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デバイスドライバ

 デバイスドライバ

以下動画のテキストです
https://youtu.be/rIbvTC3p-ZI

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Satoru Takeuchi

May 06, 2025
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Transcript

  1. デバイスのレジスタにアクセスする方法 • メモリマップトI/O ◦ デバイスのレジスタをカーネルの仮想アドレス空間にマップしてアクセス ◦ メモリと同じようにアクセスできる ◦ 主流の方法。本動画でもこちらについて説明 •

    ポートマップトI/O ◦ デバイスのレジスタを portと呼ばれるメモリとは別のインタフェースを介してアクセス ◦ 専用の機械語命令を発行する必要がある (例: x86だとin,out命令) 4
  2. メモリマップトI/O • デバイスアクセス時はデバイスのレジスタをカーネルの仮想アドレス空間にマップし てアクセス ◦ 📝 実はカーネルがデバイスを認識した段階でデバイスのレジスタは物理アドレス空間にマップされ ている ◦ 📝

    物理アドレスのどこに存在するかは OSではなくUEFIやACPIから得る 5 メモリ デバイスAの レジスタ(群) カーネルの 仮想アドレス空間 デバイスBの レジスタ(群) …
  3. デバイスドライバのサンプル • 簡単な仕様の仮想的なディスクデバイスを使ってデバイスドライバがどんなことをし ているかを学ぶ 6 レジスタのオフセット 役割 0 読み書きに使うメモリ領域の開始アドレス 10

    読み書きに使うディスク内のデータの開始オフセット 20 読み書きサイズ 30 ここに書き込むと処理を要求。 0なら読み出し、1なら書き込み 40 要求された処理が終わったかどうかを示す。処理を開始した時点で 0 になり、完了したら1になる。
  4. やりたいこと • メモリ領域0~100にディスクのオフセット100~200のデータを読み出す 8 メモリ 0 500 510 520 530

    540 ??? ??? ??? ??? ??? ディスクデバイス 2222 3333 1111 100 0 200 ??? 100 仮想アドレス空間
  5. デバイスドライバの読み出し処理はこんなかんじ func read(mem_addr, dev_offset, size) { regs[] = {500, 510,

    520, 530, 540} regs[0] = mem_addr regs[1] = dev_offset regs[2] = size regs[3] = 0 } 9
  6. 読み書きするアドレス、オフセットの設定 • アドレス500,510,520にマップされたレジスタを設定 10 メモリ 0 500 510 520 530

    540 0 100 100 ??? ??? ディスクデバイス 2222 3333 1111 100 0 200 ??? 100 仮想アドレス空間 メモリアドレス データサイズ ディスク上のオフセット
  7. ディスクデバイスがデータを転送 12 メモリ 0 500 510 520 530 540 0

    100 100 0 0 ディスクデバイス 2222 3333 1111 100 0 200 2222 100 仮想アドレス空間