lunaix-os/kernel/mm/vmm.c

   1 #include <klibc/string.h>
   2 #include <lunaix/mm/pmm.h>
   3 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   4 #include <lunaix/spike.h>
   5 #include <lunaix/syslog.h>
   6
   7 #include <sys/cpu.h>
   8 #include <sys/mm/mempart.h>
   9
  10 LOG_MODULE("VMM")
  11
  12 void
  13 vmm_init()
  14 {
  15     // XXX: something here?
  16 }
  17
  18 x86_page_table*
  19 vmm_init_pd()
  20 {
  21     x86_page_table* dir =
  22       (x86_page_table*)pmm_alloc_page(KERNEL_PID, PP_FGPERSIST);
  23     for (size_t i = 0; i < PG_MAX_ENTRIES; i++) {
  24         dir->entry[i] = PTE_NULL;
  25     }
  26
  27     // 递归映射，方便我们在软件层面进行查表地址转换
  28     dir->entry[PG_MAX_ENTRIES - 1] = NEW_L1_ENTRY(T_SELF_REF_PERM, dir);
  29
  30     return dir;
  31 }
  32
  33 int
  34 vmm_set_mapping(ptr_t mnt, ptr_t va, ptr_t pa, pt_attr attr, int options)
  35 {
  36     assert((ptr_t)va % PG_SIZE == 0);
  37
  38     ptr_t l1_inx = L1_INDEX(va);
  39     ptr_t l2_inx = L2_INDEX(va);
  40     x86_page_table* l1pt = (x86_page_table*)(mnt | (1023 << 12));
  41     x86_page_table* l2pt = (x86_page_table*)(mnt | (l1_inx << 12));
  42
  43     // See if attr make sense
  44     assert(attr <= 128);
  45
  46     x86_pte_t* l1pte = &l1pt->entry[l1_inx];
  47     if (!*l1pte) {
  48         x86_page_table* new_l1pt_pa =
  49           (x86_page_table*)pmm_alloc_page(KERNEL_PID, PP_FGPERSIST);
  50
  51         // 物理内存已满！
  52         if (!new_l1pt_pa) {
  53             return 0;
  54         }
  55
  56         // This must be writable
  57         *l1pte = NEW_L1_ENTRY(attr | PG_WRITE | PG_PRESENT, new_l1pt_pa);
  58
  59         // make sure our new l2 table is visible to CPU
  60         cpu_flush_page((ptr_t)l2pt);
  61
  62         memset((void*)l2pt, 0, PG_SIZE);
  63     } else {
  64         if ((attr & PG_ALLOW_USER) && !(*l1pte & PG_ALLOW_USER)) {
  65             *l1pte |= PG_ALLOW_USER;
  66         }
  67
  68         x86_pte_t pte = l2pt->entry[l2_inx];
  69         if (pte && (options & VMAP_IGNORE)) {
  70             return 1;
  71         }
  72     }
  73
  74     if (mnt == VMS_SELF) {
  75         cpu_flush_page(va);
  76     }
  77
  78     if ((options & VMAP_NOMAP)) {
  79         return 1;
  80     }
  81
  82     l2pt->entry[l2_inx] = NEW_L2_ENTRY(attr, pa);
  83     return 1;
  84 }
  85
  86 ptr_t
  87 vmm_del_mapping(ptr_t mnt, ptr_t va)
  88 {
  89     assert(((ptr_t)va & 0xFFFU) == 0);
  90
  91     u32_t l1_index = L1_INDEX(va);
  92     u32_t l2_index = L2_INDEX(va);
  93
  94     // prevent unmap of recursive mapping region
  95     if (l1_index == 1023) {
  96         return 0;
  97     }
  98
  99     x86_page_table* l1pt = (x86_page_table*)(mnt | (1023 << 12));
 100
 101     x86_pte_t l1pte = l1pt->entry[l1_index];
 102
 103     if (l1pte) {
 104         x86_page_table* l2pt = (x86_page_table*)(mnt | (l1_index << 12));
 105         x86_pte_t l2pte = l2pt->entry[l2_index];
 106
 107         cpu_flush_page(va);
 108         l2pt->entry[l2_index] = PTE_NULL;
 109
 110         return PG_ENTRY_ADDR(l2pte);
 111     }
 112
 113     return 0;
 114 }
 115
 116 int
 117 vmm_lookup(ptr_t va, v_mapping* mapping)
 118 {
 119     return vmm_lookupat(VMS_SELF, va, mapping);
 120 }
 121
 122 int
 123 vmm_lookupat(ptr_t mnt, ptr_t va, v_mapping* mapping)
 124 {
 125     u32_t l1_index = L1_INDEX(va);
 126     u32_t l2_index = L2_INDEX(va);
 127
 128     x86_page_table* l1pt = (x86_page_table*)(mnt | 1023 << 12);
 129     x86_pte_t l1pte = l1pt->entry[l1_index];
 130
 131     if (l1pte) {
 132         x86_pte_t* l2pte =
 133           &((x86_page_table*)(mnt | (l1_index << 12)))->entry[l2_index];
 134
 135         if (l2pte) {
 136             mapping->flags = PG_ENTRY_FLAGS(*l2pte);
 137             mapping->pa = PG_ENTRY_ADDR(*l2pte);
 138             mapping->pn = mapping->pa >> PG_SIZE_BITS;
 139             mapping->pte = l2pte;
 140             mapping->va = va;
 141             return 1;
 142         }
 143     }
 144
 145     return 0;
 146 }
 147
 148 ptr_t
 149 vmm_v2p(ptr_t va)
 150 {
 151     u32_t l1_index = L1_INDEX(va);
 152     u32_t l2_index = L2_INDEX(va);
 153
 154     x86_page_table* l1pt = (x86_page_table*)L1_BASE_VADDR;
 155     x86_pte_t l1pte = l1pt->entry[l1_index];
 156
 157     if (l1pte) {
 158         x86_pte_t* l2pte =
 159           &((x86_page_table*)L2_VADDR(l1_index))->entry[l2_index];
 160
 161         if (l2pte) {
 162             return PG_ENTRY_ADDR(*l2pte) | ((ptr_t)va & 0xfff);
 163         }
 164     }
 165     return 0;
 166 }
 167
 168 ptr_t
 169 vmm_v2pat(ptr_t mnt, ptr_t va)
 170 {
 171     u32_t l1_index = L1_INDEX(va);
 172     u32_t l2_index = L2_INDEX(va);
 173
 174     x86_page_table* l1pt = (x86_page_table*)(mnt | 1023 << 12);
 175     x86_pte_t l1pte = l1pt->entry[l1_index];
 176
 177     if (l1pte) {
 178         x86_pte_t* l2pte =
 179           &((x86_page_table*)(mnt | (l1_index << 12)))->entry[l2_index];
 180
 181         if (l2pte) {
 182             return PG_ENTRY_ADDR(*l2pte) | ((ptr_t)va & 0xfff);
 183         }
 184     }
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 ptr_t
 189 vmm_mount_pd(ptr_t mnt, ptr_t pde)
 190 {
 191     x86_page_table* l1pt = (x86_page_table*)L1_BASE_VADDR;
 192     l1pt->entry[(mnt >> 22)] = NEW_L1_ENTRY(T_SELF_REF_PERM, pde);
 193     cpu_flush_page(mnt);
 194     return mnt;
 195 }
 196
 197 ptr_t
 198 vmm_unmount_pd(ptr_t mnt)
 199 {
 200     x86_page_table* l1pt = (x86_page_table*)L1_BASE_VADDR;
 201     l1pt->entry[(mnt >> 22)] = 0;
 202     cpu_flush_page(mnt);
 203     return mnt;
 204 }
 205
 206 ptr_t
 207 vmm_dup_page(pid_t pid, ptr_t pa)
 208 {
 209     ptr_t new_ppg = pmm_alloc_page(pid, 0);
 210     vmm_set_mapping(VMS_SELF, PG_MOUNT_3, new_ppg, PG_PREM_RW, VMAP_NULL);
 211     vmm_set_mapping(VMS_SELF, PG_MOUNT_4, pa, PG_PREM_RW, VMAP_NULL);
 212
 213     asm volatile("movl %1, %%edi\n"
 214                  "movl %2, %%esi\n"
 215                  "rep movsl\n" ::"c"(1024),
 216                  "r"(PG_MOUNT_3),
 217                  "r"(PG_MOUNT_4)
 218                  : "memory", "%edi", "%esi");
 219
 220     vmm_del_mapping(VMS_SELF, PG_MOUNT_3);
 221     vmm_del_mapping(VMS_SELF, PG_MOUNT_4);
 222
 223     return new_ppg;
 224 }