（作って学ぶ）OSのしくみⅠ ──メモリ管理、マルチタスク、ハードウェア制御（技術評論社） [電子書籍]

（作って学ぶ）OSのしくみⅠ ──メモリ管理、マルチタスク、ハードウェア制御（技術評論社） の 商品概要

• Webサイトの閲覧をはじめとして，コンピューターはさまざまな場面でみなさんの日常と密接にかかわっています。しかし，その裏側で起きていることを理解するのは，現代の複雑なコンピューターシステムの上では困難です。そこで本書では，シンプルなOSをRustを用いて実装し，普段は見えないOSの役割とその動作を理解していきます。Ⅰ巻ではメモリ管理，マルクタスク，ハードウェア制御に関する部分を実装し，Ⅱ巻ではユーザーインタフェース，アプリケーション実行，インターネットへの接続に関する部分を実装します。既刊の『［作って学ぶ］ブラウザのしくみ』で実装するブラウザは，本書で実装するOS上で動作することを想定しています。ですので，本書と『［作って学ぶ］ブラウザのしくみ』で，OSの動作と，そのOS上でブラウザなどのアプリがどのように動作しているのかとを理解できます。
  

• 目次

  第1章：OSとは──コンピューターの裏側を支えるソフトウェアを知る
  OSとは何か
  本書で実装するOSの全体像
  本題に入る前に
  
  第2章：ベアメタルプログラミングをしてみる──OSのない世界でプログラムを動かすための準備
  コンピューターの構成要素
  メモリ
  CPU
  ･･･
  すべてはバイナリ
  すべてのデータは2進法で表現できる
  画像のバイナリ表現
  ･･･
  UEFIアプリケーションを作ってみる
  開発環境の構築
  Hello, worldを書いてみる
  ･･･
  UEFIからの脱却
  "Hello, world"はどこへ行く？
  no_stdで生きていく──coreクレートと歩むベアメタル生活
  ･･･
  Rustの便利機能を活用する
  ビルドや実行を簡単にする
  cargo clippyとHLT命令──CPUを無駄に回さないようにする
  ･･･
  もっと色々なものを描く
  四角形を描く
  線分を描く
  ･･･
  writeln!()マクロを使ってみる
  メモリマップを表示する
  図形描画のコードを整理する
  ･･･
  
  第3章：メモリ管理を実装しよう──限りある資源を効率良く使えるようにする
  OSとメモリの関係
  メモリとは何か
  メモリ管理とは何か
  実装前の準備
  ソースコードの整理──ファイルを分割する
  cargo testが通らない理由
  ･･･
  バイト単位のアロケータを実装する
  アライメントはなぜ必要か
  簡単なメモリアロケータの実装
  OSのテストをRustで書く
  シリアルポート出力の実装
  デバッグを便利にする関数たちを実装する
  ページング──より高度なメモリ管理を行う
  ページングとは
  x86_64におけるページング
  ･･･
  
  第4章：マルチタスクを実装しよう──1つのCPUで複数の作業を並行して行う方法について知る
  マルチタスクとは何か
  マルチタスクの例
  簡単にマルチタスクもどきを実装してみる
  Rustのasync/awaitで協調的マルチタスクをする
  aync/awaitを使えるようにする
  時間経過を計る
  ･･･
  ソースコードの整理
  HPETの初期化処理をリファクタリングする
  メモリアロケータの初期化を関数に切り出す
  ･･･
  
  第5章：ハードウェアを制御する(1)──デバイスを動かす方法を知る
  OSとハードウェアの関係
  Port Mapped I/OとMemory Mapped I/O
  Port Mapped I/Oの例──シリアル入力を実装する
  PCIとは
  PCIの概要
  Bus，Device，Function
  ･･･
  PCIデバイスの一覧を取得する
  PCI Configuration空間
  ECAM──Enhanced Configuration Access Method
  ･･･
  USBコントローラ（xHCI）のドライバを実装する
  USBとは
  xHCIとは
  ･･･
  
  第6章：ハードウェアを制御する(2)──USBデバイスを使えるようにする
  USBデバイスの情報を取得する
  Device Descriptorの取得
  デバイスクラス
  ･･･
  USBキーボードを使えるようにする
  USBキーボードの基本
  キーの押下状態から変化したキーを特定する
  ･･･
  USBマウス……もといタブレット入力を使えるようにする
  HIDレポートディスクリプタを解析する
  USBタブレットの状態変化を表示する
  ･･･
  
  Appendix：実ハードウェアでの起動を試す
  USBメモリをFATファイルシステムでフォーマットする
  WasabiOSをUSBメモリに書き込む
  USBメモリからの起動
  実機で試すときの注意点
  

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