modalias와 장치 드라이버

본 문서는 devtmpfs와 udev에 등장했던 sysfs의 정보를 바탕으로 실제 장치 드라이버가(커널 모듈) 인식되고 로딩 되는 방법에 대해서 간단히 설명하고 있습니다.

Device Driver

일반 적으로 장치 드라이버(Device driver)는 해당 모듈이 빌드(build/compile)될 때 modalias 정보를 담고 생성 됩니다. 이 modalias 정보는 벤더와 장치에 대한 ID와 벤더와 장치의 서브시스템 버전 그리고 클래스(base/sub class) 정보를 담고 있습니다. 장치 드라이버에 들어있는 modalias 정보는 PCI ids에서 자세히 확인 할 수 있습니다.

modalias 해석

예시를 통해서 살펴보는게 이해하기 좋기 때문에 실제 서버에 설치 된 RAID 카드의 모듈을 어떻게 인식 되었는지에 대해서 살펴보겠습니다.

먼저 lspci에서 보여주는 RAID 카드의 정보는 아래와 같습니다.

$ lspci | grep -i "raid bus"
03:00.0 RAID bus controller: Hewlett-Packard Company Smart Array Gen9 Controllers (rev 01)

해당 PCI 장치는 03:00.0에 존재하기 때문에 sysfs(/sys)에 해당 위치로 이동해 봅니다.

$ cd /sys/bus/pci/devices/0000\:03\:00.0/
$ cat modalias
pci:v0000103Cd00003239sv0000103Csd000021C0bc01sc04i00

해당 장치의 modalias정보를 열어보면 pci:v0000103Cd00003239sv0000103Csd000021C0bc01sc04i00 값을 확인 할 수 있는데 이 값을 좀 더 보기 편하게 나눠보면 아래와 같습니다.

pci:v0000103Cd00003239sv0000103Csd000021C0bc01sc04i00

v 0000103C (벤더ID)
d 00003239 (장치ID)
sv 0000103C (서브시스템 벤더ID)
sd 000021C0 (서브시스템 장치ID)
bc 01 (Base Class)
sc 04 (Sub Class)
i 00 (프로그래밍 인터페이스)

PCI ids에서 벤더ID 103C를 검색해보면 HP를 확인 할 수 있으며 장치ID를 검색해보면 3239는 Smart Array Gen9 Controllers 임을 알 수 있습니다. 여기에 서브시스템의 벤더와 장치 ID인 103C:21C0을 찾아보면 Smart Array P440ar 까지 확인이 가능합니다.

그리고 Base/Sub Class 값인 01 04에 대해서 확인해 보면 Mass Storage Controller-RAID bus controller로 확인이 됩니다

103C
↑ Hewlett-Packard
103C:3239
     ↑ Smart Array Gen9 Controllers
103C:3239:103C 21C0
          ↑ Smart Array P440ar
01 Mass storage controller
04 RAID bus controller

이러한 정보를 가지고 있는 하드웨어 장치에 대해서 커널 모듈을 로딩하기 위해서 udev에는 아래와 같은 룰이 있습니다.

DRIVER!="?*", ENV{MODALIAS}=="?*", RUN{builtin}="kmod load $env{MODALIAS}"

modalias에 매칭되는 모듈을 읽어들이도록 하는 매우 심플한 룰셋 입니다. 현재 앞에서 살펴본 RAID 카드를 위한 모듈의 modalias 정보를 보면 아래와 같습니다.

위에 우리가 찾아봤던 modalias값과 유사한 부분이 있는데 여기에서 *은 와일드카드로 모든 값에 매칭 된다는 표시입니다. 따라서, hpsa 모듈이 가진 modalias 값에 RAID 카드의 modalias가 매칭 되기 때문에 hpsa 드라이버가 로딩 되는 것 입니다. 추가로 다른 서브시스템 장치ID가 hpsa에 존재하는 것을 통해서 이 모델 뿐만 아니라 여러 RAID 카드를 지원하는 드라이버라는 것을 확인 할 수 있습니다.