리눅스 커널의 구조와 원리: 프로세스 [저자 직강 1부-4]

<공지>

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2.로드맵 안내 🎯

이번 강의 <리눅스 커널의 구조와 원리: 프로세스 [저자 직강 1부-4]>는 로드맵 '시스템 소프트웨어 개발자를 위한 Linux kernel - basic course' 에 포함된 강의입니다.

시스템 반도체, 자동차 분야 등

시스템 소프트웨어 개발자라면 꼭 알아야 할 리눅스 커널

모든 IT 기기에서 가장 많이 사용되는 운영체제는 무엇일까요? 바로 리눅스 운영체제입니다. 스마트 폰, 디지틀 TV, 항공 엔터테인먼트 시스템 및 서버에 사용되고 있습니다. 시스템 반도체 업체에서 리눅스(리눅스 디바이스 드라이버)를 활용해 자신이 설계한 하드웨어를 제어합니다. 또한 전기 자동차(Automotive)을 구성하는 다양한 부품(인포테인먼트, 자율주행, 텔레메틱스)에도 리눅스가 많이 활용되고 있습니다.

리눅스 운영체제의 핵심은 리눅스 커널입니다. Armv8-A 아키텍처와 더불어 현재 시스템 소프트웨어 업계에서 가장 많이 필요한 기반 지식이 요구되는 내용이 리눅스 커널이라고도 볼 수 있어요.

리눅스 시스템 소프트웨어 개발자, 리눅스 임베디드 시스템(BSP) 프로그래머 주목!

그런데 리눅스 커널은 시스템 소프트웨어 분야의 입문자에 있어 거대한 장벽과 같은 존재입니다. 입문자들은 리눅스 커널을 배우다가 수 차례 포기한 경험이 있을 것입니다. 그 어려운 리눅스 커널 버전이 업그레이드되면서 점점 더 복잡하게 진화하고 있습니다. 2024년 이후에는 리눅스 커널 버전은 v6.6 이상으로 업그레이드되고 있는데, 진입 장벽이 더 높아지고 있습니다.

시스템 반도체, 전기 자동차 분야를 포함한 다양한 분야에 포진된 리눅스 시스템 소프트웨어 개발자 분들은 리눅스 커널을 잘 알아야 개발 역량을 키울 수 있다는 사실은 알고 있습니다. 하지만 리눅스 커널을 어떻게 배워야 하고 무엇보다 실무에서 어떤 내용을 잘 알아야 하는지 감을 잡기 어려운 상황입니다.

입문자들이 리눅스 커널에서 가장 먼저 배우는 프로세스

입문자들은 리눅스 커널을 배울 때 어느 주제부터 배울까요? 대부분 프로세스를 배웁니다. '리눅스 커널' 책은 프로세스와 함께 시작됩니다. 또한 프로세스는 파일 시스템 및 메모리 시스템과 더불더 꼭 알아야 하는 주제라고도 합니다.

입문자들이 프로세스를 배우기 시작하면 어떤 느낌일까요? 프로세스는 꼭 알아야 하는 내용이라고 생각되지만 쉽게 지루해집니다. 그 이유는 무엇일까요? 실전 프로젝트에서 바로 적용할 만한 내용이 없다고 생각합니다. 또한 프로세스는 막연한 내용이 많아 지루해집니다. 결국 열심히 공부해도 배운 내용이 오랫 동안 남지도 않습니다.

그래서 제가 쓴 '리눅스 커널의 구조와 원리' 책에서는 다양한 방식으로 독자 분들이 ftrace 디버깅 실습을 통해 프로세스를 배울 수 있게 구성했습니다.

강의의 차별화 포인트

이번 강의는 그 동안 한번도 유튜브나 어느 강의 플렛폼에서 다룬 적이 없는 콘텐츠로 구성되어 있습니다! 프로세스를 나타내는 task_struct, thread_info 구조체를 리눅스 커널 메모리 덤프를 통해 디버깅합니다.이 강의를 수강하시는 분은 교육용 프로그램(TRACE32)을 내려 받아 직접 실습하실 수 있습니다.

이런 내용을 배워요

리눅스 시스템의 3대 리소스 중 하나인 프로세스에 대해 설명하고 프로세스를 왜 배워야 하는지 설명합니다. 프로세스의 기본 개념에 대해 쉽게 소개합니다.

프로세스의 실행 공간을 설명하고 프로세스를 알아야 하는 이유를 설명합니다.

프로세스의 기본 동작을 Crash-Utility와 TRACE32 디버깅 프로그램을 사용해 분석합니다.

프로세스의 속성 정보를 저장하고 관리하는 task_struct 구조체를 TRACE32와 Crash-Utility 디버깅 프로그램을 사용해 분석합니다.

리눅스 커널의 여러 기능과 서브 시스템에서 많이 활용되는 current 매크로를 설명합니다. 커널 소스 코드를

어셈블리 코드 레벨까지 상세히 분석합니다.

멀티 코어 시스템 구조에서 프로세스가 실행되는 흐름을 설명합니다. 이와 관련된 자료 구조도 설명합니다.

TRACE32 프로그램을 사용해 프로세스가 생성되거나 종료되는 동작을 상세히 디버깅합니다. 프로세스의 자료구조와 함수 호출 흐름을 상세히 설명합니다. (수강생 분들은 본 강의에 업로드된 TRACE32 프로그램과 커널 메모리 덤프를 내려 받아 따라하면서 실습할 수 있습니다.)

TRACE32 프로그램을 사용해 인터럽트 핸들러가 실행되는 프로세스의 인터럽트 컨텍스트 정보에 대해 상세히 분석합니다. Crash-utility 프로그램에서 추출한 ftrace 메시지를 분석하면서 인터럽트 컨텍스트에 대해 설명합니다.

덤프의 자료구조와 콜 스택을 리눅스 커널 소스 코드와 함께 분석합니다.

교육용 TRACE32 프로그램과 8개 리눅스 커널 메모리 덤프 제공

이번 강의에서는 리눅스 시스템 소프트웨어 업계에서 가장 진보된(Advanced) 디버깅 방식인 - 글로벌 최고 수준 시스템 반도체 업체인, 퀄컴 리눅스 커널 개발자들이 디버깅하는 - 리눅스 커널 메모리 덤프를 디버깅하는 방법을 소개합니다. TRACE32와 Crash utility와 같은 디버깅 프로그램을 활용해 '리눅스 커널 메모리를 '디버깅할 수 있는 고급 디버깅 방법을 제공합니다.

책 집필/강의경력을 바탕으로
누구보다 깊고 상세하게!

국내 시스템 소프트웨어 분야에서 전무후무한! '리눅스 커널'책과 'Arm 아키텍처(Armv8-A, Armv7-A)' 책을 쓴 저자입니다. 또한 최신 시스템 소프트웨어 트렌드(전기자동차, 시스템 반도체- 시스템 소프트웨어)를 가장 잘 알고 있는 현업 개발자이자, 시스템 소프트웨어 분야에서 가장 지식 전파 활동을 활발하게 하는 교육자입니다. 

• '디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리' (2021년, 대한민국 학술원 우수도서상) 저자

• '시스템 소프트웨어 개발을 위한 Arm 아키텍처의 구조와 원리'(2023년) 저자

• '프로그래머스 데브 코스: 리눅스 시스템 및 커널 전문가' 메인 강사

• 2022년 6월, 한국컴퓨터종합학술대회 (KCC2022) - 튜토리얼 발표 [ftrace를 이용해 리눅스 커널 정복하기]

• LG전자 '리눅스 커널' 및 'Armv8 아키텍처' 사내 강사(국내 및 해외 개발자 포함) - (2020년~2024년) 

국내에서 어느 누구보다 리눅스 커널을 구성하는 주요 기능을 잘 설명할 수 있는 교육자라고 자신있게 말씀드릴 수 있습니다.

수강 전 참고 사항