임베디드 개발자를 위한 코드로 읽는 리눅스 디바이스 드라이버

스리크슈난 벤카테스와란 저자(글) · 박재호 번역

에이콘출판 · 2010년 08월 23일

책 소개

- 독자대상 : 새로운 디바이스를 사용하기 위해 커널을 개조하려는 중급 프로그래머
- 구성 : 개념 및 기능 설명 + 예제
- 특징
① 실용적이고 자세하며 리눅스 디바이스 드라이버 유형 대다수를 설명
② 핵심에 초점을 맞춰 필요한 모든 개념과 기법을 소개
③ 관련 리눅스 원시 코드가 담긴 파일을 면밀하게 살피며 완전한 예제 소개

안정적인 리눅스 드라이버를 만드는 방법을 체계적으로 설명하는 『코드로 읽는 리눅스 디바이스 드라이버』. 이 책은 현대적인 PC와 임베디드 하드웨어를 다루기 위해 필요한 내용을 전체적으로 조망한다. PCMCIA, USB, I2C, 비디오, 오디오, 플래시 메모리, 무선 통신 등과 그밖에 리눅스 커널과 통신이 가능한 요소들을 다루고 있다. 총 23장으로 구성되어 있으며, 여러 디바이스군에 속한 디바이스와 디바이스 드라이버 디버깅 기법을 설명한다.

작가정보

저자(글) 스리크슈난 벤카테스와란

저자 스리크슈난 벤카테스와란(Sreekrishnan Venkateswaran)은 인도 칸푸르에 있는 인도 공과 대학에서 전산 석사를 받았다. 지난 12년 동안 IBM에서 근무하면서 리눅스를 손목시계, 핸드헬드 장치, 음악 재생기, VoIP 전화기, 심장 박동기, 원격 환자 감시 시스템 같은 다양한 임베디드 장치에 이식했다. 스리크슈난은 2년 넘게 리눅스 매거진 객원 편집자이자 커널 컬럼니스트로 활동했다. 현재 IBM 인도에서 임베디드 솔루션 그룹을 관리하고 있다.

번역 박재호

역자 박재호는 포항공과대학교 컴퓨터공학과 학부와 컴퓨터공학과 대학원을 졸업했다. 블로그 ‘컴퓨터 vs 책’을 운영 중이다. 리눅스와 관련해 지은 책으로는 『IT EXPERT, 임베디드 리눅스』, 『열씨미와 게을러의 리눅스 개발 노하우 탐험기』, 옮긴 책으로는 『리눅스 디바이스 드라이버』, 『리눅스 문제 분석과 해결』, 『리눅스 디버깅과 성능 튜닝』, 『리눅스 시스템 프로그래밍』 등이 있다.

목차

• 1장 소개
  -진화
  -GNU 카피레프트
  -kernel.org
  -메일링 리스트와 포럼
  -리눅스 배포판
  -원시 코드 살펴보기
  -커널 빌드하기
  -적재 가능한 모듈
  -시작하기 전에
  
  2장 커널 내부 탐험
  -시동
  --BIOS-Provided Physical RAM Map
  --758MB LOWMEM Available
  --Kernel Command Line: ro root=/dev/hda1
  --Calibrating Delay...1197.46 BogoMIPS(lpj=2394935)
  --Checking HLT Instruction
  --NET: Registered Protocol Family 2
  --Freeing Initrd Memory: 387k Freed
  --IO Scheduler Anticipatory Registered(Default)
  --Setting Up Standard PCI Resources
  --EXT3-fs: Mounted Filesystem
  --INIT: Version 2.85 Booting
  --Adding 1552384k swap on /dev/hda6
  -커널모드와 유저모드
  -프로세스 문맥과 인터럽트 문맥
  -커널 타이머
  --HZ와 jiffies
  --긴 지연
  --짧은 지연
  --펜티엄 TSC
  --RTC(Real Time Clock)
  -커널 동시성
  --스핀락과 뮤텍스
  --원자적인 연산
  --읽기-쓰기 잠금
  --디버깅
  -프로세스 파일 시스템
  -메모리 할당하기
  -원시 코드 살펴보기
  
  3장 커널 기능
  -커널 스레드
  --커널 스레드 생성
  --프로세스 상태와 대기 큐
  --사용자 영역 도우미
  -도우미 인터페이스
  --연결 리스트
  --해시 리스트
  --작업 큐
  --통지 연쇄
  --완료 인터페이스
  --kthread 도우미
  --오류 처리 지원
  -원시 코드 살펴보기
  
  4장 기반 다지기
  -디바이스와 드라이버 소개
  -인터럽트 처리
  --인터럽트 문맥
  --IRQ 할당
  --디바이스 예제: 회전 휠
  --softirq와 tasklet
  -리눅스 디바이스 모델
  --udev
  --sysfs, kobject, 디바이스 클래스
  --핫플러그와 콜드플러그
  --마이크로코드 내려 받기
  --모듈 자동 적재
  -메모리 장벽
  -전원 관리
  -원시 코드 살펴보기
  
  5장 문자 드라이버
  -문자 드라이버 기초
  -디바이스 예제: 시스템 CMOS
  --드라이버 초기화
  --open과 release
  --자료 교환하기
  --seek
  --ioctl
  -자료 가용성 감지
  --poll
  --fasync
  -병렬 포트와 통신하기
  --디바이스 예제: 병렬 포트 LED 보드
  -RTC 하위시스템
  -의사 문자 드라이버
  -기타 드라이버
  --디바이스 예제: 워치독 타이머
  -문자 드라이버 주의 사항
  -원시 코드 살펴보기
  
  6장 직렬 드라이버
  -계층 아키텍처
  -UART 드라이버
  --디바이스 예제: 휴대전화
  --RS-485
  -TTY 드라이버
  -회선 규범
  --디바이스 예제: 터치 컨트롤러
  -원시 코드 살펴보기
  
  7장 입력 드라이버
  -입력 이벤트 드라이버
  --evdev 인터페이스
  -입력 장치 드라이버
  --serio
  --키보드
  --마우스
  --터치 컨트롤러
  --가속도계
  --출력 이벤트
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  8장 I2C 프로토콜
  -I2C/SMBus란?
  -I2C 코어
  -버스 트랜잭션
  -디바이스 예제: EEPROM
  --초기화
  --디바이스 탐색하기
  --어댑터 능력 점검하기
  --디바이스에 접근하기
  --더 많은 메소드
  -디바이스 예제: RTC
  -I2C-dev
  -LM 센서를 사용한 하드웨어 감시
  -SPI 버스
  -1 와이어 버스
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  9장 PCMCIA와 CF
  -PCMCIA/CF란?
  -리눅스-PCMCIA 하위시스템
  -호스트 컨트롤러 드라이버
  -PCMCIA 코어
  -드라이버 서비스
  -클라이언트 드라이버
  --자료 구조
  --디바이스 예제: PCMCIA 카드
  -하나로 모으기
  -PCMCIA 저장소
  -직렬 PCMCIA
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  10장 PCIv
  -PCI 패밀리
  -주소 지정과 식별
  -PCI 영역에 접근하기
  --구성 영역
  --입출력과 메모리
  -DMA
  -디바이스 예제: 이더넷 모뎀 카드
  --초기화와 탐색
  --자료 전송
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  11장 USB
  -USB 아키텍처
  --버스 속도
  --호스트 컨트롤러
  --전송 유형
  --주소 지정
  -리눅스 USB 하위시스템
  -드라이버 자료 구조
  --usb_device 구조체
  --URB
  --파이프
  --기술자 구조체
  -열거
  -디바이스 예제: 원격 측정 카드
  --초기화와 탐색
  --레지스터 접근
  --자료 전송
  -클래스 드라이버
  --대용량 저장소
  --USB 직렬 변환기
  --HID
  --블루투스
  -가젯 드라이버
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  12장 비디오 드라이버
  -디스플레이 아키텍처
  -리눅스 비디오 하위시스템
  -디스플레이 매개변수
  -프레임 버퍼 API
  -프레임 버퍼 드라이버
  --디바이스 예제: 네비게이션 시스템
  -콘솔 드라이버
  --디바이스 예제: 휴대폰 다시 살펴보기
  --시작 로고
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  13장 오디오 드라이버
  -오디오 아키텍처
  -리눅스 사운드 하위시스템
  -디바이스 예제: MP3 재생기
  --드라이버 메소드와 구조체
  --ALSA 프로그래밍
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  14장 블록 드라이버
  -저장소 기술
  -리눅스 블록 입출력 계층
  -입출력 스케줄러
  -블록 드라이버 자료 구조와 메소드
  -디바이스 예제: 단순한 저장소 컨트롤러
  --초기화
  --블록 디바이스 연산
  --디스크 접근
  -고급 주제
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  15장 네트워크 인터페이스 카드
  -드라이버 자료 구조
  --소켓 버퍼
  --Net 디바이스 인터페이스
  --활성화
  --자료 전달
  --워치독
  --통계
  --구성
  --버스별 세부 사항
  -프로토콜 계층 살펴보기
  --수신 경로
  --전송 경로
  --흐름 제어
  -버퍼 관리와 동시성 제어
  -디바이스 예제: 이더넷 NIC
  -ISA 네트워크 드라이버
  -비동기 전송 모드(ATM)
  -네트워크 처리량
  --드라이버 성능
  --프로토콜 성능
  -원시 코드 살펴보기
  
  16장 무선 리눅스
  -무선의 장단점
  -블루투스
  --BlueZ
  --디바이스 예제: CF 카드
  --디바이스 예제: USB 어댑터
  --RFCOMM
  --네트워크
  --사용자 인터페이스 디바이스
  --오디오
  --디버깅
  --원시 코드 살펴보기
  -적외선
  --리눅스 IrDA
  --디바이스 예제: 슈퍼 I/O 칩
  --디바이스 예제: IR 동글
  --IrComm
  --네트워크
  --IrDA 소켓
  --리눅스 적외선 리모콘
  --원시 코드 살펴보기
  -와이파이
  --구성
  --디바이스 드라이버
  --원시 코드 살펴보기
  -이동 통신 네트워크
  --GPRS
  --CDMA
  -최신 유행
  
  17장 MTD
  -플래시 메모리란?
  -리눅스 MTD 하위시스템
  -맵 드라이버
  --디바이스 예제: 핸드핼드
  -NOR 칩 드라이버
  -NAND 칩 드라이버
  -사용자 모듈
  --블록 디바이스 흉내 내기
  --문자 디바이스 흉내 내기
  --JFFS2
  --YAFFS2
  -MTD-Utils
  -MTD 구성
  -XIP
  -펌웨어 허브
  -디버깅
  -원시 코드 살펴보기
  
  18장 임베디드 리눅스
  -도전
  -구성 요소 선택
  -툴 체인
  -임베디드 부트로더
  -메모리 배치
  -커널 이식
  -임베디드 드라이버
  --플래시 메모리
  --UART
  --버튼과 휠
  --PCMCIA/CF
  --SD/MMC
  --USB
  --RTC
  --오디오
  --터치스크린
  --비디오
  --CPLD/FPGA
  --네트워크 접속 기능
  --산업계에서 요구하는 전자장비
  --기타 드라이버
  -루트 파일 시스템
  --NFS로 마운트된 루트
  --작고 간결한 미들웨어
  -테스트 기반 구조
  -디버깅
  --보드 재작업
  --디버거
  
  19장 사용자 영역 드라이버
  -프로세스 스케줄링과 반응 시간
  --기존 스케줄러
  --O(1) 스케줄러
  --CFS 스케줄러
  --반응 시간
  -입출력 영역에 접근하기
  -메모리 영역에 접근하기
  -사용자 모드 SCSI
  -사용자 모드 USB
  -사용자 모드 I2C
  -UIO
  -원시 코드 살펴보기
  
  20장 기타 디바이스와 드라이버
  -ECC 보고
  --디바이스 예제: ECC를 탑재한 메모리 컨트롤러
  -주파수 조정
  -임베디드 컨트롤러
  -ACPI
  -ISA와 MCA
  -파이어와이어
  -I2O
  -아마추어 라디오
  -VoIP
  -고속 연결
  --InfiniBand
  --RapidIO
  --광 채널
  --iSCSI
  
  21장 디바이스 드라이버 디버깅
  -커널 디버거
  --디버거로 들어가기
  --커널 디버거(kdb)
  --커널 GNU 디버거(kgdb)
  --GNU 디버거(gdb)
  --JTAG 디버거
  --내려 받기
  -커널 프로브
  --kprobe
  --jprobe
  --반환 프로브
  --제약
  --원시 코드 살펴보기
  -kexec와 kdump
  --kexec
  --kdump로 kexec하기
  --kdump
  --원시 코드 살펴보기
  -프로파일링
  --OProfile을 사용한 커널 프로파일링
  --gprof를 사용한 애플리케이션 프로파일링
  -추적
  --리눅스 추적 툴킷
  -리눅스 테스트 프로젝트
  -사용자 모드 리눅스
  -진단 도구
  -커널 해킹 구성 옵션
  -테스트 장비
  
  22장 유지 보수와 배포
  -코딩 스타일
  -변경 표식
  -버전 관리
  -체크섬 일치
  -빌드 스크립트
  -이식성 높은 코드
  
  23장 시스템 종료
  -점검 리스트
  -이제 뭘 하지?
  
  부록 A 리눅스 어셈블리어
  -디버깅
  
  부록 B 리눅스와 바이오스
  -실제 모드 호출
  -보호 모드 호출
  -바이오스와 기존 드라이버
  
  부록 C seq 파일
  -seq 파일 장점
  -NVRAM 드라이버 개선하기
  -원시 코드 살펴보기

책 속으로

★ 저자 서문 ★

1990년대 후반, 우리는 IBM에서 리눅스 커널을 손목시계에 올리고 있었다. 목표 장비는 작았으며, 작업은 쉽지 않았다. MTD 하위시스템이 커널에 없었으므로 시계에 장착된 플래시 메모리에서 파일 시스템이 동작하게 우리는 처음부터 필요한 저장 드라이버를 직접 만들어야 했다. 사용자 애플리케이션과 시계에 달려있는 터치스크린을 연결하는 작업이 복잡했던 이유는, 커널의 입력 이벤트 드라이버 인터페이스가 검증되지 않았기 때문이다. 시계에 달려있는 LCD에서 X 윈도우 시스템을 동작하게 만드는 작업이 쉽지 않았던 이유는, 프레임 버퍼 드라이버와 궁합이 맞지 않았기 때문이다. 욕조에서 주식 시세를 쉴 새 없이 보지 못한다면 방수 리눅스 손목시계가 무슨 소용이 있으랴? 리눅스에서 블루투스 통합은 몇 년 후에나 가능했으므로 독점적인 블루투스 스택을 인터넷 시계로 이식하느라 여러 달을 보냈다. 리눅스가 제공하는 전원 관리 지원으로는 시계 전지에서 뽑아낸 전력을 아무리 짜내도 고작 몇 시간만 버틸 뿐이라서 직접 대용품을 만들어야 했다. 리눅스 적외선 시스템은 여전히 불안했으므로 자료를 입력하기 위한 적외선 키보드를 사용하기 전에 스택을 어르고 달래야 했다. 그리고 컴파일러를 컴파일한 다음에 빽빽하게 작성한 애플리케이션 집합을 교차 컴파일했던 이유는 가전 전자기기 부문에 쓸 만한 배포판이 없었기 때문이다.

현재 시점으로 시간 이동을 해보자. 아기 펭귄은 튼튼한 십대 펭귄이 되었다. 전에는 1년 동안 수천 행을 만들었다면 현재 커널에서는 며칠 안으로 작업을 끝낼 수 있다. 하지만 마법을 부려 해결하는 다재다능한 커널 개발자가 되려면 오늘날 리눅스가 제공하는 수많은 기능과 특징을 이해할 필요가 있다.

★ 옮긴이의 말 ★

임베디드 분야에서 리눅스 사용은 이제 특별하거나 신기한 현상이 아니라 일상이 되어버렸다. 라우터와 유무선 공유기부터 시작해 IPTV와 케이블 셋톱박스를 거쳐 안드로이드 마크가 찍힌 휴대폰에 이르기까지, 리눅스 커널은 사실상 가전용 임베디드 세상을 지배하는 운영체제로 발전해왔다. 하지만 일반 애플리케이션과는 달리 리눅스 디바이스 드라이버는 늘 신비에 쌓인 전문가만의 전유물로 여겨져 왔다. 아주 까다로운 리눅스 커널은 물론이고 디바이스를 둘러싼 표준과 기반 하드웨어 특성을 알아야 하기 때문에 임베디드 리눅스를 제대로 익히기란 쉽지 않았다.

물론 원시 코드가 공개된 리눅스 특성으로 인해 다른 독점 운영체제와는 달리 리눅스 커널 내부는 물론이고 리눅스 커널을 구성하는 디바이스 드라이버에 자유롭게 접근할 수 있다. 하지만 커널과 디바이스 드라이버를 다루는 책은 많지 않으며, 임베디드 리눅스 특성에 맞춰 이를 다루는 책은 더욱 찾아보기 어렵다. 다행히 프렌티스 홀 오픈소스 개발 시리즈로 나온 이 책은 다양한 리눅스 디바이스 드라이버 유형을 설명하므로 임베디드 리눅스 개발자에게 숨통을 틔어주고 있다. 현재 진행 중인 프로젝트에 딱맞는 해법을 제시하지는 못하겠지만 이 책에서 다루는 다양한 디바이스 드라이버 유형은 무작정 임베디드 리눅스 프로젝트에 뛰어 들기 전에 어느 정도 안정적인 출발점을 제시하기에 충분한 정보를 제공한다고 보면 틀림없다.

이 책은 디바이스 드라이버 유형마다 간단한 기술 소개, 관련된 리눅스 커널 구조체와 함수 소개, 실제로 동작하는 예제 소개와 설명, 주의 사항과 응용 방안을 제시하므로 임베디드 리눅스에 처음 뛰어든 C를 잘 아는 시스템 개발자를 위한 입문서는 물론이고, 실전에 바로 적용 가능한 지침서로서도 손색이 없다. 물론 리눅스 커널을 디바이스 드라이버 관점에서 이해하고 싶은 리눅스 커널 호사가에게도 흥미로운 생각거리를 던져줄 것이다. 책의 특성상 예제가 많이 나오므로 원시 코드가 필요하다면 http://www.elinuxdd.com/를 방문하기 바란다. 아무쪼록 이 책이 임베디드 리눅스 디바이스 드라이버 개발 과정에 도움이 되기를 바란다.

출판사 서평

지금까지 읽은 리눅스 디바이스 드라이버 책 중에 가장 광범위하고 완벽하다.
- 알란 콕스 / 리눅스 커널 전문가이자 핵심 커널 개발자

아주 실용적이고 자세하며 리눅스 디바이스 드라이버 유형 대다수를 다룬다.
- 씨어도어 Ts’O /
미국 첫 리눅스 커널 개발자이자 더 리눅스 파운데이션의 수석 플랫폼 전략가

리눅스 디바이스 드라이버 제작 과정에서 가장 실용적인 지침서

오늘날 리눅스는 드라이버 개발을 위해 예외적일 만큼 탄탄한 환경을 제공한다. 요즘 나온 리눅스 커널을 사용하면 과거 수 년이 걸리던 개발 일정을 며칠로 당길 수 있다. 실용적이고 예제 위주인 이 책을 작성하기 위해 전 세계에서 가장 경험이 풍부한 리눅스 개발자 중 한 명이 사실상 거의 모든 디바이스를 대상으로, 안정적인 리눅스 드라이버를 만드는 방법을 체계적으로 설명한다.

이 책은 실전에서 운영체제와 C 지식을 쌓은 개발자에게 적합하다. 물론 전에 드라이버를 한 번도 작성해 본 적이 없더라도 무방하다. 스리크슈난은 아주 특수한 상황에만 적합한 주제는 피하고 핵심에 초점을 맞춰 필요한 모든 개념과 기법을 하나로 엮었다.

스리크슈난은 드라이버 개발자에게 아주 유용한 리눅스 커널 2.6 기능 검토부터 시작하고, 다음으로 간단한 디바이스 클래스를 소개하며, I2C와 SPI 같은 직렬 버스로 넘어간다. 계속해서 PCMCIA, PCI, USB 같은 외부 버스, 비디오, 오디오, 블록, 네트워크, 무선 디바이스 드라이버를 설명한다. 마지막으로 사용자 영역 드라이버와 오늘날 리눅스 개발 분야에서 가장 빨리 성장하고 있는 임베디드 리눅스용 드라이버로 끝을 맺는다. 분야별로 기술을 설명하고 관련 리눅스 원시 코드가 담긴 파일을 면밀하게 살피며, 완전한 예제를 소개한다.

★ 이 책에서 다루는 내용 ★
■ 기존 책에서 다루지 않는 I2C, 비디오, 사운드, PCMCIA, 다양한 플래시 메모리 같은 드라이버
■ 리눅스 커널 스레드와 도우미 인터페이스를 비롯한 핵심 커널 서비스와 기능
■ 폴링, 비동기식 통지, 입출력 제어 설명
■ 임베디드 리눅스 드라이버용 I2C 프로토콜
■ 리눅스 비디오 하위시스템과 리눅스 오디오 프레임워크를 사용한 멀티미디어 디바이스 드라이버
■ 블루투스, 적외선, 와이파이, 셀룰러 네트워크 같은 무선 기술을 지원하기 위한 리눅스 구현 방식
■ 디버깅과 유지 보수 과정 등 전반적인 드라이버 개발 생명주기
■ 부록에서 다루는 리눅스 어셈블리, 바이오스 호출, Seq 파일

★ 이 책의 대상 독자 ★
이 책은 새로운 디바이스를 사용하기 위해 커널을 개조하려는 중급 프로그래머를 위해 집필했다. 이 책을 읽으려면 운영체제 개념에 대한 실질적인 지식이 필요하다. 예를 들어 시스템 호출이 무엇인지, 커널 코드를 작성할 때 동기화 쟁점을 공통으로 고려해야 하는 이유는 무엇인지 알고 있어야 한다. 이 책은 여러분이 최소한 직접 시스템에 리눅스를 내려 받아 커널 원시 코드를 뒤적거리며 일부 관련 문서를 대충 훑어보기라도 했다는 가정하에 설명을 진행한다. 독자 여러분은 C 프로그래밍 언어에 능통해야 한다.

★ 이 책의 구성 ★
첫 4개 장은 이 책을 소화하도록 준비하는 내용이다. 다음 16개 장은 여러 디바이스군에 속한 디바이스를 설명한다. 디바이스 드라이버 디버깅 기법을 설명하는 21장이 그 다음에 이어진다. 끝에서 22장은 유지보수와 배포를 다룬다. 새로운 디바이스를 손에 넣었을 때 리눅스에 붙이는 방법을 요약한 점검 목록을 살펴보며 끝을 맺는다.

1장 소개: 리눅스와 첫 만남을 시작한다. 커널 원시 코드를 내려 받아서 간단한 코드 변경을 가한 다음에 부팅 가능한 커널 이미지를 빌드하는 방법을 빠른 템포로 보여준다.

2장 커널 내부 탐험: 리눅스 커널 내부를 조목조목 살펴보며 반드시 알아야 할 커널 개념 몇 가지를 설명한다. 먼저 시동 과정을 다루며, 특별히 커널 타이머, 동시성 관리, 메모리 할당 같은 드라이버 개발에 밀접한 커널 서비스를 설명한다.

3장 커널 서비스: 드라이버 개발자에게 필요한 도구 상자에 들어있는 유용한 컴포넌트인 여러 커널 서비스를 살펴본다. 3장은 커널 내부에서 배경 작업을 구현하는 커널 스레드부터 시작한다. 그러고 나서 연결 리스트, 작업 큐, 완료 함수, 통지 연쇄 설명으로 이어진다. 이런 도우미 서비스는 코드를 단순하게 만들고, 커널에서 중복되는 부분을 솎아내며, 장기적으로 유지 보수를 편하게 만든다.

4장 기반 다지기: 리눅스 디바이스 드라이버 작성 기술을 습득하기 위한 토대를 쌓는다. 4장은 전형적인 PC 호환 시스템과 내장 디바이스의 아키텍처를 조감하게 디바이스와 드라이버 기초를 설명한다. 그러고 나서 인터럽트 처리에 이어 커널 디바이스 모델과 같은 기초 드라이버 개념을 살펴본다.

5장 문자 드라이버: 문자 디바이스 드라이버 아키텍처를 살펴본다. 5장에서 소개하는 폴링, 비동기 통지, I/O 제어 같은 여러 개념은 이어지는 장에서도 유효하다. 이 책 나머지에서 다루는 여러 디바이스 클래스도 ‘확장’ 문자 디바이스이기 때문이다.

6장 직렬 드라이버: 직렬 디바이스를 다루는 커널 계층을 설명한다.

7장 입력 드라이버: 키보드, 마우스, 터치스크린 컨트롤러 같은 디바이스를 서비스하는 커널 입력 하위시스템을 설명한다.

8장 I2C 프로토콜: 시스템의 I2C 버스나 SMBus에 연결된 EEPROM 같은 디바이스용 드라이버를 분석한다. 8장은 또한 SPI 버스나 1 와이어 버스 같은 다른 직렬 인터페이스도 다룬다.

9장 PCMCIA와 CF: PCMCIA 하위시스템을 파고든다. 9장은 PCMCIA나 CF를 장착한 디바이스용 드라이버 작성법을 알려준다.

10장 PCI: PCI와 PCI 변종을 위한 커널 지원을 살펴본다.

11장 USB: USB 아키텍처를 살펴보고, USB 디바이스용 드라이버 작성을 위한 리눅스 USB 하위시스템 서비스 활용법을 설명한다.

12장 비디오 드라이버: 리눅스 비디오 하위시스템을 살펴본다. 12장에서는 프레임 버퍼 추상화가 제공하는 장점을 살펴보고 프레임 버퍼 드라이버 작성법을 알려준다.

13장 오디오 드라이버: 리눅스 오디오 프레임워크를 설명하고, 오디오 드라이버 구현 방법을 설명한다.

14장 블록 드라이버: 하드 디스크 같은 저장 디바이스용 드라이버에 초점을 맞춘다. 또한 14장에서는 리눅스 블록 하위시스템이 지원하는 다양한 I/O 스케줄러 관련 지식도 익힌다.

15장 네트워크 인터페이스 카드: 네트워크 디바이스 드라이버에 주목한다. 커널 네트워킹 자료 구조와 프로토콜 계층과 네트워크 드라이버를 연결하는 방법을 알려준다.

16장 무선 리눅스: 블루투스, 적외선, 와이파이, 휴대폰 통신 같은 다양한 무선 기술을 소개한다.

17장 MTD: 임베디드 장비에서 플래시 메모리 사용을 가능하게 만드는 기술을 설명한다. 17장은 PC 시스템에 장착된 펌웨어 허브용 드라이버를 살펴보며 끝을 맺는다.

18장 임베디드 리눅스: 임베디드 리눅스 세상으로 들어간다. 18장은 부트로더, 커널, 디바이스 드라이버 같은 임베디드 해법을 구성하는 주요 펌웨어 컴포넌트를 다룬다. 임베디드 분야에서 부는 리눅스 열풍에 편승해 이 책에서 습득한 디바이스 드라이버 기술로 임베디드 시스템을 만들어보자.

19장 사용자 영역 드라이버: 사용자 영역에 있는 다양한 디바이스 유형을 살펴본다. 정책 문제가 걸려 있거나 성능 요구 사항이 낮을 경우 일부 드라이버는 사용자 영역에 머무는 편이 훨씬 더 바람직하다. 또한 19장에서 리눅스 프로세스 스케줄러가 사용자 모드 드라이버 반응 시간에 어떤 영향을 미치는지 설명한다.

20장 기타 디바이스와 드라이버: 지금까지 다루지 못한 드라이버군을 메들리로 엮는다. EDACError Detection And Correction, 파이어와이어, ACPI 등이 여기에 속한다.

21장 디바이스 드라이버 디버깅: 커널 코드를 디버깅하기 위해 사용하는 여러 디버거를 소개한다. 21장에서 또한 추적 도구, 커널 탐침, 충돌 덤프, 프로파일러 사용법도 설명한다. 드라이버를 개발할 때 21장에서 익힌 드라이버 디버깅 기술로 무장해야 한다.

22장 유지 보수와 배포: 소프트웨어 개발 주기를 다룬다.

23장 시스템 종료: 새로운 디바이스를 리눅스에 붙이고 싶을 때 필요한 작업 항목을 점검 목록 형태로 소개한다. 이 책은 ‘이제 뭘 하지?’를 고민하며 끝을 맺는다.

디바이스 드라이버는 종종 코드 일부를 어셈블리로 구현할 필요가 있으므로 부록 A ‘리눅스 어셈블리’에서는 리눅스에서 어셈블리 프로그램을 위한 몇 가지를 살펴본다. x86 기반 시스템에서 일부 디바이스 드라이버는 직간접으로 바이오스에 의존하므로 부록 B ‘리눅스와 바이오스’에서는 리눅스가 바이오스와 상호 작용하는 방법을 설명한다. 부록 C ‘seq 파일’에서는 디바이스 드라이버가 자료 흐름을 감시하고 추적하기 위한 목적으로 커널 2.6에 도입된 커널 도우미 인터페이스인 seq 파일을 설명한다.

이 책은 원래 디바이스와 드라이버 복잡성에 따라 구성했는데, 기술적인 이유로 인해 장과 장 사이에 의존성이 생겼다. 따라서 문자, 직렬, 입력 같은 기본 디바이스 클래스에서 시작한다. 다음으로 I2C, SMBus 같은 단순한 직렬 버스를 살펴본다. PCMCIA, PCI, USB 같은 외부 I/O 버스가 그 뒤를 따른다. 일반적으로 이런 외부 I/O 버스를 거쳐 비디오, 오디오, 블록, 네트워크 디바이스가 프로세서와 통신하므로 외부 I/O 다음에 설명한다. 계속해서 임베디드 리눅스에 집중하며, 다음으로 무선 네트워킹, 플래시 메모리 같은 기술을 다룬다. 사용자 영역 드라이버는 책 말미에서 다룬다.

★ 추천의 글 ★

이 책을 집어 들었다면 다음과 같이 자문할지도 모르겠다. “다른 리눅스 디바이스 드라이버 서적이 굳이 필요한가? 이미 충분하지 않은가?”

답은 이렇다. 이 책은 기존 책과 차원이 다르다.

우선 이 책은 최신 커널 2.6을 다룬다. 더 중요한 특징으로, 이 책은 전체 내용을 조명한다. 대다수 디바이스 드라이버 서적은 단순히 표준 유닉스의 내부를 다루는 서적과 운영체제 서적에 나온 주제를 다룰 뿐이다. 직렬 통신, 디스크 드라이브, 파일 시스템, 운이 좋다면 네트워킹 스택까지를 다룬다.

하지만 이 책은 훨씬 더 멀리 나간다. 현대적인 PC와 임베디드 하드웨어를 다루기 위해 필요한 내용을 빠뜨리지 않았다. PCMCIA, USB, I2C, 비디오, 오디오, 플래시 메모리, 무선 통신 등과 그밖에 리눅스 커널과 통신이 가능한 요소는 무엇이든지 이 책에서도 다룬다.
뒤집어보지 않은 돌멩이가 없고, 구석구석 살피지 않은 곳도 없다.

또한 저자는 이 분야에서 전문가로 오래 전부터 인정받았다. 1990년대 후반에 작성한 손목시계에 리눅스를 올리는 설명을 읽다 보면 손에 땀을 쥐게 된다.

이 책이 프렌티스 홀 오픈소스 소프트웨어 개발 시리즈에 포함되어 무척 기쁘고 흥분된다. 오픈소스 세상에 일어나는 여러 흥미로운 사건 중 단연 돋보이는 예라는 생각이다. 커널로 작업하다 필요한 내용을 이 책에서 찾기 바라며, 여러분도 작업 과정을 즐기기를 기원한다!

아놀드 로빈스
시리즈 편집자

★ 베타리더 한마디 ★

강호관
지금 생각하면 언제였나 싶지만 불과 얼마 전까지만 해도 리눅스는 너무도 유명한 키워드였다. 어쩌면 지금의 아이폰이나 안드로이드보다도 더 많은 사람들의 입과 귀에 익숙한 단어였다. 때문에 서점에서는 리눅스에 대한 책이 있다고 해서 거기가 반드시 컴퓨터 전문 서적 코너라 생각한다면 매우 성급했다. 그렇게 각종 입문서와 심층 분석 서적이 넘쳐났지만 정작 실무에 대한 심도 깊은 이해를 바랄 때 ‘이것이다’라는 느낌을 주는 책은 많지 않았다. 리눅스라는 주제는 책 한 권으로 모두 설명하기가 어렵기 때문이다. 때문에 많은 책이 리눅스와 관련 있는 분야들을 모두 언급하려는 의욕으로 주마간산하듯 깊이 있는 내용을 담지 못했다. 또한 심도 있는 분석을 시도한 책들은 많은 사람이 공통적으로 관심을 가지는 운영체제로서의 커널에 집중했다. 실제 1,000페이지가 넘는 책들을 보면 상당 부분을 개별 매뉴얼의 내용을 설명하고 있거나, 리눅스라는 운영체제를 이용하는 우리 삶의 모습을 설명하는 데 할애한다. 따라서 특정 구현 기술 분야에 대한 바이블을 찾기 힘들었다. 다행스럽게 근래에 들어와 기술 구현에 대한 심도 있는 책들이 나오기 시작했다. 그 중 하나가 바로 이 책이라 생각한다.
이 책은 임베디드 업계에 종사한 사람뿐만 아니라, 새롭게 이 분야에 뛰어든 이에게도 권할 만하다. 이 책의 베타 리딩을 진행하는 동안 실제적인 예제 코드와 설명 덕에 ‘아하, 그렇구나!’하는 깨침이라는 즐거움을 한두 번 느낀 것이 아니기 때문이다. 본인이 베타 리딩하며 느꼈던 이런 즐거움을 많은 이가 함께 느끼기를 바란다.

권우일
현재 회사에서 리눅스와는 멀어진 업무를 맡는 바람에 이전의 디바이스 드라이버 개발 경험들을 잊어버릴 것만 같아 베타리딩을 자청했습니다. 중간에 실수로 제가 리뷰한 수정 내용이 저장되지 않아 몇 개 장을 다시 리뷰하기도 하고, 회사 일을 핑계로 역자 님과 약속한 일정을 대부분 맞추지 못하는 등 고생했지만, 리뷰를 하면서 그동안 접해보지 못했던 다양한 디바이스 드라이버를 간접적으로나마 경험해볼 기회가 되어 개인적으로는 뿌듯하게 생각합니다. 이론보다 실전을 위한 책이기 때문에 현업 디바이스 드라이버 개발자라면 꼭 읽어봐야 한다는 생각입니다.

신재훈
마침내 『Essential Linux Device Drivers』가 번역되어 나왔습니다. 가뜩이나 리눅스 개발 관련 정보가 부족한 우리나라 개발자들에게는 가뭄의 단비와 같은 책이 아닐 수 없습니다. 게다가 리눅스 디바이스 드라이버 개발을 위한 필수 아이템인 『리눅스 디바이스 드라이버 개정3판』 (한빛미디어)을 번역하신 박재호 님이 번역을 맡으셨으니 점입가경漸入佳境이라 하겠습니다. 저는 운이 좋아 두 책 모두 출판하기 전에 미리 읽었습니다. 두 책 모두 리눅스 디바이스 드라이버를 개발할 때 필요한 책이지만, 이 책에서 다루는 내용은 다른 책이나 문서로 쉽게 구하기 어렵습니다. 딱 하나만 예를 들자면 대다수 리눅스 관련 책과 문서들이 커널 모듈을 적재하는 modprobe에 대해 호출할 때 시작하는 함수 init_module()에 대한 설명에 그치지만 이 책 4장의 ‘모듈 자동 적재’ 절에서는 모듈 이미지의 디바이스 테이블에 들어 있는 ID를 해독하는 절차부터 시작해 실제 modprobe의 구체적인 작동 방식을 소개합니다. 물론 고급 내용을 다루는 만큼 일장일단이 있습니다. 그러나 아무것도 없는 상태에서 개발을 시작해야 한다면 두려움과 막막함에서 벗어나 출발점을 제공해주는 이 책에 새삼 고마움을 느낄 것입니다. 이제 ‘의천검’과 ‘청홍검’을 ‘득템’하셨으니 레벨을 올리는 노력은 독자 여러분의 몫이네요. 건투를 빕니다.

기본정보

ISBN	9788960771499
발행(출시)일자	2010년 08월 23일
쪽수	804쪽
크기	188 * 254 mm
총권수	1권
시리즈명	에이콘 임베디드 시스템 프로그래밍
원서(번역서)명/저자명	Essential Linux device drivers/Venkateswaran, Sreekrishnan

Klover 리뷰 (3)

[oy*****]

감사히 잘읽겠습니다.

[so******]

리눅스 드라이버의 다양한 내용이 있었습니다.

[wl*******]

리눅스를 공부하려고 구매했습니다