Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
デバイスドライバ
Search
Satoru Takeuchi
PRO
May 06, 2025
Technology
0
90
デバイスドライバ
以下動画のテキストです
https://youtu.be/rIbvTC3p-ZI
Satoru Takeuchi
PRO
May 06, 2025
Tweet
Share
More Decks by Satoru Takeuchi
See All by Satoru Takeuchi
様々なファイルシステム
sat
PRO
0
240
ソースを読む時の思考プロセスの例-MkDocs
sat
PRO
1
180
ソースを読むプロセスの例
sat
PRO
17
11k
メモリマップトファイル
sat
PRO
1
130
「Linux」という言葉が指すもの
sat
PRO
4
210
APIとABIの違い
sat
PRO
5
190
ファイルシステムへのアクセス方法
sat
PRO
0
77
ファイルシステム
sat
PRO
1
74
低レイヤソフトウェア技術者が YouTuberとして食っていこうとした話
sat
PRO
7
6.2k
Other Decks in Technology
See All in Technology
【SORACOM UG Explorer 2025】さらなる10年へ ~ SORACOM MVC 発表
soracom
PRO
0
150
可観測性は開発環境から、開発環境にもオブザーバビリティ導入のススメ
layerx
PRO
0
350
Behind Postgres 18: The People, the Code, & the Invisible Work | Claire Giordano | PGConfEU 2025
clairegiordano
0
130
混合雲環境整合異質工作流程工具運行關鍵業務 Job 的經驗分享
yaosiang
0
190
FinOps について (ちょっと) 本気出して考えてみた
skmkzyk
0
210
Azure Well-Architected Framework入門
tomokusaba
1
130
入院医療費算定業務をAIで支援する:包括医療費支払い制度とDPCコーディング (公開版)
hagino3000
0
110
What's new in OpenShift 4.20
redhatlivestreaming
0
270
CNCFの視点で捉えるPlatform Engineering - 最新動向と展望 / Platform Engineering from the CNCF Perspective
hhiroshell
0
140
AIとともに歩んでいくデザイナーの役割の変化
lycorptech_jp
PRO
0
880
SRE × マネジメントレイヤーが挑戦した組織・会社のオブザーバビリティ改革 ― ビジネス価値と信頼性を両立するリアルな挑戦
coconala_engineer
0
250
QA業務を変える(!?)AIを併用した不具合分析の実践
ma2ri
0
150
Featured
See All Featured
I Don’t Have Time: Getting Over the Fear to Launch Your Podcast
jcasabona
34
2.5k
The Power of CSS Pseudo Elements
geoffreycrofte
80
6k
A Tale of Four Properties
chriscoyier
161
23k
"I'm Feeling Lucky" - Building Great Search Experiences for Today's Users (#IAC19)
danielanewman
230
22k
Visualizing Your Data: Incorporating Mongo into Loggly Infrastructure
mongodb
48
9.7k
Exploring the Power of Turbo Streams & Action Cable | RailsConf2023
kevinliebholz
36
6.1k
The Art of Delivering Value - GDevCon NA Keynote
reverentgeek
16
1.7k
Product Roadmaps are Hard
iamctodd
PRO
55
11k
Facilitating Awesome Meetings
lara
57
6.6k
The Myth of the Modular Monolith - Day 2 Keynote - Rails World 2024
eileencodes
26
3.1k
The Psychology of Web Performance [Beyond Tellerrand 2023]
tammyeverts
49
3.1k
Code Review Best Practice
trishagee
72
19k
Transcript
デバイスドライバ May. 6th, 2025 Satoru Takeuchi X: satoru_takeuchi 1
デバイスドライバとは • デバイスの操作を担当するカーネル内のコンポーネント • おおざっぱにいうとデバイスの種類だけ存在する ◦ 📝 Linuxのコード数千万行のうち、ほとんどはデバイスドライバのコード 2
デバイスの操作方法 • デバイスには1つ以上のレジスタという領域が存在 • どのレジスタにどうアクセスすればデバイスをどんなふうに操作できるかが仕様に書かれている • デバイスドライバはユーザからの要求に応じて仕様通りにレジスタにアクセス 3 デバイス カーネル空間
物理世界 レジスタ デバイスドライバ アクセス
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
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) …
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。
初期状態 • カーネル仮想アドレス空間のアドレス500にディスクのレジスタがマップされている 7 メモリ 0 500 510 520 530
540 ??? ??? ??? ??? ??? 仮想アドレス空間 ディスクデバイス 2222 3333 1111 10 0 20
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
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
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
ディスクデバイスに処理を依頼 • アドレス530にマップしたレジスタに0を書き込む(読み出しを意味する) 11 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 ??? 100 仮想アドレス空間
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
ディスクデバイスが読み出し完了を示す • 📝 デバイスドライバが読み出し完了を検出する方法は次の動画で説明 13 メモリ 0 500 510 520
530 540 0 100 100 0 1 ディスク 2222 3333 1111 100 0 200 2222 100 仮想アドレス空間
まとめ • デバイスはデバイス内のレジスタ領域へのアクセスによって操作 • 何をしたいときにどうレジスタにアクセスすべきかは仕様に書いている • デバイスドライバはユーザからの要求に応じて仕様通りレジスタにアクセス • メモリマップトI/Oの場合アセンブリコード無しでメモリアクセスの感覚でデバイスの レジスタにアクセスできる
14