めたい方
U-Bootのソースコード解析を始めようとしている開発者：ブートローダーのソースコードが複雑に感じられる方、またはスタートアップコードやメモリ初期化、Relocationなどの動作を理解するのが難しい方
デバッグ能力を高めたいLinux開発者：QEMUとTRACE32を活用して実行フローやレジスタ、メモリの状態を確認しながら、低レベルデバッグを習得したい方
起動時間の最適化を担当する開発者：ブートローダーの動作原理を理解し、起動プロセスのボトルネックを分析して起動時間を短縮しようとする開発者
システム半導体およびSoC開発者：チップセット上でブートローダーを実行し、初期化プロセスと起動問題を分析する方法を学びたい方
前提知識、
必要でしょうか？
C言語
コンピュータアーキテクチャ
オペレーティングシステム
キャリア認証
6,845
受講生
293
受講レビュー
108
回答
4.9
講座評価
24
講座
グローバル著者 ＆ リナックスシステムソフトウェア開発者 (Arm, RISC-V アーキテクチャ)
国内のシステムソフトウェア分野において前例のない！「Armアーキテクチャ（Armv8-A, Armv7-A）」と「Linuxカーネル」の本を執筆した著者（2冊とも大韓民国学術院の優秀図書に選定）であり、国内初めて海外出版社（Packt）を通じて「Reverse Engineering Armv8-A Systems」の本（英語）を執筆したグローバル著者です。何よりも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）を最も熟知している現役の開発者です。また、システムソフトウェア分野で最も活発に知識の普及活動を行っている教育者でもあります。"Reverse Engineering Armv8-A Systems" (bằng tiếng Anh) thông qua nhà xuất bản nước ngoài (Packt). Trên hết, ông là một nhà phát triển đang làm việc thực tế, người nắm rõ nhất các xu hướng phần mềm hệ thống mới nhất (xe điện, bán dẫn hệ thống - phần mềm hệ thống). Ngoài ra, ông còn là một nhà giáo dục hoạt động tích cực nhất trong việc truyền bá kiến thức trong lĩnh vực phần mềm hệ thống.
Professional 知識共有者およびコンサルタント
LG電子 Linuxカーネルオープンソースチーム勤務（〜2026年5月）
'Reverse Engineering Armv8-A Systems: A practical guide to Kernel, Firmware, and TrustZone analysis' 著書(英語) 著者、(Packt 出版社)
『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))
『デバッグを通じて学ぶLinuxカーネルの構造と原理』 (2021年、大韓民国学術院 優秀学術図書賞) 著者)
'Programmers Dev Course: リナックスシステムおよびカーネル専門家' メイン講師
韓国国内で誰よりもリヌックスカーネルとArmアーキテクチャ(Armv8-A, Armv7-A)を分かりやすく説明できる教育者であると、自信を持って申し上げます。
講義に関するお問い合わせ : austindh.kim@gmail.com
'システムソフトウェア開発者のための Arm - basic course'
'システムソフトウェア開発者のためのArm - advanced course'
システムソフトウェア開発者のための Linux kernel - basic course
全体
79件 ∙ (9時間 27分)
講座資料:
知識共有者の他の講座はこちら
同じ分野の他の講座を見てみましょう！
期間限定セール
￥34
50%
￥11,044
![Linuxの紹介とLinuxカーネルの概要 [著者直講 第1部-1]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/333097/cover/8e09c5df-0571-462e-878c-39ddf13549b6/333097.png?w=420)
![Linuxカーネルの構造と原理：割り込み後半部 [著者直講 第1部-6]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/333195/cover/3b8c8cd2-44b0-43b7-a441-b950ba367717/333195.png?w=420)
![Linuxカーネルの構造と原理：割り込み [著者直講 第1部-5]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/333194/cover/79593ea5-0a6d-453a-8ead-a54103462943/333194.png?w=420)
![Linuxカーネルの構造と原理：プロセス [著者直講 第1部-4]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/333193/cover/442053bf-cf8d-4d79-a009-41654b6eb262/333193.png?w=420)
![Linuxカーネルの構造と原理：デバッグ - Advanced 実戦 [著者直講 第1部-3]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/333192/cover/bc7d9889-21ec-44d7-bcb0-10452507d7b3/333192.png?w=420)
![Linuxカーネルの構造と原理：ワークキュー [著者直講 第1部-7]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/files/courses/333196/cover/01k29sce7t2gm6wzc39gppy1cf?w=420)
![Linuxカーネルの構造と原理：デバッグ - Basic [著者直講 第1部-2]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/333148/cover/a6c28b23-47d5-452e-8b62-5ba8c769f904/333148.png?w=420)
![Armアーキテクチャ：キャッシュ(Cache) [著者直講 第3部-4]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/332870/cover/a76af7ed-15da-452d-960a-9a5503a78c24/332870.png?w=420)
![Armアーキテクチャ：メモリマネジメント(MMU) [著者直講 第3部-5]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/332864/cover/18186c49-1c49-40e1-acd0-b0603efddb80/332864.png?w=420)
![Armアーキテクチャ：仮想化(Virtualization) [著者直講 第3部-2]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/332863/cover/ff1b9cef-935e-4da6-a62e-1386e203b37c/332863.png?w=420)
![Armアーキテクチャ：メモリモデルとバリア [著者直講 第3部-3]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/332809/cover/418b1d01-d4bf-4e57-8f86-895978f719ba/332809.png?w=420)
![Armアーキテクチャ：TrustZone（トラストゾーン） [著者直講 第3部-1]講義サムネイル](https://cdn.inflearn.com/public/courses/332739/cover/000c70cc-3a46-4f03-87f0-02f16dbf9b1e/332739.png?w=420)
