起動するまでの長い道のり メモリ管理編(2) メモリ・マップ取得の巻 - Outlandish Watch
ページングのことを書こうかと思ったが、まずマシンに何MBのメモリが搭載されているのか分からないと始まらない。それに、実はメモリ領域にも使えるところと使えないところがある。そういった情報も必要だ。 今回は、ACPIのファンクションを使ってメモリの領域情報を得る方法について解説する。 今回のソース setup.s memorymap.d startup.d メモリ量を得るには メモリがいくつ搭載されているか調べるには、またまたBIOSファンクションを使わなければならない。BIOSファンクションを使わないで調べる方法もあるらしいけど私は良く知らない。 メモリ量を調べるBIOSファンクションにも何種類かある。まずint 12hというファンクションがある。これを使うとKB単位でメモリ量が分かる。ただ、16ビットの数値で返ってくるので最大で64K*1K=64Mバイトまでしか分からない。いまどき64MB
起動するまでの長い道のり メモリ管理編(1) ページング概要の巻 - Outlandish Watch
またしても再開……。 さて、D言語が普通に動かせるようになった。scope指定をすればクラス・オブジェクトも作れるようになった。 が、まだ動的なメモリ確保やオブジェクト作成ができない。もっと言えば、実行時にサイズが初めて確定するようなデータのメモリ領域を確保できない。 動的なメモリ確保を行うためには、メモリ領域を色々と管理しなければならない。どの領域がどのくらい空いているのか、あるいは使われているのか、常に把握しておく必要がある。 これから、とりあえずカーネル・モードでのメモリ管理について解説する。 ページングについて ページングとは、メモリ管理の方法の一つだ。 少し前にセグメンテーションというメモリを分割する機能のことを説明した。ページングも同じようにメモリを分割する。ただ、ページングではメモリを固定サイズのページに区切る。具体的に言うと4KBで区切る(実は4MBでも区切れたりするが割愛
起動するまでの長い道のり D言語編(3) 標準ライブラリ格闘の巻(1) - Outlandish Watch
D言語を使って(あれを「使って」と言って良いなら……)、シリアル・ポートを叩くことに成功した。 しかし今のコードはカッコ悪い。IOを直に叩いているだけで、printfでHello,World!するのとあまり変わらない。これから先シリアル・ポートを叩く機会もたくさんあるだろうから、シリアル・ポート操作用の処理をまとめておきたい。今回はそれにチャレンジし、壁にぶちあたる(笑)。 今回のソース startup.d serial.d シリアル・ポート・クラスの作成 さて、シリアル・ポートの処理をまとめる。しかもオブジェクト指向らしくクラスでラップする。ポート番号をメンバ変数に持ち、初期化はコンストラクタ・入出力や待機処理はメンバ関数で行わせる。定数は全部enumで定義する。 で、大体以下のようになった。 module outlandish.os.serial; import std.stdint;
起動するまでの長い道のり D言語編(2) それとなくシリアル・ポートの巻 - Outlandish Watch
D言語の関数を呼び出すことに成功した。これからどんどんD言語で機能を追加していく。 OSを作っている以上、外部デバイスをいじれないとつまらない。画面表示や何かに動いているという証が欲しい。今回は、割合制御が簡単なシリアル・ポートに文字列を出力させてみる。シリアル・ポートの出力ならqemuからも簡単に見られたりする。 今回のソース startup.d io.d IO関数の用意 シリアル・ポートはIOポートを叩くことによって制御する。IOポートはアセンブラの命令で叩くことができる。が、D言語の世界に既に移行してしまったので、できればD言語の関数でIOポートを叩けるようにしたい。今後もIOを操作する機会は多いだろうから、アセンブラ命令を単純にラップした関数を用意しておく。 実はD言語の標準ライブラリ(Phobos)には、IOポートを叩くための関数が用意されている。しかし、OSを作るに当たって標準
起動するまでの長い道のり D言語編(1) 関数呼び出しの巻 - Outlandish Watch
不完全ながらプロテクト・モードに移行し、通常の32ビットコードを使う準備ができた。ここでいよいよD言語を導入していくことにする。 モジュール階層の準備 D言語のソース・ファイルをこれから追加していくわけだが、そのためにモジュール階層をまず用意することにする。モジュールとは、Javaで言うパッケージとほとんど同じものだ。ファイルパスでx/y/z.dというソースファイルは、モジュールで言うとx.y.zに属することになる。1ソースファイルが1モジュールとなる。で、x.y.zというモジュール階層を作る場合はxとyディレクトリを掘らなければならない。 ここではoutlandish.os以下に各ソース・ファイルを置くことにした。つまり各ソースファイルはoutlandish.os.XXXというモジュールを作ることになる。というわけで、outlandish/osディレクトリを掘る。 ソースコードの追加 と
起動するまでの長い道のり プロテクト・モード移行編(1) セグメンテーション薀蓄の巻 - Outlandish Watch
プロテクト・モードへの移行は起動処理の山場の一つだ。リアル・モードからプロテクト・モードに移って初めて32ビットのコードが動き、64KBの壁を破って4GBまでの全メモリにアクセスできるようになる。 x86系CPUでプロテクト・モードに移行するには、最低限セグメンテーションと割り込みディスクリプタテーブルを初期化する必要がある。だが、割り込みを禁止した状態ならばとりあえずセグメンテーションさえ設定すれば大丈夫だ。 今回は、プロテクト・モードにおけるセグメンテーションについて解説しようと思う。 プロテクト・モードにおけるセグメンテーション プロテクト・モードのセグメンテーションは、リアル・モードのそれと何が違うか。本当に違う。まったく違う。別物なんじゃないかと思うくらい違う。実際に別物だ。 リアル・モード時にはぶっちゃけ64KBの壁をどうにか超えるためのオフセットに過ぎなかった。ある意味後ろ向
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