AHCIに対応したい

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

自己紹介 2/28 自己紹介

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

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

AHCI に対応したい 5/28 AHCI に対応したい

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

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

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

落とし穴紹介 9/28 落とし穴紹介

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…？

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

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…

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。

初期化手順 14/28 初期化手順

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。

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

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

注意ポイント初期化手順 18/28

1を書き込むと0にリセット初期化手順 19/28 RWC に注目

読み書きしよう 20/28 読み書きしよう

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！

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

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

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

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

まとめ 26/28 まとめ

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

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！

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