커널 모듈 (insmod, lsmod, rmmod) 커널 API

로드 가능한 커널 모듈 (Loadable Kernel Module)

• 커널 이미지에 포함X -> 부팅시간, 메모리 절약
• 커널에 덧 붙여서 커널의 기능 확장
• 커널 주소 공간에서 실행

1. linux/drivers/ 로 이동
2. comento dir생성
3. linux/drivers/comento에서 Kconfig, Makefile 생성

<linux/drivers/comento/Kconfig> 설정

menu "Comento Example Driver" # 메뉴 이름 설정

config COMENTO_EXAMPLE
	tristate "Comento Example Driver Module" # 3가지 옵션, y m n 사용가능
    help
    	This is an Example
 
endmenu # 메뉴 그룹 종료

• 드라이버 모듈 설정 옵션을 정의

 

<linux/drivers/comento/Makefile> 설정

obj-$(CONFIG_COMENTO_EXAMPLE) += comento.o
comento-objs += main.o

• CONFIG_COMENTO_EXAMPLE은 m으로 설정
• obj-m += comento.o로 확장
  • comento.o는 모듈로 빌드 -> comento.ko 생성

<linux/drivers/Kconfig> 설정

...
...

source "drivers/comento/Kconfig"

마지막 부분에 추가

• 파일의 내용을 현재 위치에 포함

<linux/drivers/Makefile> 설정

...
...

obj-y += comento/

마지막 부분에 추가

• 해당 디렉토리/하위디렉토리를 전부 포함해서 빌드 대상으로 추가

커널에 새로운 모듈 추가

<linux/drivers/comento/main.c> 작성

#include <linux/module.h>

static int __init comento_module_init(void)
{
	printk(KERN_DEBUG "module [%s] init \n", __func__);
    return 0;
}

static void __exit comento_module_exit(void)
{
	printk(KERN_DEBUG "module [%s] exit \n", __func__);
}

module_init(comento_module_init);
module_exit(comento_module_exit);

MODULE_AUTHOR("Jin Minu");
MODULE_DESCRIPTION("Example Drvier");
MODULE_LICENSE("GPL v2");

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코드 작성 후,

1. 커널 재 빌드
2. rootfs를 임시로 mnt디렉토리에 마운트
3. 완성된 모듈 .ko 파일을 mnt/usr/lib/modules/ 에 복사
4. sync
5. umount 실행
6. QEMU 실행
7. insmod, lsmod, rmmod 로 모듈 로드/언로드
8. dmesg로 확인

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Kernel API

• 메모리 관련
• 더블 링크드 리스트
• 해시테이블
• 뮤텍스
• 스핀락

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1. 메모리 관련

• copy_from_user(to, from, size) : 사용자 공간 -> 커널 공간으로 메모리 복사
• copy_to_user(to from, size) : 커널 공간 -> 사용자 공간 메모리 복사
• kmalloc(size, type) / kzalloc(size, type) : 커널 공간에서 메모리 동적 할당
  • type: GFP_KERNEL, GFP_ATOMIC, GFP_DMA

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2. Doubly Linked List

• linux/list.h에 정의
• list_head 구조체 사용

API

• LIST_HEAD(name)
• list_add(new, head) / list_add_tail(new, head)
• list_del(target)
• list_empty(head)
• list_for_each_safe(node, temp, head, member_name)

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3. Hash Table

API

• DEFINE_HASHTABLE(name)
• hash_add(table, new, key)
• hash_del(target)
• hash_for_each_possible(table, node, member, key)
• hash_for_each(table, bkt, node, hash)

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4. Mutex

• 동시에 접근하면 안되는 부분 지정 -> 하나의 변수를 동시에 수정한다면 문제 발생
• 접근해서 작업이 오래걸릴 것을 예상 -> 컨텍스트 스위칭 발생
• 바로바로 작업이 끝나고, 제어권 변경?? -> 스핀락 유리

API

• DEFINE_MUTEX(name)
• mutex_locK(mutex)
• mutex_unlock(mutex)

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5. Spinlock

• 뮤텍스와 비슷, But 무한루프 사용해서 상태 바뀔 때까지 대기 -> 컨텍스트 스위칭 안함
• Read-Write lock 형태 많이 사용
  • 데이터 read할 땐 여러 프로세스 허용
  • 데이터 write할 땐 하나의 프로세스만 허용
    • 쓸 때 읽는 것도 허용X

API

• DEFINE_RWLOCK(name)
• read_lock(mutex) / write_lock
• read_unlock(mutex) / write_unlock

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6. Current task

• current: 현재 프로세스 참조, 전역변수, 커널 아무대서나 사용
• aarch64에서는 특정 레지스터에 주소 보관
• macro, inline함수