Falar com o hardware

Registos e acesso

Registos de dados, estado e controlo podem partilhar endereço, com funções diferentes na leitura e na escrita. Um acesso pode alterar o dispositivo.

Acesso	Endereços	Operações
Port-mapped I/O	Espaço de portas separado	IN/OUT em x86, através de kernel calls Minix
Memory-mapped I/O	Espaço de memória	Acesso à região virtual mapeada, como o framebuffer

No i8042, ler 0x64 consulta estado e escrever envia um comando. Ler 0x60 retira dados do output buffer; escrever envia um byte pelo input buffer. Input/output referem-se ao controlador.

sys_inb escreve num objeto de 32 bits, mesmo para uma leitura de byte. Passa &raw de um uint32_t e converte depois para uint8_t; fazer cast ao endereço de um uint8_t não cria esse espaço. Adaptação segura.

Máscaras e campos

Operação sobre registo r e máscara m	Expressão
Algum bit ativo	(r & m) != 0
Todos ativos	(r & m) == m
Ligar, limpar ou inverter	r | m, r & ~m, r ^ m
Nomear o bit n	BIT(n), ou (1u << (n))

BIT(7) vale 0x80: é a máscara, não a posição. Onde a API pede o número do bit, como em hook, passa-se 7.

& opera bit a bit; && devolve a verdade lógica. Para substituir o campo 4:2 por 5, limpa 0x1C antes de inserir: (r & ~0x1C) | (5 << 2). Com r = 0xA7, obténs 0xB7. Só OR deixaria bits antigos ligados. Passos e exemplo.

Construir pela especificação

• No dispositivo fictício L3223 do PP1 de 2020, ler 0x23 devolve estado e escrever configura. Não preserves esse estado como se fosse a configuração anterior.
• Timer 2, alarme e milissegundos dão controlo 0x91, com bits reservados zero. Contagem 1000 escreve 0xE8 e depois 0x03 na mesma porta 0x22. A unidade é parte da configuração; a contagem não é um divisor do relógio i8254. O plano C da lição não executa hardware.

Polling e limites

• Antes de ler dados do i8042, espera OBF = 1; antes de escrever, espera IBF = 0.
• Se OBF estiver ativo e houver erro de paridade/timeout, consome o byte de 0x60 e descarta-o. Deixá-lo no buffer pode bloquear novas entregas.
• Define limite de tentativas, atraso e resultado de falha. Cinco observações separadas por 20 ms têm quatro atrasos, cerca de 80 ms, além das chamadas e arredondamento a ticks.
• Com consultas a cada período $P$, um evento que permanece disponível espera aproximadamente entre 0 e $P$. Se a chegada for uniforme, a média é $P/2$.
• Polling serve uma resposta curta esperada; interrupções permitem bloquear à espera de eventos. Decide pela carga, latência admissível e capacidade do buffer.

Polling com timeout.