Stack rodyklės konfigūravimas Bare Metal Rust Bootloader

Stack rodyklės konfigūravimas Bare Metal Rust Bootloader
Stack rodyklės konfigūravimas Bare Metal Rust Bootloader
Gerald Girard
2024 m. rugsėjo 18 d., trečiadienis 18:52:40

Darbo pradžia naudojant „Stack Pointer“ konfigūraciją „Bare Metal Rust“.

Rust kelia ypatingų sunkumų kuriant įkrovos įkroviklį ir operacinę sistemą, ypač kai tvarkomi žemo lygio duomenys, pvz., krūvos žymiklio konfigūracija. Kad įkrovos įkroviklis veiktų ir išliktų stabilus grynoje metalinėje aplinkoje, būtina tinkamai nustatyti dėklo rodyklę.

Šiame įraše apžvelgsime, kaip naudoti eilutinį surinkimą, kad nustatytų dėklo žymeklį x86 įkrovos įkrovikoje, sukurtoje Rust. Apžvelgsime galimas problemas, susijusias su neapibrėžtu elgesiu, kaip kompiliatorius tvarko vietinius kintamuosius ir kaip nustatyti nuoseklią konfigūraciją įvairiuose su Rust suderinamuose kompiliatoriuose.

Stack rodyklės konfigūravimas x86 įkrovos įkrovikoje, pagrįstoje rūdimis

Rūdys su inline surinkimu

#![no_std]
#![no_main]
#[no_mangle]
fn entry() -> ! {
    // Set the stack pointer to 0x7c00
    unsafe {
        core::arch::asm!(
            "mov sp, 0x7c00",
            options(nostack)
        );
    }
    // Define local variables
    let bootloader_variable_1 = 42;
    let bootloader_variable_2 = 84;
    // Your bootloader logic here
    loop {}
}

Stabilių krūvos rodyklių palaikymas „Rust Bootloader“.

Surinkimas su rūdžių integracija

global _start
section .text
_start:
    cli                 ; Clear interrupts
    mov sp, 0x7c00      ; Set stack pointer
    call rust_entry     ; Call Rust entry point
section .data
section .bss
extern rust_entry

Kaip nustatyti krūvos žymeklį rūdyje naudojant įdėtą surinkimą

Rūdys su kompiliatoriaus direktyvomis ir integruotu surinkimu

#![no_std]
#![no_main]
#[no_mangle]
fn entry() -> ! {
    unsafe {
        asm!(
            "mov sp, 0x7c00",
            options(noreturn)
        );
    }
    let _var1 = 123;
    let _var2 = 456;
    loop {}
}

Daugiau pažangių stack rodyklės konfigūravimo svarstymų naudojant „Bare Metal Rust“.

Labai svarbu suprasti, kaip kompiliatorius tvarko kamino paskirstymą, kurdamas be metalo įkrovos įkroviklį „Rust“. Paprastai Rust kompiliatorius reikalauja tam tikru būdu sukonfigūruoti krūvą; bet koks variantas gali sukelti neapibrėžtą elgesį. Prieš priskiriant bet kokius vietinius kintamuosius, būtina užtikrinti, kad kamino rodyklė būtų tinkamai nustatyta. Taip išvengiama galimų problemų, kurios gali kilti kompiliatoriui kintamuosius dedant poslinkiuose, kurie tampa neteisingi, kai dėklo rodyklė yra modifikuojama rankiniu būdu. Tai gali būti ypač sudėtinga tais atvejais, kai standartinė biblioteka nepasiekiama ir reikia tiksliai kontroliuoti smulkius aspektus.

Kitas svarbus veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti, yra tai, kaip tvarkomi pertraukimai ir kaip jie veikia dėklo valdymą. Naudojant cli instrukcija, pertraukimai dažnai išjungiami ankstyvosiose įkrovos įkrovos fazėse. Tai garantuoja, kad jokie išoriniai įvykiai netrukdys kamino sąrankai ar pradiniam įkrovos įkrovos kodo vykdymui. Tačiau vėliau procedūros metu pertraukimus reikia įjungti atsargiai. Apdorojant trikdžius būtina tinkamai inicijuoti dėklo rodyklę, kad būtų išvengta dėklo rėmelių pažeidimo. Galite sukurti tvirtą ir patikimą įkrovos įkrovos aplinką „Rust“ net ir nereikalaujant išorinių surinkimo failų, atidžiai valdydami šiuos veiksnius.

Įprastos užklausos dėl pliko metalo rūdžių kamino rodyklės konfigūracijos

  1. Kas veikia Rustoje #![no_std] reiškia?
  2. Jis išjungia standartinę biblioteką, kuri reikalinga programavimui be metalo situacijose, kai apačioje nėra operacinės sistemos.
  3. Kodėl įkrovos įkroviklis turėtų naudoti #![no_main]?
  4. Jis įgalina žemo lygio programavimą, pagal numatytuosius nustatymus įjungdamas pasirinktinį įėjimo tašką vietoje pagrindinės funkcijos.
  5. Ką daro #[no_mangle] pasitarnauti atlikti?
  6. Dėl to funkciją galima iškviesti iš surinkimo kodo, neleisdama Rust kompiliatoriui klaidingai ištarti savo pavadinimą.
  7. Kokį vaidmenį atlieka core::arch::asm! žaisti kamino žymeklio nustatymuose?
  8. Rust dabar gali tiesiogiai įterpti surinkimo kodą, suteikdama jai žemo lygio valdymą, reikalingą kamino žymekliui nustatyti.
  9. Kokį vaidmenį atlieka options(nostack) žaisti inline surinkime?
  10. Siekiant išvengti konfliktų, jis praneša kompiliatoriui, kad surinkimo kodas nenaudoja ir nekeičia dėklo.
  11. Kodėl įkrovos įkrovikliai naudoja cli instrukcija?
  12. Siekiant užtikrinti, kad pirmasis įkrovos kodas veiktų be pertrūkių, jis išvalo pertraukimo vėliavėlę.
  13. Ką daro mov sp, 0x7c00 daryti?
  14. Tai būtina norint sukurti krūvą grynoje metalinėje aplinkoje, nes ji nustato dėklo žymeklį į nurodytą adresą.
  15. Kam naudinga begalinė kilpa loop {} įkrovos programoje?
  16. Tai padeda apsaugoti programą nuo staigaus nutraukimo, nes įkrovos įkroviklis veikia amžinai.
  17. Kaip surinkimo integracija naudoja extern raktažodis?
  18. Tai palengvina iškvietimą tarp surinkimo ir Rust kodo, nes deklaruoja kintamuosius arba funkcijas, kurios yra deklaruotos kitur.

Baigiamosios pastabos dėl dėklo rodyklės inicijavimo

Naudojant pliko metalo Rust įkrovos įkroviklį, labai svarbu teisingai nustatyti kamino žymeklį, kad būtų užtikrintas stabilumas ir išvengta neapibrėžto elgesio. Su inline assembly ir laikantis geriausios praktikos, kūrėjai gali patikimai sukurti įkrovos įkroviklius ir nuosekliai veikti įvairiais scenarijais. Norint efektyviai įgyvendinti kamino valdymą, reikia skirti daug dėmesio detalėms, ypač kai reikia išjungti trikdžius ir nustatyti pradines vertes. Kūrėjams, norintiems sukurti patikimas ir veiksmingas įkrovos įkrovos sąrankas „Rust“, siūlomi pavyzdžiai yra geras atspirties taškas.