6.4. 알아야할 것 들

모듈을 만드는 것은 커널의 버전과 밀접한 관계가 있고 커널의 버전이 변경되면서 디바이스 드라이버의 구조 자체도 조금씩 변하므로 여러 버전의 커널에서 동시에 사용될 수 있도록 만들기 위해선 커널의 버전을 구분해 컴파일되고 동작되도록 해줘야한다.

리눅스에선 현재 커널의 버전을 LINUX_VERSION_CODE로 나타낸다. 그리고 KERNEL_VERSION이란 매크로가 있어 이 것을 사용하면 LINUX_VERSION_CODE와 비교할 수 있게된다.

디바이스 번호가 이미 정해진 것이 많기 때문에 그 값을 정해 쓸 필요가 없는 경우엔 현재 시스템에서 사용하지 않는 번호를 찾아 사용하면 되기 때문에 모듈을 등록하는 당시에 비어 있는 번호를 동적으로 알아내 그 것을 사용한다. 사용은 init_module()에서 다음 함수를 사용해 주번호를 얻어 온다.

#define DEVICE_NAME "char_dev"

static int Major;

...

int init_module()
{
	Major = module_register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &Fops);

	...
}

...

module_register_chrdev() 함수의 처음 값인 주번호에 0을 넘겨주면 동적으로 할당해 준다. 리턴되어 오는 값이 음수인 경우는 에러가 있는 것이고 양수인 경우는 그 것을 그대로 사용 하면 된다. cleanup_module()에선 얻어져 저장되어 있는 Major 변수의 값을 사용하면 된다.

lsmod 명령으로 현재 시스템에 등록된 모듈에 대해 열거해보면 세번재 항목이 'Used'인데 이 것은 이 모듈이 다른 모듈에 의해 멀마나 사용되는 가를 나타낸다. 이 값을 위한 매크로가 준비되어 있는데 MOD_INC_USE_COUNT, MOD_DEC_USE_COUNT 이고 각각을 open과 release에 넣어 주면 lsmod를 사용해 값을 알 수 있게 된다.

리눅스 커널은 /proc 이란 파일 시스템이 존재한다. /proc엔 커널의 내부에 존재하는 정보를 얻을 수 있거나 혹은 커널이나 모듈 프로세스로 정보를 전달하고 읽을 때 사용할 수 있다. 예를 들어 'cat /proc/interrupt'을 해보면 현재 시스템의 인러텁드에 대한 정보를 알 수 있는데 이 내용은 모두 커널 내부에 들어 있는 것들이다.

/proc을 사용하기 위해선 init_module()에서 특정 정보를 등록해 주고 cleanup_module()에서 해제해 주면된다. 그러나 /proc으로는 Use Count를 알 수 없고 특히 파일은 열리고 모듈은 제거됐으면 결과는 예측할 수 없게 된다. /proc을 위한 구조체의 정의는 include/linux/proc_fs.h에 정의된 proc_dir_entry다.

struct proc_dir_entry {
	unsigned short low_ino;
	unsigned short namelen;
	const char *name;
	mode_t mode;
	nlink_t nlink;
	uid_t uid;
	gid_t gid;
	unsigned long size;
	struct inode_operations * proc_iops;
	struct file_operations * proc_fops;
	get_info_t *get_info;
	struct module *owner;
	struct proc_dir_entry *next, *parent, *subdir;
	void *data;
	read_proc_t *read_proc;
	write_proc_t *write_proc;
	atomic_t count;		/* use count */
	int deleted;		/* delete flag */
	kdev_t	rdev;
};

실제 사용하는 것은 다음과 같다. Ori Pomerantz가 지은 ' 리눅스 커널 모듈 프로그래밍 안내서' 에서 발췌 했다.

int procfile_read(char *buffer, char **buffer_location, off_t offset, int buffer_length, int zero) 
{ 
	int len;

	static char my_buffer[80]; 
	static int count = 1; 
        
	if (offset > 0)  return 0; 

	len = sprintf(my_buffer, "For the %d%s time, go away!\n",
                 count, 
                 (count % 100 > 10 && count % 100 < 14) ? "th" : 
                 (count % 10 == 1) ? "st" : 
                 (count % 10 == 2) ? "nd" : 
                 (count % 10 == 3) ? "rd" : "th" ); 
        
	count++; 

	*buffer_location = my_buffer; 

	return len; 
} 

struct proc_dir_entry Our_Proc_File = 
{ 
	0,
	4,
	"test",
	S_IFREG | S_IRUGO,
	1,
	0, 0,
	80,
	NULL,
	procfile_read,
	NULL
};

int init_module()
{
	return proc_register(&proc_root, &Our_Proc_File);
}

void cleanup_module() 
{ 
	proc_unregister(&proc_root, Our_Proc_File.low_ino); 
}

리눅스에서 Ethernet Card나 Sound Card 설정을 해본 사람은 이 카드들에게 특정 경우 IO 어드레스나 IRQ 등을 지정하기 위해 insmod 등을 사용하면서 같이 파라미터를 넘겨준 경 험이 있을 것이다.

커널 모듈은 argc, argv를 받을 수 없기 때문에 대신 전역 변수를 사용해 값을 넘겨 줄 수 있도록 되어 있다. 변수는 전역으로 설정하고 특정 매크로를 사용해 준다.

char *str1, *str2; 

#if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,2,0) 
MODULE_PARM(str1, "s"); 
MODULE_PARM(str2, "s"); 
#endif

위에서 str1과 str2가 전역 변수로 선언되고 모듈 파라미터로 정의됐다. 나중에 insmod를 실행할 때 'insmod str1=abc str2=def'와 같이 하면되다.

모듈은 커널과 같은 레벨에서 실행되므로 표준 라이브러리는 사용할 수 없다. 사용할 수 있는 것은 커널 함수이고 /proc/ksyms에서 확인할 수 있다.

인터럽트를 사용하는 경우 처리하는 동안 다른 인터럽트가 걸리지 않도록 하기 위해 인터럽트를 막아 놓았다면 처리가 다 끝나고 나서는 반드시 인터럽트를 가능하도록 해줘야한다. 그러지 않으면 시스템은 먹통이 될 것이다.