lunaix-os/includes/lunaix/mm/vmm.h

   1 #ifndef __LUNAIX_VMM_H
   2 #define __LUNAIX_VMM_H
   3
   4 #include <lunaix/mm/pagetable.h>
   5 #include <lunaix/process.h>
   6 #include <lunaix/types.h>
   7 // Virtual memory manager
   8
   9 #define VMAP_NULL 0
  10
  11 /**
  12  * @brief 映射模式：忽略已存在映射
  13  *
  14  */
  15 #define VMAP_IGNORE 1
  16
  17 /**
  18  * @brief 映射模式：不作实际映射。该功能用于预留出特定的地址空间
  19  *
  20  */
  21 #define VMAP_NOMAP 2
  22
  23 /**
  24  * @brief 映射页墙：将虚拟地址映射为页墙，忽略给定的物理地址和页属性
  25  *
  26  */
  27 #define VMAP_GUARDPAGE 4
  28
  29 /**
  30  * @brief 规定下一个可用页映射应当限定在指定的4MB地址空间内
  31  *
  32  */
  33 #define VALLOC_PDE 1
  34
  35 /**
  36  * @brief 初始化虚拟内存管理器
  37  *
  38  */
  39 void
  40 vmm_init();
  41
  42 /**
  43  * @brief 在指定地址空间中，添加一个映射
  44  *
  45  * @param mnt 地址空间挂载点
  46  * @param va 虚拟地址
  47  * @param pa 物理地址
  48  * @param attr 映射属性
  49  * @return int
  50  */
  51 int
  52 vmm_set_mapping(ptr_t mnt, ptr_t va, ptr_t pa, pte_attr_t prot);
  53
  54 static inline void
  55 vmm_set_ptes_contig(pte_t* ptep, pte_t pte, size_t lvl_size, size_t n)
  56 {
  57     do {
  58         set_pte(ptep, pte);
  59         pte_val(pte) += lvl_size;
  60         ptep++;
  61     } while (--n > 0);
  62 }
  63
  64 static inline void
  65 vmm_set_ptes(pte_t* ptep, pte_t pte, size_t n)
  66 {
  67     do {
  68         set_pte(ptep, pte);
  69         ptep++;
  70     } while (--n > 0);
  71 }
  72
  73
  74 static inline void
  75 vmm_unset_ptes(pte_t* ptep, size_t n)
  76 {
  77     do {
  78         set_pte(ptep, null_pte);
  79         ptep++;
  80     } while (--n > 0);
  81 }
  82
  83
  84 /**
  85  * @brief 删除一个映射
  86  *
  87  * @param mnt
  88  * @param pid
  89  * @param va
  90  * @return int
  91  */
  92 ptr_t
  93 vmm_del_mapping(ptr_t mnt, ptr_t va);
  94
  95 pte_t
  96 vmm_tryptep(pte_t* ptep, size_t lvl_size);
  97
  98 /**
  99  * @brief 在指定的虚拟地址空间里查找一个映射
 100  *
 101  * @param mnt 地址空间锚定点
 102  * @param va 虚拟地址
 103  * @param mapping 映射相关属性
 104  * @return int
 105  */
 106 static inline bool
 107 vmm_lookupat(ptr_t mnt, ptr_t va, pte_t* pte_out)
 108 {
 109     pte_t pte = vmm_tryptep(mkptep_va(mnt, va), LFT_SIZE);
 110     *pte_out = pte;
 111
 112     return !pte_isnull(pte);
 113 }
 114
 115
 116 /**
 117  * @brief (COW) 为虚拟页创建副本。
 118  *
 119  * @return void* 包含虚拟页副本的物理页地址。
 120  *
 121  */
 122 ptr_t
 123 vmm_dup_page(ptr_t pa);
 124
 125 /**
 126  * @brief 挂载另一个虚拟地址空间至当前虚拟地址空间
 127  *
 128  * @param pde 页目录的物理地址
 129  * @return ptr_t
 130  */
 131 ptr_t
 132 vms_mount(ptr_t mnt, ptr_t pde);
 133
 134 /**
 135  * @brief 卸载已挂载的虚拟地址空间
 136  *
 137  */
 138 ptr_t
 139 vms_unmount(ptr_t mnt);
 140
 141 static inline ptr_t
 142 mount_page(ptr_t mnt, ptr_t pa) {
 143     assert(pa);
 144     pte_t* ptep = mkptep_va(VMS_SELF, mnt);
 145     set_pte(ptep, mkpte(pa, KERNEL_DATA));
 146     cpu_flush_page(mnt);
 147     return mnt;
 148 }
 149
 150 static inline ptr_t
 151 unmount_page(ptr_t mnt) {
 152     pte_t* ptep = mkptep_va(VMS_SELF, mnt);
 153     set_pte(ptep, null_pte);
 154     return mnt;
 155 }
 156
 157 void*
 158 vmm_ioremap(ptr_t paddr, size_t size);
 159
 160 void*
 161 vmm_next_free(ptr_t start, int options);
 162
 163 /**
 164  * @brief 将指定地址空间的虚拟地址转译为物理地址
 165  *
 166  * @param mnt 地址空间锚定点
 167  * @param va 虚拟地址
 168  * @return void*
 169  */
 170 ptr_t
 171 vmm_v2pat(ptr_t mnt, ptr_t va);
 172
 173 /**
 174  * @brief 将当前地址空间的虚拟地址转译为物理地址。
 175  *
 176  * @param va 虚拟地址
 177  * @return void*
 178  */
 179 static inline ptr_t
 180 vmm_v2p(ptr_t va)
 181 {
 182     return vmm_v2pat(VMS_SELF, va);
 183 }
 184
 185 /**
 186  * @brief Maps a number of contiguous ptes in kernel
 187  *        address space
 188  *
 189  * @param pte the pte to be mapped
 190  * @param lvl_size size of the page pointed by the given pte
 191  * @param n number of ptes
 192  * @return ptr_t
 193  */
 194 ptr_t
 195 vmap_ptes_at(pte_t pte, size_t lvl_size, int n);
 196
 197 /**
 198  * @brief Maps a number of contiguous ptes in kernel
 199  *        address space (leaf page size)
 200  *
 201  * @param pte the pte to be mapped
 202  * @param n number of ptes
 203  * @return ptr_t
 204  */
 205 static inline ptr_t
 206 vmap_leaf_ptes(pte_t pte, int n)
 207 {
 208     return vmap_ptes_at(pte, LFT_SIZE, n);
 209 }
 210
 211 /**
 212  * @brief Maps a contiguous range of physical address
 213  *        into kernel address space (leaf page size)
 214  *
 215  * @param paddr start of the physical address range
 216  * @param size size of the physical range
 217  * @param prot default protection to be applied
 218  * @return ptr_t
 219  */
 220 static inline ptr_t
 221 vmap(ptr_t paddr, size_t size, pte_attr_t prot)
 222 {
 223     pte_t _pte = mkpte(paddr, prot);
 224     return vmap_ptes_at(_pte, LFT_SIZE, leaf_count(size));
 225 }
 226
 227 #endif /* __LUNAIX_VMM_H */