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AHCIに対応したい
自 作 OS も く も く 会 オ ン ラ イ ン
by
@totsugeki_tai
2020.5.10
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自己紹介 2/28
自己紹介
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自己紹介
自己紹介 3/28
ハンドルネーム：突撃隊
所属：筑波大学情報科学類 3 年
サイボウズ・ラボユース 第 9 期
最近はファイルシステムとか
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私の自作OSの紹介
自己紹介 4/28
ここで公開しています
https://github.com/Totsugekitai/minOSv2
最近は feature-ext2 ブランチにいます
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AHCI に対応したい 5/28
AHCI に対応したい
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自作OSでも二次記憶を読み書き
AHCI に対応したい 6/28
したいですよね？
今回は AHCI で SATA デバイスを読み書きして
みました
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AHCIって何ですか？
AHCI に対応したい 7/28
Advanced Host Controller Interface
SATA コントローラの仕様の一つ
SATA をいい感じに操作するデバイス
仕様はいい感じではない
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仕様書は意外とコンパクト
AHCI に対応したい 8/28
137 ページ
意外と少ない
サッとできそう！
落とし穴がたくさんあった
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落とし穴紹介 9/28
落とし穴紹介
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サンプルコードが役に立たない
落とし穴紹介 10/28
ネット上に転がっているサンプルが動かない
まともに初期化をしていないようである
みんなどうやって動かしているのん…？
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非直感的な操作方法
落とし穴紹介 11/28
ややこしい操作がある
1 を書き込んでその値がデバ
イスによって 0 にリセットさ
れるのを待つ、とか
データ構造も数珠つなぎが長
くてつらい
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暗黙的な前提知識
落とし穴紹介 12/28
SATA・ATA の知識が前提だが…
暗黙的に ATA の仕様書を引用してくる部分が
あり、つらい
QEMU のソースコードからマジックナンバー
を特定してそれをググって仕様書の記述を見
つけました
初心者にはつらいよ…
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そんなこんなで
落とし穴紹介 13/28
なんとか読み書きができるように
なった！！！！
ここからは解説です。
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初期化手順 14/28
初期化手順
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仕様書の10章あたりを読む
初期化手順 15/28
仕様書には初期化の
手順が書いてある。
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7つの手順を踏めば良い
初期化手順 16/28
1. GHC.AE を 1 にする
2. PI を読んで実装されているポートを確認する
3. ポートが動いていないことを確認する
3.1 PxCMD.ST, PxCMD.CR, PxCMD.FRE,
PxCMD.FR が 0 だったらポートはアイドル状態
3.2 アイドル状態でなければ以下の操作をする
3.3 PxCMD.ST をクリアして PxCMD.CR が 0 になるの
を待つ
3.4 PxCMD.FRE をクリアして PxCMD.FR が 0 になる
のを待つ
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7つの手順を踏めば良い
初期化手順 17/28
4. CAP.NCS を読んでコマンドスロットが何個サ
ポートされているか確認する
5. 実装ポートに対してメモリを確保し、
PxCLB, PxFB を設定した後、PxCMD.FRE
を 1 にセット
6. 実装ポートに対して PxSERR に 1 を書き込ん
でクリアする
7. GHC.IE を 1 にセットして割り込み通知を ON
にする
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注意ポイント
初期化手順 18/28
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1を書き込むと0にリセット
初期化手順 19/28
RWC に注目
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読み書きしよう 20/28
読み書きしよう
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仕様書の5.5章あたりを読む
読み書きしよう 21/28
基本的な流れ
1. コマンドを作る
2. AHCI にこのコマンドお願い！ と通知を送る
3. 完了の割り込みを待つ
4. 割り込みが来たら OK！
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コマンドを作る＆通知する
読み書きしよう 22/28
1. 初期化時に指定したメモリ位置に command
FIS を構築する
2. 初期化時に指定したメモリ位置に command
header を構築する
3. PxCI のビットを立てて、AHCI に通知する
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command FISの構築
読み書きしよう 23/28
SATA の仕様書に FIS の設定が載っている
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command FISの構築
読み書きしよう 24/28
注意するパラメータ
1. c: コマンドなので 1
2. Device: よくわからなかったが、ネット上の
サンプルから 1 « 6 に設定した。
3. Count: 1 セクタ単位での指定
4. Features: 0 で良さそう
5. Command: ATA の仕様書を見て決定、自分は
READ DMA EXT と WRITE DMA EXT を使用
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完了の割り込みを待つ
読み書きしよう 25/28
1. PxIS を読んで割り込みが来たことを確認し、
クリアする
2. ポートに対応した IS.IPS のビットをクリア
する
3. PxCI がクリアされたか確認する
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まとめ 26/28
まとめ
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感想
まとめ 27/28
仕様書はしっかり見よう
関係ありそうな仕様書も集めて眺めよう
アライメントの記述には注意しよう
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ありがとうございました！
まとめ 28/28
ご清聴ありがとうございました！