robot] 임베디드 엔지니어를 위한 커널 분석

임베디드 시스템 엔지니어를 위한 리눅스 커널 분석

남상규

http://ruby.medison.co.kr/~halite선임 연구원(주)메디슨초음파 연구소

halite (at) medison.com

$Date: 2002/05/21 01:10:08 $

Copyright © 2002 by 남상규

이 문서는 리눅스 커널을 임베디드 시스템에 포팅하려는 엔지니어들을 위한 기본 지식 습득을 위해 만들어졌다. 리눅스 커널 자체의 원론적인 것 보다는 임베디드 시스템에 리눅스 커널을 포팅할 때 엔지니어가 리눅스 커널에 쉽게 접근하기 위한 정보나 혹은 방법을 제공하는 것이 목적이다. 그러므로 OS에 대한 이론 보다는 OS가 만들어지는 방법이나 부팅되는 순서 메모리에 적재되고 실행되는 순서 등에 대해 기술하고 더불어 커널을 만들기 위해 필요한 도구들의 사용법에 대해 알아본다.
원문은 http://ruby.medison.co.kr/~halite 에있고 가장 먼저 업데이트될 것이다.
틀린 내용이 있을 수도 있다. 이런 것에 대해선 <halite (at) medison.com> 으로 연락 바란다.

$Revision: 1.13 $

---

차례

1. 리눅스 커널 컴파일하기

1.1. 리눅스 일반

1.1.1. 왜 리눅스인가?

1.1.2. 리눅스 소스 디렉토리 구조

1.2. LXR

1.3. 소스 코드 얻기

1.4. 소스 코드 풀기

1.5. 컴파일 준비

1.6. 커널 설정

1.7. 커널 컴파일

1.8. 커널 테스트 및 설치

2. Makefile 분석

2.1. 부팅 과정의 이해[1]

2.2. 커널 이미지 파일의 구조

2.2.1. 커널의 부팅

2.2.2. zimage와 bzImage의 차이

2.3. bzimage가 만들어지는 과정 추적-Makefile 분석

2.3.1. $(topDIR)/Makefile

2.3.2. $(topDIR)/arch/i386/Makefile

2.3.3. $(topDIR)/arch/i386/boot/Makefile

2.3.4. $(topDIR)/arch/i386/boot/compressed/Makefile

2.3.5. $(topDIR)/arch/i386/boot/tools/build.c

2.4. bzImage가 만들어지는 과정 추적-Log 분석

2.4.1. make bzImage 순서 정리

2.4.2. Log

2.5. 단계별 자세한 분석

2.5.1. -Ttext 0x0의 의미

2.5.2. 분석

3. 크로스 컴파일러 만들기

3.1. 크로스?

3.2. 툴체인

3.2.1. 배경

3.2.2. 미리 만들어진 툴체인

3.2.3. 툴체인 만들기

4. ARM 리눅스

4.1. ARM 프로세서 MMU(Memory Management Unit)

4.1.1. 개요

4.1.1.1. TLB

4.1.1.2. 메모리 접근

4.1.1.3. 변환 테이블

4.1.1.4. 도메인

4.1.2. 변환 절차

4.1.3. 변환 테이블 베이스

4.1.4. 1레벨 읽기

4.1.5. 1레벨 디스크립터

4.1.6. 섹션 디스크립터와 섹션 변환

4.1.7. 페이지 테이블 디스크립터

4.1.8. 2레벨 디스크립터

4.1.9. 큰 페이지 변환

4.1.10. 작은 페이지 변환

4.1.11. 캐시와 쓰기 버퍼 제어

4.1.12. 접근 권한

4.2. Assabet 보드용 커널 컴파일

4.3. ARM 리눅스 Makefile 분석

4.3.1. $(TOPDIR)/arch/arm/Makefile

4.3.2. $(TOPDIR)/arch/arm/vmlinux.lds

4.3.3. $(TOPDIR)/arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds

4.3.4. Log 분석

4.4. 소스 분석

4.4.1. arch/arm/boot/compressed/head.S

4.4.2. arch/arm/kernel/head-armv.S

5. 리눅스 커널 부팅

5.1. 커널 시작

5.2. lock_kernel()

5.2.1. Lock이 왜 필요하지?

5.2.2. Lock - 기초적 설명

5.2.3. i386, ARM의 스핀락

5.3. setup_arch()

5.4. trap_init()

5.5. init_IRQ()

5.6. sched_init()

5.7. init()

5.8. dmesg 정리

6. 디바이스 드라이버

6.1. 디바이스 번호

6.2. 샘플 디바이스 드라이버

6.3. 모듈 동작의 이해

6.4. 알아야할 것 들

A. SEGA DreamCast Linux

A.1. LinuxSH

A.2. 드림캐스트에서 리눅스 실행해 보기

B. 리눅스에 시스템 콜 만들어 넣기

B.1. 시스템 콜의 흐름

B.2. IDT(Interrupt Descriptor Table)

B.3. 시스템 콜 테이블

B.4. 시스템 콜 추가

C. Inline Assembly

C.1. 인라인 어셈블리 기초

C.1.1. 알아야할 것 들

C.1.2. 어셈블리

C.1.3. Output/Input

C.1.3.1. Constraints

C.1.3.2. Modifier

C.1.3.3. ARM Family Constraints

C.1.3.4. i386 Family Constraints

C.2. 사례 분석

C.2.1. strcpy()

C.2.2. _set_gate()

표 목록

1-1. v2.4.16 커널 컴파일을 위한 최소 요구 사항

4-1. 섹션 디스크립터 필드

4-2. 페이지 디스크립터 필드

4-3. 2레벨 디스크립터 포맷

4-4. 2레벨 디스크립터 접근 권한

4-5. 메모리 시스템 속성

4-6. 캐시, 쓰기 버퍼 비트의 의미

4-7. 접근 권한

5-1. 예상 결과

5-2. 가능한 결과

그림 목록

2-1. mbr의 구조

2-2. bzImage의 구조

4-1. 변환 테이블 1레벨 디스크립터 접근

4-2. 1레벨 디스크립터 포맷

4-3. 섹션 변환

4-4. 2레벨 디스크립터 접근

4-5. 2레벨 디스크립터 포맷

4-6. 큰 페이지 변환

4-7. 작은 페이지 변환

4-8. SA-1110 메모리 맵

4-9. ARM 리눅스 커널 이미지 메모리 맵

B-1. IDT 구조

B-2. fork()가 실행될 때의 흐름

자료출처 : kldp.org