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# Aios Troubleshooting Guide
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## Common Issues and Solutions
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### 1. Page Table Panic Error (`page_table*.rs`)
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#### Problem
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QEMUでAiosを実行すると、以下のようなパニックが発生する：
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```
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panicked at 'page_table*.rs:105:25'
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```
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#### Root Cause
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この問題は主にシェル機能とキーボード入力の実装時に発生する。具体的な原因：
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1. **ポートI/O競合**: PS/2キーボードのポートアクセス（0x60, 0x64）がbootloaderクレートと競合
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2. **メモリアクセス違反**: unsafe なポートアクセスがページテーブルの整合性を破壊
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3. **割り込み処理**: キーボード割り込みの不適切な処理
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#### Solution Steps
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**Step 1: 問題の特定**
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```rust
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// 危険なポートアクセス例
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unsafe fn inb(port: u16) -> u8 {
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let result: u8;
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core::arch::asm!(
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"in al, dx",
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out("al") result,
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in("dx") port,
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);
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result
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}
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```
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**Step 2: 安全な実装への移行**
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```rust
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// 安全なポートアクセス（遅延付き）
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unsafe fn try_inb(port: u16) -> Option<u8> {
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// Add delay to avoid rapid polling
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for _ in 0..1000 {
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core::arch::asm!("nop");
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}
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let result: u8;
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core::arch::asm!(
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"in al, dx",
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out("al") result,
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in("dx") port,
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options(nomem, nostack, preserves_flags)
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);
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Some(result)
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}
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```
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**Step 3: 完全な対策**
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最終的に、以下の基本的なアプローチで解決：
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```rust
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/// Check if there's data in keyboard buffer
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pub fn has_key() -> bool {
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unsafe {
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let status: u8;
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core::arch::asm!(
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"in al, 0x64",
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out("al") status,
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options(nomem, nostack, preserves_flags)
|
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);
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(status & 1) != 0
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}
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}
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/// Read raw scancode from keyboard
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pub fn read_scancode() -> u8 {
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unsafe {
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let scancode: u8;
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core::arch::asm!(
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"in al, 0x60",
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out("al") scancode,
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options(nomem, nostack, preserves_flags)
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||
);
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scancode
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}
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}
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```
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#### Prevention
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- `options(nomem, nostack, preserves_flags)` を必ず使用
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- ポーリング頻度を制限（1000サイクル毎など）
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- エラーハンドリングの実装
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- 段階的テスト（まずデバッグ版で検証）
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### 2. Keyboard Input Not Working
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#### Problem
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キーボード入力が QEMU で認識されない問題。
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#### Symptoms
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- QEMUは正常に起動する
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- 画面表示は正常
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- キーを押しても反応しない
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- スキャンコードが取得できない
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#### Root Causes
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**Cause 1: QEMUのフォーカス問題**
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- QEMUウィンドウにフォーカスがない
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- マウスキャプチャが無効
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**Cause 2: ポーリング頻度の問題**
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```rust
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// 問題のあるコード
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if counter % 50000 == 0 {
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// キーボードチェックの頻度が低すぎ
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}
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```
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**Cause 3: スキャンコードマッピングの不備**
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```rust
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// 不完全なマッピング
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static SCANCODE_TO_ASCII: [u8; 128] = [
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// 配列サイズが127で不一致
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];
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```
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#### Solutions
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**Solution 1: QEMUの正しい起動**
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```bash
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# GTK表示でフォーカス確保
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qemu-system-x86_64 \
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-drive format=raw,file="$BOOT_IMAGE" \
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-display gtk
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# または、nographic を避ける
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qemu-system-x86_64 \
|
||
-drive format=raw,file="$BOOT_IMAGE"
|
||
```
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**Solution 2: 適切なポーリング頻度**
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```rust
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loop {
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if keyboard_basic::has_key() {
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let scancode = keyboard_basic::read_scancode();
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// 即座に処理
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}
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// 軽い遅延のみ
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for _ in 0..1000 {
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unsafe { core::arch::asm!("nop"); }
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}
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}
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```
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||
**Solution 3: 段階的デバッグ**
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**Phase 1: スキャンコード確認**
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```rust
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// デバッグ版でスキャンコードを表示
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if keyboard_basic::has_key() {
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let scancode = keyboard_basic::read_scancode();
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print_hex(scancode); // 16進数で表示
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}
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```
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**Phase 2: キーリリース除外**
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```rust
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// キープレスのみ処理（bit 7 = 0）
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if (scancode & 0x80) == 0 {
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// キープレス処理
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}
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```
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**Phase 3: 完全なマッピング**
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```rust
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pub fn scancode_to_char(scancode: u8) -> Option<char> {
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match scancode {
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0x1E => Some('a'),
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0x30 => Some('b'),
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// ... 全てのキーをマッピング
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0x1C => Some('\n'), // Enter
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_ => None,
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}
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}
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```
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#### Verification Steps
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1. **基本テスト**: スキャンコード表示版でキー入力確認
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2. **マッピングテスト**: 特定キー（a, enter等）の動作確認
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3. **シェルテスト**: コマンド入力・実行の確認
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#### Working Configuration
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最終的に動作した設定：
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```rust
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// keyboard_basic.rs
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pub fn has_key() -> bool {
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unsafe {
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let status: u8;
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core::arch::asm!("in al, 0x64", out("al") status, options(nomem, nostack, preserves_flags));
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(status & 1) != 0
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}
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}
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// メインループ
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loop {
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if keyboard_basic::has_key() {
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let scancode = keyboard_basic::read_scancode();
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||
if scancode != last_scancode && (scancode & 0x80) == 0 {
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||
if let Some(ch) = keyboard_basic::scancode_to_char(scancode) {
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process_char(ch);
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}
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}
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}
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// 軽い遅延
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for _ in 0..1000 {
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unsafe { core::arch::asm!("nop"); }
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}
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||
}
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```
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### 3. Build Errors
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#### Type Mismatch in Arrays
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```rust
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// Error: expected array with size 128, found 127
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static SCANCODE_TO_ASCII: [u8; 128] = [...]; // 要素が127個
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// Solution: 正確な要素数
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static SCANCODE_TO_ASCII: [u8; 128] = [
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// 128個の要素を確保
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||
0, 27, b'1', ..., 0 // 最後に0で埋める
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];
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```
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#### Unused Imports
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```rust
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// Warning: unused import
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use core::convert::TryFrom; // 削除
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// Warning: unused import
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use crate::keyboard; // 使用しない場合は削除
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```
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### 4. QEMU-specific Issues
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#### Display Problems
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```bash
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# 問題: nographic で表示されない
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qemu-system-x86_64 -kernel kernel.bin -nographic
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# 解決: 標準表示を使用
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||
qemu-system-x86_64 -kernel kernel.bin
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```
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#### Mouse Capture
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```
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# QEMUでマウスキャプチャを有効化
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Ctrl+Alt+G (toggle mouse capture)
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```
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#### Exit QEMU
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```
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# QEMUの終了方法
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Ctrl+A, X # または
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||
Alt+F4 # ウィンドウを閉じる
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```
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### Best Practices
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1. **段階的実装**
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- 静的表示 → スキャンコード確認 → 完全シェル
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2. **デバッグ情報の表示**
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- スキャンコードの16進表示
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- ポーリング回数のカウンタ
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- キー受信回数の表示
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3. **安全なポートアクセス**
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- `options(nomem, nostack, preserves_flags)` 使用
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- 適切な遅延の実装
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- エラーハンドリング
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4. **テスト環境**
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- QEMUの適切な起動オプション
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- フォーカスの確保
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- 段階的な機能テスト |