En este módulo, aprenderemos cómo interactuar directamente con el hardware utilizando el lenguaje ensamblador. Este conocimiento es crucial para desarrollar aplicaciones de bajo nivel, controladores de dispositivos y sistemas embebidos. Exploraremos conceptos clave, ejemplos prácticos y ejercicios para reforzar el aprendizaje.

1. Puertos de E/S (Entrada/Salida):

   • Los puertos de E/S son interfaces a través de las cuales la CPU se comunica con dispositivos externos.
   • Existen puertos de E/S mapeados en memoria y puertos de E/S mapeados en E/S.

2. Mapeo de Memoria:

   • En el mapeo de memoria, los dispositivos de E/S se asignan a direcciones de memoria específicas.
   • La CPU accede a estos dispositivos utilizando instrucciones de lectura/escritura de memoria estándar.

3. Interrupciones:

   • Las interrupciones son señales enviadas a la CPU para indicar que un evento ha ocurrido.
   • Permiten que la CPU responda rápidamente a eventos de hardware sin necesidad de sondear constantemente los dispositivos.

4. Controladores de Dispositivos:

   • Los controladores de dispositivos son programas que gestionan la comunicación entre el sistema operativo y el hardware.
   • Se escriben en ensamblador para maximizar la eficiencia y el control sobre el hardware.

Antes de comenzar, asegúrate de tener un entorno de desarrollo adecuado para ensamblador. Puedes usar un emulador como DOSBox o un entorno de desarrollo integrado (IDE) como NASM.

A continuación, se muestra un ejemplo de cómo leer y escribir en un puerto de E/S utilizando ensamblador x86.

1. Definición de Datos:

   • port_number define el número del puerto COM1 (0x03F8).
   • data_in reserva un byte de memoria para almacenar los datos leídos del puerto.

2. Lectura del Puerto:

   • mov dx, [port_number] carga el número del puerto en el registro dx.
   • in al, dx lee un byte del puerto y lo almacena en el registro al.
   • mov [data_in], al almacena el byte leído en la variable data_in.

3. Escritura en el Puerto:

   • mov al, 'A' carga el carácter 'A' en el registro al.
   • out dx, al escribe el contenido de al en el puerto.

4. Salida del Programa:

   • mov eax, 1 carga el código de salida en el registro eax.
   • int 0x80 realiza una llamada al sistema para salir del programa.

Objetivo: Modificar el código de ejemplo para leer un byte de un puerto de E/S y luego escribir ese mismo byte en otro puerto.

Instrucciones:

1. Define dos puertos de E/S diferentes.
2. Lee un byte del primer puerto.
3. Escribe el byte leído en el segundo puerto.

Solución:

• Errores Comunes:

  • Asegúrate de que los números de puerto sean correctos y que los dispositivos estén conectados a esos puertos.
  • Verifica que los permisos de acceso a los puertos de E/S estén configurados correctamente en tu entorno de desarrollo.

• Consejos Adicionales:

  • Utiliza comentarios en tu código para describir cada paso, especialmente cuando trabajes con hardware.
  • Prueba tu código en un entorno controlado antes de ejecutarlo en hardware real para evitar daños.

En esta sección, hemos aprendido cómo interactuar con el hardware utilizando el lenguaje ensamblador. Hemos cubierto conceptos clave como puertos de E/S, mapeo de memoria e interrupciones, y hemos visto un ejemplo práctico de lectura y escritura en un puerto de E/S. Los ejercicios prácticos proporcionan una oportunidad para aplicar estos conceptos y reforzar el aprendizaje. En el próximo módulo, exploraremos cómo depurar y perfilar el código en ensamblador para mejorar su eficiencia y rendimiento.