lunaix-os/kernel/mm/vmm.c

   1 #include <lunaix/mm/page.h>
   2 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   3 #include <lunaix/mm/pmm.h>
   4 #include <libc/string.h>
   5
   6 // TODO: Move these nasty inline asm stuff into hal
   7 //      These should be arch dependent
   8 ptd_t* get_pd() {
   9     ptd_t* pd;
  10     #ifdef __ARCH_IA32
  11     __asm__(
  12         "movl %%cr3, %0\n"
  13         "andl $0xfffff000, %0"
  14         : "=r"(pd)
  15     );
  16     #endif
  17     return P2V(pd);
  18 }
  19
  20 void set_pd(ptd_t* pd) {
  21     #ifdef __ARCH_IA32
  22     __asm__(
  23         "movl %0, %%eax\n"
  24         "andl $0xfffff000, %%eax\n"
  25         "movl %%eax, %%cr3\n"
  26         :
  27         : "r" (pd)
  28     );
  29     #endif
  30 }
  31
  32 void vmm_init() {
  33     // TODO: something here?
  34 }
  35
  36 ptd_t* vmm_init_pd() {
  37     ptd_t* dir = pmm_alloc_page();
  38     for (size_t i = 0; i < 1024; i++)
  39     {
  40         dir[i] = 0;
  41     }
  42
  43     // 自己映射自己，方便我们在软件层面进行查表地址转换
  44     dir[1023] = PDE(T_SELF_REF_PERM, dir);
  45
  46     return dir;
  47 }
  48
  49 void* vmm_map_page(void* va, void* pa, pt_attr dattr, pt_attr tattr) {
  50     // 显然，对空指针进行映射没有意义。
  51     if (!pa || !va) {
  52         return NULL;
  53     }
  54
  55     uintptr_t pd_offset = PD_INDEX(va);
  56     uintptr_t pt_offset = PT_INDEX(va);
  57     ptd_t* ptd = (ptd_t*)PTD_BASE_VADDR;
  58
  59     // 在页表与页目录中找到一个可用的空位进行映射（位于va或其附近）
  60     ptd_t* pde = ptd[pd_offset];
  61     pt_t* pt = (uintptr_t)PT_VADDR(pd_offset);
  62     while (pde && pd_offset < 1024) {
  63         if (pt_offset == 1024) {
  64             pd_offset++;
  65             pt_offset = 0;
  66             pde = ptd[pd_offset];
  67             pt = (pt_t*)PT_VADDR(pd_offset);
  68         }
  69         // 页表有空位，只需要开辟一个新的 PTE
  70         if (pt && !pt[pt_offset]) {
  71             pt[pt_offset] = PTE(tattr, pa);
  72             return V_ADDR(pd_offset, pt_offset, PG_OFFSET(va));
  73         }
  74         pt_offset++;
  75     }
  76
  77     // 页目录与所有页表已满！
  78     if (pd_offset > 1024) {
  79         return NULL;
  80     }
  81
  82     // 页目录有空位，需要开辟一个新的 PDE
  83     uint8_t* new_pt_pa = pmm_alloc_page();
  84
  85     // 物理内存已满！
  86     if (!new_pt_pa) {
  87         return NULL;
  88     }
  89
  90     ptd[pd_offset] = PDE(dattr, new_pt_pa);
  91
  92     memset((void*)PT_VADDR(pd_offset), 0, PM_PAGE_SIZE);
  93     pt[pt_offset] = PTE(tattr, pa);
  94
  95     return V_ADDR(pd_offset, pt_offset, PG_OFFSET(va));
  96 }
  97
  98 void* vmm_alloc_page(void* vpn, pt_attr dattr, pt_attr tattr) {
  99     void* pp = pmm_alloc_page();
 100     void* result = vmm_map_page(vpn, pp, dattr, tattr);
 101     if (!result) {
 102         pmm_free_page(pp);
 103     }
 104     return result;
 105 }
 106
 107 void vmm_unmap_page(void* vpn) {
 108     uintptr_t pd_offset = PD_INDEX(vpn);
 109     uintptr_t pt_offset = PT_INDEX(vpn);
 110     ptd_t* self_pde = PTD_BASE_VADDR;
 111
 112     ptd_t pde = self_pde[pd_offset];
 113
 114     if (pde) {
 115         pt_t* pt = (pt_t*)PT_VADDR(pd_offset);
 116         uint32_t pte = pt[pt_offset];
 117         if (IS_CACHED(pte) && pmm_free_page(pte)) {
 118             // 刷新TLB
 119             #ifdef __ARCH_IA32
 120             __asm__("invlpg (%0)" :: "r"((uintptr_t)vpn) : "memory");
 121             #endif
 122         }
 123         pt[pt_offset] = 0;
 124     }
 125 }
 126
 127 void* vmm_v2p(void* va) {
 128     uintptr_t pd_offset = PD_INDEX(va);
 129     uintptr_t pt_offset = PT_INDEX(va);
 130     uintptr_t po = PG_OFFSET(va);
 131     ptd_t* self_pde = PTD_BASE_VADDR;
 132
 133     ptd_t pde = self_pde[pd_offset];
 134     if (pde) {
 135         pt_t pte = ((pt_t*)PT_VADDR(pd_offset))[pt_offset];
 136         if (pte) {
 137             uintptr_t ppn = pte >> 12;
 138             return (void*)P_ADDR(ppn, po);
 139         }
 140     }
 141
 142     return NULL;
 143 }