Kernel - Change virtual memory API to use void* for virtual addresses
[tpg/acess2.git] / KernelLand / Kernel / arch / x86 / mm_virt.c
index a623974..acfeaa7 100644 (file)
@@ -19,6 +19,8 @@
 #include <arch_int.h>
 #include <semaphore.h>
 
+#define TRACE_MAPS     0
+
 #define TAB    22
 
 #define WORKER_STACKS          0x00100000      // Thread0 Only!
 typedef Uint32 tTabEnt;
 
 // === IMPORTS ===
-extern char    _UsertextEnd[], _UsertextBase[];
+extern tPage   _UsertextEnd;
+extern tPage   _UsertextBase;
 extern Uint32  gaInitPageDir[1024];
 extern Uint32  gaInitPageTable[1024];
 extern void    Threads_SegFault(tVAddr Addr);
-extern void    Error_Backtrace(Uint eip, Uint ebp);
 
 // === PROTOTYPES ===
 void   MM_PreinitVirtual(void);
@@ -109,6 +111,9 @@ struct sPageInfo {
         int    Length;
         int    Flags;
 }      *gaMappedRegions;       // sizeof = 24 bytes
+// - Zero page
+tShortSpinlock glMM_ZeroPage;
+tPAddr giMM_ZeroPage;
 
 // === CODE ===
 /**
@@ -145,8 +150,11 @@ void MM_InstallVirtual(void)
        }
        
        // Unset kernel on the User Text pages
-       for( int i = ((tVAddr)&_UsertextEnd-(tVAddr)&_UsertextBase+0xFFF)/4096; i--; ) {
-               MM_SetFlags( (tVAddr)&_UsertextBase + i*4096, 0, MM_PFLAG_KERNEL );
+       ASSERT( ((tVAddr)&_UsertextBase & (PAGE_SIZE-1)) == 0 );
+       //ASSERT( ((tVAddr)&_UsertextEnd & (PAGE_SIZE-1)) == 0 );
+       for( tPage *page = &_UsertextBase; page < &_UsertextEnd; page ++ )
+       {
+               MM_SetFlags( page, 0, MM_PFLAG_KERNEL );
        }
        
        *gpTmpCR3 = 0;
@@ -342,156 +350,150 @@ void MM_DumpTables(tVAddr Start, tVAddr End)
 /**
  * \fn tPAddr MM_Allocate(tVAddr VAddr)
  */
-tPAddr MM_Allocate(tVAddr VAddr)
+tPAddr MM_Allocate(volatile void * VAddr)
 {
-       tPAddr  paddr;
-       //ENTER("xVAddr", VAddr);
-       //__ASM__("xchg %bx,%bx");
-       // Check if the directory is mapped
-       if( gaPageDir[ VAddr >> 22 ] == 0 )
-       {
-               // Allocate directory
-               paddr = MM_AllocPhys();
-               if( paddr == 0 ) {
-                       Warning("MM_Allocate - Out of Memory (Called by %p)", __builtin_return_address(0));
-                       //LEAVE('i',0);
-                       return 0;
-               }
-               // Map and mark as user (if needed)
-               gaPageDir[ VAddr >> 22 ] = paddr | 3;
-               if(VAddr < MM_USER_MAX) gaPageDir[ VAddr >> 22 ] |= PF_USER;
-               
-               INVLPG( &gaPageDir[ VAddr >> 22 ] );
-               memsetd( &gaPageTable[ (VAddr >> 12) & ~0x3FF ], 0, 1024 );
+       tPAddr  paddr = MM_AllocPhys();
+       if( MM_Map(VAddr, paddr) ) {
+               return paddr;
        }
-       // Check if the page is already allocated
-       else if( gaPageTable[ VAddr >> 12 ] != 0 ) {
+       
+       // Error of some form, either an overwrite or OOM
+       MM_DerefPhys(paddr);
+       
+       // Check for overwrite
+       paddr = MM_GetPhysAddr(VAddr);
+       if( paddr != 0 ) {
                Warning("MM_Allocate - Allocating to used address (%p)", VAddr);
-               //LEAVE('X', gaPageTable[ VAddr >> 12 ] & ~0xFFF);
-               return gaPageTable[ VAddr >> 12 ] & ~0xFFF;
+               return paddr;
        }
        
-       // Allocate
-       paddr = MM_AllocPhys();
-       //LOG("paddr = 0x%llx", paddr);
-       if( paddr == 0 ) {
-               Warning("MM_Allocate - Out of Memory when allocating at %p (Called by %p)",
-                       VAddr, __builtin_return_address(0));
-               //LEAVE('i',0);
-               return 0;
-       }
-       // Map
-       gaPageTable[ VAddr >> 12 ] = paddr | 3;
-       // Mark as user
-       if(VAddr < MM_USER_MAX) gaPageTable[ VAddr >> 12 ] |= PF_USER;
-       // Invalidate Cache for address
-       INVLPG( VAddr & ~0xFFF );
-       
-       //LEAVE('X', paddr);
-       return paddr;
+       // OOM
+       Warning("MM_Allocate - Out of Memory (Called by %p)", __builtin_return_address(0));
+       return 0;
 }
 
-/**
- * \fn void MM_Deallocate(tVAddr VAddr)
- */
-void MM_Deallocate(tVAddr VAddr)
+void MM_AllocateZero(volatile void *VAddr)
 {
-       if( gaPageDir[ VAddr >> 22 ] == 0 ) {
-               Warning("MM_Deallocate - Directory not mapped");
-               return;
+       if( MM_GetPhysAddr(VAddr) ) {
+               Warning("MM_AllocateZero - Attempted overwrite at %p", VAddr);
+               return ;
        }
-       
-       if(gaPageTable[ VAddr >> 12 ] == 0) {
-               Warning("MM_Deallocate - Page is not allocated");
-               return;
+       if( !giMM_ZeroPage )
+       {
+               SHORTLOCK(&glMM_ZeroPage);
+               // Check again within the lock (just in case we lost the race)
+               if( giMM_ZeroPage == 0 )
+               {
+                       giMM_ZeroPage = MM_Allocate(VAddr);
+                       // - Reference a second time to prevent it from being freed
+                       MM_RefPhys(giMM_ZeroPage);
+                       memset((void*)VAddr, 0, PAGE_SIZE);
+               }
+               SHORTREL(&glMM_ZeroPage);
        }
-       
-       // Dereference page
-       MM_DerefPhys( gaPageTable[ VAddr >> 12 ] & ~0xFFF );
-       // Clear page
-       gaPageTable[ VAddr >> 12 ] = 0;
-}
-
-/**
- * \fn tPAddr MM_GetPhysAddr(tVAddr Addr)
- * \brief Checks if the passed address is accesable
- */
-tPAddr MM_GetPhysAddr(volatile const void *Addr)
-{
-       tVAddr  addr = (tVAddr)Addr;
-       if( !(gaPageDir[addr >> 22] & 1) )
-               return 0;
-       if( !(gaPageTable[addr >> 12] & 1) )
-               return 0;
-       return (gaPageTable[addr >> 12] & ~0xFFF) | (addr & 0xFFF);
-}
-
-/**
- * \fn void MM_SetCR3(Uint CR3)
- * \brief Sets the current process space
- */
-void MM_SetCR3(Uint CR3)
-{
-       __ASM__("mov %0, %%cr3"::"r"(CR3));
+       else
+       {
+               MM_Map(VAddr, giMM_ZeroPage);
+       }
+       MM_SetFlags(VAddr, MM_PFLAG_COW, MM_PFLAG_COW);
 }
 
 /**
  * \fn int MM_Map(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr)
  * \brief Map a physical page to a virtual one
  */
-int MM_Map(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr)
+int MM_Map(volatile void *VAddr, tPAddr PAddr)
 {
-       //ENTER("xVAddr xPAddr", VAddr, PAddr);
+       Uint    pagenum = (tVAddr)VAddr >> 12;
+       
+       #if TRACE_MAPS
+       Debug("MM_Map(%p, %P)", VAddr, PAddr);
+       #endif
+
        // Sanity check
-       if( PAddr & 0xFFF || VAddr & 0xFFF ) {
+       if( PAddr & 0xFFF || (tVAddr)VAddr & 0xFFF ) {
                Log_Warning("MM_Virt", "MM_Map - Physical or Virtual Addresses are not aligned (0x%P and %p)",
                        PAddr, VAddr);
                //LEAVE('i', 0);
                return 0;
        }
        
-       // Align addresses
-       PAddr &= ~0xFFF;        VAddr &= ~0xFFF;
-       
+       bool    is_user = ((tVAddr)VAddr < MM_USER_MAX);
+
        // Check if the directory is mapped
-       if( gaPageDir[ VAddr >> 22 ] == 0 )
+       if( gaPageDir[ pagenum >> 10 ] == 0 )
        {
                tPAddr  tmp = MM_AllocPhys();
                if( tmp == 0 )
                        return 0;
-               gaPageDir[ VAddr >> 22 ] = tmp | 3;
+               gaPageDir[ pagenum >> 10 ] = tmp | 3 | (is_user ? PF_USER : 0);
                
-               // Mark as user
-               if(VAddr < MM_USER_MAX) gaPageDir[ VAddr >> 22 ] |= PF_USER;
-               
-               INVLPG( &gaPageTable[ (VAddr >> 12) & ~0x3FF ] );
-               memsetd( &gaPageTable[ (VAddr >> 12) & ~0x3FF ], 0, 1024 );
+               INVLPG( &gaPageTable[ pagenum & ~0x3FF ] );
+               memsetd( &gaPageTable[ pagenum & ~0x3FF ], 0, 1024 );
        }
        // Check if the page is already allocated
-       else if( gaPageTable[ VAddr >> 12 ] != 0 ) {
+       else if( gaPageTable[ pagenum ] != 0 ) {
                Warning("MM_Map - Allocating to used address");
                //LEAVE('i', 0);
                return 0;
        }
        
        // Map
-       gaPageTable[ VAddr >> 12 ] = PAddr | 3;
-       // Mark as user
-       if(VAddr < MM_USER_MAX) gaPageTable[ VAddr >> 12 ] |= PF_USER;
-       
-       //LOG("gaPageTable[ 0x%x ] = (Uint)%p = 0x%x",
-       //      VAddr >> 12, &gaPageTable[ VAddr >> 12 ], gaPageTable[ VAddr >> 12 ]);
+       gaPageTable[ pagenum ] = PAddr | 3 | (is_user ? PF_USER : 0);
        
        // Reference
        MM_RefPhys( PAddr );
        
-       //LOG("INVLPG( 0x%x )", VAddr);
        INVLPG( VAddr );
        
-       //LEAVE('i', 1);
        return 1;
 }
 
+/*
+ * A.k.a MM_Unmap
+ */
+void MM_Deallocate(volatile void *VAddr)
+{
+       Uint    pagenum = (tVAddr)VAddr >> 12;
+       if( gaPageDir[pagenum>>10] == 0 ) {
+               Warning("MM_Deallocate - Directory not mapped");
+               return;
+       }
+       
+       if(gaPageTable[pagenum] == 0) {
+               Warning("MM_Deallocate - Page is not allocated");
+               return;
+       }
+       
+       // Dereference and clear page
+       tPAddr  paddr = gaPageTable[pagenum] & ~0xFFF;
+       gaPageTable[pagenum] = 0;
+       MM_DerefPhys( paddr );
+}
+
+/**
+ * \fn tPAddr MM_GetPhysAddr(tVAddr Addr)
+ * \brief Checks if the passed address is accesable
+ */
+tPAddr MM_GetPhysAddr(volatile const void *Addr)
+{
+       tVAddr  addr = (tVAddr)Addr;
+       if( !(gaPageDir[addr >> 22] & 1) )
+               return 0;
+       if( !(gaPageTable[addr >> 12] & 1) )
+               return 0;
+       return (gaPageTable[addr >> 12] & ~0xFFF) | (addr & 0xFFF);
+}
+
+/**
+ * \fn void MM_SetCR3(Uint CR3)
+ * \brief Sets the current process space
+ */
+void MM_SetCR3(Uint CR3)
+{
+       __ASM__("mov %0, %%cr3"::"r"(CR3));
+}
+
 /**
  * \brief Clear user's address space
  */
@@ -715,18 +717,16 @@ tPAddr MM_Clone(int bNoUserCopy)
  */
 tVAddr MM_NewKStack(void)
 {
-       tVAddr  base;
-       Uint    i;
-       for(base = MM_KERNEL_STACKS; base < MM_KERNEL_STACKS_END; base += MM_KERNEL_STACK_SIZE)
+       for(tVAddr base = MM_KERNEL_STACKS; base < MM_KERNEL_STACKS_END; base += MM_KERNEL_STACK_SIZE)
        {
+               tPage   *pageptr = (void*)base;
                // Check if space is free
-               if(MM_GetPhysAddr( (void*) base) != 0)
+               if(MM_GetPhysAddr(pageptr) != 0)
                        continue;
                // Allocate
-               //for(i = MM_KERNEL_STACK_SIZE; i -= 0x1000 ; )
-               for(i = 0; i < MM_KERNEL_STACK_SIZE; i += 0x1000 )
+               for(Uint i = 0; i < MM_KERNEL_STACK_SIZE/PAGE_SIZE; i ++ )
                {
-                       if( MM_Allocate(base+i) == 0 )
+                       if( MM_Allocate(pageptr + i) == 0 )
                        {
                                // On error, print a warning and return error
                                Warning("MM_NewKStack - Out of memory");
@@ -826,13 +826,13 @@ tVAddr MM_NewWorkerStack(Uint *StackContents, size_t ContentsSize)
  * \fn void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
  * \brief Sets the flags on a page
  */
-void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
+void MM_SetFlags(volatile void *VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
 {
-       tTabEnt *ent;
-       if( !(gaPageDir[VAddr >> 22] & 1) )     return ;
-       if( !(gaPageTable[VAddr >> 12] & 1) )   return ;
+       Uint    pagenum = (tVAddr)VAddr >> 12;
+       if( !(gaPageDir[pagenum >> 10] & 1) )   return ;
+       if( !(gaPageTable[pagenum] & 1) )       return ;
        
-       ent = &gaPageTable[VAddr >> 12];
+       tTabEnt *ent = &gaPageTable[pagenum];
        
        // Read-Only
        if( Mask & MM_PFLAG_RO )
@@ -841,7 +841,7 @@ void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
                        *ent &= ~PF_WRITE;
                }
                else {
-                       gaPageDir[VAddr >> 22] |= PF_WRITE;
+                       gaPageDir[pagenum >> 10] |= PF_WRITE;
                        *ent |= PF_WRITE;
                }
        }
@@ -853,7 +853,7 @@ void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
                        *ent &= ~PF_USER;
                }
                else {
-                       gaPageDir[VAddr >> 22] |= PF_USER;
+                       gaPageDir[pagenum >> 10] |= PF_USER;
                        *ent |= PF_USER;
                }
        }
@@ -878,17 +878,17 @@ void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
 /**
  * \brief Get the flags on a page
  */
-Uint MM_GetFlags(tVAddr VAddr)
+Uint MM_GetFlags(volatile const void *VAddr)
 {
-       tTabEnt *ent;
-       Uint    ret = 0;
+       Uint    pagenum = (tVAddr)VAddr >> 12;
        
        // Validity Check
-       if( !(gaPageDir[VAddr >> 22] & 1) )     return 0;
-       if( !(gaPageTable[VAddr >> 12] & 1) )   return 0;
+       if( !(gaPageDir[pagenum >> 10] & 1) )   return 0;
+       if( !(gaPageTable[pagenum] & 1) )       return 0;
        
-       ent = &gaPageTable[VAddr >> 12];
+       tTabEnt *ent = &gaPageTable[pagenum];
        
+       Uint    ret = 0;
        // Read-Only
        if( !(*ent & PF_WRITE) )        ret |= MM_PFLAG_RO;
        // Kernel
@@ -1145,28 +1145,28 @@ void *MM_AllocDMA(int Pages, int MaxBits, tPAddr *PhysAddr)
  * \fn void MM_UnmapHWPages(tVAddr VAddr, Uint Number)
  * \brief Unmap a hardware page
  */
-void MM_UnmapHWPages(tVAddr VAddr, Uint Number)
+void MM_UnmapHWPages(volatile void *Base, Uint Number)
 {
-        int    i, j;
-       
+       tVAddr  VAddr = (tVAddr)Base;
        //Log_Debug("VirtMem", "MM_UnmapHWPages: (VAddr=0x%08x, Number=%i)", VAddr, Number);
 
        //
        if( KERNEL_BASE <= VAddr && VAddr < KERNEL_BASE + 1024*1024 )
-               return ;        
+               return ;
+       
+       Uint pagenum = VAddr >> 12;
 
        // Sanity Check
        if(VAddr < HW_MAP_ADDR || VAddr+Number*0x1000 > HW_MAP_MAX)     return;
        
-       i = VAddr >> 12;
        
        Mutex_Acquire( &glTempMappings );       // Temp and HW share a directory, so they share a lock
        
-       for( j = 0; j < Number; j++ )
+       for( Uint i = 0; i < Number; i ++ )
        {
-               MM_DerefPhys( gaPageTable[ i + j ] & ~0xFFF );
-               gaPageTable[ i + j ] = 0;
-               INVLPG( (tVAddr)(i+j) << 12 );
+               MM_DerefPhys( gaPageTable[ pagenum + i ] & ~0xFFF );
+               gaPageTable[ pagenum + i ] = 0;
+               INVLPG( (tVAddr)(pagenum + i) << 12 );
        }
        
        Mutex_Release( &glTempMappings );

UCC git Repository :: git.ucc.asn.au