혼자왔니

http://muosys.egloos.com/l2

학교에서 수업때 배운 내용이지만 다시봐도 새롭다.

쟈료를 가지고 따라가보겠다.

- PS/2 제어 레지스터

   PS/2 는 8042 라고 하는 컨트롤러가 제어한다. 이것음 다음과 같은 I/O주소를 갖는다.

PORT    READ/Write        Function

0x60        Read                Read Input Buffer

0x60        Write                Write Output Buffer

0x64        Read                Read Status Register

0x64        Write                Send Command

PS/2 키보드를 제어하기위해 컨트롤러에 명령을 써야 하는데 이때 사용하는 레지스터가 0x64번지 이다.

이번지에 명령을 쓴다. 즉 위의 Send Command 레지스터에 써 넣는다.

   - 0xEE : 에코 요청 명령

   - 0xED: 키보드에 있는  LED를 끄거나 키기 위한 명령

키보드에 읽을데이터가 있는가 확인할때는  0x64를 읽으면 된다.

PC 에서 키보드 데이터를 써 넣었다면 8042 입장에서는 input 이므로 비트 0번이 1이된다.

데이터를 써 넣기 전에 비트 0번이 1이 아닌가를 확인하고 써 넣어야 한다.

---키보드 응답 또는 전송 데이터 읽기

1) 0x64번지의 읽은 값의 비트1을 읽어 1이 될때까지 기다린다.

2) 0x60번지를 읽으면 키보드에서 전송한 데이터를 읽을 수 있다.

이때 0x64번지를 읽는 과정에서 문제가생겨 무한루프에 빠지지 않도록 다음과 같이 구현한다.

u8 ps2_key_read_data(void)

--명령 전송 및 응답 데이터 읽기

1) 0x64 번지에 명령을 써 넣는다.

2) 0x64 번지를 읽어 비트 0이 0이 될때까지 기다린다.

3) 0x64 번지를 읽어 비트 1이  1이 될때까지 기다린다.

   키보드가 명령을 받으면 응답데이터를 보내므로 이 값을 얻기위해서 이다.

4) 0x60 번지를 읽으면 키보드에 전송한 데이터를 읽을 수 있다.

LED를 키려변 1로 셋한다

0비트 : SCROLL LOCK

1비트 : NUM LOCK

2비트 : CAPS LOCK

if(0xFA != ps2_key_exchange_data(0x01)) return 0;

-버퍼 클리어

참고 : B004_다중 소스 모듈과 PS2키보드  - 유영창

IT EXPERT 의 리눅스 디바이스 드라이버  -유영창 - 을 읽으며   정리해 보았다.

문자디바이스 드라이버의 특성 바이트 단위로 처리되고, 써넣는 데이터는 보존될 수도 , 보존되지 않을 수도 있다.

문자 디바이스 드라이버의 경우

char_dev.c

/usr/src/linux-4.0.2/include/linux/fs.h

#define CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE 255 static DEFINE_MUTEX(chrdevs_lock); static struct char_device_struct { struct char_device_struct *next; unsigned int major; unsigned int baseminor; int minorct; char name[64]; struct cdev *cdev; /* will die */ } *chrdevs[CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE];

/usr/src/linux-4.0.2/include/linux/types.h"

struct file_operations { struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *); ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *); int (*iterate) (struct file *, struct dir_context *); unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *); int (*mremap)(struct file *, struct vm_area_struct *); int (*open) (struct inode *, struct file *); int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id); int (*release) (struct inode *, struct file *); int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync); int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync); int (*fasync) (int, struct file *, int); int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *); ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int); unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long); int (*check_flags)(int); int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *); ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int); ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int); int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **, void **); long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset, loff_t len); void (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct file *f); #ifndef CONFIG_MMU unsigned (*mmap_capabilities)(struct file *); #endif };

struct module *owner;

- 파일 오퍼레이션의 소유자를 나타낸다. 디바이스 드라이버의 사용 횟수를 커널에서 관리해야 하기 때문에 이 필드를 지정한다. 보통은 THIS_MODULE을 지정한다.

ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);

- 디바이스 드라이버의 비동기 읽기를 구현하는 함수를 지정한다. 일반적인 디바이스 드라이버에서는 이 기능을 사용하지 않기 때문에 NULL을 지정한다.

문자디바이스 드라이버를 동작하려면 커널에 등록되어 있어야한다.

<linux/fs.h> 헤더파일을 소스에 포함 시켜야 한다.

- register_chrdev : 디바이스를 등록한다.

- unregister_chrdev:등록된 디바이스를 제거한다.

/usr/src/linux-4.0.2/include/linux/fs.h"

아직멀었구나..

괜히 최신커널쓴다고 오류만 난발.

오늘도 에러가..

문자 디바이스 드라이버 구조체중에 ioctl()함수가 사라지고 이두개를 사용한다고 한다.

.unlocked_ioctl or .compat_ioctl 로 사용!

 세부정보 : http://forum.falinux.com/zbxe/?document_srl=563022 FF포럼

long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);

long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);

인자만 한개 지워주니깐 성공. 휴.

세부사항은 검색 하십쇼!

디바이스 예제. //ioctl.c

#include <linux/init.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/fs.h>

int kw_device_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

       printk(KERN_ALERT "kw_device open fuction called\n");

       return 0;

}

int kw_device_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

       printk(KERN_ALERT "kw_device release fuction called\n");

       return 0;

}

//ioctl 연산 구현 부분 기존 read, write연산 제거하고 모두 ioctl로 구현

리눅스버전 3.19.4

커널에 자원 처리를 요청하는 방법은 시스템 호출    과 파일입출력을 이용하여 드바이스 드라이버를 사용하는 방식

/usr/src/linux-3.19.4/include/linux/types.h 의

 12 typedef __u32 __kernel_dev_t;

진입점 (entry point, entrance)  IT용어사전, 한국정보통신기술협회

 1. 어떤 프로그램이나 서브루틴의 시작주소. 즉 제어를 서브루틴으로 옮기기 위해 분기하는 주소이다.

 2. 어떤 서브루틴을 호출 했을 때 그 안에서 제일 먼저 실행되는 명령어

• 커널에 모듈 삽입/제거 명령어
    Insmod
  - sys_create_module(모듈을 위한 메모리 공간 할당 받음)
  - get_kernel_syms(모듈 링크위한 커널 심볼테이블 작업)
  - sys_init_module(코드 복사, 모듈의 초기화함수 호출)
•  rmmod는 내부적으로
  - delete_module 호출 → 사용수 카운트가 0 이면
  - cleanup_module 호출
  

/usr/src/linux-3.19.4/Documentation$ vim devices.txt
linux-3.19.4/include/uapi/linux/major.h   에 디바이스에대한 major 즉 주번호 들이 정의되어 있다.

실제 사용중인 주번호는 "cat /proc/devices" 를 통해서 확인 가능

참고

 리눅스 디바이스 드라이버-유영창

 심볼 테이블  http://kirari83.tistory.com/entry/EXPORTSYMBOL

 플랫폼디바이스 드라이버 http://blog.naver.com/sigsaly/100102042663

PNP 기능을 플랫폼 드라이버라는 형태로 지원한다.

드라이버의 기본동작을 구현하기 위한 자료구조체

/usr/src/linux-3.19.4/include/linux/platform_device.h

• probe() 디바이스가 추가 되었을 때 처리하는 함수를 지정
• remove() 디바이스가 제거 되었을 때 처리하는 함수를 지정
• shutdown() 디바이스의 동작을 중지 시킬때 처리하는 함수
• resume() 디바이스의 동작을 재시작 시킬 때 처리하는 함수
• driver 구조체 내부의 name 필드만 보통 지정, 나머지 필드는 커널 내부에서 관리되면서 채워진다.
• id_table  probe()함수가 호출되는 과정에서 해당 디바이스를 구별하고 처리하기 위한 내부 데이터를 지정하는 목적

플랫폼 드라이버 구조체 정보는 다음과 같은 함수로 커널에 등록되거나 제거된다.

• int platform_driver_register(struct platform_driver *pdev);
• void platform_dirver_unregister(struct platform_driver *pdev);

    platform_driver_register() 함수는  : pdev 정보를 커널 내부에 등록하기 위해서 사용되므로 보통 모듈 초기화 함수에서 사용된다. 반환값이 0이면 정상이다.

다른버전 ----4.0.2

/usr/src/linux-4.0.2/drivers/base/platform.c

참조 : B003_디바이스 드라이버 모듈 (유영창)

리눅스 커널 컴파일을 해보자 .

테스트사양 ubuntu-14.04.2  메모리 2GB 프로세스2개

커널을 받기위해 사이트를 접속한다.

https://www.kernel.org/

커널 소스는 보통 /usr/src 폴더에 보관한다?

받은 소스를 /usr/src폴더에 옮긴후 다운받은 압축파일을 풀어헤친다

터미널 창에서 root@li:/usr/src# tar xvf linux-3.19.4.tar.xz 

압축을 풀고 cd linux-3.19.4

1. apt-get install ncurses-dev   (필요한 패키지를 설치한다.)

커널 컴파일하기전에 /boot/config-3.16.0-30-generic   커널 설정파일을 .config파일로 옮긴다.

cp config-3.16.0-30-generic /usr/src/linux-3.19.4/.config

2. make menuconfig   (커널 관련 설정파일을 설정하는 부분)

Load (선택) 방금복사한 파일 .config (OK) Save 세이브한다.

통합 커널 컴파일 할수있는 툴을 설치한다.

추가 apt-get update

3. apt-get install kernel-package

4. make-kpkg -j8 --initrd --revision=1.0 kernel_image  

    (revision= 버전)생성될 파일의 버전을 의미한다. -j 옵션 프로세스 *2(멀티컴파일? CPU를 여러개사용하여 컴파일 빠르도록)

    현재시각 16시 29분 ( 프로세스가 4개이므로 *2인 옵션에 8)

 결과사진

상위폴더에 cd ../

linux-image-3.19.4_1.0_amd64.deb  파일이 생성 되었는지 확인

5.   dpkg -i linux-image-3.19.4_1.0_amd64.deb

/boot 및 /lib/modules 에 파일이 추가된다 

6.  reboot now

7.  uname -a  (커널 버전이 바뀌었는지 확인한다.

과거 컴파일시

이상 쉬엇!

시스템 콜은 응용프로그램에서 운영체제에게 어떠한기능(시스템 자원)을 수행해 달라고 하는 하나의 수단이다.

- 저수준 프로그래밍을 몰라도 프로그래밍 가능, 프로그램 호환성이 좋다.

- 사용자 요청을 처리하기전에 인터페이스 수준에서 올바른 요청인지 검사할 수 있으므로 시스템 보완성이 높다.

시스템 콜의 종류 - type 별로 구분

  - 프로세스 제어

  - 파일조작

  - 장치 관리

  - 시스템 정보 및 자원 관리

  - 통신관련

  - 시스템콜의 초기화는 시스템 부팅시 커널 초기화 과정에서 trap_init()함수 내의 set_system_gate(SYSCALL_VECTOR, &system_call)을

     수행해서 0x80 인터럽트를 위한 게이트 디스크립터를 설정

• SYSCALL_VECTOR : 0x80로 정의된 상수

• &system_call : 시스템 콜을 위한 핸들러주소

 메모리 주소 영역이 커널 주소영역 과 사용자 주소영역 으로 구분되어있기 때문에, 사용자 프로세스에서 커널 영역에

 접근시 Segmentation Fault 메시지를 출력하면서 프로세스가 종료된다. (커널 스레드나 디바이스드라이버 계층만 접근가능) 

arm 은 SWI 명령을 사용하면 내부 인터럽트가 발생한다.

x86에서는 eax에 시스템 콜 번호를 넣고 0x80번 인터럽트를 발생시킨다.

ARM의 경우

 -- USER 모드의 태스트에서 SWI 명령을 사용해서 특권모드인 SVC 모드로 진입하고, SWI 핸들러는 SWI 명령의 인자로 넘어오는 시스템 콜 번호를 보고서 어떻게 동작할지 결정한다.

 그림[1] 시스템 콜

[그림2] 시스템 콜 함수 찾아가는 과정

음.. fork()함수를 썻을때 glibc라이브러리를 통해 vfork()로 연결되는 부분을 찾고싶은데????????........어떻게하지

일단 라이브러리 소스를 받아보았다.. 졸려...............퓨ㅜ

[그림3] ARM 에서의 시스템콜  호출순서를 보자

   1.  사용자 프로세스에서 fork를 호출

   2.  glibc에 래핑되어 있는 fork함수가 호출되어 vfork함수를 호출한다. swi __NR_vfork 명령으로 시스템 콜을 호출하면  

   3. exception vector table로 들어간다(커널영역)

       (fork()의 시스템 콜 번호가 0x02 므로 여기에 4를 곱해 ,해당 시스템 콜을 처리하는 함수의 주소가

       System Call Vector Table의 어느 위치에 있는지 계산)

   4. sys_fork() 함수로 분기

glibc받기

http://www.gnu.org/software/libc/

참고

 - 12장 시스템 콜 구현하기(도전 임베디드 OS만들기 [이만우])

 - 휴인스 쟈료   www.huins.com

 - 리눅스 커널기초 http://idkkangjs.blog.me/30091117058

 - ARM 아키텍쳐   http://www.jkelec.co.kr/img/lecture/arm_arch/arm_arch_3.html

 - FALinux Forum [커널산책]

http://forum.falinux.com/zbxe/index.php?document_srl=575411

http://kernelnewbies.org/FAQ/DoWhile0

그외참고 튜닝? http://jh4hj.tistory.com/entry/%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EB%94%94%EB%B2%84%EA%B9%85%EC%9D%84-%EC%9C%84%ED%95%9C-%EC%B9%9C%EA%B5%AC

스템콜 추가

asmlinkage : 어셈블리 언어로 구현된 함수에서 호출될 때 사용하는 keyword

arch/x86/kernel/syscall_table_32.S

최신커널 : /arch/x86/syscalls/syscall_*.tbl

어셈블러 지시자들 (자세한 내용은 아래 asm 링크 참고)

/usr/src/linux-2.6.32.65/arch/x86/include/asm/unistd_64.h

최근 /arch/x86/syscalls/syscall_*tbl

ARM

/usr/src/linux-2.6.32.65/arch/arm/include/asm/unistd.h

 시스템 콜 번호를 정의한다.

/usr/src/linux-2.6.32.65/include/linux/syscalls.h

kernel 에 소스추가 및 Makefile 에 파일 추가

작성 후 Makefile 에 소스 추가 및 재 컴파일 한다.

함수추가는 : /include/linux/syscalls.h

어플리케이션에서 시스템 콜 호출

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신규버전

참고

asm   : http://korea.gnu.org/manual/release/as/as-ko_7.html

KLDP : http://kldp.org/node/91565

http://harryp.tistory.com/69

 http://harryp.tistory.com/69

linux system call 의 호출 구조   http://www.hanbit.co.kr/network/view.html?bi_id=1062  저자 : 서민우     출처: Embedded World