Kernel/arch/x86_64/mm_virt.c

   1 /*
   2  * Acess2 x86_64 Port
   3  *
   4  * Virtual Memory Manager
   5  */
   6 #define DEBUG   0
   7 #include <acess.h>
   8 #include <mm_virt.h>
   9 #include <proc.h>
  10
  11 // === CONSTANTS ===
  12 #define PHYS_BITS       52      // TODO: Move out
  13
  14 #define PML4_SHIFT      39
  15 #define PDP_SHIFT       30
  16 #define PDIR_SHIFT      21
  17 #define PTAB_SHIFT      12
  18
  19 #define PADDR_MASK      0x7FFFFFFF##FFFFF000
  20 #define PAGE_MASK       (((Uint)1 << 36)-1)
  21 #define TABLE_MASK      (((Uint)1 << 27)-1)
  22 #define PDP_MASK        (((Uint)1 << 18)-1)
  23 #define PML4_MASK       (((Uint)1 << 9)-1)
  24
  25 #define PF_PRESENT      0x001
  26 #define PF_WRITE        0x002
  27 #define PF_USER         0x004
  28 #define PF_LARGE        0x000
  29 #define PF_COW          0x200
  30 #define PF_PAGED        0x400
  31 #define PF_NX           0x80000000##00000000
  32
  33 // === MACROS ===
  34 #define PAGETABLE(idx)  (*((tPAddr*)MM_FRACTAL_BASE+((idx)&PAGE_MASK)))
  35 #define PAGEDIR(idx)    PAGETABLE((MM_FRACTAL_BASE>>12)+((idx)&TABLE_MASK))
  36 #define PAGEDIRPTR(idx) PAGEDIR((MM_FRACTAL_BASE>>21)+((idx)&PDP_MASK))
  37 #define PAGEMAPLVL4(idx)        PAGEDIRPTR((MM_FRACTAL_BASE>>30)+((idx)&PML4_MASK))
  38
  39 #define TMPTABLE(idx)   (*((tPAddr*)MM_TMPFRAC_BASE+((idx)&PAGE_MASK)))
  40 #define TMPDIR(idx)     TMPTABLE((MM_FRACTAL_BASE>>12)+((idx)&TABLE_MASK))
  41 #define TMPDIRPTR(idx)  TMPDIR((MM_FRACTAL_BASE>>21)+((idx)&PDP_MASK))
  42 #define TMPMAPLVL4(idx) TMPDIRPTR((MM_FRACTAL_BASE>>30)+((idx)&PML4_MASK))
  43 #define TMPCR3()        PAGEMAPLVL4(MM_TMPFRAC_BASE>>39)
  44
  45 #define INVLPG(__addr)  __asm__ __volatile__ ("invlpg (%0)"::"r"(__addr));
  46
  47 // === CONSTS ===
  48 //tPAddr        * const gaPageTable = MM_FRACTAL_BASE;
  49
  50 // === EXTERNS ===
  51 extern tPAddr   gInitialPML4[512];
  52
  53 // === PROTOTYPES ===
  54 void    MM_InitVirt(void);
  55 //void  MM_FinishVirtualInit(void);
  56 void    MM_PageFault(tVAddr Addr, Uint ErrorCode, tRegs *Regs);
  57 void    MM_DumpTables(tVAddr Start, tVAddr End);
  58  int    MM_GetPageEntryPtr(tVAddr Addr, BOOL bTemp, BOOL bAllocate, BOOL bLargePage, tPAddr **Pointer);
  59  int    MM_MapEx(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr, BOOL bTemp, BOOL bLarge);
  60 // int  MM_Map(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr);
  61 void    MM_Unmap(tVAddr VAddr);
  62 void    MM_ClearUser(void);
  63  int    MM_GetPageEntry(tVAddr Addr, tPAddr *Phys, Uint *Flags);
  64
  65 // === GLOBALS ===
  66 tMutex  glMM_TempFractalLock;
  67
  68 // === CODE ===
  69 void MM_InitVirt(void)
  70 {
  71         MM_DumpTables(0, -1L);
  72 }
  73
  74 void MM_FinishVirtualInit(void)
  75 {
  76 }
  77
  78 /**
  79  * \brief Called on a page fault
  80  */
  81 void MM_PageFault(tVAddr Addr, Uint ErrorCode, tRegs *Regs)
  82 {
  83         // TODO: Implement Copy-on-Write
  84         #if 0
  85         if( gaPageDir  [Addr>>22] & PF_PRESENT
  86          && gaPageTable[Addr>>12] & PF_PRESENT
  87          && gaPageTable[Addr>>12] & PF_COW )
  88         {
  89                 tPAddr  paddr;
  90                 if(MM_GetRefCount( gaPageTable[Addr>>12] & ~0xFFF ) == 1)
  91                 {
  92                         gaPageTable[Addr>>12] &= ~PF_COW;
  93                         gaPageTable[Addr>>12] |= PF_PRESENT|PF_WRITE;
  94                 }
  95                 else
  96                 {
  97                         //Log("MM_PageFault: COW - MM_DuplicatePage(0x%x)", Addr);
  98                         paddr = MM_DuplicatePage( Addr );
  99                         MM_DerefPhys( gaPageTable[Addr>>12] & ~0xFFF );
 100                         gaPageTable[Addr>>12] &= PF_USER;
 101                         gaPageTable[Addr>>12] |= paddr|PF_PRESENT|PF_WRITE;
 102                 }
 103
 104                 INVLPG( Addr & ~0xFFF );
 105                 return;
 106         }
 107         #endif
 108
 109         // If it was a user, tell the thread handler
 110         if(ErrorCode & 4) {
 111                 Warning("%s %s %s memory%s",
 112                         (ErrorCode&4?"User":"Kernel"),
 113                         (ErrorCode&2?"write to":"read from"),
 114                         (ErrorCode&1?"bad/locked":"non-present"),
 115                         (ErrorCode&16?" (Instruction Fetch)":"")
 116                         );
 117                 Warning("User Pagefault: Instruction at %04x:%08x accessed %p",
 118                         Regs->CS, Regs->RIP, Addr);
 119                 __asm__ __volatile__ ("sti");   // Restart IRQs
 120 //              Threads_SegFault(Addr);
 121                 return ;
 122         }
 123
 124         // Kernel #PF
 125         Debug_KernelPanic();
 126         // -- Check Error Code --
 127         if(ErrorCode & 8)
 128                 Warning("Reserved Bits Trashed!");
 129         else
 130         {
 131                 Warning("%s %s %s memory%s",
 132                         (ErrorCode&4?"User":"Kernel"),
 133                         (ErrorCode&2?"write to":"read from"),
 134                         (ErrorCode&1?"bad/locked":"non-present"),
 135                         (ErrorCode&16?" (Instruction Fetch)":"")
 136                         );
 137         }
 138
 139         Log("Code at %p accessed %p", Regs->RIP, Addr);
 140         // Print Stack Backtrace
 141 //      Error_Backtrace(Regs->RIP, Regs->RBP);
 142
 143         MM_DumpTables(0, -1);
 144
 145         __asm__ __volatile__ ("cli");
 146         for( ;; )
 147                 HALT();
 148 }
 149
 150 /**
 151  * \brief Dumps the layout of the page tables
 152  */
 153 void MM_DumpTables(tVAddr Start, tVAddr End)
 154 {
 155         const tPAddr    CHANGEABLE_BITS = 0xFF8;
 156         const tPAddr    MASK = ~CHANGEABLE_BITS;        // Physical address and access bits
 157         tVAddr  rangeStart = 0;
 158         tPAddr  expected = CHANGEABLE_BITS;     // CHANGEABLE_BITS is used because it's not a vaild value
 159         tVAddr  curPos;
 160         Uint    page;
 161
 162         Log("Table Entries: (%p to %p)", Start, End);
 163
 164         End &= (1L << 48) - 1;
 165
 166         Start >>= 12;   End >>= 12;
 167
 168         for(page = Start, curPos = Start<<12;
 169                 page < End;
 170                 curPos += 0x1000, page++)
 171         {
 172                 if( curPos == 0x800000000000L )
 173                         curPos = 0xFFFF800000000000L;
 174
 175                 //Debug("&PAGEMAPLVL4(%i page>>27) = %p", page>>27, &PAGEMAPLVL4(page>>27));
 176                 //Debug("&PAGEDIRPTR(%i page>>18) = %p", page>>18, &PAGEDIRPTR(page>>18));
 177                 //Debug("&PAGEDIR(%i page>>9) = %p", page>>9, &PAGEDIR(page>>9));
 178                 //Debug("&PAGETABLE(%i page) = %p", page, &PAGETABLE(page));
 179
 180                 // End of a range
 181                 if(
 182                         !(PAGEMAPLVL4(page>>27) & PF_PRESENT)
 183                 ||      !(PAGEDIRPTR(page>>18) & PF_PRESENT)
 184                 ||      !(PAGEDIR(page>>9) & PF_PRESENT)
 185                 ||  !(PAGETABLE(page) & PF_PRESENT)
 186                 ||  (PAGETABLE(page) & MASK) != expected)
 187                 {
 188                         if(expected != CHANGEABLE_BITS) {
 189                                 #define CANOICAL(addr)  ((addr)&0x800000000000?(addr)|0xFFFF000000000000:(addr))
 190                                 Log("%016x-0x%016x => %013x-%013x (%c%c%c%c)",
 191                                         CANOICAL(rangeStart), CANOICAL(curPos - 1),
 192                                         PAGETABLE(rangeStart>>12) & ~0xFFF,
 193                                         (expected & ~0xFFF) - 1,
 194                                         (expected & PF_PAGED ? 'p' : '-'),
 195                                         (expected & PF_COW ? 'C' : '-'),
 196                                         (expected & PF_USER ? 'U' : '-'),
 197                                         (expected & PF_WRITE ? 'W' : '-')
 198                                         );
 199                                 #undef CANOICAL
 200                                 expected = CHANGEABLE_BITS;
 201                         }
 202                         if( !(PAGEMAPLVL4(page>>27) & PF_PRESENT) ) {
 203                                 page += (1 << 27) - 1;
 204                                 curPos += (1L << 39) - 0x1000;
 205                                 //Debug("pml4 ent unset (page = 0x%x now)", page);
 206                                 continue;
 207                         }
 208                         if( !(PAGEDIRPTR(page>>18) & PF_PRESENT) ) {
 209                                 page += (1 << 18) - 1;
 210                                 curPos += (1L << 30) - 0x1000;
 211                                 //Debug("pdp ent unset (page = 0x%x now)", page);
 212                                 continue;
 213                         }
 214                         if( !(PAGEDIR(page>>9) & PF_PRESENT) ) {
 215                                 page += (1 << 9) - 1;
 216                                 curPos += (1L << 21) - 0x1000;
 217                                 //Debug("pd ent unset (page = 0x%x now)", page);
 218                                 continue;
 219                         }
 220                         if( !(PAGETABLE(page) & PF_PRESENT) )   continue;
 221
 222                         expected = (PAGETABLE(page) & MASK);
 223                         rangeStart = curPos;
 224                 }
 225                 if(expected != CHANGEABLE_BITS)
 226                         expected += 0x1000;
 227         }
 228
 229         if(expected != CHANGEABLE_BITS) {
 230                 Log("%016x-%016x => %013x-%013x (%s%s%s%s)",
 231                         rangeStart, curPos - 1,
 232                         PAGETABLE(rangeStart>>12) & ~0xFFF,
 233                         (expected & ~0xFFF) - 1,
 234                         (expected & PF_PAGED ? "p" : "-"),
 235                         (expected & PF_COW ? "C" : "-"),
 236                         (expected & PF_USER ? "U" : "-"),
 237                         (expected & PF_WRITE ? "W" : "-")
 238                         );
 239                 expected = 0;
 240         }
 241 }
 242
 243 /**
 244  * \brief Get a pointer to a page entry
 245  * \param Addr  Virtual Address
 246  * \param bTemp Use the Temporary fractal mapping
 247  * \param bAllocate     Allocate entries
 248  * \param bLargePage    Request a large page
 249  * \param Pointer       Location to place the calculated pointer
 250  * \return Page size, or -ve on error
 251  */
 252 int MM_GetPageEntryPtr(tVAddr Addr, BOOL bTemp, BOOL bAllocate, BOOL bLargePage, tPAddr **Pointer)
 253 {
 254         tPAddr  *pmlevels[4];
 255         tPAddr  tmp;
 256         const int       ADDR_SIZES[] = {39, 30, 21, 12};
 257         const int       nADDR_SIZES = sizeof(ADDR_SIZES)/sizeof(ADDR_SIZES[0]);
 258          int    i;
 259
 260         if( bTemp )
 261                 pmlevels[3] = (void*)MM_TMPFRAC_BASE;   // Temporary Page Table
 262         else
 263                 pmlevels[3] = (void*)MM_FRACTAL_BASE;   // Page Table
 264         pmlevels[2] = &pmlevels[3][(MM_FRACTAL_BASE>>12)&PAGE_MASK];    // PDIR
 265         pmlevels[1] = &pmlevels[2][(MM_FRACTAL_BASE>>21)&TABLE_MASK];   // PDPT
 266         pmlevels[0] = &pmlevels[1][(MM_FRACTAL_BASE>>30)&PDP_MASK];     // PML4
 267
 268         // Mask address
 269         Addr &= (1ULL << 48)-1;
 270
 271         for( i = 0; i < nADDR_SIZES-1; i ++ )
 272         {
 273 //              INVLPG( &pmlevels[i][ (Addr >> ADDR_SIZES[i]) &
 274
 275                 // Check for a large page
 276                 if( (Addr & ((1ULL << ADDR_SIZES[i])-1)) == 0 && bLargePage )
 277                 {
 278                         if(Pointer)     *Pointer = &pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]];
 279                         return ADDR_SIZES[i];
 280                 }
 281                 // Allocate an entry if required
 282                 if( !(pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]] & 1) )
 283                 {
 284                         if( !bAllocate )        return -4;      // If allocation is not requested, error
 285                         tmp = MM_AllocPhys();
 286                         if(!tmp)        return -2;
 287                         pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]] = tmp | 3;
 288                         INVLPG( &pmlevels[i+1][ (Addr>>ADDR_SIZES[i])<<9 ] );
 289                         memset( &pmlevels[i+1][ (Addr>>ADDR_SIZES[i])<<9 ], 0, 0x1000 );
 290                 }
 291                 // Catch large pages
 292                 else if( pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]] & PF_LARGE )
 293                 {
 294                         // Alignment
 295                         if( (Addr & ((1ULL << ADDR_SIZES[i])-1)) != 0 ) return -3;
 296                         if(Pointer)     *Pointer = &pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]];
 297                         return ADDR_SIZES[i];   // Large page warning
 298                 }
 299         }
 300
 301         // And, set the page table entry
 302         if(Pointer)     *Pointer = &pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]];
 303         return ADDR_SIZES[i];
 304 }
 305
 306 /**
 307  * \brief Map a physical page to a virtual one
 308  * \param VAddr Target virtual address
 309  * \param PAddr Physical address of page
 310  * \param bTemp Use tempoary mappings
 311  * \param bLarge        Treat as a large page
 312  */
 313 int MM_MapEx(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr, BOOL bTemp, BOOL bLarge)
 314 {
 315         tPAddr  *ent;
 316          int    rv;
 317
 318         ENTER("xVAddr xPAddr", VAddr, PAddr);
 319
 320         // Get page pointer (Allow allocating)
 321         rv = MM_GetPageEntryPtr(VAddr, bTemp, 1, bLarge, &ent);
 322         if(rv < 0)      LEAVE_RET('i', 0);
 323
 324         if( *ent & 1 )  LEAVE_RET('i', 0);
 325
 326         *ent = PAddr | 3;
 327
 328         INVLPG( VAddr );
 329
 330         LEAVE('i', 1);
 331         return 1;
 332 }
 333
 334 /**
 335  * \brief Map a physical page to a virtual one
 336  * \param VAddr Target virtual address
 337  * \param PAddr Physical address of page
 338  */
 339 int MM_Map(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr)
 340 {
 341         return MM_MapEx(VAddr, PAddr, 0, 0);
 342 }
 343
 344 /**
 345  * \brief Removed a mapped page
 346  */
 347 void MM_Unmap(tVAddr VAddr)
 348 {
 349         // Check PML4
 350         if( !(PAGEMAPLVL4(VAddr >> 39) & 1) )   return ;
 351         // Check PDP
 352         if( !(PAGEDIRPTR(VAddr >> 30) & 1) )    return ;
 353         // Check Page Dir
 354         if( !(PAGEDIR(VAddr >> 21) & 1) )       return ;
 355
 356         PAGETABLE(VAddr >> PTAB_SHIFT) = 0;
 357         INVLPG( VAddr );
 358 }
 359
 360 /**
 361  * \brief Allocate a block of memory at the specified virtual address
 362  */
 363 tPAddr MM_Allocate(tVAddr VAddr)
 364 {
 365         tPAddr  ret;
 366
 367         ENTER("xVAddr", VAddr);
 368
 369         // Ensure the tables are allocated before the page (keeps things neat)
 370         MM_GetPageEntryPtr(VAddr, 0, 1, 0, NULL);
 371
 372         // Allocate the page
 373         ret = MM_AllocPhys();
 374         LOG("ret = %x", ret);
 375         if(!ret)        LEAVE_RET('i', 0);
 376
 377         if( !MM_Map(VAddr, ret) )
 378         {
 379                 Warning("MM_Allocate: Unable to map. Strange, we should have errored earlier");
 380                 MM_DerefPhys(ret);
 381                 LEAVE('i');
 382                 return 0;
 383         }
 384
 385         LEAVE('X', ret);
 386         return ret;
 387 }
 388
 389 /**
 390  * \brief Deallocate a page at a virtual address
 391  */
 392 void MM_Deallocate(tVAddr VAddr)
 393 {
 394         tPAddr  phys;
 395
 396         phys = MM_GetPhysAddr(VAddr);
 397         if(!phys)       return ;
 398
 399         MM_Unmap(VAddr);
 400
 401         MM_DerefPhys(phys);
 402 }
 403
 404 /**
 405  * \brief Get the page table entry of a virtual address
 406  * \param Addr  Virtual Address
 407  * \param Phys  Location to put the physical address
 408  * \param Flags Flags on the entry (set to zero if unmapped)
 409  * \return Size of the entry (in address bits) - 12 = 4KiB page
 410  */
 411 int MM_GetPageEntry(tVAddr Addr, tPAddr *Phys, Uint *Flags)
 412 {
 413         tPAddr  *ptr;
 414          int    ret;
 415
 416         if(!Phys || !Flags)     return 0;
 417
 418         ret = MM_GetPageEntryPtr(Addr, 0, 0, 0, &ptr);
 419         if( ret < 0 )   return 0;
 420
 421         *Phys = *ptr & ~0xFFF;
 422         *Flags = *ptr & 0xFFF;
 423         return ret;
 424 }
 425
 426 /**
 427  * \brief Get the physical address of a virtual location
 428  */
 429 tPAddr MM_GetPhysAddr(tVAddr Addr)
 430 {
 431         tPAddr  *ptr;
 432          int    ret;
 433
 434         ret = MM_GetPageEntryPtr(Addr, 0, 0, 0, &ptr);
 435         if( ret < 0 )   return 0;
 436
 437         return (*ptr & ~0xFFF) | (Addr & 0xFFF);
 438 }
 439
 440 /**
 441  * \brief Sets the flags on a page
 442  */
 443 void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
 444 {
 445         tPAddr  *ent;
 446          int    rv;
 447
 448         // Get pointer
 449         rv = MM_GetPageEntryPtr(VAddr, 0, 0, 0, &ent);
 450         if(rv < 0)      return ;
 451
 452         // Ensure the entry is valid
 453         if( !(*ent & 1) )       return ;
 454
 455         // Read-Only
 456         if( Mask & MM_PFLAG_RO )
 457         {
 458                 if( Flags & MM_PFLAG_RO ) {
 459                         *ent &= ~PF_WRITE;
 460                 }
 461                 else {
 462                         *ent |= PF_WRITE;
 463                 }
 464         }
 465
 466         // Kernel
 467         if( Mask & MM_PFLAG_KERNEL )
 468         {
 469                 if( Flags & MM_PFLAG_KERNEL ) {
 470                         *ent &= ~PF_USER;
 471                 }
 472                 else {
 473                         *ent |= PF_USER;
 474                 }
 475         }
 476
 477         // Copy-On-Write
 478         if( Mask & MM_PFLAG_COW )
 479         {
 480                 if( Flags & MM_PFLAG_COW ) {
 481                         *ent &= ~PF_WRITE;
 482                         *ent |= PF_COW;
 483                 }
 484                 else {
 485                         *ent &= ~PF_COW;
 486                         *ent |= PF_WRITE;
 487                 }
 488         }
 489
 490         // Execute
 491         if( Mask & MM_PFLAG_EXEC )
 492         {
 493                 if( Flags & MM_PFLAG_EXEC ) {
 494                         *ent &= ~PF_NX;
 495                 }
 496                 else {
 497                         *ent |= PF_NX;
 498                 }
 499         }
 500 }
 501
 502 /**
 503  * \brief Get the flags applied to a page
 504  */
 505 Uint MM_GetFlags(tVAddr VAddr)
 506 {
 507         tPAddr  *ent;
 508          int    rv, ret = 0;
 509
 510         rv = MM_GetPageEntryPtr(VAddr, 0, 0, 0, &ent);
 511         if(rv < 0)      return 0;
 512
 513         if( !(*ent & 1) )       return 0;
 514
 515         // Read-Only
 516         if( !(*ent & PF_WRITE) )        ret |= MM_PFLAG_RO;
 517         // Kernel
 518         if( !(*ent & PF_USER) ) ret |= MM_PFLAG_KERNEL;
 519         // Copy-On-Write
 520         if( *ent & PF_COW )     ret |= MM_PFLAG_COW;
 521         // Execute
 522         if( !(*ent & PF_NX) )   ret |= MM_PFLAG_EXEC;
 523
 524         return ret;
 525 }
 526
 527 // --- Hardware Mappings ---
 528 /**
 529  * \brief Map a range of hardware pages
 530  */
 531 tVAddr MM_MapHWPages(tPAddr PAddr, Uint Number)
 532 {
 533         tVAddr  ret;
 534          int    num;
 535
 536         //TODO: Add speedups (memory of first possible free)
 537         for( ret = MM_HWMAP_BASE; ret < MM_HWMAP_TOP; ret += 0x1000 )
 538         {
 539                 for( num = Number; num -- && ret < MM_HWMAP_TOP; ret += 0x1000 )
 540                 {
 541                         if( MM_GetPhysAddr(ret) != 0 )  break;
 542                 }
 543                 if( num >= 0 )  continue;
 544
 545                 PAddr += 0x1000 * Number;
 546
 547                 while( Number -- )
 548                 {
 549                         ret -= 0x1000;
 550                         PAddr -= 0x1000;
 551                         MM_Map(ret, PAddr);
 552                 }
 553
 554                 return ret;
 555         }
 556
 557         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_MapHWPages");
 558         return 0;
 559 }
 560
 561 /**
 562  * \brief Free a range of hardware pages
 563  */
 564 void MM_UnmapHWPages(tVAddr VAddr, Uint Number)
 565 {
 566 //      Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_UnmapHWPages");
 567         while( Number -- )
 568         {
 569                 MM_Unmap(VAddr);
 570                 VAddr += 0x1000;
 571         }
 572 }
 573
 574
 575 /**
 576  * \fn tVAddr MM_AllocDMA(int Pages, int MaxBits, tPAddr *PhysAddr)
 577  * \brief Allocates DMA physical memory
 578  * \param Pages Number of pages required
 579  * \param MaxBits       Maximum number of bits the physical address can have
 580  * \param PhysAddr      Pointer to the location to place the physical address allocated
 581  * \return Virtual address allocate
 582  */
 583 tVAddr MM_AllocDMA(int Pages, int MaxBits, tPAddr *PhysAddr)
 584 {
 585         tPAddr  phys;
 586         tVAddr  ret;
 587
 588         // Sanity Check
 589         if(MaxBits < 12 || !PhysAddr)   return 0;
 590
 591         // Fast Allocate
 592         if(Pages == 1 && MaxBits >= PHYS_BITS)
 593         {
 594                 phys = MM_AllocPhys();
 595                 *PhysAddr = phys;
 596                 ret = MM_MapHWPages(phys, 1);
 597                 if(ret == 0) {
 598                         MM_DerefPhys(phys);
 599                         return 0;
 600                 }
 601                 return ret;
 602         }
 603
 604         // Slow Allocate
 605         phys = MM_AllocPhysRange(Pages, MaxBits);
 606         // - Was it allocated?
 607         if(phys == 0)   return 0;
 608
 609         // Allocated successfully, now map
 610         ret = MM_MapHWPages(phys, Pages);
 611         if( ret == 0 ) {
 612                 // If it didn't map, free then return 0
 613                 for(;Pages--;phys+=0x1000)
 614                         MM_DerefPhys(phys);
 615                 return 0;
 616         }
 617
 618         *PhysAddr = phys;
 619         return ret;
 620 }
 621
 622 // --- Tempory Mappings ---
 623 tVAddr MM_MapTemp(tPAddr PAddr)
 624 {
 625         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_MapTemp");
 626         return 0;
 627 }
 628
 629 void MM_FreeTemp(tVAddr VAddr)
 630 {
 631         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_FreeTemp");
 632         return ;
 633 }
 634
 635
 636 // --- Address Space Clone --
 637 tPAddr MM_Clone(void)
 638 {
 639         tPAddr  ret;
 640
 641         // #1 Create a copy of the PML4
 642         ret = MM_AllocPhys();
 643         if(!ret)        return 0;
 644
 645         // #2 Alter the fractal pointer
 646         Mutex_Acquire(&glMM_TempFractalLock);
 647         TMPCR3() = ret | 3;
 648
 649         INVLPG(TMPMAPLVL4(0));
 650         memcpy(&TMPMAPLVL4(0), &PAGEMAPLVL4(0), 0x1000);
 651
 652         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_Clone");
 653
 654         // #3 Set Copy-On-Write to all user pages
 655         // #4 Return
 656         TMPCR3() = 0;
 657         INVLPG(TMPMAPLVL4(0));
 658         Mutex_Release(&glMM_TempFractalLock);
 659         return 0;
 660 }
 661
 662 void MM_ClearUser(void)
 663 {
 664         tVAddr  addr = 0;
 665         // #1 Traverse the structure < 2^47, Deref'ing all pages
 666         // #2 Free tables/dirs/pdps once they have been cleared
 667
 668         for( addr = 0; addr < 0x800000000000; )
 669         {
 670                 if( PAGEMAPLVL4(addr >> PML4_SHIFT) & 1 )
 671                 {
 672                         if( PAGEDIRPTR(addr >> PDP_SHIFT) & 1 )
 673                         {
 674                                 if( PAGEDIR(addr >> PDIR_SHIFT) & 1 )
 675                                 {
 676                                         // Page
 677                                         if( PAGETABLE(addr >> PTAB_SHIFT) & 1 ) {
 678                                                 MM_DerefPhys( PAGETABLE(addr >> PTAB_SHIFT) & PADDR_MASK );
 679                                                 PAGETABLE(addr >> PTAB_SHIFT) = 0;
 680                                         }
 681                                         addr += 1 << PTAB_SHIFT;
 682                                         // Dereference the PDIR Entry
 683                                         if( (addr + (1 << PTAB_SHIFT)) >> PDIR_SHIFT != (addr >> PDIR_SHIFT) ) {
 684                                                 MM_DerefPhys( PAGEMAPLVL4(addr >> PDIR_SHIFT) & PADDR_MASK );
 685                                                 PAGEDIR(addr >> PDIR_SHIFT) = 0;
 686                                         }
 687                                 }
 688                                 else {
 689                                         addr += 1 << PDIR_SHIFT;
 690                                         continue;
 691                                 }
 692                                 // Dereference the PDP Entry
 693                                 if( (addr + (1 << PDIR_SHIFT)) >> PDP_SHIFT != (addr >> PDP_SHIFT) ) {
 694                                         MM_DerefPhys( PAGEMAPLVL4(addr >> PDP_SHIFT) & PADDR_MASK );
 695                                         PAGEDIRPTR(addr >> PDP_SHIFT) = 0;
 696                                 }
 697                         }
 698                         else {
 699                                 addr += 1 << PDP_SHIFT;
 700                                 continue;
 701                         }
 702                         // Dereference the PML4 Entry
 703                         if( (addr + (1 << PDP_SHIFT)) >> PML4_SHIFT != (addr >> PML4_SHIFT) ) {
 704                                 MM_DerefPhys( PAGEMAPLVL4(addr >> PML4_SHIFT) & PADDR_MASK );
 705                                 PAGEMAPLVL4(addr >> PML4_SHIFT) = 0;
 706                         }
 707                 }
 708                 else {
 709                         addr += (tVAddr)1 << PML4_SHIFT;
 710                         continue;
 711                 }
 712         }
 713 }
 714
 715 tVAddr MM_NewWorkerStack(void)
 716 {
 717         tVAddr  ret;
 718          int    i;
 719
 720 //      Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_NewWorkerStack");
 721
 722         // #1 Set temp fractal to PID0
 723         Mutex_Acquire(&glMM_TempFractalLock);
 724         TMPCR3() = ((tPAddr)gInitialPML4 - KERNEL_BASE) | 3;
 725
 726         // #2 Scan for a free stack addresss < 2^47
 727         for(ret = 0x100000; ret < (1ULL << 47); ret += KERNEL_STACK_SIZE)
 728         {
 729                 if( MM_GetPhysAddr(ret) == 0 )  break;
 730         }
 731         if( ret >= (1ULL << 47) ) {
 732                 Mutex_Release(&glMM_TempFractalLock);
 733                 return 0;
 734         }
 735
 736         // #3 Map all save the last page in the range
 737         //    - This acts as as guard page, and doesn't cost us anything.
 738         for( i = 0; i < KERNEL_STACK_SIZE/0x1000 - 1; i ++ )
 739         {
 740                 tPAddr  phys = MM_AllocPhys();
 741                 if(!phys) {
 742                         // TODO: Clean up
 743                         Log_Error("MM", "MM_NewWorkerStack - Unable to allocate page");
 744                         return 0;
 745                 }
 746                 MM_MapEx(ret + i*0x1000, phys, 1, 0);
 747         }
 748
 749         Mutex_Release(&glMM_TempFractalLock);
 750
 751         return ret + i*0x1000;
 752 }
 753
 754 /**
 755  * \brief Allocate a new kernel stack
 756  */
 757 tVAddr MM_NewKStack(void)
 758 {
 759         tVAddr  base = MM_KSTACK_BASE;
 760         Uint    i;
 761         for( ; base < MM_KSTACK_TOP; base += KERNEL_STACK_SIZE )
 762         {
 763                 if(MM_GetPhysAddr(base) != 0)
 764                         continue;
 765
 766                 //Log("MM_NewKStack: Found one at %p", base + KERNEL_STACK_SIZE);
 767                 for( i = 0; i < KERNEL_STACK_SIZE; i += 0x1000)
 768                 {
 769                         if( !MM_Allocate(base+i) )
 770                         {
 771                                 Log_Warning("MM", "MM_NewKStack - Allocation failed");
 772                                 for( i -= 0x1000; i; i -= 0x1000)
 773                                         MM_Deallocate(base+i);
 774                                 return 0;
 775                         }
 776                 }
 777
 778                 return base + KERNEL_STACK_SIZE;
 779         }
 780         Log_Warning("MM", "MM_NewKStack - No address space left\n");
 781         return 0;
 782 }