|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Эмуляция ввода-вывода оборудования с отображением в ОЗУ внутри ядер операционных системстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАКДата последнего поиска статьи во внешних источниках: 16 января 2019 г.
- Авторы: Чепцов В.Ю., Хорошилов А.В.
- Журнал: Труды Института системного программирования РАН (электронный журнал)
- Том: 30
- Номер: 3
- Год издания: 2018
- Первая страница: 121
- Последняя страница: 134
- DOI: 10.15514/ISPRAS-2018-30(3)-9
- Аннотация: Необходимость эмуляции оборудования часто возникает на различных стадиях цикла разработки, миграции оборудования или обратной разработки. Реализация алгоритмов, связанных с конкретным устройством, сама по себе является нетривиальной задачей, но интеграция эмулятора с существующей средой, например, драйверами, предназначенными для работы с реальным оборудованием, зачастую оказывается не менее сложной. Устройства, полагающиеся на ввод-вывод с отображением в оперативную память, представляют особый интерес, так как в этих случаях, в отличие от использования портов ввода-вывода, гораздо меньше вероятность, что целевая платформа предоставит интерфейс для перехвата операций. Один из распространённых подходов, широко используемый в ПО виртуальных машин, состоит в том, чтобы поместить всю операционную систему под гипервизор и создать внешний эмулятор. Однако это может быть нежелательно по причинам сложности гипервизора, потери производительности, дополнительных требований к аппаратному обеспечению и пр. В данной статье такой подход распространяется на ядро, и предлагается описание возможности построить эмулятор, прибегая лишь к существующим интерфейсам, предоставляемым операционной системой. Ввиду частой доступности MMU и механизмов защиты страниц, позволяющих перехватывать доступ записи и чтения, предполагается, что предлагаемый подход может быть использован на значительном количестве целевых платформ. В статье приводится подробное рассмотрение проблем, возникающих при написании конкретной реализации, и приводятся способы её упрощения и оптимизации в зависимости от возможностей целевой платформы, эмулируемого протокола и иных требований к задаче. В качестве экспериментального доказательства работоспособности предлагаемого подхода приводится реализация эмулятора SMC для платформы x86.
- Добавил в систему: Корныхин Евгений Валерьевич