lunaix-os/arch/i386/boot/hhk.c

   1 #include <sys/boot/multiboot.h>
   2 #include <lunaix/common.h>
   3 #include <lunaix/mm/page.h>
   4
   5 #define PT_ADDR(ptd, pt_index) ((ptd_t*)ptd + (pt_index + 1) * 1024)
   6 #define SET_PDE(ptd, pde_index, pde) *((ptd_t*)ptd + pde_index) = pde;
   7 #define SET_PTE(ptd, pt_index, pte_index, pte)                                 \
   8     *(PT_ADDR(ptd, pt_index) + pte_index) = pte;
   9 #define sym_val(sym) (ptr_t)(&sym)
  10
  11 #define KERNEL_PAGE_COUNT                                                      \
  12     ((sym_val(__kernel_end) - sym_val(__kernel_start) + 0x1000 - 1) >> 12);
  13 #define HHK_PAGE_COUNT ((sym_val(__init_hhk_end) - 0x100000 + 0x1000 - 1) >> 12)
  14
  15 // use table #1
  16 #define PG_TABLE_IDENTITY 0
  17
  18 // use table #2-8
  19 // hence the max size of kernel is 8MiB
  20 #define PG_TABLE_KERNEL 1
  21
  22 // use table #9
  23 #define PG_TABLE_STACK 8
  24
  25 // Provided by linker (see linker.ld)
  26 extern u8_t __kernel_start;
  27 extern u8_t __kernel_end;
  28 extern u8_t __ktext_start;
  29 extern u8_t __ktext_end;
  30
  31 extern u8_t __init_hhk_end;
  32 extern u8_t _k_stack;
  33
  34 #define boot_text __attribute__((section(".hhk_init_text")))
  35 #define boot_data __attribute__((section(".hhk_init_data")))
  36
  37 void boot_text
  38 _init_page(x86_page_table* ptd)
  39 {
  40     ptd->entry[0] = NEW_L1_ENTRY(PG_PREM_RW, (ptd_t*)ptd + PG_MAX_ENTRIES);
  41
  42     // 对低1MiB空间进行对等映射（Identity
  43     // mapping），也包括了我们的VGA，方便内核操作。
  44     x86_page_table* id_pt =
  45       (x86_page_table*)GET_PG_ADDR(ptd->entry[PG_TABLE_IDENTITY]);
  46
  47     for (u32_t i = 0; i < 256; i++) {
  48         id_pt->entry[i] = NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, (i << PG_SIZE_BITS));
  49     }
  50
  51     // 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
  52     // jmp 指令来跳转至
  53     //  内核的入口点
  54     for (u32_t i = 0; i < HHK_PAGE_COUNT; i++) {
  55         id_pt->entry[256 + i] =
  56           NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, 0x100000 + (i << PG_SIZE_BITS));
  57     }
  58
  59     // --- 将内核重映射至高半区 ---
  60
  61     // 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
  62     // Index）
  63     u32_t kernel_pde_index = L1_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  64     u32_t kernel_pte_index = L2_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  65     u32_t kernel_pg_counts = KERNEL_PAGE_COUNT;
  66
  67     // 将内核所需要的页表注册进页目录
  68     //  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）
  69     //  这里分配了3个页表（12MiB），未雨绸缪。
  70     for (u32_t i = 0; i < PG_TABLE_STACK - PG_TABLE_KERNEL; i++) {
  71         ptd->entry[kernel_pde_index + i] =
  72           NEW_L1_ENTRY(PG_PREM_RW, PT_ADDR(ptd, PG_TABLE_KERNEL + i));
  73     }
  74
  75     // 首先，检查内核的大小是否可以fit进我们这几个表（12MiB）
  76     if (kernel_pg_counts >
  77         (PG_TABLE_STACK - PG_TABLE_KERNEL) * PG_MAX_ENTRIES) {
  78         // ERROR: require more pages
  79         //  here should do something else other than head into blocking
  80         asm("ud2");
  81     }
  82
  83     // 计算内核.text段的物理地址
  84     ptr_t kernel_pm = V2P(&__kernel_start);
  85     ptr_t ktext_start = V2P(&__ktext_start);
  86     ptr_t ktext_end = V2P(&ktext_end);
  87
  88     // 重映射内核至高半区地址（>=0xC0000000）
  89     for (u32_t i = 0; i < kernel_pg_counts; i++) {
  90         ptr_t paddr = kernel_pm + (i << PG_SIZE_BITS);
  91         u32_t flags = PG_PREM_RW;
  92
  93         if (paddr >= ktext_start && paddr <= ktext_end) {
  94             flags = PG_PREM_R;
  95         }
  96
  97         SET_PTE(ptd,
  98                 PG_TABLE_KERNEL,
  99                 kernel_pte_index + i,
 100                 NEW_L2_ENTRY(flags, paddr))
 101     }
 102
 103     // 最后一个entry用于循环映射
 104     ptd->entry[PG_MAX_ENTRIES - 1] = NEW_L1_ENTRY(T_SELF_REF_PERM, ptd);
 105 }
 106
 107 u32_t boot_text
 108 __save_subset(u8_t* destination, u8_t* base, unsigned int size)
 109 {
 110     unsigned int i = 0;
 111     for (; i < size; i++) {
 112         *(destination + i) = *(base + i);
 113     }
 114     return i;
 115 }
 116
 117 void boot_text
 118 _save_multiboot_info(multiboot_info_t* info, u8_t* destination)
 119 {
 120     u32_t current = 0;
 121     u8_t* info_b = (u8_t*)info;
 122     for (; current < sizeof(multiboot_info_t); current++) {
 123         *(destination + current) = *(info_b + current);
 124     }
 125
 126     ((multiboot_info_t*)destination)->mmap_addr = (ptr_t)destination + current;
 127     current += __save_subset(
 128       destination + current, (u8_t*)info->mmap_addr, info->mmap_length);
 129
 130     if (present(info->flags, MULTIBOOT_INFO_DRIVE_INFO)) {
 131         ((multiboot_info_t*)destination)->drives_addr =
 132           (ptr_t)destination + current;
 133         current += __save_subset(
 134           destination + current, (u8_t*)info->drives_addr, info->drives_length);
 135     }
 136 }
 137
 138 void boot_text
 139 _hhk_init(x86_page_table* ptd, u32_t kpg_size)
 140 {
 141
 142     // 初始化 kpg 全为0
 143     //      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！
 144     u8_t* kpg = (u8_t*)ptd;
 145     for (u32_t i = 0; i < kpg_size; i++) {
 146         *(kpg + i) = 0;
 147     }
 148
 149     _init_page(ptd);
 150 }