24.01.03 최초 작성

1. 기본

• Memory mapped I/O : 메모리에 디바이스마다 주소 영역을 할당 해 해당 주소에 접근해 디바이스를 조작함

• Interrupt : 외부로부터 HW의 변화를 감지해 SW에 알리고 SW는 실행하는 작업을 중단하고 정해진 루틴을 수행함

디바이드 드라이버의 기본 구조

• Top half

  • 인터럽트 컨텍스트에서 동작
  • sleep, mutex등 호출 불가

• Bottom half

  • 커널 스레드 컨텍스트에서 동작
  • sleep, mutex등 호출 가능

디바이스 드라이버 모델

• Bus controller driver

  • 다른 칩과 통신 할 때 사용하는 버스를 조작
  • /sys/bus에 관련 파일 존재
  • I2C, SPI, USB, PCI

• Bus subsystem

  • 각 SOC 회사마다 다른Bus controller driver를 표준화하는 계층
  • I2C, SPI, USB, PCI를 API로 정리해 Device driver에서 호출하도록 함

• Device driver

  • HW의 기능을 추상화 해 kernel과 연결
  • /sys/devices에 관련 파일들 존재

• Framework

  • 디바이스 드라이버를 호출하는 표준 인터페이스
  • /sys/class에 관련 파일 존재
  • GPIO, Character, V4L2, Input

User space interface I/O

• Block device
  • 저장장치를 다룰 때 사용
  • read, write를 통해 block단위의 I/O 수행
• Character device
  • 파일 입출력으로 HW를 다룸
  • byte 스트림을 통해 read, write

디바이스 드라이버 관련 파일

• Serial : /dev/ttyS*, /dev/ttyUSB*, /dev/ACM*

• GPIO : /dev/gpiochipX

• Block devices : /dev/sd*, /dev/mmcblk*, /dev/nvme*

• Display controllers and GPU : /dev/dri/*

• Audio : /dev/snd/*

• Camera : /dev/video*

• Watchog : /dev/watchdog

• Input : /dev/input/*

커널 모듈

• 필요할 때 마다 모듈을 로드해 커널 이미지를 줄일 수 있음

• 필요한 부분만 빌드/수정/배포가 가능 생산성을 향상 가능

• lib/modules/$(uname -r)에 *.ko파일 형태로 모듈 존재

관련 명령어

insmod	rmmod	lsmod
모듈 로드	모듈 언로드	현재 로드되어 있는 모듈 확인 (proc/modules의 내용 출력)

• 위 명령어는 의존성 문재 존재

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• modprobe
  • 모듈을 로딩하는 명령어
  • module.dep에 저장된 의존성 정보를 바탕으로 관련 모듈들 모두 로드
  • -r옵션을 통해 제거 가능

EXPORT_SYMBOL

• 커널 모듈의 함수를 외부 모듈에서 호출하도록 설정하는 매크로

• EXPORT_SYMBOL(함수) : 지정한 함수를 설정

• EXPORT_SYMBOL_GPL(함수) : GPL 모듈만 설정