lunaix-os/arch/x86/hhk.c

   1 #include <arch/x86/boot/multiboot.h>
   2 #include <arch/x86/idt.h>
   3 #include <lunaix/common.h>
   4 #include <lunaix/mm/page.h>
   5
   6 #define PT_ADDR(ptd, pt_index) ((ptd_t*)ptd + (pt_index + 1) * 1024)
   7 #define SET_PDE(ptd, pde_index, pde) *((ptd_t*)ptd + pde_index) = pde;
   8 #define SET_PTE(ptd, pt_index, pte_index, pte)                                 \
   9     *(PT_ADDR(ptd, pt_index) + pte_index) = pte;
  10 #define sym_val(sym) (uintptr_t)(&sym)
  11
  12 #define KERNEL_PAGE_COUNT                                                      \
  13     ((sym_val(__kernel_end) - sym_val(__kernel_start) + 0x1000 - 1) >> 12);
  14 #define HHK_PAGE_COUNT ((sym_val(__init_hhk_end) - 0x100000 + 0x1000 - 1) >> 12)
  15
  16 // use table #1
  17 #define PG_TABLE_IDENTITY 0
  18
  19 // use table #2-8
  20 // hence the max size of kernel is 8MiB
  21 #define PG_TABLE_KERNEL 1
  22
  23 // use table #9
  24 #define PG_TABLE_STACK 8
  25
  26 // Provided by linker (see linker.ld)
  27 extern uint8_t __kernel_start;
  28 extern uint8_t __kernel_end;
  29 extern uint8_t __init_hhk_end;
  30 extern uint8_t _k_stack;
  31
  32 void
  33 _init_page(ptd_t* ptd)
  34 {
  35     SET_PDE(ptd, 0, NEW_L1_ENTRY(PG_PREM_RW, ptd + PG_MAX_ENTRIES))
  36
  37     // 对低1MiB空间进行对等映射（Identity
  38     // mapping），也包括了我们的VGA，方便内核操作。
  39     for (uint32_t i = 0; i < 256; i++) {
  40         SET_PTE(ptd,
  41                 PG_TABLE_IDENTITY,
  42                 i,
  43                 NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, (i << PG_SIZE_BITS)))
  44     }
  45
  46     // 对等映射我们的hhk_init，这样一来，当分页与地址转换开启后，我们依然能够照常执行最终的
  47     // jmp 指令来跳转至
  48     //  内核的入口点
  49     for (uint32_t i = 0; i < HHK_PAGE_COUNT; i++) {
  50         SET_PTE(ptd,
  51                 PG_TABLE_IDENTITY,
  52                 256 + i,
  53                 NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, 0x100000 + (i << PG_SIZE_BITS)))
  54     }
  55
  56     // --- 将内核重映射至高半区 ---
  57
  58     // 这里是一些计算，主要是计算应当映射进的 页目录 与 页表 的条目索引（Entry
  59     // Index）
  60     uint32_t kernel_pde_index = L1_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  61     uint32_t kernel_pte_index = L2_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  62     uint32_t kernel_pg_counts = KERNEL_PAGE_COUNT;
  63
  64     // 将内核所需要的页表注册进页目录
  65     //  当然，就现在而言，我们的内核只占用不到50个页（每个页表包含1024个页）
  66     //  这里分配了3个页表（12MiB），未雨绸缪。
  67     for (uint32_t i = 0; i < PG_TABLE_STACK - PG_TABLE_KERNEL; i++) {
  68         SET_PDE(ptd,
  69                 kernel_pde_index + i,
  70                 NEW_L1_ENTRY(PG_PREM_URW, PT_ADDR(ptd, PG_TABLE_KERNEL + i)))
  71     }
  72
  73     // 首先，检查内核的大小是否可以fit进我们这几个表（12MiB）
  74     if (kernel_pg_counts >
  75         (PG_TABLE_STACK - PG_TABLE_KERNEL) * PG_MAX_ENTRIES) {
  76         // ERROR: require more pages
  77         //  here should do something else other than head into blocking
  78         asm("ud2");
  79     }
  80
  81     // 计算内核.text段的物理地址
  82     uintptr_t kernel_pm = V2P(&__kernel_start);
  83
  84     // 重映射内核至高半区地址（>=0xC0000000）
  85     for (uint32_t i = 0; i < kernel_pg_counts; i++) {
  86         // FIXME: 只是用作用户模式（R3）测试！
  87         //        在实际中，内核代码除了极少部分需要暴露给R3（如从信号返回），其余的应为R0。
  88         SET_PTE(ptd,
  89                 PG_TABLE_KERNEL,
  90                 kernel_pte_index + i,
  91                 NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_URW, kernel_pm + (i << PG_SIZE_BITS)))
  92     }
  93
  94     // 最后一个entry用于循环映射
  95     SET_PDE(ptd, PG_MAX_ENTRIES - 1, NEW_L1_ENTRY(T_SELF_REF_PERM, ptd));
  96 }
  97
  98 uint32_t
  99 __save_subset(uint8_t* destination, uint8_t* base, unsigned int size)
 100 {
 101     unsigned int i = 0;
 102     for (; i < size; i++) {
 103         *(destination + i) = *(base + i);
 104     }
 105     return i;
 106 }
 107
 108 void
 109 _save_multiboot_info(multiboot_info_t* info, uint8_t* destination)
 110 {
 111     uint32_t current = 0;
 112     uint8_t* info_b = (uint8_t*)info;
 113     for (; current < sizeof(multiboot_info_t); current++) {
 114         *(destination + current) = *(info_b + current);
 115     }
 116
 117     ((multiboot_info_t*)destination)->mmap_addr =
 118       (uintptr_t)destination + current;
 119     current += __save_subset(
 120       destination + current, (uint8_t*)info->mmap_addr, info->mmap_length);
 121
 122     if (present(info->flags, MULTIBOOT_INFO_DRIVE_INFO)) {
 123         ((multiboot_info_t*)destination)->drives_addr =
 124           (uintptr_t)destination + current;
 125         current += __save_subset(destination + current,
 126                                  (uint8_t*)info->drives_addr,
 127                                  info->drives_length);
 128     }
 129 }
 130
 131 void
 132 _hhk_init(ptd_t* ptd, uint32_t kpg_size)
 133 {
 134
 135     // 初始化 kpg 全为0
 136     //      P.s. 真没想到GRUB会在这里留下一堆垃圾！ 老子的页表全乱套了！
 137     uint8_t* kpg = (uint8_t*)ptd;
 138     for (uint32_t i = 0; i < kpg_size; i++) {
 139         *(kpg + i) = 0;
 140     }
 141
 142     _init_page(ptd);
 143 }