Cấu trúc và nguyên lý của kiến trúc Arm cho phát triển phần mềm hệ thống - Phần 2 Giảng dạy trực tiếp của tác giả (Phiên bản 2024)

0. Phát hành coupon giảm giá 30% khi vượt qua 300 học viên

Để kỷ niệm việc vượt qua 300 học viên (phần 1,2), chúng tôi phát hành coupon giảm giá 30%. Cảm ơn các bạn. Chỉ dành cho 100 người đầu tiên.

• Liên kết coupon : https://inf.run/gGvv6

1. Khóa học mới nhất được cập nhật năm 2024

Chúng tôi đã phát hiện và bổ sung các nội dung hữu ích về tính năng của kiến trúc Arm mới nhất có thể áp dụng ngay vào dự án thực tế thông qua khóa học dưới đây. (Bổ sung thêm 3 giờ 30 phút)

• Nội dung debug chương trình TRACE32: Bạn có thể tải xuống chương trình mô phỏng TRACE32 dành cho giáo dục từ 'Tài liệu bài giảng Inflearn'. Bạn có thể trực tiếp sử dụng chương trình mô phỏng TRACE32 để thực hành theo quá trình debug (bao gồm cả lệnh assembly) được giải thích trong bài giảng.

• Bài giảng thực hành debug: Exception Armv7-A (35 phút), Exception Armv8-A (2 giờ), AAPCS (60 phút)

• Memory dump: Cung cấp 3 file để debug exception

Chúng tôi sẽ liên tục khám phá những nội dung hữu ích cho các học viên và cập nhật chương trình học.

2. Lộ trình học tập toàn diện về kiến trúc Arm do chính tác giả giảng dạy

Khóa học này là lộ trình'Arm cho nhà phát triển phần mềm hệ thống - khóa học cơ bản'được bao gồm trong khóa học.

Những ai muốn học kiến trúc Arm (Armv8-A, Armv7-A) một cách có hệ thống thì nên sử dụng lộ trình học (giảm giá 30% toàn bộ khóa học). Tham khảo, lộ trình kiến trúc Arm (toàn bộ khóa học trực tiếp từ tác giả) làBasic Course vàKhóa học Nâng caoĐược cấu thành từ 2 phần.

Trong phần mềm hệ thống mới nhất
Kiến trúc Arm quan trọng nhất

Không chỉ smartphone mà cả SoC bán dẫn hệ thống cho AI, ô tô điện Automotive (tự lái, infotainment) và bộ xử lý Arm được sử dụng trong máy chủ cloud cũng như MacBook đều là bộ xử lý Cortex-A 64-bit dựa trên Armv8-A (Cortex-A53, Cortex-A57, Cortex-A72, v.v...). Có thể nói rằng kiến thức nền tảng được yêu cầu nhiều nhất trong ngành phần mềm hệ thống hiện tại chính là kiến trúc Armv8-A.

Tuy nhiên, bạn có cảm thấy kiến trúc Arm mới nhất Armv8-A và Armv7-A quá khó hiểu không?

Các nhà phát triển phần mềm hệ thống, lập trình viên hệ thống nhúng (BSP) chú ý! 🙋‍♂

Nhiều người mong muốn trở thành nhà phát triển Linux embedded đều học về kiến trúc máy tính và hệ điều hành. Và họ cũng học lý thuyết CS ở một mức độ nhất định. Các nhà phát triển phần mềm hệ thống bán dẫn và xe điện đang nổi lên gần đây phân tích Linux device driver, RTOS hoặc bootloader. Nhưng chỉ với những điều đó thôi thì vẫn cảm thấy thiếu sót gì đó. Họ biết rằng để trở thành nhà phát triển phần mềm hệ thống chuyên nghiệp thì nhất định phải hiểu về kiến trúc Arm, nhưng ngay khi mở tài liệu đặc tả Arm ra thì lại nhận ra đây không phải con đường dễ dàng và việc tự học sẽ rất khó khăn.

Giải thích dễ hiểu về
những điều cốt lõi của kiến trúc Arm!

Cốt lõi của phát triển phần mềm hệ thống có thể nói là CPU và kiến trúc máy tính. Chúng tôi đã giải thích một cách dễ hiểu lý thuyết cốt lõi về kiến trúc Arm mới nhất (Armv8-A, Armv7-A), bộ xử lý CPU được ngành IT cần nhất!

Lý do kiến trúc Arm khó học là vì chúng ta chỉ học kiến trúc Arm từ góc độ bộ xử lý phần cứng. Khóa học này sẽ giải thích cách các thành phần cấu thành kiến trúc Arm thực sự được sử dụng trong thực tế thông qua phân tích mã nguồn và giới thiệu các trường hợp cụ thể. Khóa học này sẽ đóng vai trò then chốt giúp bạn trở thành một nhà phát triển phần mềm hệ thống có thực lực.

Nội dung bài giảng 📕

Giới thiệu về exception trong kiến trúc CPU là gì, và giải thích cách thức hoạt động cơ bản của exception thông qua việc xem xét đặc tả Arm.

Giải thích chi tiết lý do cần phải hiểu về exception của kiến trúc Arm trong các dự án thực tế.

Giải thích từng bước luồng thực thi exception trong kiến trúc Armv7 và phân tích chi tiết cách xử lý exception bằng phần mềm. ## 1. Tổng quan về Exception trong Armv7 Exception là các sự kiện làm gián đoạn luồng thực thi bình thường của processor, bao gồm: - Reset - Undefined Instruction - Software Interrupt (SWI) - Prefetch Abort - Data Abort - IRQ (Interrupt Request) - FIQ (Fast Interrupt Request) ## 2. Luồng thực thi Exception từng bước ### Bước 1: Phát hiện Exception - Processor phát hiện điều kiện exception - Kiểm tra mask bits trong CPSR để xác định exception có được phép hay không - Xác định loại exception và độ ưu tiên ### Bước 2: Lưu trữ Context hiện tại - Lưu địa chỉ return vào Link Register (LR) của mode exception - Sao chép CPSR hiện tại vào SPSR (Saved Program Status Register) của mode exception - Chuy

Armv7 kiến trúc xử lý memory abort - Mô tả chi tiết hoạt động xử lý Prefetch hoặc Data Abort. Giải thích luồng thực thi xử lý exception IRQ interrupt.

Trong kiến trúc Armv7, khi thực thi lệnh SVC sẽ kích hoạt exception supervisor call (software interrupt). Dưới đây là luồng thực thi của exception này: ## Luồng thực thi exception Supervisor Call ### 1. Kích hoạt Exception - Khi lệnh SVC được thực thi, processor sẽ tự động kích hoạt software interrupt - Exception này có độ ưu tiên cao và sẽ được xử lý ngay lập tức ### 2. Lưu trạng thái hiện tại - **Lưu Program Counter (PC)**: Địa chỉ lệnh tiếp theo sau SVC được lưu vào LR_svc (Link Register của chế độ Supervisor) - **Lưu CPSR**: Current Program Status Register được lưu vào SPSR_svc (Saved Program Status Register của chế độ Supervisor) - **Chuyển chế độ**: Processor chuyển từ chế độ hiện tại sang Supervisor mode ### 3. Thiết lập môi trường Supervisor - **Cập nhật CPSR**: - Bit mode được đặt thành 0b10011 (Supervisor mode) - IRQ và FIQ có thể bị disable tùy thuộc vào cấu hình - **Chuyển stack**: Sử dụng SP_svc (Stack Pointer của Supervisor mode) ### 4. Nhảy đến Exception Handler - PC được đặt thành địa chỉ SVC exception vector (thường là 0x00000008

Giải thích chi tiết bức tranh tổng thể về hoạt động thực tế gây ra các ngoại lệ Data Abort và Undefined Instruction.

Giới thiệu các đặc điểm của exception được định nghĩa trong kiến trúc Armv8. Giải thích các loại exception và hệ thống phân loại exception trong kiến trúc Armv8.

Giải thích luồng xử lý Synchronous exception trong kiến trúc Armv8.

Giải thích luồng thực thi xử lý interrupt theo từng giai đoạn trong kiến trúc Armv8 với bức tranh tổng thể. Trong quá trình này sẽ mô tả các thanh ghi được cập nhật và exception handler.

Giới thiệu bộ điều khiển ngắt và giải thích cấu trúc tổng thể của GIC.

Giải thích cấu trúc tổng thể của GIC theo bức tranh lớn và mô tả các tính năng chính theo từng phiên bản của GIC.

GIC에서 정의된 interrupt source và type을 giải thích và SMP(hệ thống đa lõi)에서 phương thức xử lý interrupt을 giải thích합니다.

Giải thích mô hình lập trình viên của GIC được thiết kế từ góc độ phát triển phần mềm và mô tả cấu trúc vật lý của GIC.

Giải thích cấu trúc của distributor và các system register được sử dụng để điều khiển distributor. Giải thích cấu trúc của CPU interface và các system register được sử dụng để điều khiển CPU interface.

Giải thích các khái niệm cốt lõi của IRQ và FIQ và mô tả chi tiết luồng thực thi.

Giải thích về routine xử lý GIC (GIC handler routine) điều khiển GIC bằng phần mềm (Linux kernel, XEN hypervisor).

Giới thiệu quy ước gọi hàm trong kiến trúc CPU và các chức năng chính cấu thành AAPCS.

Kiến trúc Armv7-A: Giải thích chi tiết cách thức hoạt động của lệnh PUSH và lệnh POP, là cốt lõi của AAPCS.

Kiến trúc Armv7-A: Giải thích chi tiết luồng thực thi của lệnh BL - cốt lõi của AAPCS và các lệnh assembly liên quan.

Kiến trúc Armv8-A: Giải thích chi tiết cách thức hoạt động của lệnh STP - cốt lõi của AAPCS và cách thức hoạt động của assembly BL.

Armv8-A: Giới thiệu cách giải quyết vấn đề trong dự án thực tế bằng cách sử dụng kiến thức liên quan đến AAPCS. Giải thích chi tiết các kỹ năng có thể ngăn ngừa stack overflow và stack corruption.

Con đường tắt để hiểu nguyên lý của Arm là
đọc và hiểu trực tiếp tài liệu đặc tả!

Đối với người mới bắt đầu, Arm không hề dễ dàng. Dù nội dung có hữu ích đến đâu cũng khó hiểu. Khóa học này được lên kế hoạch để mở ra con đường giúp bạn tiếp cận dễ dàng hơn với lý thuyết kiến trúc Arm khó hiểu.

Dựa trên kinh nghiệm viết sách/giảng dạy
Sâu sắc và chi tiết hơn ai hết!

Trong lĩnh vực phần mềm hệ thống tại Hàn Quốc, đây là tác giả duy nhất! đã viết sách về 'Kiến trúc Arm (Armv8-A, Armv7-A)' và 'Linux Kernel' (cả 2 cuốn sách đều được chọn là sách xuất sắc của Viện Hàn lâm Khoa học Hàn Quốc), và là người đầu tiên tại Hàn Quốc viết sách "Reverse Engineering Armv8-A Systems" (tiếng Anh) thông qua nhà xuất bản nước ngoài (Packt), là một tác giả toàn cầu. Trên hết, đây là một nhà phát triển thực tế hiểu rõ nhất về xu hướng phần mềm hệ thống mới nhất (xe điện, bán dẫn hệ thống - phần mềm hệ thống). Đồng thời cũng là một nhà giáo dục tích cực nhất trong việc truyền bá kiến thức trong lĩnh vực phần mềm hệ thống.

• 'Reverse Engineering Armv8-A Systems: A practical guide to Kernel, Firmware, and TrustZone analysis' tác giả sách (tiếng Anh), (nhà xuất bản Packt) - 2025

• Tác giả của 'Cấu trúc và nguyên lý kiến trúc Arm cho phát triển phần mềm hệ thống' (2024, Giải thưởng sách xuất sắc của Viện Hàn lâm Khoa học Hàn Quốc)

• 'Học cấu trúc và nguyên lý của Linux kernel thông qua debugging' (2021, Giải thưởng sách xuất sắc của Viện Hàn lâm Khoa học Hàn Quốc) tác giả

• 'Programmers Dev Course: Chuyên gia hệ thống Linux và kernel' - Giảng viên chính

• Tháng 6 năm 2022, Hội nghị Khoa học Máy tính Tổng hợp Hàn Quốc (KCC2022) - Bài thuyết trình hướng dẫn [Chinh phục nhân Linux bằng ftrace]

• LG Electronics giảng viên nội bộ về 'Linux Kernel' và 'Kiến trúc Armv8' (bao gồm các nhà phát triển trong nước và nước ngoài) - (2020~2024)

Tôi có thể tự tin nói rằng mình là một giảng viên có thể giải thích tốt nhất các tính năng chính tạo nên kiến trúc Arm (Armv8-A, Armv7-A) hơn bất kỳ ai khác trong nước.

Đánh giá chân thực từ học viên