Kernel/arch/x86/mm_phys.c

   1 /*
   2  AcessOS Microkernel Version
   3  mm_phys.c
   4 */
   5 #include <common.h>
   6 #include <mboot.h>
   7 #include <mm_virt.h>
   8
   9 #define REFERENCE_BASE  0xE0400000
  10
  11 // === IMPORTS ===
  12 extern void     gKernelEnd;
  13
  14 // === PROTOTYPES ===
  15 Uint32  MM_AllocPhys();
  16 void    MM_RefPhys(Uint32 Addr);
  17 void    MM_DerefPhys(Uint32 Addr);
  18
  19 // === GLOBALS ===
  20  int    giPhysAlloc = 0;
  21 Uint    giPageCount = 0;
  22 Uint32  gaSuperBitmap[1024];    // Blocks of 1024 Pages
  23 Uint32  gaPageBitmap[1024*1024/32];     // Individual pages
  24 Uint32  *gaPageReferences;
  25
  26 // === CODE ===
  27 void MM_Install(tMBoot_Info *MBoot)
  28 {
  29         Uint    kernelPages, num;
  30         Uint    i;
  31         tMBoot_Module   *mods;
  32
  33         // Initialise globals
  34         giPageCount = (MBoot->HighMem >> 2) + 256;      // HighMem is a kByte value
  35         Log("giPageCount = %i", giPageCount);
  36
  37         // Get used page count
  38         kernelPages = (Uint)&gKernelEnd - KERNEL_BASE;
  39         kernelPages += 0xFFF;   // Page Align
  40         kernelPages >>= 12;
  41
  42         // Fill page bitmap
  43         num = kernelPages/32;
  44         memsetd(gaPageBitmap, -1, num);
  45         gaPageBitmap[ num ] = (1 << (kernelPages & 31)) - 1;
  46
  47         // Fill Superpage bitmap
  48         num = kernelPages/(32*32);
  49         memsetd(gaSuperBitmap, -1, num);
  50         gaSuperBitmap[ num ] = (1 << ((kernelPages / 32) & 31)) - 1;
  51
  52         // Mark Multiboot's pages as taken
  53         // - Structure
  54         MM_RefPhys( (Uint)MBoot - KERNEL_BASE );
  55         // - Module List
  56         for(i = (MBoot->ModuleCount*sizeof(tMBoot_Module)+0xFFF)>12; i--; )
  57                 MM_RefPhys( MBoot->Modules + (i << 12) );
  58         // - Modules
  59         mods = (void*)(MBoot->Modules + KERNEL_BASE);
  60         for(i = 0; i < MBoot->ModuleCount; i++)
  61         {
  62                 num = (mods[i].End - mods[i].Start + 0xFFF) >> 12;
  63                 while(num--)
  64                         MM_RefPhys( (mods[i].Start & ~0xFFF) + (num<<12) );
  65         }
  66
  67         // Allocate References
  68         Log("Reference Pages %i", (giPageCount*4+0xFFF)>>12);
  69         for(num = 0; num < (giPageCount*4+0xFFF)>>12; num++)
  70         {
  71                 MM_Allocate( REFERENCE_BASE + (num<<12) );
  72         }
  73
  74         // Fill references
  75         gaPageReferences = (void*)REFERENCE_BASE;
  76         memsetd(gaPageReferences, 1, kernelPages);
  77         for( num = kernelPages; num < giPageCount; num++ )
  78         {
  79                 gaPageReferences[num] = (gaPageBitmap[ num / 32 ] >> (num&31)) & 1;
  80         }
  81 }
  82
  83 /**
  84  * \fn tPAddr MM_AllocPhys()
  85  * \brief Allocates a physical page
  86  */
  87 tPAddr MM_AllocPhys()
  88 {
  89          int    num = giPageCount / 32 / 32;
  90          int    a, b, c;
  91         Uint32  ret;
  92
  93         LOCK( &giPhysAlloc );
  94
  95         // Find free page
  96         for(a=0;gaSuperBitmap[a]==-1&&a<num;a++);
  97         if(a == num) {
  98                 RELEASE( &giPhysAlloc );
  99                 Warning("MM_AllocPhys - OUT OF MEMORY (Called by %p)",  __builtin_return_address(0));
 100                 return 0;
 101         }
 102         for(b=0;gaSuperBitmap[a]&(1<<b);b++);
 103         for(c=0;gaPageBitmap[a*32+b]&(1<<c);c++);
 104         //for(c=0;gaPageReferences[a*32*32+b*32+c]>0;c++);
 105
 106         // Mark page used
 107         if(gaPageReferences)
 108                 gaPageReferences[a*32*32+b*32+c] = 1;
 109         gaPageBitmap[ a*32+b ] |= 1 << c;
 110
 111         // Get address
 112         ret = (a << 22) + (b << 17) + (c << 12);
 113
 114         // Mark used block
 115         if(gaPageBitmap[ a*32+b ] == -1)        gaSuperBitmap[a] |= 1 << b;
 116
 117         // Release Spinlock
 118         RELEASE( &giPhysAlloc );
 119         //LOG("ret = %x", ret);
 120         return ret;
 121 }
 122
 123 /**
 124  * \fn void MM_RefPhys(tPAddr Addr)
 125  */
 126 void MM_RefPhys(tPAddr Addr)
 127 {
 128         // Get page number
 129         Addr >>= 12;
 130
 131         // We don't care about non-ram pages
 132         if(Addr >= giPageCount) return;
 133
 134         // Lock Structures
 135         LOCK( &giPhysAlloc );
 136
 137         // Reference the page
 138         if(gaPageReferences)
 139                 gaPageReferences[ Addr ] ++;
 140
 141         // Mark as used
 142         gaPageBitmap[ Addr / 32 ] |= 1 << (Addr&31);
 143
 144         // Mark used block
 145         if(gaPageBitmap[ Addr / 32 ] == -1)     gaSuperBitmap[Addr/1024] |= 1 << ((Addr/32)&31);
 146
 147         // Release Spinlock
 148         RELEASE( &giPhysAlloc );
 149 }
 150
 151 /**
 152  * \fn void MM_DerefPhys(Uint32 Addr)
 153  */
 154 void MM_DerefPhys(tPAddr Addr)
 155 {
 156         // Get page number
 157         Addr >>= 12;
 158
 159         // We don't care about non-ram pages
 160         if(Addr >= giPageCount) return;
 161
 162         // Check if it is freed
 163         if(gaPageReferences[ Addr ] == 0) {
 164                 Warning("MM_DerefPhys - Non-referenced memory dereferenced");
 165                 return;
 166         }
 167
 168         // Lock Structures
 169         LOCK( &giPhysAlloc );
 170
 171         // Dereference
 172         gaPageReferences[ Addr ] --;
 173
 174         // Mark as free in bitmaps
 175         if( gaPageReferences[ Addr ] == 0 )
 176         {
 177                 gaPageBitmap[ Addr / 32 ] &= ~(1 << (Addr&31));
 178                 if(gaPageReferences[ Addr ] == 0)
 179                         gaSuperBitmap[ Addr >> 10 ] &= ~(1 << ((Addr >> 5)&31));
 180         }
 181
 182         // Release spinlock
 183         RELEASE( &giPhysAlloc );
 184 }
 185
 186 /**
 187  * \fn int MM_GetRefCount(tPAddr Addr)
 188  */
 189 int MM_GetRefCount(tPAddr Addr)
 190 {
 191         // Get page number
 192         Addr >>= 12;
 193
 194         // We don't care about non-ram pages
 195         if(Addr >= giPageCount) return -1;
 196
 197         // Check if it is freed
 198         return gaPageReferences[ Addr ];
 199 }