FreeBSD - 既存のドライバモデルを調べよう

Mona のドライバモデルをきちんと決めるべく既存の OS のドライバモデルを調べていこう。

前回までの調査

• Windows - 既存のドライバモデルを調べよう
• BeOS - 既存のドライバモデルを調べよう

BSDカーネルの設計と実装—FreeBSD詳解の必要部分を読み返した。

デバイス

• キャラクタデバイス
  • cdevsw 構造体
    • open/close/read/write/ioctl/pool/map
  • システム起動時、デバイス構成時などに生成
• デバイス番号
  • デバイスドライバの種類を一意に特定
• /dev/ に cdevsw の各要素がマッピングされる

デバイスドライバの構成

• 自動コンフィギュレーションおよび初期化のための関数
  • ハードウェアの存在を検出（probe）
  • 初期化時に1度呼ばれる
• 入出力要求を処理するための関数（カーネル上部）
  • デバイスドライバ上部
  • システムコール、仮想記憶システムに呼ばれる
  • カーネル上部で同期的に実行される
• 割り込みを処理するための関数（カーネル上部）
  • デバイスドライバ下部
  • 自身のスレッドコンテキストを持たない
  • ブロックする事も可能（5.2以降）
• クラッシュダンプ関数

動き方

典型的な入出力デバイスの場合

• 入出力要求をデバイス単位の処理キューに置く
• 割り込み時にキューから取りだし処理をして通知

デバイスドライバ上部と下部がキューを介して通信。

割り込み

割り込み処理では、グルー関数が割り込みベクタテーブルに登録される。
グルー関数は統計情報更新したあとに、ドライバの割り込み処理スレッドをスケジュールして戻る。

ハードウェア抽象化・管理

• GEOM 層
  • ディスク入出力要求を処理するフレームワーク
• CAM 層
  • 資源割り当て
  • ドライバ非依存処理
    • SCSI サブシステム
• ATA 層
  • ATA 共通コード

所感

ドライバ割り込み処理が即座に実行されなければいけないケースはないのかなあ。＞グルー関数。
これでハードウェア応答要求に間に合うのだろうか。もしそうならば、現状の Mona のスタイルでも良いかもしれない。