리눅스 커널의 구조와 원리: 인터럽트 후반부 [저자 직강 1부-6]

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.

리눅스 디바이스 드라이버 개발의 핵심 중 핵심: 인터럽트 후반부

리눅스 시스템 소프트웨어 개발자로 입문하면 대부분 리눅스 디바이스 드라이버를 개발하는데, 이 과정에서 반드시 구현하고 최적화해야 할 요소 중 하나는 인터럽트입니다. 인터럽트 후반부는 인터럽트와 함께 반드시 알아야 할 내용입니다. 그 이유는 몇 가지 들자면;

• 대부분 인터럽트 핸들러는 인터럽트 후반부 기법과 함께 사용된다.

• 인터럽트를 통해 제어하는 페리퍼럴 디바이스의 주요 이슈는 인터럽트 후반부와 관련된 루틴에서 - 인터럽트 핸들러와 함께 - 확인된다.

그래서 제가 쓴 '리눅스 커널의 구조와 원리' 책의 6장에서 다음과 같은 '인터럽트 후반부 기법'을 설명합니다.

• threaded IRQ(IRQ 스레드)

• Softirq

• 태스크릿

다양한 방식으로 독자 분들이 ftrace 디버깅 실습을 통해 인터럽트 후반부 기법을 배울 수 있게 구성했습니다.

강의의 차별화 포인트

이번 강의는 그 동안 한번도 유튜브나 어느 강의 플렛폼에서 다룬 적이 없는 콘텐츠로 구성되어 있습니다! 리눅스 커널의 인터럽트 후반부 기법과 관련된 자료 구조와, 리눅스 커널을 구성하는 다양한 자료 구조(task_struct, thread_info 구조체)를 리눅스 커널 메모리 덤프를 통해 디버깅합니다.이 강의를 수강하시는 분은 교육용 프로그램(TRACE32)을 내려 받아 직접 실습하실 수 있습니다.

이런 내용을 배워요

인터럽트가 처리되는 전체 흐름을 설명하고 인터럽트 후반부 기법이 왜 필요한 지 설명합니다.

인터럽트 후반부 기법으로 많이 활용되는 threaded IRQ 방식을 소개하고 핵심 기능을 설명합니다.

threaded IRQ 기법의 실행 흐름을 큰 그림으로 설명하고 소스 코드를 상세히 설명합니다.

threaded IRQ 관련 패치를 소개하고 ftrace를 설정하는 방법을 소개합니다. Ftrace 메시지와 threaded IRQ 기법의 실행 흐름을 함께 세세하게 설명합니다.

TRACE32와 Crash Utility 프로그램을 사용해 threaded IRQ 방식과 관련된 자료 구조를 상세하게 분석합니다.

Softirq에 대해 소개하고 Softirq를 잘 알아야 하는 이유에 대해 설명합니다.

Softirq의 핵심인 Softirq 서비스의 종류와 단계별 실행 흐름에 대해 상세하게 설명합니다.

Softirq 서비스를 요청하고 실행하는 동작을 - 전체 실행 흐름과 소스 코드 분석으로 - 상세하게 설명합니다.

Softirq 서비스를 실행하는 데몬인 ksoftirqd/[n] 커널 스레드를 설명하고 태스크릿을 상세하게 분석합니다.

Softirq 관련 ftrace tracepoint를 설명하고 ftrace 메시지를 상세하게 분석합니다.

교육용 TRACE32(시뮬레이터) 프로그램과 6개 리눅스 커널 메모리 덤프 제공

이번 강의에서는 리눅스 시스템 소프트웨어 업계에서 가장 진보된(Advanced) 디버깅 방식인 리눅스 커널 메모리 덤프를 디버깅하면서 인터럽트 후반부 기법을 구성하는 자료 구조와 콜 스택을 설명합니다.

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' (2024년, 대한민국 학술원 우수도서상) 저자

• '프로그래머스 데브 코스: 리눅스 시스템 및 커널 전문가' 메인 강사 (1~2차수)

• 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