programmer life guidance 101

32. 콜 스택(Call Stack) 실행 중인 코드를 추적하는 공간이 콜스택 => 함수(function)의 호출(call)을 기록하는 스택(stack) 자료구조 콜 스택(call stack)이란 컴퓨터 프로그램에서 현재 실행 중인 서브루틴에 관한 정보를 저장하는 스택 자료구조이다. 실행 스택(execution stack), 제어 스택(control stack), 런타인 스택(run-time), 기계 스택(machine stack)이라고도 하며, 그냥 줄여서 스택(stack)이라고도 한다. 소프트웨어 프로그램의 기능 수행에 있어 콜 스택의 관리가 중요함에도 불구하고, 상세한 구현은 고급 프로그래미이 언어에서는 보통 감추어지며 자동화되어 있따. 많은 컴퓨터들이 스택 관리를 위한 특별한 명령어(기계어)를 제..

31. 메모리 맵 파일(mmap) 프로그래밍은 데이터를 입력받아 처리하고 출력하는 작업이고, 이 데이터는 파일로써 디스크에 존재합니다. 내가 만약 '회원명단.csv'란 엑셀 파일을 가지고 여러 데이터 처리 작업을 해야한다고 가정해봅시다. 그렇다면 해당 파일에서 '읽기', '쓰기'를 할 때마다 디스크까지 접근해야할텐데 이러면 속도가 너무 느리지 않을까요? 만약 그 파일이 디스크가 아닌 메모리에 있다면 접근 속도는 엄청나게 향상되지않을까요? 이러한 발상은 최소한의 디스크 접근을 위한 버퍼 입출력에서 한 단계 더 나아간 발상입니다. '버퍼'란 개념이 아닌 디스크-메모리간의 '페이지(page)' 개념을 활용한 방식으로, 프로세스의 가상 메모리 주소 공간에 파일을 매핑한 뒤 가상 메모리 주소에 직접 접근하는 것으..

30. 스트림(Stream)이란? 우리는 프로그램을 실행할 때 키보드를 통해서 입력을하고 모니터를 통해서 출력을 하고 있죠? 우리는 별다른 무리없이 간단하게 입출력을 합니다. 생각을 해보면 키보드에서 입력을 받고, 하드웨어적인 부분을 처리하여야 입력이 되고 화면으로 출력이 되겠죠? 예로 A라는 문자를 눌렀다고 가정해봅시다. 그러면 키보드에서 신호가 나갈 것이고, 그것을 컴퓨터에서 처리하여, 출력장치인 모니터로 신호를 보내 결과적으로 화면에 A라는 문자가 찍힐 것입니다. 그러나, 우리는 이렇게 하드웨어적인 세세한 부분까지 신경을 쓰지 않습니다. 입출력을 도와주는 스트림(Stream)이란 녀석이 있기 때문이죠 스트림을 사용하는 입출력 장치(Input/Output Device)는 많습니다. 키보드나 모니터 뿐..

29. 버퍼 입출력 - 표준 입출력 라이브러리 파일 시스템의 최소 저장 단위는 '블록'이라는 추상 개념입니다. 따라서, 모든 입출력 연산은 블록 크기의 정수배에 맞춰서 일어납니다. 단지 1Byte를 읽고싶다하더라도, 512Byte만큼(1블록 = 512Byte라 가정) 읽어와야한다는 얘기입니다. 또는 내가 단지 2.5블록만큼(대략 1250Byte) '쓰기' 연산을 하고싶다하더라도 3블록에 대해 '쓰기' 연산을 해야한다는 얘기입니다. 그런데 잘 생각해보면 사용자 애플리케이션에서는 512Byte 단위로 입출력 연산이 이루어지지 않는 경우가 대부분입니다. 보통 CSV 파일을 다루기 위해 '필드' 단위의 입출력 연산이 필요하다거나, JSON 파일을 다루기 ..

프로그래밍을 하다보면 빠지지 않는 것이 파일 처리인데요, 혹시 파일 작업을 하기 위해 read(), write()와 같은 시스템콜을 사용하면서 "왜 매개변수로 어떤 파일 시스템인지 넘겨주지않지?"라고 생각해보신적 있으신가요? 사실 조금만 생각해보면 답이 금방나오는 질문입니다. 이유는 파일 시스템이 추상화되어있기 때문입니다. 구조를 표현하면 다음 그림과 같습니다. 파일 시스템간의 공통된 인터페이스를 둠으로써 얻는 장점은 여러 가지가 있습니다. 동일한 방법으로 접근이 가능하다. 파일 시스템간의 이식성이 좋아진다. 새로운 파일 시스템이 추가되더라도 설계를 변경할 필요가 없다.

27. 다중 입출력 - poll() poll() 시스템콜은 유닉스 운영체제의 최초 상용화 버전 중 하나인 'Unix System V'에서 제공하는 다중 입출력 방식이었습니다. 리눅스에서 제공하고 있던 select() 시스템콜보다 더 좋았던 까닭에 리눅스에서도 poll() 시스템콜을 도입하였습니다. select() 시스템콜의 단점을 보완한 poll() 시스템콜이지만, 기존에 select()로 다중 입출력을 구현했던 개발자의 습관과 타 시스템으로의 이식성을 이유로 덜 사용된다고 합니다. #include int poll(struct pollfd* fds, nfds_t nfds, int timeout); struct pollfd { int fd; // 파일 디스크립터 short events; //..

26. 다중 입출력 - select() '다중 입출력'은 프로그램(단일 스레드)에서 여러 개의 파일을 작업하고자 할 때 사용할 수 있는 메커니즘입니다. 사실 '단일 스레드'에서 여러 개의 파일을 작업하고자 할 때 사용할 수 있는 다른 방법으로는 '논블록(Non-Block) 입출력'을 사용하는 방법도 있긴 합니다만, '논블록(Non-Block) 입출력'은 프로그래밍 작업이 까다롭습니다. 이제부터 설명할 'select'는 '블록/비동기적 입출력'에서의 '다중 입출력' 모델입니다. A, B, C, D 4개의 파일을 다루는 작업을 하고싶다고 가정해볼때 다음과 같은 시나리오를 생각해볼 수 있습니다. A 파일에 대한..

25. 파일 입출력 유닉스 시스템에서는 거의 모든 것을 파일로 표현하므로 '파일 입출력'은 매우 중요한 부분입니다. 알다시피 파일은 '읽기'나 '쓰기' 전에 반드시 '열기(open)'를 해야합니다. 그리고 커널은 '파일 테이블'이라고 하는 프로세스별로 열린 파일 목록을 관리합니다. 각 프로세스에는 기본적으로 0, 1, 2 값을 가지는 파일 디스크립터가 open되어 있습니다. 0 - 표준 입력(stdin) 1 - 표준 출력(stdout) 2 - 표준 에러(stderr) 위의 3가지 파일 디스크립터를 직접 참조하는대신 C 라이브러리는 #define 매크로 정의를 제공합니다. 따라서, 해당 파일 디스크립터를 사용하고싶다면 아래 정의된 매크로로 참조하는게 좋습니다. #define STDIN_FILENO 0 #d..

24. 커널 프로그래밍에서 쉘 명령을 실행하는 방법 유저레벨에서 커널에 있는 API 를 동작시키는 인터페이스는 시스템 콜로써 항상 사용되는 것이다. 하지만 커널 레벨에서 사용자 공간의 어플리케이션을 실행하는 것은 그다지 알려져 있지 않다. 하지만 가만히 생각해 보면 핫플러그인과 같이 USB 가 꼽히면 자동으로 마운트되는 것을 우리는 알고 있다. 과연 어플리케이션에서 주기적으로 USB 꼽힌 것을 체크해서 마운트 하는 것일까? 그렇지 않다. 커널 레벨에서 USB가 인식되면 종류에 따라 마운트를 시켜주는 함수가 실행되게 된다. 혹은 모듈이 필요하면 모듈까지도 로딩을 시켜준다. 이런 인터페이스가 가능한 커널 함수를 소개한다. 그 인터페이스의 이름은 usermodehelper API 이다. 그 API를 한번 살펴..

23. Platform Device & Driver 플랫폼디바이스는 하드웨어에 내장되어 있기 때문에 hot-pluggable이 아니다. 이 장치를 위한 드라이버는 장치의 존재를 확인할 필요가 없고 그냥 작동시키고(전원을 켜고) 장치가 작동하게 할 수 있도록 필요한 것을 작업한다. 만약 장치가 발견되지 않으면 드라이버는 가볍게 무시된다. 플랫폼 디바이스는 리눅스 커널이 USB나 PCI와 같은 버스를 통해 동적으로 감지할 수 없는 SoC(System-on-Chip)에 내장된 시스템 장치이다. 커널은 플롯폼 디바이스 메커니즘을 제공함으로써 실제로 존재하는 하드웨어에 대해 알 수 있다. 이 글에서는 플랫폼 디바이스의 커널 인터페이스에 대해 설명하며 디바이스 트리와 통합을 하기 위한 내용을 설명하겠다. Platf..

22. 커널에 모듈 추가하기 Kconfig => Kernel에 새로운 장치를 추가하고, 해당하는 모듈을 추가하기 위해서는 먼저 Kconfig라는 파일을 알아야한다~ Kconfig를 정리하자면 Tree구주로 된 Configuration option들의 집합으로 자신만의 종속성을 가지고 있음 Child Entry는 Parent Entry가 선택되어 볼 수 있게 되었을 때만 보임 Menu entry들은 각각의 config option을 정의하고 있음. 각각의 config option들은 자신만의 type을 가지며, tristate, bool type이 있음 tristate : bool : 이 type에 따라 어떤 선택을 하느냐에 따라 Kernel에 해당 모듈을 포함하는 여부가 결정된다.( 보통 make men..

21. 모듈 프로그래밍 커널 모듈(Kernel Module) 시스템 부팅후에 동적으로 loading할 수 있는 커널 구성요소를 말한다. 커널을 다시 컴파일하거나 시스템 재부팅 할 필요없이 커널의 일부분을 교체하는 것이 가능하다 디바이스 드라이버, 파일 시스템, 네트워크 프로토콜 등이 모듈로 제공된다. 일반 응용프로그램과 뭐가 다른거죠?? 커널 모듈은 일반 응용 프로그램과 달리 main함수가 없다. 대신에 커널에 로딩 및 제거될 때 불러지는 함수가 존재하는데, 이는 아래와 같다. Loading 시 : module_init()로 지정된 함수 호출 Unloading 시 : module_exit()로 지정된 함수 호출 25.1 리눅스 디바이스 드라이버의 특성 커널 코드 디바이스 드라이버는 커널의 한 부분이므로,..

20. Device Driver Device 네트워크 어댑터, LCD 디스플레이, 오디오, 터미널, 티보드, 하드디스트, 플로피디스크, 프린터 등과 같은 주변 장치들을 말함 디바이스 구동에 필요한 프로그램, 즉 디바이스 드라이버가 필수적으료 요구됨 Device Driver 실제 장치 부분을 추상화시켜 사용자 프로그램이 정형화된 인터페이스를 통해 디바이스를 접근할 수 있도록 해주는 프로그램 디바이스 관리에 필요한 정형화된 인터페이스 구현에 요구되는 함수와 자료구조의 집합체 표준적으로 동일 서비스 제공을 목적으로 커널의 일부분으로 내장 응용 프로그램이 하드웨어를 제어할 수 있도록 인터페이스 제공 하드웨어 독립적인 프로그램을 작성할 수 있도록 함. 24.1 리눅스 디바이스 드라이버 - 사용자 관점에서의 디바이..

1. USB 연결 제품의 USB단자를 PC에 연결한다. 2. 드라이버 설치 Windows환경에서는 iptime 공식홈페이지에 이 제품에 제공되는 드라이버가 있어서 바로 설치하기만 하면 된다. 하지만 여기서는 리눅스 전용 드라이버를 제공하지 않는다. 대신 별도로 Realtek 88 12BU chipset을 설치하면 된다. 터미널로 들어가서 다음 명령을 실행시켜준다. 드라이버 설치명령 sudo apt update sudo apt install dkms bc git git clone https://github.com/cilynx/rtl88x2BU_WiFi_linux_v5.3.1_27678.20180430_COEX20180427-5959 sudo dkms add ./rtl88x2BU_WiFi_linux_v5.3..

18. 커널 모듈 리눅스 커널에서 module은 광범위하게 쓰인다. 아마 대다수가 device driver로 동작하는 형태일 것이고 드물게는 network protocol이나 filesystem을 지원하는 데도 쓰일 것이다. module 형태를 취함으로써 가질 수 있는 이점은 flexibility가 좋기도 하고, 뭔가 시스템 내에서 변화를 추구할 떄 쉽게 반영하고 그 결과를 확인할 수 있는 점이다. module과 관련하여 Linux에서 제공하는 utility는 다음과 같다. lsmod : load되어 있는 module들을 보여준다. insmod : Insert module, 말그대로 module을 load시켜준다. rmmod : remove module, 말그대로 module을 제거해준다. modprob..