행복한 하루 1

디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리 1, 도서 공부하기 31 - ksoftirqd 스레드에 대해서

안녕하세요. Soft IRQ를 알아가면서 필요한 ksoftirqd에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 1. ksoftirqd 스레드에 대해서 percpu 타입의 프로세스이며 ksoftirqd 스레드는 CPU 코어의 개수만큼 생성돼서 정해진 CPU 내에서만 실행됩니다. ksoftirqd 프로세스는 커널 스레드로 Soft IRQ 서비스를 레벨에서 처리하는 역할입니다. 라즈베리 파이에서 ksoftirqd를 확인할 수 있습니다. pi# ps axl | grep ksoftirq 코어가 4개인 시스템인 것을 알 수 있으며 ksoftirqd/[CPU 번호] 같은 규칙으로 이름을 생성됩니다. ksoftirqd 스레드는 swawn_ksoftirqd()함수 내 smpboot_register_percpu_th..

안녕하세요. Soft IRQ 이어서 확인해 보겠습니다. 어떤 프로세스가 언제 처리하는지 확인하는 내용입니다. 1. Soft IRQ 서비스 실행 요청 점검 이전 내용을 확인하면, Soft IRQ 서비스는 인터럽트 핸들링을 마무리한 후 처리했고 커널에서 인터럽트 처리를 시작하고 종료하는 __handle_domain_irq() 함수를 보면 내용을 확인할 수 있었습니다. __handle_domain_irq() 내에서 generic_handle_irq() 함수 호출(인터럽트 핸들러) 처리를 마치고 irq_exit() 함수를 호출합니다. 바로 Soft IRQ 서비스를 처리하는 시작점이라고 볼 수 있습니다. 1) irq_exit() 함수 확인 Soft IRQ 서비스 실행의 시작점인 내용으로 생각하고 확..

안녕하세요. Soft IRQ를 이어서 언제 요청하는지 대해서 좀 더 확인해보려고 합니다. 1. Soft IRQ 서비스 요청의 전체 흐름 전체 흐름을 보면서 Soft IRQ 서비스 요청하는 시점을 알아보겠습니다. 아래 그림은 Soft IRQ 서비스 요청 시의 자료구조입니다. 인터럽트 핸들러나 인터럽트 핸들러 서브루틴에서 호출하는 함수의 동작의미 합니다. __raise_softirq_irqoff는 Soft IRQ 서비스를 요청하는 동작을 하며, or_softirq_pending 함수로 irq_stat[cpu].__softirq_pending에 Soft IRQ 서비스 비트를 활성화하는 역할을 합니다. irq_stat는 배열이 percpu 타입의 변수로 CPU 코어의 개수만큼 존재합니다. ..

안녕하세요. IRQ 스레드를 끝내고 Soft IRQ에 대해서 확인해 보겠습니다. 책 내용이 많아서 내용은 요약정도로 정리하고 실습하는 내용으로 조금 빠르게 진행해 보겠습니다. 1. Soft IRQ 서비스 Soft IRQ 실행한다 의미는 Soft IRQ 서비스를 요청을 받아 이를 처리하는 과정이라고 볼 수 있습니다. 1) Soft IRQ 서비스 소개 리눅스 커널에서 10가지 정도의 Soft IRQ 서비스를 지원합니다. linux# vim kernel/softirq.c 우선순위Soft IRQ 서비스설 명0HI_SOFTIRQ가장 우선 순위가 높으며 TASKET_HI로 적용1TIMER_SOFTIRQ동적 타이머 사용2NET_TX_SOFTIRQ네트워크 패킷 송신용으로 사용3NET_RX_SOFTIRQ..

안녕하세요. 이번에는 이전 글에 본 IRQ 스레드에 대해서 라즈베리 파이에서 디버깅을 하는 내용입니다. 1. ftrace를 이용한 IRQ 스레드 동작 확인 1) IRQ 스레드를 확인하기 위한 ftrace 설정 아래 내용으로 셀 스크립트를 만들어 저장합니다. 중요한 부분만 보면echo bcm2835_mmc_thread_irq bcm2835_mmc_irq > /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter bcm2835_mmc_thread_irq() 함수와 bcm2835_mmc_irq() 함수에 대해 set_ftrace_filter에 저장합니다. echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_switch/enablee..

안녕하세요. IRQ 스레드를 실행하려면 IRQ 스레드를 생성해야 합니다. 생성하는 과정과 관련 코드를 확인해 보겠습니다. 1. IRQ 스레드 생성 흐름 디바이스 드라이버의 초기화 코드는 대부분 부팅 과정에서 실행되며, 이 과정에서 request_threaded_irq() 함수를 호출해 IRQ 스레드를 생성합니다. IRQ 스레드는 생성된 후 시스템 전원이 공급돼 동작하는 동안 해당 인터럽트 후반부를 처리하는 기능을 수행합니다. IRQ 스레드의 생성흐름은 아래와 같습니다. 여기서 kthread_create(), kthread_create_on_node() 함수 이해를 위해 호출하는 것처럼 표현한 것이고 실제는 치환되는 것입니다. request_thread_irq() 함수를 호출하면 (1) 전달..

안녕하세요. 조금 긴 인터럽트 장을 끝냈고, 이번 장은 인터럽트 후반부 처리에 대한 내용을 확인합니다. 이 장도 양이 많기 때문에, 보면서 테스트하는데 시간이 좀 걸릴 것으로 생각됩니다. 1. 인터럽트 후반 처리에 대해서 인터럽트 핸들러는 짧고 간결하게 코드가 실행돼야 하기 때문에, 급하게 처리하지 않아도 되는 일은 조금 후에 처리한다는 기법입니다. 인터럽트가 발생했을 때 빨리 실행할 코드(인터럽트 핸들러 및 인터럽트), 실시간으로 빨리 실행하지 않아도 되는 코드(인터럽트 후반부 기법)로 나눌 수 있습니다. 1) Top Half/Bottom Half 란? 전문용어가 나 올 수가 있어서 확인해 보면, 인터럽트가 발생한 후 빨리 처리해야 하는 일은 Top Half(인터럽트가 하는 일), 조금 있다..

안녕하세요. 이전 인터럽트 내용들을 복습 및 간단한 인터럽트 디버깅으로 이렇게 하는 것이구나 확인하는 시간으로 생각하면 될 듯합니다. 1. /proc/interrupts 확인 이전 글에서도 /proc/interrupts를 통해서 인터럽트 발생종류를 확인했습니다. 이 파일을 읽을 때 어느 코드가 실행되면서 인터럽트의 정보를 출력하는지 확인해 보겠습니다. 출력하면, 인터럽트 번호, 인터럽트 이름, CPU별 인터럽트가 발생한 횟수를 알 수 있습니다. pi# cat /proc/interrupts 가장 왼쪽 숫자 17 이 인터럽트 번호이며, CPU별로 인터럽트 횟수가 나오고 인터럽트 식별방식(Level, Edge-High(High나 Low로 올라가거나 내려갈 때 발생판단)) 인터럽트 이름으로 되어 ..

안녕하세요. 인터럽트가 발생하는 보았는데, 조금 다르게 중요한 작업을 하고 있을 때는 인터럽트가 발생하면 안 되는 상황도 있습니다. 이 부분에 대해서 확인해 보겠습니다. 1. 인터럽트가 발생하면 안 되는 상황 인터럽트는 보통 백그라운드에서도 계속 발생합니다. 그렇기 때문에 디바이스 드라이버를 개발하다 보면 특정 상황에서는 발생하면 안 되는 조건이 있습니다. (1) SoC에서 정의한 하드웨어 블록에 정확한 시퀀스를 줘야 할 경우(2) 시스템이 유휴 상태에 진입하기 직전의 시스템의 상태 정보 값을 저장하는 동작(3) 각 디바이스 드라이버가 서스펜드 모드로 진입할 때 디바이스 드라이버에 데이터 시트에서 명시한 대로 정확한 특정 시퀀스를 줘야 할 경우(4) 예외가 발생해서 시스템 리셋을 시키기 전 종합..

안녕하세요. 인터럽트가 발생했을 때 인터럽트 핸들러(함수)가 호출되기 위해서는, 먼저 디바이스 드라이버 코드에서 해당 인터럽트를 초기화했는지 확인하고 인터럽트 발생한 후 처리하는 것이 필요합니다. 이번 내용은 인터럽트 핸들러를 등록하는 방법과 이를 검증하는 내용입니다. 1. 인터럽트 핸들러의 등록과정 분석 인터럽트가 발생한 후 지정한 인터럽터 핸들러가 호출되려면 먼저 인터럽트 핸들러를 등록해야 합니다. 인터럽트 핸들러의 등록은 인터럽트를 초기화하는 과정이 포함되어 있습니다. 인터럽트 초기화하는 과정에서 호출하는 request_irq() 함수를 확인해 보겠습니다. linux# vim include/linux/interrupt.h 선언부는 아래와 같고 인터럽트를 제대로 등록하면 true, 오류..

안녕하세요. 이전 내용에서 인터럽트와 인터럽트 컨텍스트에 대해서 확인했습니다. 이번에는 인터럽트 컨텍스트 구간인지 어떻게 알 수 있는지 확인합니다. 1. in_interrupt() 함수란? 결론적으로 말하면, 인터럽트 컨텍스트 구간이면 in_interrupt() 함수는 true를 반대면 false를 반환하는 함수입니다. 이 함수를 알고 있어야 하는 이유는 커널 코드 내에서는 수많은 함수를 호출되므로 함수 호출 흐름을 파악하기가 어렵습니다. 그렇기 때문에 커널 혹은 드라이버 코드에서 인터럽트 컨텍스트에서 실행 중인지 알기가 어렵습니다. 다시 인터럽트 컨텍스트에서 실행 중인지 확인이 필요한지 의문이 생깁니다. 그것은 인터럽트 서비스 루틴은 실행 중인 프로세스를 멈추고 동작하기 때문에, 커널 혹은 드..

안녕하세요. 지난 글 "Python으로 FreePBX AMI 프로그래밍 테스트 1 (연결, Ping, 종료흐름)"에서는 Python의 socket 모듈을 사용하여 FreePBX AMI에 접속하고, 간단한 명령(Login, Ping, Logoff)을 실행하는 동기적인 기본 흐름을 살펴보았습니다. 하지만 전화 시스템의 상태 변화(예: 전화 수신, 통화 종료, 채널 상태 변경 등)를 실시간으로 감지하고 이에 맞게 처리하려면 조금 다른 접근 방식이 필요합니다. 바로 AMI가 지속적으로 보내주는 이벤트(Event)를 수신하고 처리하는 것입니다. 이번 글에서는 Python의 asyncio라이브러리를 활용하여 FreePBX AMI로부터 이벤트를 비동기적으로 수신하고, 특정 이벤트를 감지하여 처리하는 방법을..

안녕하세요. 프로세스에 관한 내용을 지나 5장 인터럽트 내용으로 왔습니다. 인터럽터가 OS에 중요한 부분을 차지하고 있으니 5, 6장에 걸쳐 소개하고 있습니다. 천천히 책 내용을 따라가 보겠습니다. 진도가 너무 느려져서, 요약하면서 조금 빠르게 진행해 보도록 하겠습니다. 1. 인터럽트 소개 인터럽터라는 단어 자체는 생활에서도 사용하고 있는 용어입니다. 끼어들다는 말로 사용하고 있습니다. 대화를 하는 중에 다른 사람이 와서 끼어들기도 하고 공부하는 중에 전화가 온다던지 이상생활에서 인터럽트가 발생합니다. 실제적으로 컴퓨터 입장에서 인터럽터를 확인해 보겠습니다. 1) 하드웨어 관점의 인터럽트 하드웨어 관정에서 인터럽트란 하드웨어의 변화를 감지해서 외부 입력으로 전달되는 전기 신호입니다. 예를 들..

안녕하세요. 산업 현장이나 자동화 시스템에서 사용하는 통신 방식 중 하나인 RS485에 대해 알아보려고 합니다. 1. RS485란? RS485(Recommended Standard 485)는 직렬 통신(Serial Communication)을 위한 표준 중 하나입니다. 직렬 통신이란 데이터를 한 번에 한 비트씩 순서대로 주고받는 방식을 말합니다. RS485는 여러 장치 간(Multi-Point)에 상대적으로 먼 거리에서도 안정적으로 데이터를 주고받을 수 있도록 설계된 점이 특징입니다. 가장 큰 핵심 하나는 차동 신호(Differential Signaling) 방식을 사용한다는 것입니다. 이는 두 개의 전선(보통 A와 B로 표시)에 서로 반대되는 전압 신호를 보내고, 수신 측에서는 이 두 신호의..

안녕하세요. 이번 글은 ftrace를 이용해서 whoami 유틸리티 프로그램을 간단하게 추적해 보는 것입니다. 이미 ftrace는 이전 내용을 보셨다면 어렵지 않게 따라 할 수 있을 것입니다. 유저 공간에서 fork() 시스템 콜 함수를 호출하면 유저 프로세스가 실행된다고 이미 알고 있을 것입니다. 그런데 유저 프로세스를 생성하는 목적은 크게 2가지로 분류할 수 있습니다. - fork() 시스템 콜 함수로 호출해 같은 작업을 프로그램을 여러 프로세스가 나눠서 실행 - exec() 시스템 콜 함수로 새로운 프로그램을 생성해서 실행 보통 첫 번째 방법을 대부분 방식을 이용하지만 이번에는 두 번째 방법인 이미 만들어 놓은 프로그램 파일을 실행할 때를 알아보겠습니다. 1. ftrace 로그 설정 ..

안녕하세요. 이전 글에서는 telnet으로 간단하게 연결 확인을 해보았습니다. 그러나 매번 접속해서 수동으로 입력하면서 실행하는 것은 비효율적일 것입니다. 프로그램 언어로 통신하면 순서대로 자동 처리를 할 수 있을 것입니다. 그래서 쉽게 테스트해 볼 수 있는 Python언어를 가지고 FreePBX 전화 시스템과 통신하는 방법인 AMI(Asterisk Manager Interface)에 대해서 확인해 보겠습니다. AMI가 뭔가요? 하시는 분은 이전 글을 참조 부탁드립니다. https://remnant24c1.tistory.com/534 쉽게 말하자면, FreePBX 서버와 통신할 수 있는 약속된 방법입니다. 마치 서버와 채팅하는 것과 비슷합니다. 1. 준비사항 - PC에 Python 3 설치..

안녕하세요. 책에서 부분 분량이 조금 있다 보니, 글에 다 담기는 어려울 것으로 생각됩니다. 그래서 필요하다고 생각하는 부분을 요약해 보았습니다. 1. glibc의 fork() 함수를 gdb로 디버깅 1) 실습을 위한 예제 코드작성 프로세스 디버깅하기 위한 app 소스코드에 fork() 함수한 새로운 프로세스를 생성해서 부모 프로세스와 자식 프로세스로 만들어 확인합니다. 코드는 핵심적인 부분만 확인하겠습니다. 전체 소스코드는 글 마지막에 첨부했습니다. 26번 줄에서 fork() 함수를 호출해 반환값을 pid에 저장합니다. pid가 0이면 자식프로세스로 0보다 크면 부모 프로세스가 생성되었다고 판단합니다. fork() 함수 실행 시 오류가 발생하면 -1을 반환합니다. Makefile을 만..

안녕하세요 FreePBX 관련해서 물리적 측면 보다 SW적 확인할 일이 있어서 자료를 찾아보고 테스트해 본 내용을 공유드립니다. FreePBX분야 전문 개발자가 아니다 보니, 실수한 내용들이 있을 수 있습니다. 참고 정도로 봐주시고, 잘못된 부분은 댓글 주시면 수정하도록 하겠습니다. FreePBX에 접근해서 신호를 제어하기 위해서 AMI(Asterisk Manager Interface)를 먼저 알고 접속해야 합니다. 그래서 첫 번째 내용으로 간단한 이론과 접속하는 방법을 정해보았습니다. API 방법도 있지만, AMI가 좀 더 제어권한이 많아 선택해서 테스트했습니다. 이후 AMI로 해볼 수 있는 기능을 python으로 몇 가지 테스트하는 글을 올려 보겠습니다. 테스트한 환경은 Virtual B..

안녕하세요. 이전 글에서는 프로세스를 관리하는 자료 구조로 task_struct, thread_info 구조체를 확인했습니다. 커널 입장에서는 프로세스 속성 정보가 있는 이 구조체에 자주 접근해서 프로세스를 처리가 필요합니다. 그런데 디바이스 드라이버 코드에서는 이 구조체에 접근하지 못하게 하고 있으나 매크로 함수(current_thread_info(), current)로 대신 접근할 수 있게 하고 있습니다. 1. current 매크로 current 매크로의 제공 배경은 책에서 설명 있긴한데, 여기서는 간단하게 요약하자면 시스템에 영향을 주지 않는 형태로 태스크 디스크립터의 주소에 접근하는 매크로를 필요 요구사항에 의해 만들어졌다고 합니다. current 매크로는 현재 구동 중인 프로세스..

안녕하세요. 이전 글에서는 프로세스 속성을 관리하는 자료구조인 태스크 디스크립터를 확인했습니다. 이번 글에서는 프로세스 실행동작은 관리하는 thread_info에 대해서 확인합니다. 이번 부분은 내용이 조금 많아서, 빠르게 요약하면서 따라가 보겠습니다. 그래서 지루할 수 있습니다. 1. thread_info 구조체란? 태스크 디스크립터(task_struct)는 프로세스의 공통 속성 정보를 저장, 관리를 합니다. thread_info 구조체는 프로세스의 세부 실행 정보를 저장하거나 로딩하는 자료구조를 관리합니다. 핵심 실행정보 저장하는 하는 내용은 - 선점 스케줄링 실행 여부 - 시그널 전달 여부 - 인터럽트 컨텍스트와 Soft IRQ 컨텍스트 상태 - 휴먼 상태로 진입하기 직전 레지스터를..