[라즈베리파이] 워크큐(Workqueue)는 왜 잘 알아야 할까?

이번에 워크큐는 왜 잘 알아야 하는지 생각해 봅시다.

첫 번째, 코드 읽는 능력을 키울 수 있습니다. 

워크큐는 영어 문법으로 보면 BE 동사와 같다고 볼 수 있습니다. 리눅스 커널을 탑재한 어느 시스템에서도 워크, 워커 스레드를 볼 수 있습니다. 리눅스 핵심 함수들에서 워크큐를 쓰고 있습니다. 따라서 워크큐 함수를 모르면 드라이버 코드를 읽을 수 없습니다.

두 번째, 워크큐 관련 문제 해결 능력을 업그레이드할 수 있습니다.

워크를 써서 후반부 처리를 하는 코드를 작성하기는 쉽습니다. 하지만 워크를 쓰다가 생기는 문제는 개발자가 직접 분석해서 해결해야 합니다. 워크큐 커널 함수 입장에서는 누가 워크를 큐잉했는지 모릅니다. 커널 핵심함수나 드라이버에서 워크를 큐잉해도 워크큐 커널 함수는 동등하게 처리합니다. 그러면 워크를 써서 생기는 문제를 해결하려면 어떤 단계를 밟아야 할까요? 우선 커널이 워크큐를 어떻게 처리하는지 큰 동작 흐름을 그리면서 차근차근 분석을 해야 합니다. 어느 코드부터 분석을 시작할지 알고 있어야 분석을 진행할 수 있습니다.

세 번째, 워크큐를 잘 활용하면 유연하게 드라이버를 설계할 수 있습니다. 

각 디바이스 드라이버마다 다양한 시나리오가 있습니다. 만약 특정 디바이스에 정해진 값을 쓰고 적절한 시간 이후에 제대로 값이 써졌는지를 확인하는 시나리오를 생각해 봅시다. 특정 디바이스에 정해진 값을 쓰는 동작은 워크로 구현하고 딜레이 워크를 활용해서 다시 확인할 수 있습니다. 그래서 디바이스 드라이버 초기화 코드를 보면 워크와 딜레이 워크를 여러 개 선언해서 코드를 여러 조각으로 나눠서 설계합니다.

주위 리눅스 드라이버 개발자들은 워크큐가 아주 쉽다고 말하는데 어떤 분은 너무 어렵다고 합니다. 이렇게 서로 다른 대답을 하는 이유는 무엇일까요?

워크큐를 드라이버 레벨에서 많이 쓰는 것은 사실입니다. 하지만 리눅스 커널 레벨에서 워크큐가 어떤 원리로 구현됐는지 확인하는 분은 많지 않습니다. 워크큐 함수만 써서 커널 후반부 처리를 구현한 개발자는 워크큐가 쉽다고 하고 커널 워크큐 코드 분석에 도전하다가 실패한 분은 워크큐가 어렵다고 하는 것입니다. 

그러면 워크큐 커널 코드를 분석하기 어려운 이유는 무엇일까요? 가장 큰 이유는 워크큐 자료구조를 익히기 어렵기 때문입니다. 그래서 per-cpu 타입 변수의 개념과 연결 리스트를 활용해서 워크 자료 구조를 어떻게 처리하는지 알아야 합니다. 자료구조만 정확하게 머릿 속으로 그리면서 코드를 분석하면 워크큐 동작은 그리 어렵지 않게 이해할 수 있습니다. 

이번 장에는 워크큐 자료구조 관련 코드를 만나면 워크큐 자료 구조 전체 흐름을 그림과 함께 소개했으니 머릿속으로 전체 구조를 그리면서 코드 분석을 합시다. 

여기까지 워크큐에 대한 소개를 마치고 다음 소절에서 워크큐 종류에 대해 살펴보겠습니다.

* 유튜브 강의 동영상도 있으니 같이 들으시면 좋습니다. 

#Reference 워크큐

워크큐 소개

   워크큐를 다른 인터럽트 후반부 기법과 비교해보기

   워크큐 특징

   워크큐 용어 알아보기

   워크큐는 왜 잘 알아야 할까?

   워크큐 함수 및 로그 리뷰

워크큐 종류 알아보기

   alloc_workqueue() 함수 분석  

   7가지 워크큐에 대한 소개 

워크란  

   struct work_struct 구조체

   워크는 어떻게 초기화를 할까? 

워크를 워크큐에 어떻게 큐잉할까?

   queue_work_on() 함수 분석

   __queue_work() 함수 분석

   insert_work() 함수 분석

   워크를 큐잉할 때 호출하는 워크큐 커널 함수 분석   

      get_work_pool() 함수 분석

      set_work_pwq() 함수 분석

      find_worker_executing_work() 함수 분석

      wake_up_worker() 함수 분석

워크는 누가 언제 호출하나?

   process_one_work() 함수 분석

워커 쓰레드란

   워커 쓰레드는 누가 언제 생성하나?

   워커 쓰레드 핸들 worker_thread() 함수 분석

워크큐 실습 및 디버깅

   ftrace로 워크큐 동작 확인   

   인터럽트 후반부로 워크큐 추가 실습 및 로그 분석 

   Trace32로 워크큐 자료 구조 디버깅하기 

딜레이 워크 소개  

   딜레이 워크란 무엇인가?/ 딜레이 워크는 어떻게 초기화할까?

   딜레이 워크 실행의 시작점은 어디일까?

   딜레이 워크는 누가 언제 호출할까?

라즈베리파이 딜레이 워크 실습 및 로그 확인  

# Reference: For more information on 'Linux Kernel';

디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리. 1

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디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리. 2

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