lunaix-os/arch/i386/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) (ptr_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 u8_t __kernel_start;
  28 extern u8_t __kernel_end;
  29 extern u8_t __ktext_start;
  30 extern u8_t __ktext_end;
  31
  32 extern u8_t __init_hhk_end;
  33 extern u8_t _k_stack;
  34
  35 void
  36 _init_page(x86_page_table* ptd)
  37 {
  38     ptd->entry[0] = NEW_L1_ENTRY(PG_PREM_RW, (ptd_t*)ptd + PG_MAX_ENTRIES);
  39
  40     // 对低1MiB空间进行对等映射（Identity
  41     // mapping），也包括了我们的VGA，方便内核操作。
  42     x86_page_table* id_pt =
  43       (x86_page_table*)GET_PG_ADDR(ptd->entry[PG_TABLE_IDENTITY]);
  44
  45     for (u32_t i = 0; i < 256; i++) {
  46         id_pt->entry[i] = NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, (i << PG_SIZE_BITS));
  47     }
  48
  49     // 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
  50     // jmp 指令来跳转至
  51     //  内核的入口点
  52     for (u32_t i = 0; i < HHK_PAGE_COUNT; i++) {
  53         id_pt->entry[256 + i] =
  54           NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, 0x100000 + (i << PG_SIZE_BITS));
  55     }
  56
  57     // --- 将内核重映射至高半区 ---
  58
  59     // 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
  60     // Index）
  61     u32_t kernel_pde_index = L1_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  62     u32_t kernel_pte_index = L2_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  63     u32_t kernel_pg_counts = KERNEL_PAGE_COUNT;
  64
  65     // 将内核所需要的页表注册进页目录
  66     //  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）
  67     //  这里分配了3个页表（12MiB），未雨绸缪。
  68     for (u32_t i = 0; i < PG_TABLE_STACK - PG_TABLE_KERNEL; i++) {
  69         ptd->entry[kernel_pde_index + i] =
  70           NEW_L1_ENTRY(PG_PREM_RW, 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     ptr_t kernel_pm = V2P(&__kernel_start);
  83     ptr_t ktext_start = V2P(&__ktext_start);
  84     ptr_t ktext_end = V2P(&ktext_end);
  85
  86     // 重映射内核至高半区地址（>=0xC0000000）
  87     for (u32_t i = 0; i < kernel_pg_counts; i++) {
  88         ptr_t paddr = kernel_pm + (i << PG_SIZE_BITS);
  89         u32_t flags = PG_PREM_RW;
  90
  91         if (paddr >= ktext_start && paddr <= ktext_end) {
  92             flags = PG_PREM_R;
  93         }
  94
  95         SET_PTE(ptd,
  96                 PG_TABLE_KERNEL,
  97                 kernel_pte_index + i,
  98                 NEW_L2_ENTRY(flags, paddr))
  99     }
 100
 101     // 最后一个entry用于循环映射
 102     ptd->entry[PG_MAX_ENTRIES - 1] = NEW_L1_ENTRY(T_SELF_REF_PERM, ptd);
 103 }
 104
 105 u32_t
 106 __save_subset(u8_t* destination, u8_t* base, unsigned int size)
 107 {
 108     unsigned int i = 0;
 109     for (; i < size; i++) {
 110         *(destination + i) = *(base + i);
 111     }
 112     return i;
 113 }
 114
 115 void
 116 _save_multiboot_info(multiboot_info_t* info, u8_t* destination)
 117 {
 118     u32_t current = 0;
 119     u8_t* info_b = (u8_t*)info;
 120     for (; current < sizeof(multiboot_info_t); current++) {
 121         *(destination + current) = *(info_b + current);
 122     }
 123
 124     ((multiboot_info_t*)destination)->mmap_addr = (ptr_t)destination + current;
 125     current += __save_subset(
 126       destination + current, (u8_t*)info->mmap_addr, info->mmap_length);
 127
 128     if (present(info->flags, MULTIBOOT_INFO_DRIVE_INFO)) {
 129         ((multiboot_info_t*)destination)->drives_addr =
 130           (ptr_t)destination + current;
 131         current += __save_subset(
 132           destination + current, (u8_t*)info->drives_addr, info->drives_length);
 133     }
 134 }
 135
 136 void
 137 _hhk_init(x86_page_table* ptd, u32_t kpg_size)
 138 {
 139
 140     // 初始化 kpg 全为0
 141     //      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！
 142     u8_t* kpg = (u8_t*)ptd;
 143     for (u32_t i = 0; i < kpg_size; i++) {
 144         *(kpg + i) = 0;
 145     }
 146
 147     _init_page(ptd);
 148 }