Vamos a escribir un controlador de UART
La máquina “virt” de QEMU tiene una UART [PL011]https://developer.arm.com/documentation/ddi0183/g), así que vamos a escribir un controlador para ella.
const FLAG_REGISTER_OFFSET: usize = 0x18; const FR_BUSY: u8 = 1 << 3; const FR_TXFF: u8 = 1 << 5; /// Minimal driver for a PL011 UART. #[derive(Debug)] pub struct Uart { base_address: *mut u8, } impl Uart { /// Constructs a new instance of the UART driver for a PL011 device at the /// given base address. /// /// # Safety /// /// The given base address must point to the 8 MMIO control registers of a /// PL011 device, which must be mapped into the address space of the process /// as device memory and not have any other aliases. pub unsafe fn new(base_address: *mut u8) -> Self { Self { base_address } } /// Writes a single byte to the UART. pub fn write_byte(&self, byte: u8) { // Wait until there is room in the TX buffer. while self.read_flag_register() & FR_TXFF != 0 {} // Safe because we know that the base address points to the control // registers of a PL011 device which is appropriately mapped. unsafe { // Write to the TX buffer. self.base_address.write_volatile(byte); } // Wait until the UART is no longer busy. while self.read_flag_register() & FR_BUSY != 0 {} } fn read_flag_register(&self) -> u8 { // Safe because we know that the base address points to the control // registers of a PL011 device which is appropriately mapped. unsafe { self.base_address.add(FLAG_REGISTER_OFFSET).read_volatile() } } }
- Ten en cuenta que
Uart::new
no es seguro, mientras que los otros métodos sí lo son. Esto se debe a que mientras que el llamador deUart::new
asegure que se cumplan sus requisitos de seguridad (es decir, que solo haya una instancia del controlador para una UART determinada y que nada más asigne alias a su espacio de direcciones), siempre es más seguro llamar awrite_byte
más adelante, ya que podemos asumir\ las condiciones previas necesarias. - Podríamos haberlo hecho al revés (haciendo que
new
fuese seguro ywrite_byte
no seguro), pero\sería mucho menos cómodo de usar, ya que cada lugar que llamase awrite_byte
tendría que pensar en la seguridad - Este es un patrón común para escribir envoltorios seguros de código inseguro: mover la carga de la prueba de seguridad de un gran número de lugares a otro más pequeño.