Diagnose von Linux

Die Entwicklung und Administration von Linux-Systemen, ob im Embedded-Bereich oder auf Standard-Hardware, wird zunehmend herausfordernder. Häufig sehen sich Entwickler mit schwer nachvollziehbaren Fehlern konfrontiert: unklare Kernel-Abstürze, nicht reproduzierbare Fehlfunktionen von Treibern oder unerwartete Signale, die den Systembetrieb stören. Hinzu kommen Probleme in verteilten Systemen, bei denen klassische Debugging-Methoden an ihre Grenzen stoßen.

Für die effiziente Fehlerdiagnose und -behebung sind fundierte Kenntnisse der internen Abläufe im Linux-Betriebssystem unerlässlich. Die Vielfalt der verfügbaren Open-Source-Werkzeuge ermöglicht es, tief in das System einzutauchen, erfordert aber ein hohes Maß an Fachwissen, um diese Werkzeuge zielgerichtet einzusetzen. Dieses Seminar bietet genau dieses Know-how: eine praxisnahe Anleitung, um typische Linux-Probleme schnell zu diagnostizieren und nachhaltig zu lösen.

Das Seminar „Diagnose von Linux“ richtet sich an Entwickler, Systemingenieure sowie Administratoren, die mit Linux arbeiten und Probleme effizient diagnostizieren und beheben müssen. Der Kurs vermittelt praxisorientierte Techniken und den Einsatz bewährter Open-Source-Werkzeuge, die dabei helfen, Fehlerquellen systematisch einzugrenzen und nachhaltig zu beheben. Vom Umgang mit Core-Dumps über die Analyse von Binärdaten bis hin zur Erkennung von Prioritäts-Inversionen – dieses Seminar bietet universell einsetzbares Wissen für Embedded-Linux und Standard-Linux-Systeme gleichermaßen.

Durch die Kombination aus theoretischen Grundlagen und praktischen Übungen lernen Sie, wie Sie effizient Fehler in Linux-Systemen aufspüren und proaktiv vorbeugen können. Werden Sie zum Experten in der Fehlerdiagnose und verbessern Sie nachhaltig die Performance und Zuverlässigkeit Ihrer Linux-Umgebungen.

AGENDA

Tag 1:

• procfs, sysfs und debugfs
• strace und ltrace
• Signalhandling

Tag 2:

• GNU-Debugger gdb, gdbserver
• Core-Dumps generieren und auswerten, Anwendung in verteilten Systemen
• Logging von unerwarteten Signalen mit backtrace
• defensive Entwicklung bezüglich unerwarteter Ereignisse (SEGV, FPE, …)
• Kernel-Crashes, Kernel-Oops auswerten
• von der Adresse zum Sourcecode: addr2line und objdump
• Binärdaten analysieren mit GNU poke

Tag 3:

• ftrace-Framework
• trace-cmd und kernelshark
• perf
• Extended Berkeley Packet Filter (eBPF), ply and bpftrace
• Tracing-Events verwenden und erstellen
• Benachrichtigungsketten und blockierte Tasks identifizieren
• Erkennung von Prioritäts-Inversionen

Tag 4:

• Hardware-Schnittstellen: GPIO, I2C, SPI, MMC
• Trace-Marker aus dem Userspace
• Welche Treiberfunktion kommuniziert mit meiner Hardware?
• Verwendung von Probes: kprobe und uprobe
• Informationen direkt aus den Kernel-Subsystemen: I2C-Telegramme
• Kernel-Laufzeiten ermitteln: Protokoll-Stack vermessen
• Tracing von Userspace-Applikationen mit uftrace
• Locking-Probleme aufspüren
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LERNZIELE

• Diagnostizieren von Problemen bei der Entwicklung von Linux-Systemen
• Eingrenzen und Lösen von Problemen mit den Werkzeugen des Betriebssystems sowie gängigen Open-Source-Tools
• Universell auf Embeddedals sowie Standard-Linux-Systemen einsetzbares Know-How

• Sicherheit im Umgang mit der Shell
• Gute Programmierkenntnisse in C