0

Я изучал работу с голым железом на Rust. Начал я с VGA: Узнал, что могу записывать в него данные вот так:

fn main(){
    buffer: unsafe { &mut *(0xb8000 as *mut Buffer) };
    
}
struct Buffer {
    chars: [[Volatile<ScreenChar>; BUFFER_WIDTH]; BUFFER_HEIGHT]
}
pub struct VgaWriter {
    column_position: usize,
    buffer: &'static mut Buffer
}
// ...

То есть по сути напрямую укзать: У меня по адресу 0xb8000 лежит VGA буфер, хочу туда писать информацию. И это работает (ну или хотя бы не вылетает) (тестирую в QEMU, собирая как загрузочный образ через crate bootloader).

Теперь я пошел дальше: Я захотел записать что-нибудь в serial port. Я узнал, что в QEMU он находится по адресу 0x3f8. Теперь я захотел что-нибудь считать с него и с соседних адресов, похожим образом (как я понял, это как бы входы следующих пинов порта):

let a = unsafe { &mut *(0x3f8  as *mut [u8; 25]) };
    for i in a{
        print!("{}", i);
    }

Такой код приводит к циклическому перезапуску образа в QEMU, несколько раз в секунду, даже не выпадая в панику. Я подумал, что настроил что-то не так, но работа с портом через uart_16550 работает отлично:


use uart_16550::SerialPort;
fn main(){
    unsafe{ SerialPort::new(0x3f8).write_str("Hello world"); };
}

Результат: введите сюда описание изображения

Посмотрев внутрь, я понял, что где-то в глубине, считывание с адреса происходит примерно следующим образом:

fn main(){
    for i in 0..25{
        let value: u8;
        unsafe {
            asm!("in al, dx", out("al") value, in("dx") 0x3f8+i, options(nomem, nostack, preserves_flags));
        }
        println!("{}", value);
    }
}

И да, таким образом я могу получить какую-то информацию на экран (в как раз таки VGA режиме) (пока не знаю как ей пользоваться, но вопрос в другом):

введите сюда описание изображения

Мой вопрос состоит в следующем: Почему я могу записывать и читать в VGA напрямую порт по адресу 0xb8000, но не могу считывать в адресе 0x3f8, и вообще в других адресах.

И, ещё важнее, почему я всё-таки могу делать это, но только через asm команды?

Как я могу обойти это ограничение? Или я вообще делаю что-то в корне неправильное/

1
  • Конечно, зависит от конкретного UART-а, но обычно читать регистр данных можно только, если данные поступили (даже если UART был правильно инициализирован). Наличие в fifo данных нужно смотреть в регистре статуса. Где именно расположены конкретные регистры относительно базового адреса UART-а см. в документации на ваш UART
    – avp
    30 июл 2022 в 16:15

1 ответ 1

1

Порты ввода-вывода - это порты ввода-вывода. А память это память. Через ассемблерную инструкцию in производится чтение с порта ввода-вывода. Процессор х86 имеет некие фичи, применив которые можно работать какбы с памятью - но реально с портами. Но чтобы это работало, его надо настроить. Так просто работать не будет. В каждой ОС это настраивается по разному. В линуксе ключевые слова ioremap, request_mem_region, request_region выведут вас на нужные статьи.

Кстати говоря, современный процессор частенько переупорядочивает команды, которые выполняет, и компилятор тоже - для ускорения работы. То есть если вы пишите:

a = 4
b = 5

Реальный то порядок присваивания неопределен. Может присвоиться в том порядке, как написано - а может и наоборот: сначала присвоится b и только потом a. И всякие чтения тоже может переупорядочивать. Если это работа с железом, или многопоточное использование, то это может оказаться большой проблемой, и надо делать дополнительные телодвижения, чтобы такого переупорядочивания не было. В двух словах так, дальше - ищите статьи с примерами.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.