[라즈베리파이] 시스템 콜(시스템 호출)은 왜 필요하나?

시스템 콜은 유저 모드에서 커널 모드로 진입하는 동작입니다. 다른 관점으로 시스템 콜은 유저 공간과 커널 공간 사이 가상 계층이자 인터페이스라고 볼 수도 있습니다. 이 계층은 다음과 같은 특징이 있습니다.

1. 시스템 안정성과 보안을 지킬 수 있습니다. 유저모드에서 어플리케이션이 커널 공간에 아무런 제약없이 접근한다고 가정합시다. 실수로 어플리케이션이 커널 코드 영역 메모리를 오염을 시키면 시스템은 오동작할 가능성이 높습니다.

2. 유저 어플리케이션에서 추상화된 하드웨어 인터페이스를 제공합니다. 유저 모드에서 구동 중안 어플리케이션 입장에서 하나의 파일 시스템 위에서 구동 중인 것으로 착각하게 합니다.

3. 시스템 콜 구현으로 유저 어플리케이션의 호환성과 이식성을 보장할 수 있습니다. 리눅스 시스템은 시스템 콜 인터페이스는 POSIX(Portable Operating System Interface) 이란 유닉스 표준 규약에 맞게 구현되어 있기 때문입니다. 이로 유저 어플리케이션 코드를 라즈베리파이, 안드로이드 등 리눅스 계열의 시스템과 유닉스 운영체제에서도 구동할 수 있습니다.

4. 유저 공간에서 실행하는 어플리케이션에서 커널 공간으로 진입하는 인터페이스를 두고 커널과 독립적으로 구동합니다. 유저 어플리케이션 입장에서 파일 시스템과 프로세스 생성과 같은 내부 동작에 신경 쓸 필요가 없습니다.

리눅스 디바이스 드라이버와 가상 파일 시스템 함수도 시스템 콜을 통해 시스템 콜 핸들러를 통해 관련 코드를 실행합니다.  

또한 시스템 콜은 ARM 아키텍처와 연관이 깊은 동작입니다. ARM 프로세서는 시스템 콜을 익셉션의 한 종류인 소프트웨어 인터럽트로 실행하기 때문입니다. ARM 프로세스 관점으로 시스템 콜을 어떻게 처리하는지 알아볼 필요가 있습니다.

#Reference 시스템 콜

- 시스템 콜 소개

- 시스템 콜(시스템 호출)은 왜 필요하나?

- 시스템 콜 - 전체 흐름도 소개

- 시스템 콜 - ARM 프로세서 관점 시스템 콜 처리

- 시스템 콜 - 소프트웨어 인터럽트란

Reference(프로세스)

프로세스 소개

 - 프로세스, 태스크, 스레드란 

 - 프로세스 확인하기

프로세스는 어떻게 생성할까?

- do_fork() 함수 소개

- 유저 레벨 프로세스 생성 시 _do_fork() 함수 흐름

- 커널 프로세스 생성 시 do_fork() 함수 흐름

유저 레벨 프로세스 실행 확인하기

- 기본 유저 레벨 프로세스 실행 실습 및 ftrace 로그 분석(1/2)

- 기본 유저 레벨 프로세스 실행 실습 및 ftrace 로그 분석(2/2)

- 자식 프로세스 생성 실습 및 ftrace 로그 분석(1/2)

- 자식 프로세스 생성 실습 및 ftrace 로그 분석(2/2)

Reference(워크큐)

워크큐(Workqueue) Overview

 - 워크큐(Workqueue) 소개 

 - 워크큐(Workqueue)의 특징

 - 워크큐(Workqueue) 용어 알아보기

 - 워크큐(Workqueue)는 왜 잘 알아야 할까?

 - 워크큐(Workqueue) 함수 및 로그 Overview

 - 워크 초기화는 어떻게 하나

 - 워크를 워크큐에 어떻게 큐잉할까?(1) 

- 배리어 워크와 flush_work() 디버깅

# Reference (커널 타이머관리)

- jiffies란

- jiffies와 jiffies_64 변수란

- jiffies는 누가 언제 증가하나

- msecs_to_jiffies() 함수란

-timer_after()/timer_before() 함수분석

- 동적 타이머 초기화 

- 동적 타이머 실행 코드 소개

- 동적 타이머 실행(__mod_timer) 코드 분석 

- 동적 타이머는 누가 언제 호출하나? (1) 

# Reference (인터럽트 후반부 처리)

1 IRQ Thread(threaded IRQ) 란  

2. 인터럽트 후반부 처리(Bottom Half) 소개

3. IRQ Thread는 언제 생성할까?[1] 

4. IRQ Thread는 언제 생성할까?[2]  

5. ksoftirqd 쓰레드란

6. Soft IRQ 소개

7. Soft IRQ 서비스 및 서비스 핸들러 등록(코드 분석)

8. Soft IRQ 서비스 및 서비스 핸들러 등록(디버깅) 

9. Soft IRQ 서비스는 언제 요청하나? 

10. Soft IRQ 서비스는 누가 언제 처리하나?[1] 

11. Soft IRQ 서비스는 누가 언제 처리하나? [2] - __do_softirq() 분석

# Reference (인터럽트 처리)

• 인터럽트 소개
• 인터럽트 컨택스트
•    인터럽트 컨택스트란
•    in_interrupt란
•    인터럽트 컨택스트에서 스케줄링을 하면?
• 인터럽트 핸들러는 누가 언제 호출할까?
•    인터럽트 벡터 분석
•    인터럽트 벡터 스택 푸시
•    인터럽트 핸들러 호출 흐름 분석
• 인터럽트 핸들러 등록
• 인터럽트 핸들러 등록 점검하기
• 인터럽트 디스크립터
• 인터럽트 발생을 막아야 할때
• 인터럽트 디버깅
•    proc/interrupts
•    ftrace 인터럽트 이벤트
•    인터럽트 핸들러 파악