lunaix-os/arch/x86/hhk.c

   1 #include <arch/x86/boot/multiboot.h>
   2 #include <arch/x86/idt.h>
   3 #include <lunaix/mm/page.h>
   4 #include <lunaix/common.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)       *(PT_ADDR(ptd, pt_index) + pte_index) = pte;
   9 #define sym_val(sym)                                 (uintptr_t)(&sym)
  10
  11 #define KERNEL_PAGE_COUNT           ((sym_val(__kernel_end) - sym_val(__kernel_start) + 0x1000 - 1) >> 12);
  12 #define HHK_PAGE_COUNT              ((sym_val(__init_hhk_end) - 0x100000 + 0x1000 - 1) >> 12)
  13
  14 // use table #1
  15 #define PG_TABLE_IDENTITY           0
  16
  17 // use table #2-4
  18 // hence the max size of kernel is 8MiB
  19 #define PG_TABLE_KERNEL             1
  20
  21 // use table #5
  22 #define PG_TABLE_STACK              4
  23
  24 // Provided by linker (see linker.ld)
  25 extern uint8_t __kernel_start;
  26 extern uint8_t __kernel_end;
  27 extern uint8_t __init_hhk_end;
  28 extern uint8_t _k_stack;
  29
  30 void
  31 _init_page(ptd_t* ptd) {
  32     SET_PDE(ptd, 0, NEW_L1_ENTRY(PG_PRESENT, ptd + PG_MAX_ENTRIES))
  33
  34     // 对低1MiB空间进行对等映射（Identity mapping），也包括了我们的VGA，方便内核操作。
  35     for (uint32_t i = 0; i < 256; i++)
  36     {
  37         SET_PTE(ptd, PG_TABLE_IDENTITY, i, NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, (i << PG_SIZE_BITS)))
  38     }
  39
  40     // 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 jmp 指令来跳转至
  41     //  内核的入口点
  42     for (uint32_t i = 0; i < HHK_PAGE_COUNT; i++)
  43     {
  44         SET_PTE(ptd, PG_TABLE_IDENTITY, 256 + i, NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, 0x100000 + (i << PG_SIZE_BITS)))
  45     }
  46
  47     // --- 将内核重映射至高半区 ---
  48
  49     // 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 Index）
  50     uint32_t kernel_pde_index = L1_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  51     uint32_t kernel_pte_index = L2_INDEX(sym_val(__kernel_start));
  52     uint32_t kernel_pg_counts = KERNEL_PAGE_COUNT;
  53
  54     // 将内核所需要的页表注册进页目录
  55     //  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）
  56     //  这里分配了3个页表（12MiB），未雨绸缪。
  57     for (uint32_t i = 0; i < PG_TABLE_STACK - PG_TABLE_KERNEL; i++)
  58     {
  59         SET_PDE(
  60             ptd,
  61             kernel_pde_index + i,
  62             NEW_L1_ENTRY(PG_PREM_RW, PT_ADDR(ptd, PG_TABLE_KERNEL + i))
  63         )
  64     }
  65
  66     // 首先，检查内核的大小是否可以fit进我们这几个表（12MiB）
  67     if (kernel_pg_counts > (PG_TABLE_STACK - PG_TABLE_KERNEL) * PG_MAX_ENTRIES) {
  68         // ERROR: require more pages
  69         //  here should do something else other than head into blocking
  70         while (1);
  71     }
  72
  73     // 计算内核.text段的物理地址
  74     uintptr_t kernel_pm = V2P(&__kernel_start);
  75
  76     // 重映射内核至高半区地址（>=0xC0000000）
  77     for (uint32_t i = 0; i < kernel_pg_counts; i++)
  78     {
  79         SET_PTE(
  80             ptd,
  81             PG_TABLE_KERNEL,
  82             kernel_pte_index + i,
  83             NEW_L2_ENTRY(PG_PREM_RW, kernel_pm + (i << PG_SIZE_BITS))
  84         )
  85     }
  86
  87     // 最后一个entry用于循环映射
  88     SET_PDE(
  89         ptd,
  90         PG_MAX_ENTRIES - 1,
  91         NEW_L1_ENTRY(T_SELF_REF_PERM, ptd)
  92     );
  93 }
  94
  95 uint32_t __save_subset(uint8_t* destination, uint8_t* base, unsigned int size) {
  96     unsigned int i = 0;
  97     for (; i < size; i++)
  98     {
  99         *(destination + i) = *(base + i);
 100     }
 101     return i;
 102 }
 103
 104 void
 105 _save_multiboot_info(multiboot_info_t* info, uint8_t* destination) {
 106     uint32_t current = 0;
 107     uint8_t* info_b = (uint8_t*) info;
 108     for (; current < sizeof(multiboot_info_t); current++)
 109     {
 110         *(destination + current) = *(info_b + current);
 111     }
 112
 113     ((multiboot_info_t*) destination)->mmap_addr = (uintptr_t)destination + current;
 114     current += __save_subset(destination + current, (uint8_t*)info->mmap_addr, info->mmap_length);
 115
 116     if (present(info->flags, MULTIBOOT_INFO_DRIVE_INFO)) {
 117         ((multiboot_info_t*) destination)->drives_addr = (uintptr_t)destination + current;
 118         current += __save_subset(destination + current, (uint8_t*)info->drives_addr, info->drives_length);
 119     }
 120 }
 121
 122 void
 123 _hhk_init(ptd_t* ptd, uint32_t kpg_size) {
 124
 125     // 初始化 kpg 全为0
 126     //      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！
 127     uint8_t* kpg = (uint8_t*) ptd;
 128     for (uint32_t i = 0; i < kpg_size; i++)
 129     {
 130         *(kpg + i) = 0;
 131     }
 132
 133     _init_page(ptd);
 134 }