Life with open mind: memtest64 開発メモ

memtest86 という有名なメモリチェッカがあるんですが、これ 64bit に対応していません。

PAE には対応しているので、64GB までのメモリチェックは出来るんですが、お陰で結構複雑なコードになってるし、メモリアクセスは 32bit なので遅い... ということで、64bit 移植に挑戦してみようと思いました。

ところがブートローダーってまともに書いたことが無いので、さっぱりわかりません。ある程度まとまってきたので、自分用に調査メモを残します。

全般的な情報

Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer Manuals
リファレンスといえば Intel です。 AMD64 なんですが、ドキュメントは Intel のほうが親切な気がするので、こっちを読んでます。迷ったらこれ、です。

Linux i386 Boot Code HOWTO
i386 向けですが、Linux のブートコードの解説です。
memtest86 もブートローダーは Linux のを借りているので、勉強になります。

Linux のブートローダー
memtest86 のブートローダーの元です。
バージョンが変わってるのでかなり変わってますが、参考になります。

GRUB
GNU のブートローダーです。
ライセンスは GPLv3 なので、Linux 関係のコードと混ぜられませんが、勉強にはなります。

Entering Long Mode Directly
Long mode に入るには protected mode を経由しないとだめなんですが、手順を一部省略する方法が書かれています。
どれぐらい安全なのかはわかりませんが...

メモリ情報は、OS が起動している状態だと OS がよしなにやってくれますが、起動した状態だとどの物理アドレスが使えるのかもわかりません。

Detecting Memory (x86)
メモリ情報は BIOS の E820 というコールを使うのがよさそうです。
2002年以降の BIOS だと使えるようなので、x64 対応の CPU が載ってるマシンだとほぼ問題ないでしょう。

x86-64 Page table structure
Wikipedia のページテーブル関係の記述です。プログラマ向けじゃないので情報量は少ないですが、あらすじはわかります。

Memory Map (x86)
典型的なメモリマップが載ってます。E820 で情報取るまでは決め打ちでメモリを使うしかないので、参考にします。