阅码场训练营：ARM架构与调试调优

原创 Linux阅码场 2022-12-02 13:15

构建AI未来，Arm计算平台无处不在 如何提升高压系统的实时性能?

有没有觉得从嵌入式到服务器领域，ARM芯片在很多地方出现？
有没有发现海内外巨头都在做ARM芯片？
有没有觉得ARMv7，v8，v9，Cortex，Neoverse，ARM ARM，TRM，APCS，SCMI等内容看着眼花缭乱？
有没有觉得操作系统学了做了很多，遇到ARM相关的问题还是无从下手？

我是从ARM7TDMI开始接触ARM架构的，当时很幸运有DSP的学习基础，同时遇到了把ARM架构和操作系统结合讲解的书籍。这样，结合自己不断的实践，一直可以跟上ARM架构的演进。长期的跟踪也让我容易能看到ARM的趋势，我从Linaro在做ARM NEON指令集优化关注到Linaro，后面持续的关注以Linaro为首ARM生态组织的发展，几年后的2017年，我作为演讲人分享了ARM架构下的一个TLB性能优化方案，实现了从关注到深度参与到过程。

如果把工程师的成长比喻为一架持续飞行的飞机。学习框架是飞机的两翼，实践就是飞机的引擎，课程中会反复结合三位一体的学习方法，不断从带领大家实践到大家自己动手。一路走来，希望我的经验能帮助到大家少走不必要的弯路，更多的精力能用在自己的长期目标上。

张健老师在实际工作和培训中，遇到很多实际案例。从Linux内核到用户空间，有很多和ARM架构相关的问题。系统掌握了ARM架构就等于有了一双新的眼睛，帮助大家解决技术问题，改善系统性能。

01 课程大纲

第一部分从坐而言到起而行

• 复习Linux用户空间编译过程（配置，编译，安装：configure，make，make install），编译Linux内核常见的测试套件：LTP。

• 编译内核和文件系统。

• 观察内核启动过程（CPU特性，memory，dma zone，GIC，timer，psci），介绍ARM架构中的概念。

• 实验：动手编译内核和文件系统。

第二部分软件和硬件的接口：汇编语言

• 从Linux用户空间测试代码（来自LTP）看ARM架构常见指令。

• 实验：单步调试算术，跳转和load/store指令。

• 理解调用栈的概念。

第三部分：我是谁，我能做什么：异常处理

• 异常的核心是什么。

• 如何用汇编语言调用系统调用。

• 异常的进入和退出；

• 从Linux内核到虚拟化

• 从Linux内核安全OS

第四部分：用页表属性的砖搭建ARM的内存世界

• 内存基本概念

• MMU的原理

• cache基本概念

• 页表和页表属性

• 演示实验：continuous bit hint的应用

• cache的结构（含演示实验）

• cache coherence。

• 原子操作

第五部分：Death is another beginning：Linux内核crash调试

• 内核调试方法概述

• Linux内核crash分析实例

第六部分：软件工程师的瑞士军刀：调测。

• coresight原理；

• perf与coresight，PMU结合使用；

• 调优的USE模型；

• 演示实验：perf PMU分析系统性能。

总计12h

ARM架构已经有41年的历史，目前市场上以v8架构为主，也还有一定的v7架构芯片。v9架构基本还没有产品出现。本课程以v8为主，同时兼顾v8中与v7，v9相同的部分。

站在架构角度看，汇编语言，异常处理和内存管理处于核心位置。内核crash调试和调测技术体现的是对ARM和系统的综合理解。课程首先结合实例和练习介绍汇编语言，异常处理和内存管理。最后用内核crash调试和调测技术把前面知识串联起来，帮助大家综合应用。

不同于很多上来讲汇编语言的ARM课程，课程首先介绍讲解“理论，代码，实践”三位一体的学习方法，然后在每章的课程中，用开头的引导问题引发打大家的思考，最后用课后练习保证大家的学习效果。课程中的明线是ARM架构，暗线是系统调试和调优，会在合适的地方出现调试/调优的工具，并在课程的最后两课对调试和调优有全面的学习。

02 适合谁学

•BSP工程师；

•Linux驱动工程师；

•固件工程师；

•系统软件工程师；

•IC验证工程师。

•希望从X86迁移到ARM的软件工程师。

03 你将收获

1.熟悉ARM架构各类专业词汇，遇到问题能从正确方向入手；

2.对汇编语言不再害怕，能看懂和上手调试；

3.对异常处理有从上到下纵向的理解，既能调试底层代码，也能在上层应用异常概念完成开发工作；

4.能理解操作系统物理内存管理的核心，将来可以向上对接操作系统更丰富的内存管理能力，从而为掌握操作系统打下基础；

5.结合ARM架构知识灵活运用系统的调测能力。

04 讲师介绍

十四年IT基础设施研发经验，其中包括六年Linux kernel一线研发经验，在suse，华为，星际比特（技术合伙人）等公司工作。

作为团队核心成员参与了大陆第一个Cortex-A8 SOC芯片研发，负责CPU软件验证，操作系统移植等工作。

作为华为派驻到Linaro的技术专家，主导/参与多个Linux与arm架构相关特性研发（ILP32，continuous bit hint，kernel selftest等）

在拉斯维加斯，柏林，布达佩斯和北京多次发表技术演讲：

•2020 第⼋届开源操作系统年度技术会议（OS2ATC） Linux On RISC-V最新进展和迁移要点

•2019 ⽇知录 ARM在企业级的应⽤与前景

•2019 建设银⾏ ARM在企业级的应⽤与前景

•2018 Recent Kernel Update(Ubuntu Kylin 18.04 meetup in Beijing)

•2017 Linaro Connect Budapest: BUD17-305 - Implement contiguous page hint for anonymous page in user space

•2016 Linaro Connect Las Vegas: LAS16-TR07: Working upstream [Mandarin]

•2016 Linuxcon Europe: An efficient unit test and fuzz tools for kernel/libc porting

•2015 patent in US, EP, CN, WO(WO2017054610A1): Computer, and method and apparatus for controlling quality of service

•2014 openSUSE Asia Summit: openSUSE on ARM

05 报课优惠

1. 5300元/人（前15名赠送阅码场会员1年，先到先得。）

2. 每推荐1人购买，自己减200元；推荐公司购买（15人起）免1人费用。

3. 没学会，不满意可以免费继续参加下一次训练营。

4. 完成学业的奖励：阅码场工作推荐。

5. 免费企业招聘发布N次。（企业，5个报名人数1次。）

6. 周末开课，周中答疑；直播演示，动手实践；

7.报名请咨询客服小月(小月微信：linuxer2016)

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提升自己，升职加薪

06 往期精彩回顾

Ftrace训练营1期线上合影

Ftrace训练营1期证书

阅码场训练营文化衫

学员好评

阅码场已有课程清单

价格(元)	课程名称
199	《深入浅出Linux内核模块》
399	《深入剖析Linux内核反向映射机制》
759	《操作系统硬实时深度剖析》
399	《深入理解Linux远程过程调用（RPC）》
759	《8小时学透ARM体系架构》
759	《5小时深入理解Linux/ARM虚拟化》
759	《5小时学透ARM Linux》
759	《深入剖析Linux内核页表技术-基于ARM64架构》
299	《Linux常见锁和lockup检查机制》
599	《Android进程生命周期全解析》
399	《Linux内核tracers的实现原理与应用》
659	《深入理解Linux内核缺页异常处理》
599	《云时代的Devops行动指南》
199	《AIKit人工智能项目实战-Python篇》
199	《AIKit人工智能项目实战-TensorFlow篇》
4000	Ftrace训练营：站在设计者的角度来理解ftrace
5700	阅码场训练营：ARM安全架构之Trustzone-TEE实战
5300	阅码场训练营：ARM架构与调试调优