Kernel/arch/x86_64/mm_virt.c

   1 /*
   2  * Acess2 x86_64 Port
   3  *
   4  * Virtual Memory Manager
   5  */
   6 #include <acess.h>
   7 #include <mm_virt.h>
   8
   9 // === CONSTANTS ===
  10 #define PML4_SHIFT      39
  11 #define PDP_SHIFT       30
  12 #define PDIR_SHIFT      21
  13 #define PTAB_SHIFT      12
  14
  15 #define PF_PRESENT      0x1
  16 #define PF_WRITE        0x2
  17 #define PF_USER         0x4
  18 #define PF_NX           0x80000000##00000000
  19 #define PF_COW          0x200
  20 #define PF_PAGED        0x400
  21
  22 // === MACROS ===
  23 #define PAGETABLE(idx)  (*((tPAddr*)MM_FRACTAL_BASE+(idx)))
  24 #define PAGEDIR(idx)    PAGETABLE((MM_FRACTAL_BASE>>12)+((idx)&0x7FFFFFF))
  25 #define PAGEDIRPTR(idx) PAGETABLE((MM_FRACTAL_BASE>>21)+((idx)&0x3FFFF))
  26 #define PAGEMAPLVL4(idx)        PAGETABLE((MM_FRACTAL_BASE>>30)+((idx)&0x1FF))
  27
  28 // === GLOBALS ===
  29
  30 // === CODE ===
  31 void MM_InitVirt(void)
  32 {
  33
  34 }
  35
  36 /**
  37  * \brief Map a physical page to a virtual one
  38  */
  39 int MM_Map(tVAddr VAddr, tPAddr PAddr)
  40 {
  41         tPAddr  tmp;
  42
  43         // Check PML4
  44         if( !(PAGEMAPLVL4(VAddr >> 39) & 1) )
  45         {
  46                 tmp = MM_AllocPhys();
  47                 if(!tmp)        return 0;
  48                 PAGEMAPLVL4(VAddr >> 39) = tmp | 3;
  49                 memset( &PAGEDIRPTR( (VAddr>>39)<<9 ), 0, 4096 );
  50         }
  51
  52         // Check PDP
  53         if( !(PAGEDIRPTR(VAddr >> 30) & 1) )
  54         {
  55                 tmp = MM_AllocPhys();
  56                 if(!tmp)        return 0;
  57                 PAGEDIRPTR(VAddr >> 30) = tmp | 3;
  58                 memset( &PAGEDIR( (VAddr>>30)<<9 ), 0, 4096 );
  59         }
  60
  61         // Check Page Dir
  62         if( !(PAGEDIR(VAddr >> 21) & 1) )
  63         {
  64                 tmp = MM_AllocPhys();
  65                 if(!tmp)        return 0;
  66                 PAGEDIR(VAddr >> 21) = tmp | 3;
  67                 memset( &PAGETABLE( (VAddr>>21)<<9 ), 0, 4096 );
  68         }
  69
  70         // Check if this virtual address is already mapped
  71         if( PAGETABLE(VAddr >> 12) & 1 )
  72                 return 0;
  73
  74         PAGETABLE(VAddr >> 12) = PAddr | 3;
  75
  76         return 1;
  77 }
  78
  79 void MM_Unmap(tVAddr VAddr)
  80 {
  81         // Check PML4
  82         if( !(PAGEMAPLVL4(VAddr >> 39) & 1) )   return ;
  83         // Check PDP
  84         if( !(PAGEDIRPTR(VAddr >> 30) & 1) )    return ;
  85         // Check Page Dir
  86         if( !(PAGEDIR(VAddr >> 21) & 1) )       return ;
  87
  88         PAGETABLE(VAddr >> 12) = 0;
  89 }
  90
  91 /**
  92  * \brief Allocate a block of memory at the specified virtual address
  93  */
  94 tPAddr MM_Allocate(tVAddr VAddr)
  95 {
  96         tPAddr  ret;
  97
  98         ret = MM_AllocPhys();
  99         if(!ret)        return 0;
 100
 101         if( !MM_Map(VAddr, ret) )
 102         {
 103                 MM_DerefPhys(ret);
 104                 return 0;
 105         }
 106
 107         return ret;
 108 }
 109
 110 void MM_Deallocate(tVAddr VAddr)
 111 {
 112         tPAddr  phys;
 113
 114         phys = MM_GetPhysAddr(VAddr);
 115         if(!phys)       return ;
 116
 117         MM_Unmap(VAddr);
 118
 119         MM_DerefPhys(phys);
 120 }
 121
 122 /**
 123  * \brief Get the physical address of a virtual location
 124  */
 125 tPAddr MM_GetPhysAddr(tVAddr Addr)
 126 {
 127         if( !(PAGEMAPLVL4(Addr >> 39) & 1) )
 128                 return 0;
 129         if( !(PAGEDIRPTR(Addr >> 30) & 1) )
 130                 return 0;
 131         if( !(PAGEDIR(Addr >> 21) & 1) )
 132                 return 0;
 133         if( !(PAGETABLE(Addr >> 12) & 1) )
 134                 return 0;
 135
 136         return (PAGETABLE(Addr >> 12) & ~0xFFF) | (Addr & 0xFFF);
 137 }
 138
 139 /**
 140  * \brief Sets the flags on a page
 141  */
 142 void MM_SetFlags(tVAddr VAddr, Uint Flags, Uint Mask)
 143 {
 144         tPAddr  *ent;
 145
 146         // Validity Check
 147         if( !(PAGEMAPLVL4(VAddr >> 39) & 1) )
 148                 return ;
 149         if( !(PAGEDIRPTR(VAddr >> 30) & 1) )
 150                 return ;
 151         if( !(PAGEDIR(VAddr >> 21) & 1) )
 152                 return ;
 153         if( !(PAGETABLE(VAddr >> 12) & 1) )
 154                 return ;
 155
 156         // Set Flags
 157         ent = &PAGETABLE(VAddr >> 12);
 158
 159         // Read-Only
 160         if( Mask & MM_PFLAG_RO )
 161         {
 162                 if( Flags & MM_PFLAG_RO ) {
 163                         *ent &= ~PF_WRITE;
 164                 }
 165                 else {
 166                         *ent |= PF_WRITE;
 167                 }
 168         }
 169
 170         // Kernel
 171         if( Mask & MM_PFLAG_KERNEL )
 172         {
 173                 if( Flags & MM_PFLAG_KERNEL ) {
 174                         *ent &= ~PF_USER;
 175                 }
 176                 else {
 177                         *ent |= PF_USER;
 178                 }
 179         }
 180
 181         // Copy-On-Write
 182         if( Mask & MM_PFLAG_COW )
 183         {
 184                 if( Flags & MM_PFLAG_COW ) {
 185                         *ent &= ~PF_WRITE;
 186                         *ent |= PF_COW;
 187                 }
 188                 else {
 189                         *ent &= ~PF_COW;
 190                         *ent |= PF_WRITE;
 191                 }
 192         }
 193
 194         // Execute
 195         if( Mask & MM_PFLAG_EXEC )
 196         {
 197                 if( Flags & MM_PFLAG_EXEC ) {
 198                         *ent &= ~PF_NX;
 199                 }
 200                 else {
 201                         *ent |= PF_NX;
 202                 }
 203         }
 204 }
 205
 206 /**
 207  * \brief Get the flags applied to a page
 208  */
 209 Uint MM_GetFlags(tVAddr VAddr)
 210 {
 211         tPAddr  *ent;
 212         Uint    ret = 0;
 213
 214         // Validity Check
 215         if( !(PAGEMAPLVL4(VAddr >> 39) & 1) )
 216                 return 0;
 217         if( !(PAGEDIRPTR(VAddr >> 30) & 1) )
 218                 return 0;
 219         if( !(PAGEDIR(VAddr >> 21) & 1) )
 220                 return 0;
 221         if( !(PAGETABLE(VAddr >> 12) & 1) )
 222                 return 0;
 223
 224         // Set Flags
 225         ent = &PAGETABLE(VAddr >> 12);
 226
 227         // Read-Only
 228         if( !(*ent & PF_WRITE) )        ret |= MM_PFLAG_RO;
 229         // Kernel
 230         if( !(*ent & PF_USER) ) ret |= MM_PFLAG_KERNEL;
 231         // Copy-On-Write
 232         if( *ent & PF_COW )     ret |= MM_PFLAG_COW;
 233         // Execute
 234         if( !(*ent & PF_NX) )   ret |= MM_PFLAG_EXEC;
 235
 236         return ret;
 237 }
 238
 239 // --- Hardware Mappings ---
 240 /**
 241  * \brief Map a range of hardware pages
 242  */
 243 tVAddr MM_MapHWPages(tPAddr PAddr, Uint Number)
 244 {
 245         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_MapHWPages");
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 /**
 250  * \brief Free a range of hardware pages
 251  */
 252 void MM_UnmapHWPages(tVAddr VAddr, Uint Number)
 253 {
 254         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_UnmapHWPages");
 255 }
 256
 257 // --- Tempory Mappings ---
 258 tVAddr MM_MapTemp(tPAddr PAddr)
 259 {
 260         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_MapTemp");
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 void MM_FreeTemp(tVAddr VAddr)
 265 {
 266         Log_KernelPanic("MM", "TODO: Implement MM_FreeTemp");
 267         return ;
 268 }
 269
 270
 271 // --- Address Space Clone --
 272 tPAddr MM_Clone(void)
 273 {
 274         tPAddr  ret;
 275
 276         // #1 Create a copy of the PML4
 277         ret = MM_AllocPhys();
 278         if(!ret)        return 0;
 279
 280         // #2 Alter the fractal pointer
 281         // #3 Set Copy-On-Write to all user pages
 282         // #4 Return
 283         return 0;
 284 }