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 TMPCR3()        PAGEMAPLVL4(MM_TMPFRAC_BASE>>39)
  40 #define TMPTABLE(idx)   (*((tPAddr*)MM_TMPFRAC_BASE+((idx)&PAGE_MASK)))
  41 #define TMPDIR(idx)     PAGETABLE((MM_TMPFRAC_BASE>>12)+((idx)&TABLE_MASK))
  42 #define TMPDIRPTR(idx)  PAGEDIR((MM_TMPFRAC_BASE>>21)+((idx)&PDP_MASK))
  43 #define TMPMAPLVL4(idx) PAGEDIRPTR((MM_TMPFRAC_BASE>>30)+((idx)&PML4_MASK))
  44
  45 #define INVLPG(__addr)  __asm__ __volatile__ ("invlpg (%0)"::"r"(__addr));
  46
  47 // === CONSTS ===
  48 //tPAddr        * const gaPageTable = MM_FRACTAL_BASE;
  49
  50 // === IMPORTS ===
  51 extern void     Error_Backtrace(Uint IP, Uint BP);
  52 extern tPAddr   gInitialPML4[512];
  53
  54 // === PROTOTYPES ===
  55 void    MM_InitVirt(void);
  56 //void  MM_FinishVirtualInit(void);
  57 void    MM_PageFault(tVAddr Addr, Uint ErrorCode, tRegs *Regs);
  58 void    MM_DumpTables(tVAddr Start, tVAddr End);
  59  int    MM_GetPageEntryPtr(tVAddr Addr, BOOL bTemp, BOOL bAllocate, BOOL bLargePage, tPAddr **Pointer);
  60  int    MM_MapEx(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr, BOOL bTemp, BOOL bLarge);
  61 // int  MM_Map(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr);
  62 void    MM_Unmap(tVAddr VAddr);
  63 void    MM_ClearUser(void);
  64  int    MM_GetPageEntry(tVAddr Addr, tPAddr *Phys, Uint *Flags);
  65
  66 // === GLOBALS ===
  67 tMutex  glMM_TempFractalLock;
  68
  69 // === CODE ===
  70 void MM_InitVirt(void)
  71 {
  72         MM_DumpTables(0, -1L);
  73 }
  74
  75 void MM_FinishVirtualInit(void)
  76 {
  77 }
  78
  79 /**
  80  * \brief Called on a page fault
  81  */
  82 void MM_PageFault(tVAddr Addr, Uint ErrorCode, tRegs *Regs)
  83 {
  84         // TODO: Implement Copy-on-Write
  85         #if 0
  86         if( gaPageDir  [Addr>>22] & PF_PRESENT
  87          && gaPageTable[Addr>>12] & PF_PRESENT
  88          && gaPageTable[Addr>>12] & PF_COW )
  89         {
  90                 tPAddr  paddr;
  91                 if(MM_GetRefCount( gaPageTable[Addr>>12] & ~0xFFF ) == 1)
  92                 {
  93                         gaPageTable[Addr>>12] &= ~PF_COW;
  94                         gaPageTable[Addr>>12] |= PF_PRESENT|PF_WRITE;
  95                 }
  96                 else
  97                 {
  98                         //Log("MM_PageFault: COW - MM_DuplicatePage(0x%x)", Addr);
  99                         paddr = MM_DuplicatePage( Addr );
 100                         MM_DerefPhys( gaPageTable[Addr>>12] & ~0xFFF );
 101                         gaPageTable[Addr>>12] &= PF_USER;
 102                         gaPageTable[Addr>>12] |= paddr|PF_PRESENT|PF_WRITE;
 103                 }
 104
 105                 INVLPG( Addr & ~0xFFF );
 106                 return;
 107         }
 108         #endif
 109
 110         // If it was a user, tell the thread handler
 111         if(ErrorCode & 4) {
 112                 Warning("%s %s %s memory%s",
 113                         (ErrorCode&4?"User":"Kernel"),
 114                         (ErrorCode&2?"write to":"read from"),
 115                         (ErrorCode&1?"bad/locked":"non-present"),
 116                         (ErrorCode&16?" (Instruction Fetch)":"")
 117                         );
 118                 Warning("User Pagefault: Instruction at %04x:%08x accessed %p",
 119                         Regs->CS, Regs->RIP, Addr);
 120                 __asm__ __volatile__ ("sti");   // Restart IRQs
 121 //              Threads_SegFault(Addr);
 122                 return ;
 123         }
 124
 125         // Kernel #PF
 126         Debug_KernelPanic();
 127         // -- Check Error Code --
 128         if(ErrorCode & 8)
 129                 Warning("Reserved Bits Trashed!");
 130         else
 131         {
 132                 Warning("%s %s %s memory%s",
 133                         (ErrorCode&4?"User":"Kernel"),
 134                         (ErrorCode&2?"write to":"read from"),
 135                         (ErrorCode&1?"bad/locked":"non-present"),
 136                         (ErrorCode&16?" (Instruction Fetch)":"")
 137                         );
 138         }
 139
 140         Log("Code at %p accessed %p", Regs->RIP, Addr);
 141         // Print Stack Backtrace
 142         Error_Backtrace(Regs->RIP, Regs->RBP);
 143
 144         MM_DumpTables(0, -1);
 145
 146         __asm__ __volatile__ ("cli");
 147         for( ;; )
 148                 HALT();
 149 }
 150
 151 /**
 152  * \brief Dumps the layout of the page tables
 153  */
 154 void MM_DumpTables(tVAddr Start, tVAddr End)
 155 {
 156         #define CANOICAL(addr)  ((addr)&0x800000000000?(addr)|0xFFFF000000000000:(addr))
 157         const tPAddr    CHANGEABLE_BITS = 0xFF8;
 158         const tPAddr    MASK = ~CHANGEABLE_BITS;        // Physical address and access bits
 159         tVAddr  rangeStart = 0;
 160         tPAddr  expected = CHANGEABLE_BITS;     // CHANGEABLE_BITS is used because it's not a vaild value
 161         tVAddr  curPos;
 162         Uint    page;
 163
 164         Log("Table Entries: (%p to %p)", Start, End);
 165
 166         End &= (1L << 48) - 1;
 167
 168         Start >>= 12;   End >>= 12;
 169
 170         for(page = Start, curPos = Start<<12;
 171                 page < End;
 172                 curPos += 0x1000, page++)
 173         {
 174                 if( curPos == 0x800000000000L )
 175                         curPos = 0xFFFF800000000000L;
 176
 177                 //Debug("&PAGEMAPLVL4(%i page>>27) = %p", page>>27, &PAGEMAPLVL4(page>>27));
 178                 //Debug("&PAGEDIRPTR(%i page>>18) = %p", page>>18, &PAGEDIRPTR(page>>18));
 179                 //Debug("&PAGEDIR(%i page>>9) = %p", page>>9, &PAGEDIR(page>>9));
 180                 //Debug("&PAGETABLE(%i page) = %p", page, &PAGETABLE(page));
 181
 182                 // End of a range
 183                 if(
 184                         !(PAGEMAPLVL4(page>>27) & PF_PRESENT)
 185                 ||      !(PAGEDIRPTR(page>>18) & PF_PRESENT)
 186                 ||      !(PAGEDIR(page>>9) & PF_PRESENT)
 187                 ||  !(PAGETABLE(page) & PF_PRESENT)
 188                 ||  (PAGETABLE(page) & MASK) != expected)
 189                 {
 190                         if(expected != CHANGEABLE_BITS) {
 191                                 Log("%016llx => %013llx : 0x%6llx (%c%c%c%c)",
 192                                         CANOICAL(rangeStart),
 193                                         PAGETABLE(rangeStart>>12) & ~0xFFF,
 194                                         curPos - rangeStart,
 195                                         (expected & PF_PAGED ? 'p' : '-'),
 196                                         (expected & PF_COW ? 'C' : '-'),
 197                                         (expected & PF_USER ? 'U' : '-'),
 198                                         (expected & PF_WRITE ? 'W' : '-')
 199                                         );
 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("%016llx => %013llx : 0x%6llx (%c%c%c%c)",
 231                         CANOICAL(rangeStart),
 232                         PAGETABLE(rangeStart>>12) & ~0xFFF,
 233                         curPos - rangeStart,
 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         #undef CANOICAL
 242 }
 243
 244 /**
 245  * \brief Get a pointer to a page entry
 246  * \param Addr  Virtual Address
 247  * \param bTemp Use the Temporary fractal mapping
 248  * \param bAllocate     Allocate entries
 249  * \param bLargePage    Request a large page
 250  * \param Pointer       Location to place the calculated pointer
 251  * \return Page size, or -ve on error
 252  */
 253 int MM_GetPageEntryPtr(tVAddr Addr, BOOL bTemp, BOOL bAllocate, BOOL bLargePage, tPAddr **Pointer)
 254 {
 255         tPAddr  *pmlevels[4];
 256         tPAddr  tmp;
 257         const int       ADDR_SIZES[] = {39, 30, 21, 12};
 258         const int       nADDR_SIZES = sizeof(ADDR_SIZES)/sizeof(ADDR_SIZES[0]);
 259          int    i;
 260
 261         if( bTemp )
 262                 pmlevels[3] = (void*)MM_TMPFRAC_BASE;   // Temporary Page Table
 263         else
 264                 pmlevels[3] = (void*)MM_FRACTAL_BASE;   // Page Table
 265         pmlevels[2] = &pmlevels[3][(MM_FRACTAL_BASE>>12)&PAGE_MASK];    // PDIR
 266         pmlevels[1] = &pmlevels[2][(MM_FRACTAL_BASE>>21)&TABLE_MASK];   // PDPT
 267         pmlevels[0] = &pmlevels[1][(MM_FRACTAL_BASE>>30)&PDP_MASK];     // PML4
 268
 269         // Mask address
 270         Addr &= (1ULL << 48)-1;
 271
 272         for( i = 0; i < nADDR_SIZES-1; i ++ )
 273         {
 274 //              INVLPG( &pmlevels[i][ (Addr >> ADDR_SIZES[i]) &
 275
 276                 // Check for a large page
 277                 if( (Addr & ((1ULL << ADDR_SIZES[i])-1)) == 0 && bLargePage )
 278                 {
 279                         if(Pointer)     *Pointer = &pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]];
 280                         return ADDR_SIZES[i];
 281                 }
 282                 // Allocate an entry if required
 283                 if( !(pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]] & 1) )
 284                 {
 285                         if( !bAllocate )        return -4;      // If allocation is not requested, error
 286                         tmp = MM_AllocPhys();
 287                         if(!tmp)        return -2;
 288                         pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]] = tmp | 3;
 289                         INVLPG( &pmlevels[i+1][ (Addr>>ADDR_SIZES[i])<<9 ] );
 290                         memset( &pmlevels[i+1][ (Addr>>ADDR_SIZES[i])<<9 ], 0, 0x1000 );
 291                 }
 292                 // Catch large pages
 293                 else if( pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]] & PF_LARGE )
 294                 {
 295                         // Alignment
 296                         if( (Addr & ((1ULL << ADDR_SIZES[i])-1)) != 0 ) return -3;
 297                         if(Pointer)     *Pointer = &pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]];
 298                         return ADDR_SIZES[i];   // Large page warning
 299                 }
 300         }
 301
 302         // And, set the page table entry
 303         if(Pointer)     *Pointer = &pmlevels[i][Addr >> ADDR_SIZES[i]];
 304         return ADDR_SIZES[i];
 305 }
 306
 307 /**
 308  * \brief Map a physical page to a virtual one
 309  * \param VAddr Target virtual address
 310  * \param PAddr Physical address of page
 311  * \param bTemp Use tempoary mappings
 312  * \param bLarge        Treat as a large page
 313  */
 314 int MM_MapEx(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr, BOOL bTemp, BOOL bLarge)
 315 {
 316         tPAddr  *ent;
 317          int    rv;
 318
 319         ENTER("xVAddr xPAddr", VAddr, PAddr);
 320
 321         // Get page pointer (Allow allocating)
 322         rv = MM_GetPageEntryPtr(VAddr, bTemp, 1, bLarge, &ent);
 323         if(rv < 0)      LEAVE_RET('i', 0);
 324
 325         if( *ent & 1 )  LEAVE_RET('i', 0);
 326
 327         *ent = PAddr | 3;
 328
 329         INVLPG( VAddr );
 330
 331         LEAVE('i', 1);
 332         return 1;
 333 }
 334
 335 /**
 336  * \brief Map a physical page to a virtual one
 337  * \param VAddr Target virtual address
 338  * \param PAddr Physical address of page
 339  */
 340 int MM_Map(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr)
 341 {
 342         return MM_MapEx(VAddr, PAddr, 0, 0);
 343 }
 344
 345 /**
 346  * \brief Removed a mapped page
 347  */
 348 void MM_Unmap(tVAddr VAddr)
 349 {
 350         // Check PML4
 351         if( !(PAGEMAPLVL4(VAddr >> 39) & 1) )   return ;
 352         // Check PDP
 353         if( !(PAGEDIRPTR(VAddr >> 30) & 1) )    return ;
 354         // Check Page Dir
 355         if( !(PAGEDIR(VAddr >> 21) & 1) )       return ;
 356
 357         PAGETABLE(VAddr >> PTAB_SHIFT) = 0;
 358         INVLPG( VAddr );
 359 }
 360
 361 /**
 362  * \brief Allocate a block of memory at the specified virtual address
 363  */
 364 tPAddr MM_Allocate(tVAddr VAddr)
 365 {
 366         tPAddr  ret;
 367
 368         ENTER("xVAddr", VAddr);
 369
 370         // Ensure the tables are allocated before the page (keeps things neat)
 371         MM_GetPageEntryPtr(VAddr, 0, 1, 0, NULL);
 372
 373         // Allocate the page
 374         ret = MM_AllocPhys();
 375         LOG("ret = %x", ret);
 376         if(!ret)        LEAVE_RET('i', 0);
 377
 378         if( !MM_Map(VAddr, ret) )
 379         {
 380                 Warning("MM_Allocate: Unable to map. Strange, we should have errored earlier");
 381                 MM_DerefPhys(ret);
 382                 LEAVE('i');
 383                 return 0;
 384         }
 385
 386         LEAVE('X', ret);
 387         return ret;
 388 }
 389
 390 /**
 391  * \brief Deallocate a page at a virtual address
 392  */
 393 void MM_Deallocate(tVAddr VAddr)
 394 {
 395         tPAddr  phys;
 396
 397         phys = MM_GetPhysAddr(VAddr);
 398         if(!phys)       return ;
 399
 400         MM_Unmap(VAddr);
 401
 402         MM_DerefPhys(phys);
 403 }
 404
 405 /**
 406  * \brief Get the page table entry of a virtual address
 407  * \param Addr  Virtual Address
 408  * \param Phys  Location to put the physical address
 409  * \param Flags Flags on the entry (set to zero if unmapped)
 410  * \return Size of the entry (in address bits) - 12 = 4KiB page
 411  */
 412 int MM_GetPageEntry(tVAddr Addr, tPAddr *Phys, Uint *Flags)
 413 {
 414         tPAddr  *ptr;
 415          int    ret;
 416
 417         if(!Phys || !Flags)     return 0;
 418
 419         ret = MM_GetPageEntryPtr(Addr, 0, 0, 0, &ptr);
 420         if( ret < 0 )   return 0;
 421
 422         *Phys = *ptr & ~0xFFF;
 423         *Flags = *ptr & 0xFFF;
 424         return ret;
 425 }
 426
 427 /**
 428  * \brief Get the physical address of a virtual location
 429  */
 430 tPAddr MM_GetPhysAddr(tVAddr Addr)
 431 {
 432         tPAddr  *ptr;
 433          int    ret;
 434
 435         ret = MM_GetPageEntryPtr(Addr, 0, 0, 0, &ptr);
 436         if( ret < 0 )   return 0;
 437
 438         return (*ptr & ~0xFFF) | (Addr & 0xFFF);
 439 }
 440
 441 /**
 442  * \brief Sets the flags on a page
 443  */
 444 void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
 445 {
 446         tPAddr  *ent;
 447          int    rv;
 448
 449         // Get pointer
 450         rv = MM_GetPageEntryPtr(VAddr, 0, 0, 0, &ent);
 451         if(rv < 0)      return ;
 452
 453         // Ensure the entry is valid
 454         if( !(*ent & 1) )       return ;
 455
 456         // Read-Only
 457         if( Mask & MM_PFLAG_RO )
 458         {
 459                 if( Flags & MM_PFLAG_RO ) {
 460                         *ent &= ~PF_WRITE;
 461                 }
 462                 else {
 463                         *ent |= PF_WRITE;
 464                 }
 465         }
 466
 467         // Kernel
 468         if( Mask & MM_PFLAG_KERNEL )
 469         {
 470                 if( Flags & MM_PFLAG_KERNEL ) {
 471                         *ent &= ~PF_USER;
 472                 }
 473                 else {
 474                         *ent |= PF_USER;
 475                 }
 476         }
 477
 478         // Copy-On-Write
 479         if( Mask & MM_PFLAG_COW )
 480         {
 481                 if( Flags & MM_PFLAG_COW ) {
 482                         *ent &= ~PF_WRITE;
 483                         *ent |= PF_COW;
 484                 }
 485                 else {
 486                         *ent &= ~PF_COW;
 487                         *ent |= PF_WRITE;
 488                 }
 489         }
 490
 491         // Execute
 492         if( Mask & MM_PFLAG_EXEC )
 493         {
 494                 if( Flags & MM_PFLAG_EXEC ) {
 495                         *ent &= ~PF_NX;
 496                 }
 497                 else {
 498                         *ent |= PF_NX;
 499                 }
 500         }
 501 }
 502
 503 /**
 504  * \brief Get the flags applied to a page
 505  */
 506 Uint MM_GetFlags(tVAddr VAddr)
 507 {
 508         tPAddr  *ent;
 509          int    rv, ret = 0;
 510
 511         rv = MM_GetPageEntryPtr(VAddr, 0, 0, 0, &ent);
 512         if(rv < 0)      return 0;
 513
 514         if( !(*ent & 1) )       return 0;
 515
 516         // Read-Only
 517         if( !(*ent & PF_WRITE) )        ret |= MM_PFLAG_RO;
 518         // Kernel
 519         if( !(*ent & PF_USER) ) ret |= MM_PFLAG_KERNEL;
 520         // Copy-On-Write
 521         if( *ent & PF_COW )     ret |= MM_PFLAG_COW;
 522         // Execute
 523         if( !(*ent & PF_NX) )   ret |= MM_PFLAG_EXEC;
 524
 525         return ret;
 526 }
 527
 528 // --- Hardware Mappings ---
 529 /**
 530  * \brief Map a range of hardware pages
 531  */
 532 tVAddr MM_MapHWPages(tPAddr PAddr, Uint Number)
 533 {
 534         tVAddr  ret;
 535          int    num;
 536
 537         //TODO: Add speedups (memory of first possible free)
 538         for( ret = MM_HWMAP_BASE; ret < MM_HWMAP_TOP; ret += 0x1000 )
 539         {
 540                 for( num = Number; num -- && ret < MM_HWMAP_TOP; ret += 0x1000 )
 541                 {
 542                         if( MM_GetPhysAddr(ret) != 0 )  break;
 543                 }
 544                 if( num >= 0 )  continue;
 545
 546                 PAddr += 0x1000 * Number;
 547
 548                 while( Number -- )
 549                 {
 550                         ret -= 0x1000;
 551                         PAddr -= 0x1000;
 552                         MM_Map(ret, PAddr);
 553                 }
 554
 555                 return ret;
 556         }
 557
 558         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_MapHWPages");
 559         return 0;
 560 }
 561
 562 /**
 563  * \brief Free a range of hardware pages
 564  */
 565 void MM_UnmapHWPages(tVAddr VAddr, Uint Number)
 566 {
 567 //      Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_UnmapHWPages");
 568         while( Number -- )
 569         {
 570                 MM_Unmap(VAddr);
 571                 VAddr += 0x1000;
 572         }
 573 }
 574
 575
 576 /**
 577  * \fn tVAddr MM_AllocDMA(int Pages, int MaxBits, tPAddr *PhysAddr)
 578  * \brief Allocates DMA physical memory
 579  * \param Pages Number of pages required
 580  * \param MaxBits       Maximum number of bits the physical address can have
 581  * \param PhysAddr      Pointer to the location to place the physical address allocated
 582  * \return Virtual address allocate
 583  */
 584 tVAddr MM_AllocDMA(int Pages, int MaxBits, tPAddr *PhysAddr)
 585 {
 586         tPAddr  phys;
 587         tVAddr  ret;
 588
 589         // Sanity Check
 590         if(MaxBits < 12 || !PhysAddr)   return 0;
 591
 592         // Fast Allocate
 593         if(Pages == 1 && MaxBits >= PHYS_BITS)
 594         {
 595                 phys = MM_AllocPhys();
 596                 *PhysAddr = phys;
 597                 ret = MM_MapHWPages(phys, 1);
 598                 if(ret == 0) {
 599                         MM_DerefPhys(phys);
 600                         return 0;
 601                 }
 602                 return ret;
 603         }
 604
 605         // Slow Allocate
 606         phys = MM_AllocPhysRange(Pages, MaxBits);
 607         // - Was it allocated?
 608         if(phys == 0)   return 0;
 609
 610         // Allocated successfully, now map
 611         ret = MM_MapHWPages(phys, Pages);
 612         if( ret == 0 ) {
 613                 // If it didn't map, free then return 0
 614                 for(;Pages--;phys+=0x1000)
 615                         MM_DerefPhys(phys);
 616                 return 0;
 617         }
 618
 619         *PhysAddr = phys;
 620         return ret;
 621 }
 622
 623 // --- Tempory Mappings ---
 624 tVAddr MM_MapTemp(tPAddr PAddr)
 625 {
 626         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_MapTemp");
 627         return 0;
 628 }
 629
 630 void MM_FreeTemp(tVAddr VAddr)
 631 {
 632         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_FreeTemp");
 633         return ;
 634 }
 635
 636
 637 // --- Address Space Clone --
 638 tPAddr MM_Clone(void)
 639 {
 640         tPAddr  ret;
 641
 642         // #1 Create a copy of the PML4
 643         ret = MM_AllocPhys();
 644         if(!ret)        return 0;
 645
 646         // #2 Alter the fractal pointer
 647         Mutex_Acquire(&glMM_TempFractalLock);
 648         TMPCR3() = ret | 3;
 649
 650         INVLPG(&TMPMAPLVL4(0));
 651         memcpy(&TMPMAPLVL4(0), &PAGEMAPLVL4(0), 0x1000);
 652
 653         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_Clone");
 654
 655         // #3 Set Copy-On-Write to all user pages
 656
 657
 658         // #4 Return
 659         TMPCR3() = 0;
 660         INVLPG(&TMPMAPLVL4(0));
 661         Mutex_Release(&glMM_TempFractalLock);
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 void MM_ClearUser(void)
 666 {
 667         tVAddr  addr = 0;
 668         // #1 Traverse the structure < 2^47, Deref'ing all pages
 669         // #2 Free tables/dirs/pdps once they have been cleared
 670
 671         for( addr = 0; addr < 0x800000000000; )
 672         {
 673                 if( PAGEMAPLVL4(addr >> PML4_SHIFT) & 1 )
 674                 {
 675                         if( PAGEDIRPTR(addr >> PDP_SHIFT) & 1 )
 676                         {
 677                                 if( PAGEDIR(addr >> PDIR_SHIFT) & 1 )
 678                                 {
 679                                         // Page
 680                                         if( PAGETABLE(addr >> PTAB_SHIFT) & 1 ) {
 681                                                 MM_DerefPhys( PAGETABLE(addr >> PTAB_SHIFT) & PADDR_MASK );
 682                                                 PAGETABLE(addr >> PTAB_SHIFT) = 0;
 683                                         }
 684                                         addr += 1 << PTAB_SHIFT;
 685                                         // Dereference the PDIR Entry
 686                                         if( (addr + (1 << PTAB_SHIFT)) >> PDIR_SHIFT != (addr >> PDIR_SHIFT) ) {
 687                                                 MM_DerefPhys( PAGEMAPLVL4(addr >> PDIR_SHIFT) & PADDR_MASK );
 688                                                 PAGEDIR(addr >> PDIR_SHIFT) = 0;
 689                                         }
 690                                 }
 691                                 else {
 692                                         addr += 1 << PDIR_SHIFT;
 693                                         continue;
 694                                 }
 695                                 // Dereference the PDP Entry
 696                                 if( (addr + (1 << PDIR_SHIFT)) >> PDP_SHIFT != (addr >> PDP_SHIFT) ) {
 697                                         MM_DerefPhys( PAGEMAPLVL4(addr >> PDP_SHIFT) & PADDR_MASK );
 698                                         PAGEDIRPTR(addr >> PDP_SHIFT) = 0;
 699                                 }
 700                         }
 701                         else {
 702                                 addr += 1 << PDP_SHIFT;
 703                                 continue;
 704                         }
 705                         // Dereference the PML4 Entry
 706                         if( (addr + (1 << PDP_SHIFT)) >> PML4_SHIFT != (addr >> PML4_SHIFT) ) {
 707                                 MM_DerefPhys( PAGEMAPLVL4(addr >> PML4_SHIFT) & PADDR_MASK );
 708                                 PAGEMAPLVL4(addr >> PML4_SHIFT) = 0;
 709                         }
 710                 }
 711                 else {
 712                         addr += (tVAddr)1 << PML4_SHIFT;
 713                         continue;
 714                 }
 715         }
 716 }
 717
 718 tVAddr MM_NewWorkerStack(void)
 719 {
 720         tVAddr  ret;
 721          int    i;
 722
 723 //      Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_NewWorkerStack");
 724
 725         // #1 Set temp fractal to PID0
 726         Mutex_Acquire(&glMM_TempFractalLock);
 727         TMPCR3() = ((tPAddr)gInitialPML4 - KERNEL_BASE) | 3;
 728
 729         // #2 Scan for a free stack addresss < 2^47
 730         for(ret = 0x100000; ret < (1ULL << 47); ret += KERNEL_STACK_SIZE)
 731         {
 732                 if( MM_GetPhysAddr(ret) == 0 )  break;
 733         }
 734         if( ret >= (1ULL << 47) ) {
 735                 Mutex_Release(&glMM_TempFractalLock);
 736                 return 0;
 737         }
 738
 739         // #3 Map all save the last page in the range
 740         //    - This acts as as guard page, and doesn't cost us anything.
 741         for( i = 0; i < KERNEL_STACK_SIZE/0x1000 - 1; i ++ )
 742         {
 743                 tPAddr  phys = MM_AllocPhys();
 744                 if(!phys) {
 745                         // TODO: Clean up
 746                         Log_Error("MM", "MM_NewWorkerStack - Unable to allocate page");
 747                         return 0;
 748                 }
 749                 MM_MapEx(ret + i*0x1000, phys, 1, 0);
 750         }
 751
 752         Mutex_Release(&glMM_TempFractalLock);
 753
 754         return ret + i*0x1000;
 755 }
 756
 757 /**
 758  * \brief Allocate a new kernel stack
 759  */
 760 tVAddr MM_NewKStack(void)
 761 {
 762         tVAddr  base = MM_KSTACK_BASE;
 763         Uint    i;
 764         for( ; base < MM_KSTACK_TOP; base += KERNEL_STACK_SIZE )
 765         {
 766                 if(MM_GetPhysAddr(base) != 0)
 767                         continue;
 768
 769                 //Log("MM_NewKStack: Found one at %p", base + KERNEL_STACK_SIZE);
 770                 for( i = 0; i < KERNEL_STACK_SIZE; i += 0x1000)
 771                 {
 772                         if( !MM_Allocate(base+i) )
 773                         {
 774                                 Log_Warning("MM", "MM_NewKStack - Allocation failed");
 775                                 for( i -= 0x1000; i; i -= 0x1000)
 776                                         MM_Deallocate(base+i);
 777                                 return 0;
 778                         }
 779                 }
 780
 781                 return base + KERNEL_STACK_SIZE;
 782         }
 783         Log_Warning("MM", "MM_NewKStack - No address space left\n");
 784         return 0;
 785 }