실시간 드라이버 모델(RTDM)은 Xenomai에서 실시간 워크로드를 처리하기 위해 제공되는 인터페이스이다. RTDM은 사용자 공간과 커널 공간 간의 상호작용을 지원하며, 실시간 성능을 극대화하기 위해 설계되었다.

RTDM 개요

RTDM은 다음과 같은 주요 기능을 제공한다:

• 장치 드라이버 인터페이스: RTDM은 사용자 공간과 커널 공간 간의 인터랙션을 위한 표준 API를 제공한다.
• 실시간 성능: RTDM API는 지연 시간을 최소화하고, 실시간 응답성을 보장하도록 설계되었다.
• 플랫폼 독립성: RTDM은 다양한 하드웨어 플랫폼에서 일관된 인터페이스를 제공한다.

RTDM 구성 요소

RTDM은 주요 네 가지 구성 요소를 갖고 있다:

• 장치 파일 시스템: RTDM은 /dev 디렉토리 내에 실시간 장치 파일을 생성하여, 사용자 공간 프로그램이 장치에 접근할 수 있도록 한다.
• API 함수: RTDM은 장치 드라이버를 작성하고 관리하기 위한 다양한 API 함수를 제공한다.
• 이벤트와 타이머: RTDM은 실시간 이벤트와 타이머 메커니즘을 통해 정밀한 시간 관리를 지원한다.
• 메모리 관리: 성능을 최적화하기 위해 RTDM은 직접 메모리 접근과 관련된 API도 제공한다.

RTDM API 개요

RTDM API는 다음과 같은 클래스와 함수들로 구성된다:

장치 등록과 관리

• rtdm_dev_register: 새로운 RTDM 장치를 시스템에 등록하는 함수이다.
• rtdm_dev_unregister: 기존 RTDM 장치를 시스템에서 등록 해제하는 함수이다.

파일 작업

• rtdm_open: 장치 파일을 오픈하는 함수이다.
• rtdm_close: 장치 파일을 클로즈하는 함수이다.
• rtdm_read: 장치 파일에서 데이터를 읽어오는 함수이다.
• rtdm_write: 장치 파일에 데이터를 쓰는 함수이다.

IOCTL

• rtdm_ioctl: 사용자 공간이 장치와 통신하기 위한 IOCTL 명령을 처리하는 함수이다.

RTDM 디바이스 드라이버 예제

다음은 기본적인 RTDM 장치 드라이버의 예제이다:

#include <rtdm/rtdm_driver.h>

static int my_open_nrt(struct rtdm_fd *fd, int oflag) {
    return 0;
}

static int my_close_nrt(struct rtdm_fd *fd) {
    return 0;
}

static ssize_t my_read_nrt(struct rtdm_fd *fd, void __user *buf, size_t nbyte) {
    return 0;
}

static ssize_t my_write_nrt(struct rtdm_fd *fd, const void __user *buf, size_t nbyte) {
    return nbyte;
}

static struct rtdm_driver my_driver = {
    .profile_info = RTDM_PROFILE_INFO(my_driver, RTDM_CLASS_EXPERIMENTAL, RTDM_SUBCLASS_GENERIC),
    .device_flags = RTDM_NAMED_DEVICE,
    .context_size = 0,
    .device_count = 1,
    .ops = {
        .open_nrt = my_open_nrt,
        .close_nrt = my_close_nrt,
        .ops = {
            .read_nrt = my_read_nrt,
            .write_nrt = my_write_nrt,
        }
    }
};

static struct rtdm_device my_device1 = {
    .driver = &my_driver,
    .label = "my_device1",
};

int __init my_init(void) {
    return rtdm_dev_register(&my_device1);
}

void __exit my_exit(void) {
    rtdm_dev_unregister(&my_device1, 1000);
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

RTDM 타이머 및 이벤트

RTDM에서는 다양한 타이머와 이벤트 관리 기능을 제공한다. 다음과 같은 함수로 사용할 수 있다:

• rtdm_timer_init: 타이머 객체를 초기화한다.
• rtdm_timer_start: 초기화된 타이머를 시작한다.
• rtdm_event_init: RTDM 이벤트 객체를 초기화한다.
• rtdm_event_signal: 이벤트를 발생시킨다.
• rtdm_event_pend: 발생된 이벤트를 기다린다.

RTDM 메모리 관리

RTDM은 메모리 관리 기능도 제공하여 실시간 성능을 최적화할 수 있다:

• rtdm_malloc: 필요한 메모리를 할당한다.
• rtdm_free: 할당된 메모리를 해제한다.

이상으로 RTDM에 대한 기본적인 개요와 몇 가지 주요 기능에 대해 설명하였다. RTDM을 사용해 실시간 장치 드라이버를 만들 때 위의 내용들을 바탕으로 구체적인 요구사항에 맞추어 더욱 복잡하고 정교한 드라이버를 작성할 수 있다.