AHCIに対応したい

自作OSもくもく会オンライン https://osdev-jp.connpass.com/event/175433/ で発表した内容です。

Transcript

1. 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
2. 自己紹介 2/28 自己紹介
3. 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
4. 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
5. AHCI に対応したい 5/28 AHCI に対応したい
6. 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
7. 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
8. 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
9. 落とし穴紹介 9/28 落とし穴紹介
10. 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…？
11. 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
12. 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…
13. 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。
14. 初期化手順 14/28 初期化手順
15. 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。
16. 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
17. 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
18. 注意ポイント 初期化手順 18/28
19. 1を書き込むと0にリセット 初期化手順 19/28 RWC に注目
20. 読み書きしよう 20/28 読み書きしよう
21. 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！
22. 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
23. 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
24. 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
25. 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
26. まとめ 26/28 まとめ
27. 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
28. 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！