D0 Programmation Linux et uClinux

La programmation utilisateur sur Linux et µClinux


Objectifs
	Découvrir Linux et ses outils de développement et de mise au point
	Programmer et débugger des applications Linux
		Programmation multi-tâches et temps réel
		Communications inter-processus
		Entrées-sorties

	Linux et µClinux


Matériel
	Un PC Linux par binôme
	Support de cours
	CDROM avec documentation et exercices corrigés


Pré-requis
	Connaissance de Linux utilisateur.
	Connaissances générales en programmation C.

Outline


1er jour
Présentation & Architecture
	Historique
	Licences GPL et open source
	Distributions et versions de Linux
	Architecture du kernel Linux
Utilisation de Linux
	Le système de fichier
	Utilisation du shell et des scripts
	L'éditeur vi
	Administration de base
Le développement d'applications
	Développement d'applications
		différence entre mode utilisateur et mode noyau
		structure d'une application Linux

	Développement de librairies
		statiques (.lib)
		dynamiques (.so)

	Outils de développement
		les outils de compilation
		la documentation (pages "man", info)
		les makefile
		environnements intégrés (Eclipse, Kdevelop,...)

	Outils de debug et de mise au point
		gdb
		debug mémoire avec dmalloc et electric fence
		analyse runtime complète avec Valgrind
Exercice :			Ecriture d'une librairie mathématique simple compilée statiquement puis dynamiquement
2ème jour
Entrées/Sorties et Signaux
	Interface standard des entrées/sorties
		API
		inodes et données
		verrous

	Programmation réseau
		sockets
		protocoles UDP et TCP
Exercice :			Programmation d'une application client/serveur. Comparaison entre TCP/IP et UDP/IP.

	Entrées-sorties asynchrones
		mode non bloquant
		E/S multiplexées
		E/S notifiées
		Asynchrone enchainé (API aio POSIX)
Exercice :			Gestion de plusieurs connexions concurrentes par multiplexage d'I/O


	Signaux POSIX et timers
		types de signaux
		réception d'un signal
		fonctions utilisables dans un gestionnaire de signal
		timers en mode utilisateur
3ème jour
Programmation Multitâches
	Les processus
		définition
		structures du noyau
		sécurité
		cycle de vie (fork, exec,...)
Exercice :			Gestion de plusieurs connexions concurrentes en multi processus (fork)

	Les threads
		définition (threads utilisateur et noyau)
		threads POSIX (mutex, variables conditionnelles, Thread Specific Data,...)
Exercice :			Gestion de plusieurs connexions concurrentes en multitâches (pthreads)

	Gestion mémoire
		gestion de la mémoire par la MMU (adresses virtuelles/physiques)
		pagination et protection
		swap
		allocation mémoire
		caches

	Ordonnancement
		la commutation de contexte
		politique d'ordonnancement "normale" (niveaux nice)
		politique d'ordonnancement temps réel (FIFO ou Round Robin)
		principe et performances de l'algorithme
		ordonnancement SMP (Symetrical Multi Processor)
4ème jour
Communication entre tâches (IPC POSIX)
	Présentation de la norme POSIX
	Communication entre tâches
		Mapping de fichier en mémoire
		Mémoire partagée
		Files de messages
		Pipes

	Synchronisation des tâches
		sémaphores
		mutex
		signaux

	Les IPCs System V sont décrites en annexe
Exercice :			Mise en place d'un watchdog sur timeout pour fermer les connexions inactives sur un serveur