행복한 하루 1

디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리 1, 도서 공부하기 14 - 커널 내부 프로세스 생성과 종료 과정

안녕하세요.   이전 내용에서는 유저프로세스, 커널 프로세스에 대해서 확인했습니다. 이번에는 이 내용을 간단히 정리하면서 나머지 부분을 확인합니다.  1. 프로세스 생성 과정 확인, _do_fork() 함수  유저 프로세스는 fork -> sys_clone -> _do_fork 흐름으로 호출했고, 커널 프로세스에서 kthread_create -> ... -> kthread 스레드 요청 -> ... -> _do_fork 흐름으로 프로세스를 생성했습니다.  최종적으로 동일하게 _do_fork() 함수를 호출했습니다.  _do_fork() 함수의 동작은 크게 두 단계로 볼 수 있습니다. 1단계는 프로세스 생성, 2단계는 프로세스의 실행요청으로 볼 수 있습니다. 1) _do_fork() 함수 소스코드 분석  한..

안녕하세요.   이전 글에서는 유저공간에서 실행되는 프로세스를 봤습니다. 이제 커널 공간에서 실행하는 프로세스에 대해 알아보는 시간입니다.   1. 커널 스레드  커널 프로세스는 커널 공간에서만 실행되는 프로세스이며 대부분 커널 스레드 형태로 동작합니다. 리눅스 시스템 프로그래밍에서 데몬과 비슷한 처리를 하는데 데몬과 커널 스레드는 백그라운드 작업을 실행하면서 시스템 메모리, 전원 제어동작 수행합니다. 커널 스레드 특징  커널 공간에서만 실행함  유저 영역과 시스템 콜을 받지 않고 동작하는 것이 데몬과 차이  실행, 휴면 등 모든 동작을 커널에서 직접 제어 관리  대부분 커널 스레드는 시스템이 부팅할 때 생성하고 종료할 때까지 백그라운드로 실행  2. 커널 스레드 종류 1) 커널 스레드 항목 확인  ps..

안녕하세요.   이전 글(아래링크 창고)을 따라 OpenCV 4.6.0을 설치했다면,  Raspberry pi CM4에 OpenCV 4.6.0과 Contrib 모듈 설치해보기안녕하세요.   에지 컴퓨팅이라고 해서 단말 장치에서 가까운 위치에서 컴퓨팅을 하는 것을 말합니다. 그래서 라즈베리 파이가 단말장치가 되고 여기서 컴퓨팅, 분석까지 하는 것으로 생각해remnant24c1.tistory.com   Bullseyes 32bit에서 libcamerasrc를 사용할 생각으로 gstreamer 최신 버전(1.9.2 혹은 1.20.x)을 다운로드하여서 컴파일할 경우 아래와 같은 컴파일 에러가 발생했습니다.  현재 상황에서는 gstreamer최신 버전을 사용하고자 한다면, Buster OS 버전 혹은 64bit ..

안녕하세요.  이전 글에서 4_4_user_process라는 사용자 프로그램을 만들어 ftrace 메시지까지 만들어 봤습니다. 책에서는 raspbian_proc로 만들어 테스트한 내용입니다. 내용은 거의 동일합니다.   ftrace 메시지를 바탕으로 프로세스가 어떻게 생성되고 종료하는지 과정을 분석하는 내용입니다.  1. ftrace_log.c 분석 준비  분석할 내용은 get_ftrace.sh를 실행 디렉터리에 ftrace_log.c 파일로 되어 있을 것입니다.파일을 열어 확인합니다.  이전에 봤던 메시지 형태입니다. 그런데 얼마 실행하지 않은 것 같은데 많은 양의 메시지가 저장되어 있습니다. 전체 다 보는 것은 아니고 실행했던 파일 부분을 찾아서 보겠습니다.  rpi_kernel_src $ vim f..

안녕하세요.    _do_fork() 함수를 알아보기 위한 사전 정보가 조금 필요에 _do_fork() 마무리하지 못해서 추가 부분을 정리해 봅니다.  1. 유저 레벨 프로세스 생성 시 _do_fork() 함수처리 흐름  유저 레벨 프로세서 생성할 때 흐름은 아래와 같이 fork() 함수 호출하면 glibc 통해 시스템콜을 발생하고 이에 대응하는 sys_clone() 함수 호출합니다. 이후 호출을 따라가면 _do_fork() 함수를 호출합니다.  1) sys_clone 함수  sys_clone() 함수 내부를 보면 return 값(PID)을 받기 위해 _do_fork() 함수를 호출합니다.  SYSCALL_DEFINE5 매크로와 함께 커널 소스 빌드하는 과정에서 sys_ 접두사가 붙여 sys_clone으..

안녕하세요.   프로세스와 스레드에 대해 보았고, 이번에 생성하는 과정을 확인을 알아보겠습니다.  진행하기 앞서서 유저 모드와 커널 모드 부분을 먼저 알고 시작해야 할 것 같아서 앞쪽 내용에 추가해 보았습니다. 알고 있는 내용이면 이 부분은 넘어가고 아래쪽 2. 프로세스 생성부터 보면 됩니다.  1. 유저 모드와 커널 모드 그리고 영역  유저 모드와 커널 모드가 나오면, 권한에 관한 것이라고 알 수 있는데, 공간에 대한 개념이 같이 나오기 때문에 혼돈이 있을 것 같아서 나눠서 생각해 보면 좋을 것 같아서 추가해 보았습니다. 1) 유저 모드와 커널 모드 (1) 유저 모드(User Mode)  - 권한 수준: 제한된 권한을 가진 모드입니다. 응용 프로그램(예: 웹 브라우저, 문서 편집기)이 주로 유저 모드에..

안녕하세요.   드디어 디버깅의 영역에서 벗어나 프로세스의 영역으로 들어오게 되었습니다. 프로세스 부분도 양이 많아서, 배워야 할 것이 적지 않을 것으로 생각됩니다.  책 내용을 천천히 정리해 가는 것으로 생각하면 좋을 것 같습니다.  1. 프로세스란?  리눅스 개발자 입장에서 프로세스는 리눅스 시스템 메모리에 적재되어 실행을 대기하거나 실행하는 실행 흐름을 의미합니다.  프로세스를 관리하는 자료구조이자 객체를 태스크 디스크립터(task descriptor)라고 부르고 task_struct구조체로 표현합니다. 이 구조체에 프로세스가 사용하는 메모리 리소스, 프로세스 이름, 실행 시각, 프로세스 아이디(PID), 프로세스 최상단 주소와 같은 속성정보가 지정되어 있습니다. 그러나 이것만으로 프로세스의 흐름까..

안녕하세요.   지금까지 디버깅방법을 알아봤습니다. 그런데 커널 소스를 수정하는 것에 낯설게 느껴지고 수정하다가 부팅이 안되면 어떡하지 약간의 불안감도 있을 것입니다. 그래서 저도 코드를 작성할 때 한번 더 확인하고, 기존의 작업했던 내용은 SD Card 내용을 전체 백업을 하였습니다.  사실 커널 코드를 잘못 입력하거나 실수하면 시스템이 오동작할 수 있습니다. 즉 부팅이 안될 수 있습니다. 그래서 책에서는 이것을 조금 방지하고자 debugfs 드라이버 코드를 알려줍니다.  1. debugfs 드라이버 원리  전역 변수처럼 변수를 셀에서 설정 값을 주었을 때만 코드가 작동하고, 재부팅하거나 설정값을 초기화하면 원래코드로 동작하는 간단한 원리입니다.   그러나 커널 코드다 보니, 드라이버 파일로 만들어 작..

안녕하세요. 이전 글에서 printk()와 dump_stack() 함수를 확인했습니다. 두 함수에는 사용할 때 자주 호출하는 함수에는 사용하기가 어렵다는 주의점이 있었습니다. 이런 부족한 점을 충족하기 위한 커널 디버깅 소프트웨어가 필요했습니다.   1. ftrace 란?  기존의 커널 디버깅 부족함을 해결해 줄 수 있는 요구사항(함수 호출 흐름을 소스코드 수정하지 않고 확인하고 싶다, 커널의 세부 실행 정보를 출력 원함, 수십 번 호출해도 성능에 부담 주지 않았으면 함, 커널 로그도 함께 보고자 함)을 충족하는 디버깅 기능의 소프트웨어입니다.  ftrace 특징으로  - 인터럽트, 스케줄링, 커널 타이머 등의 커널 동작 추적  - 코드 수정할 필요 없이 함수 필터 지정한 함수와 호출한 함수 콜 스택 출..

안녕하세요.  이번 시간은 printk()와 dump_stack()함수에 대해 학습하고 간단하게 디버깅 하는 방법을 알아 보겠습니다.  1. printk 함수  이미 C언어를 접해본 분이라면 printf 함수에 대해 잘 알고 있을 거라 생각됩니다. 함수 끝에 k가 붙은 것처럼 kernel에서 사용하기 위한 함수라는 것을 느낄 수 있을 것입니다.  이미 커널의 수많은 내부 함수에서도 printk 함수를 이용해서 에러 정보를 커널 로그에 출력하고 있습니다.   아래 내용은 책에서 소개한 porcess.c 파일의 일부 내용입니다. __show_regs 함수가 실행되면 레지스터 내용을 커널 로그에 출력하는 일부 코드입니다.   1) printk 형식  int printk(const char *fmt, ...);..

안녕하세요.  이번에는 교육 마지막 날로 TF Lite 사용을 좀 더 활용하고 웹서비스와 연동하는 내용들을 진행되었습니다. 그리고 마지막 궁금한 사항들에 대해 질문하고 테스트한 소스들을 정리하는 시간으로 마무리했습니다. 1. node.js 사용해 보기 1.1 node.js 간략 설명   - V8엔진으로 빌드된 이벤트 기반 자바스크립트 런타임 플랫폼(JS를 기계어로 변환)  - js 엔진을 서버 쪽에도 추가해서 양쪽에서 js를 사용할 수 있도록 한 것이다.  - npm: Node.js용 패키지 매니저  - libuv: 비동기라이브러리, Node.js는 싱글 스레드이지만, libuv 라이브러리를 통해 스레드 처리가능, 콜백기반 모델로 동작할 수 있도록 설계  - 응답성이 좋고, 여러 라이브러리 많음, 개발자..

안녕하세요.  이번 장에서는 디버깅하는 방법 예습차원에서 중요성, ftrace 내용을 알려주고 있습니다.내용 잘 학습해 보아요. 1. 디버깅의 중요성 1) 임베디드 및 BSP 개발 도중 만나는 대표적인 문제  - 부팅 도중 커널 크래시 발생 - 인터럽트 핸들러를 설정했는데 인터럽트 핸들러가 호출되지 않음 - 시스템 응답 속도가 매우 느려짐 - 파일 복사가 안됨 - 다른 개발자가 작성한 커널 코드를 만날 가능성이 높음   (디바이스 드라이버는 커널함수로 구성되어 있으며 각 서브 시스템을 담당한 개발자가 작성한 코드이기 때문입니다.)  그렇기 때문에 정상적인 동작할 때 몇 가지 내용 파악이 필요   - 함수가 실행될 때 변경되는 자료구조 - 함수가 실행되는 빈도와 실행 시간 - 실행 중인 코드를 어떤 프로세..

안녕하세요.  1일 차 내용에 이어서 진행하지만, 교재가 얇게 제작되어 추가적인 부분은 강사분의 pdf 교재로 진행했습니다.  Raspberry Pi 특성도 있고 과정에 IoT 내용도 있어 몇 가지 하드웨어 제어해 보았습니다.  1. Raspberry Pi 하드웨어 제어 실습  간단하게 Raspberry Pi에 있는 IO Pin을 이용해서 Button과 LED제어 테스트를 합니다.  Header Pin에 점퍼선을 그냥 연결해도 되지만, 연결성을 좋게 하기 위해서 액세서리 모듈과 브레드보드를 사용했습니다. LED는 GPIO2, Button은 GPIO4에 연결합니다.   라즈베리파이 LED와 Button 연동 파이썬 소스 확인  Button을 누르면 High(1) 신호를 보내고, 그것을 확인해서 High(1..

안녕하세요.    예전과 달리 AI 관련 뉴스가 많고, 이런저런 강의를 보고 있는 중에 3일 과정인 "OpenCV와 Tensorflow Lite를 활용한 라즈베리파이 지능형 비전 서비스 개발"이라는 교육이 있어서 수강해 보았습니다.  전체내용은 양도 많기도 해서 간략하게 확인하는 겸 이런 과정으로 진행되는구나 참조로 보면 좋을 듯합니다.  1. 출석 확인  집체교육으로 진행되었고 7시간으로 10시 ~ 6시간 교육이 진행되며, 스마트폰을 통해 입실, 퇴실을 확인하였습니다.   2. 라즈베리파이 준비 2.1 하드웨어 준비   LCD, RaspberryPi 4, 센서 키트와 소형 모니터, 키보드, 마우스를 나눠주고 연결하는 방법부터 시작합니다.  교재내용에 맞춰 설치하는 것을 진행하고, raspberry.or..

안녕하세요.   라즈베리 파이 커널을 설치하고 나머지 뒷부분을 마무리하도록 하겠습니다.  리눅스 커널을 빌드하는 과정에서 전처리코드를 생성하는 방법이 나옵니다.커널에는 많은 양에 매크로가 소스분석에 걸림돌이 됩니다. 그래서 소스코드를 분석할 때 전처리 코드를 함께 보는 것을 추천하며 추출하는 방법 두 가지를 알려 줍니다.  1. 전처리 코드 생성 1) 전체 전처리 파일 추출  이전 글에서 처럼 root 권한을 얻어서 다음 내용을 진행합니다.  리눅스 커널 소스 디렉터리 안에 Makefile이 있습니다.  대략 420번 줄 KBUILD_CLAGS에 "-save-temps=obj \"를 추가해 주고 build 스크립트를 실행해 주면 전체 소스 파일에 전처리코드가 담긴 *.i, *.s 파일이 생성됩니다. 약 ..

안녕하세요.   설치하는 것까지 자세히 적으려고 한 것은 아닌데 최대한 책과 동일한 커널 버전의 라즈베리파이 버전으로 맞추려고 했습니다.  그러나 몇 가지 문제가 생겨 해결한 방법도 같이 공유하려고 합니다.   1. 라즈베리파이 OS (라즈비안) 설치  Raspberry Pi Imager로 설치하면 되는 되는 것 아니냐 할 수 있지만 Imager로 바로 설치할 경우 최신 버전의 라즈베리파이 OS이 설치되고 커널 버전도 높아 책과 차이가 발생할 것입니다. imager의 32bit Legacy 버전도 bullseye입니다. Raspberry Pi Imager 다운로드https://www.raspberrypi.com/software/    이것저것 해본 내용을 적어 봅니다.   운영체제 선택에서 우리가 받은 ..

안녕하세요.  시간이 조금 지났지만, 디바이스 드라이버 개발에 깊이를 더 하려고 하니 리눅스 커널에 대해서 이해가 필요하다는 것을 알게 되었습니다. 그래서 책을 보며 학습하는 내용을 정리해 보기로 했습니다.   1. Linux Kernel 학습 위한 책 선정 이유  리눅스 커널을 학습할 수 있는 많은 책들이 있는데 그중에 추천받은 책으로 진행하기로 했습니다. "디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리 1" 책으로 1, 2권으로 나눠져 있습니다.  또 하나는 선택한 이유 중에 하나는 테스트하는 보드가 라즈베리파이라는 것입니다. 다른 책들도 가능하지만 실습환경 맞춰 따라 하기가 쉽지 않다는 것입니다. 현재 출간된 버전도 라즈베리 파이 3으로 작성되어 실습이 안 되는 부분이 있다고 하지만, Pi 4로 ..

1. 책 선택 이유  다른 업무들로 인해 임베디드 소프트웨어 개발에 할당하는 시간이 부족해서 다시 차근히 읽어 볼거리가 없을까 찾다가 읽어 보았습니다.  2. 간략한 내용 소개  간략한 소개 내용이 부족한 것 같아, 목차일부를 같이 포함해 보았습니다.   이 책은 임베디드를 처음 접하는 독자들을 위한 책으로, 현업 시니어가 이론을 설명해 주고 주니어가 실습을 하는 방식으로 되어있습니다. 책의 앞부분은 하드웨어에 대한 내용을 다루고 그 후 소프트웨어 입문에 대한 내용을 다루고 있습니다. 그다음 실절적인 소프트웨어 개발 내용을 다루고 마지막으로 중급자를 위한 내용도 간략하게 소개하고 있습니다. 이 책 한 권이면 막연하게 느껴지던 임베디드 소프트웨어도 한층 가까워질 것입니다. PART 1 하드웨어를 이해하고 ..

안녕하세요.  "[도서]임베디드 소프트웨어 베이직, 13.1 자원을 공유하는 다중 쓰레드 실습" 중 마지막 내용에 전체 소스코드 내용이 없어서  공유합니다.  거의 마지막 실습이고 소스코드 내용을 요약하자면 이전 내용에서 다루었던 pthread를 이용을 하는데 있어 공유하는 변수 2~4개의 다른 쓰레드에서 접근했을 때 어떻게 처리해야 하는지 간략하게 알려줍니다.  세마포어, 뮤텍스 등 방법이 있지만 여기서는 뮤텍스(Mutex)를 활용해서 1씩 증가하고 감소하는 쓰레드와 값이 정상적으로 동작하는지 확인하는 코드입니다.   1. 뮤텍스 활성화 및 쓰레드 4개 테스트 소스코드  100,000번 1씩 증가, 감소하는 쓰레드 함수와 300,000번 1씩 증가, 감소하는 쓰레드를 실행하고, 공유자원으로 사용할 변수..

안녕하세요.  읽고 있는 책(하단 참고 도서 참고)에 내용 중 pthread 내용  조금 수정이 필요한 코드 부분이 있어 수정과 확인을 위해서 공유합니다.  1. POSIX Threads (pthread)란?POSIX Threads(pthreads)는 POSIX (Portable Operating System Interface) 표준을 따르는 멀티스레딩 API입니다.멀티스레딩(multi-threading)을 지원하여 하나의 프로세스 내에서 여러 스레드가 동시에 실행될 수 있도록 설계되었습니다.Unix 계열 시스템(Linux, macOS 등)에서 널리 사용되며, C 및 C++에서 멀티스레드를 구현하는 표준 방법입니다.2. 주요 특징경량 프로세스: 스레드는 동일한 프로세스 내에서 실행되므로 메모리 공간과 리..