Bare Metal Rust Bootloader'da Yığın İşaretçisini Yapılandırma

Bare Metal Rust Bootloader'da Yığın İşaretçisini Yapılandırma
Bare Metal Rust Bootloader'da Yığın İşaretçisini Yapılandırma
Gerald Girard
18 Eylül 2024 Çarşamba 19:17:15

Bare Metal Rust'ta Yığın İşaretçisi Yapılandırmasına Başlarken

Rust, bir önyükleyici ve işletim sistemi geliştirirken, özellikle de yığın işaretçisi yapılandırması gibi düşük seviyeli ayrıntıları işlerken özel zorluklar sunar. Önyükleyicinin çıplak metal ortamda çalışması ve kararlı kalması için yığın işaretçisinin uygun şekilde ayarlanması zorunludur.

Bu yazıda, Rust'ta yerleşik bir x86 önyükleyicide yığın işaretçisini ayarlamak için satır içi derlemeyi kullanmaya bakıyoruz. Tanımlanmamış davranışla ilgili olası sorunları, yerel değişkenlerin derleyici tarafından nasıl ele alındığını ve çeşitli Rust uyumlu derleyiciler arasında tutarlı bir yapılandırmanın nasıl kurulacağını ele alacağız.

Rust Tabanlı Bir x86 Önyükleyicide Yığın İşaretçisini Yapılandırma

Hat İçi Montajlı Pas

#![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 {}
}

Rust Bootloader'da İstikrarlı Yığın İşaretçilerini Korumak

Rust Entegrasyonu ile Montaj

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

Satır İçi Montajı Kullanarak Rust'ta Yığın İşaretçisi Nasıl Ayarlanır

Derleyici Direktifleri ve Hat İçi Montajlı Rust

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

Bare Metal Rust'ta Daha Gelişmiş Yığın İşaretçisi Yapılandırmasıyla İlgili Konular

Rust'ta tam bir önyükleyici oluştururken derleyicinin yığın tahsisini nasıl gerçekleştirdiğini anlamak çok önemlidir. Genellikle Rust derleyicisi yığının belirli bir şekilde yapılandırılmasını gerektirir; herhangi bir değişiklik tanımsız davranışa neden olabilir. Herhangi bir yerel değişkeni tahsis etmeden önce yığın işaretçisinin uygun şekilde ayarlandığından emin olmak çok önemli bir adımdır. Bunu yaparak, derleyicinin değişkenleri yığın işaretçisi manuel olarak değiştirildiğinde hatalı olan uzaklıklara yerleştirmesinden kaynaklanabilecek olası sorunların önüne geçilir. Bu, özellikle standart kütüphanenin mevcut olmadığı ve dakikalar üzerinde tam kontrolün gerekli olduğu durumlarda zor olabilir.

Kesintilerin ele alınma şekli ve yığın yönetimini nasıl etkiledikleri dikkate alınması gereken bir diğer önemli faktördür. kullanarak cli Talimatlarda kesintiler genellikle önyükleyicinin ilk aşamalarında devre dışı bırakılır. Bu, hiçbir dış olayın yığın kurulumuna veya önyükleyici kodunun ilk yürütülmesine müdahale etmeyeceğini garanti eder. Ancak prosedürün ilerleyen aşamalarında kesintilerin dikkatli bir şekilde etkinleştirilmesi gerekir. Kesintileri işlerken, yığın çerçevesinin bozulmasını önlemek için yığın işaretçisinin uygun şekilde başlatılması gerekir. Bu faktörleri dikkatli bir şekilde kontrol ederek, Rust'ta harici montaj dosyalarına ihtiyaç duymadan bile sağlam ve güvenilir bir önyükleyici ortamı oluşturabilirsiniz.

Çıplak Metal Pas Yığın İşaretçisi Yapılandırmasına İlişkin Yaygın Sorular

  1. Rust'ta ne işe yarar? #![no_std] Anlam?
  2. Altında bir işletim sistemi bulunmayan durumlarda çıplak donanım programlamak için gerekli olan standart kitaplığı kapatır.
  3. Bir önyükleyici neden kullanır? #![no_main]?
  4. Varsayılan olarak ana işlevin yerine özel bir giriş noktası tanımını etkinleştirerek düşük düzeyli programlamaya olanak tanır.
  5. ne işe yarar #[no_mangle] başarmaya hizmet ediyor mu?
  6. Rust derleyicisinin adını yanlış telaffuz etmesini engelleyerek işlevin montaj kodundan çağrılabilir olmasını sağlar.
  7. Hangi rol core::arch::asm! yığın işaretçisinin ayarında oynamak ister misiniz?
  8. Rust artık montaj kodunu doğrudan gömerek yığın işaretçisini ayarlamak için gereken düşük seviyeli kontrolü sağlayabilir.
  9. Hangi rol options(nostack) satır içi montajda oynamak ister misiniz?
  10. Çakışmaları önlemek için derleyiciye derleme kodunun yığını kullanmadığını veya değiştirmediğini bildirir.
  11. Önyükleyiciler neden bunu kullanıyor? cli talimat?
  12. İlk önyükleme kodunun kesintisiz çalışmasını garanti etmek için kesme bayrağını temizler.
  13. ne işe yarar mov sp, 0x7c00 Yapmak?
  14. Yığın işaretçisini verilen adrese ayarladığından, çıplak metal ortamda yığın oluşturmak için önemlidir.
  15. Sonsuz döngü ne işe yarar loop {} bir önyükleyicide mi?
  16. Önyükleyicinin sonsuza kadar çalışmasını sağlayarak programın aniden sona ermesini önlemeye yardımcı olur.
  17. Montaj entegrasyonu nasıl kullanılır? extern anahtar kelime?
  18. Başka bir yerde bildirilen değişkenleri veya işlevleri bildirerek, Assembly ile Rust kodu arasındaki çağrıları kolaylaştırır.

Yığın İşaretçisinin Başlatılmasına İlişkin Son Açıklamalar

Çıplak metal Rust önyükleyicisinde yığın işaretçisinin doğru ayarlanması, kararlılığı garanti etmek ve tanımsız davranışları önlemek için çok önemlidir. İle inline assembly ve en iyi uygulamalara bağlılık sayesinde, önyükleyiciler geliştiriciler tarafından güvenilir bir şekilde oluşturulabilir ve çeşitli senaryolarda tutarlı bir şekilde çalışabilir. Yığın yönetiminin etkili bir şekilde uygulanması, özellikle kesintilerin ortadan kaldırılması ve başlangıç ​​değerlerinin oluşturulması söz konusu olduğunda ayrıntılara çok dikkat edilmesini gerektirir. Rust'ta güvenilir ve etkili önyükleyici kurulumları oluşturmayı ümit eden geliştiriciler için sunulan örnekler iyi bir başlangıç ​​noktasıdır.