A Total Overhaul on the Lunaix's Virtual Memory Model (#26)
[lunaix-os.git] / lunaix-os / kernel / mm / vmm.c
index 2f8d726ef86c669c23d100ac729f7765c1b00211..6b497b8f60b0bb6c4eaea6122d6a18550d6fbe1b 100644 (file)
-#include <libc/string.h>
-#include <lunaix/mm/page.h>
+#include <klibc/string.h>
 #include <lunaix/mm/pmm.h>
 #include <lunaix/mm/vmm.h>
-#include <lunaix/assert.h>
-#include <hal/cpu.h>
+#include <lunaix/spike.h>
+#include <lunaix/syslog.h>
+
+#include <sys/cpu.h>
+#include <sys/mm/mm_defs.h>
+
+LOG_MODULE("VM")
 
 void
 vmm_init()
 {
-    // TODO: something here?
+    // XXX: something here?
 }
 
-ptd_t*
-vmm_init_pd()
+pte_t 
+vmm_alloc_page(pte_t* ptep, pte_t pte)
 {
-    ptd_t* dir = pmm_alloc_page();
-    for (size_t i = 0; i < PG_MAX_ENTRIES; i++) {
-        dir[i] = 0;
+    ptr_t pa = pmm_alloc_page(PP_FGPERSIST);
+    if (!pa) {
+        return null_pte;
     }
 
-    // 递归映射,方便我们在软件层面进行查表地址转换
-    dir[PG_MAX_ENTRIES - 1] = NEW_L1_ENTRY(T_SELF_REF_PERM, dir);
+    pte = pte_setpaddr(pte, pa);
+    pte = pte_mkloaded(pte);
+    set_pte(ptep, pte);
 
-    return dir;
-}
+    mount_page(PG_MOUNT_1, pa);
+    memset((void*)PG_MOUNT_1, 0, LFT_SIZE);
+    unmount_page(PG_MOUNT_1);
 
-int
-__vmm_map_internal(uint32_t l1_inx, uint32_t l2_inx, uintptr_t pa, pt_attr attr) {
-    ptd_t* l1pt = (ptd_t*)L1_BASE_VADDR;
-    pt_t* l2pt = (pt_t*)L2_VADDR(l1_inx);
+    cpu_flush_page((ptr_t)ptep);
 
-    // See if attr make sense
-    assert(attr <= 128);
+    return pte;
+}
 
-    if(!l1pt[l1_inx]) {
-        uint8_t* new_l1pt_pa = pmm_alloc_page();
+int
+vmm_set_mapping(ptr_t mnt, ptr_t va, ptr_t pa, pte_attr_t prot)
+{
+    assert(!va_offset(va));
 
-        // 物理内存已满!
-        if (!new_l1pt_pa) {
-            return 0;
-        }
+    pte_t* ptep = mkptep_va(mnt, va);
+    pte_t  pte  = mkpte(pa, prot);
 
-        l1pt[l1_inx] = NEW_L1_ENTRY(attr, new_l1pt_pa);
-        memset((void*)L2_VADDR(l1_inx), 0, PM_PAGE_SIZE);
-    }
-
-    l2pt[l2_inx] = NEW_L2_ENTRY(attr, pa);
+    set_pte(ptep, pte);
 
     return 1;
 }
 
-void*
-vmm_map_page(void* va, void* pa, pt_attr tattr)
+ptr_t
+vmm_del_mapping(ptr_t mnt, ptr_t va)
 {
-    // 显然,对空指针进行映射没有意义。
-    if (!pa || !va) {
-        return NULL;
-    }
+    assert(!va_offset(va));
 
-    assert(((uintptr_t)va & 0xFFFU) == 0)
-    assert(((uintptr_t)pa & 0xFFFU) == 0)
-
-    uint32_t l1_index = L1_INDEX(va);
-    uint32_t l2_index = L2_INDEX(va);
-    ptd_t* l1pt = (ptd_t*)L1_BASE_VADDR;
-
-    // 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)
-    ptd_t l1pte = l1pt[l1_index];
-    pt_t* l2pt = (pt_t*)L2_VADDR(l1_index);
-    while (l1pte && l1_index < PG_MAX_ENTRIES) {
-        if (l2_index == PG_MAX_ENTRIES) {
-            l1_index++;
-            l2_index = 0;
-            l1pte = l1pt[l1_index];
-            l2pt = (pt_t*)L2_VADDR(l1_index);
-        }
-        // 页表有空位,只需要开辟一个新的 PTE (Level 2)
-        if (l2pt && !l2pt[l2_index]) {
-            l2pt[l2_index] = NEW_L2_ENTRY(tattr, pa);
-            return (void*)V_ADDR(l1_index, l2_index, PG_OFFSET(va));
-        }
-        l2_index++;
-    }
+    pte_t* ptep = mkptep_va(mnt, va);
 
-    // 页目录与所有页表已满!
-    if (l1_index > PG_MAX_ENTRIES) {
-        return NULL;
-    }
+    pte_t old = *ptep;
 
-    if (!__vmm_map_internal(l1_index, l2_index, pa, tattr)) {
-        return NULL;
-    }
+    set_pte(ptep, null_pte);
 
-    return (void*)V_ADDR(l1_index, l2_index, PG_OFFSET(va));
+    return pte_paddr(old);
 }
 
-void*
-vmm_fmap_page(void* va, void* pa, pt_attr tattr) {
-    if (!pa || !va) {
-        return NULL;
-    }
-
-    assert(((uintptr_t)va & 0xFFFU) == 0)
-    assert(((uintptr_t)pa & 0xFFFU) == 0)
+pte_t
+vmm_tryptep(pte_t* ptep, size_t lvl_size)
+{
+    ptr_t va = ptep_va(ptep, lvl_size);
+    pte_t* _ptep = mkl0tep(ptep);
+    pte_t pte;
+
+    if (pte_isnull(pte = *_ptep) || _ptep == ptep) 
+        return pte;
+
+#if LnT_ENABLED(1)
+    _ptep = getl1tep(_ptep, va);
+    if (_ptep == ptep || pte_isnull(pte = *_ptep)) 
+        return pte;
+#endif
+#if LnT_ENABLED(2)
+    _ptep = getl2tep(_ptep, va);
+    if (_ptep == ptep || pte_isnull(pte = *_ptep)) 
+        return pte;
+#endif
+#if LnT_ENABLED(3)
+    _ptep = getl3tep(_ptep, va);
+    if (_ptep == ptep || pte_isnull(pte = *_ptep)) 
+        return pte;
+#endif
+    _ptep = getlftep(_ptep, va);
+    return *_ptep;
+}
 
-    uint32_t l1_index = L1_INDEX(va);
-    uint32_t l2_index = L2_INDEX(va);
+ptr_t
+vmm_v2pat(ptr_t mnt, ptr_t va)
+{
+    ptr_t  va_off = va_offset(va);
+    pte_t* ptep   = mkptep_va(mnt, va);
 
-    if (!__vmm_map_internal(l1_index, l2_index, pa, tattr)) {
-        return NULL;
-    }
+    return pte_paddr(pte_at(ptep)) + va_off;
+}
 
-    cpu_invplg(va);
+ptr_t
+vms_mount(ptr_t mnt, ptr_t vms_root)
+{
+    assert(vms_root);
 
-    return (void*)V_ADDR(l1_index, l2_index, PG_OFFSET(va));
+    pte_t* ptep = mkl0tep_va(VMS_SELF, mnt);
+    set_pte(ptep, mkpte(vms_root, KERNEL_DATA));
+    cpu_flush_page(mnt);
+    return mnt;
 }
 
-void*
-vmm_alloc_page(void* vpn, pt_attr tattr)
+ptr_t
+vms_unmount(ptr_t mnt)
 {
-    void* pp = pmm_alloc_page();
-    void* result = vmm_map_page(vpn, pp, tattr);
-    if (!result) {
-        pmm_free_page(pp);
-    }
-    return result;
+    pte_t* ptep = mkl0tep_va(VMS_SELF, mnt);
+    set_pte(ptep, null_pte);
+    cpu_flush_page(mnt);
+    return mnt;
 }
 
+
 void
-vmm_unmap_page(void* va)
+ptep_alloc_hierarchy(pte_t* ptep, ptr_t va, pte_attr_t prot)
 {
-    assert(((uintptr_t)va & 0xFFFU) == 0)
-
-    uint32_t l1_index = L1_INDEX(va);
-    uint32_t l2_index = L2_INDEX(va);
-    ptd_t* l1pt = (ptd_t*)L1_BASE_VADDR;
-
-    ptd_t l1pte = l1pt[l1_index];
+    pte_t* _ptep;
+    
+    _ptep = mkl0tep(ptep);
+    if (_ptep == ptep) {
+        return;
+    }
 
-    if (l1pte) {
-        pt_t* l2pt = (pt_t*)L2_VADDR(l1_index);
-        uint32_t l2pte = l2pt[l2_index];
-        if (IS_CACHED(l2pte) && pmm_free_page((void*)l2pte)) {
-            cpu_invplg(va);
-        }
-        l2pt[l2_index] = 0;
+    _ptep = mkl1t(_ptep, va, prot);
+    if (_ptep == ptep) {
+        return;
     }
-}
 
-v_mapping
-vmm_lookup(void* va)
-{
-    assert(((uintptr_t)va & 0xFFFU) == 0)
-
-    uint32_t l1_index = L1_INDEX(va);
-    uint32_t l2_index = L2_INDEX(va);
-    uint32_t po = PG_OFFSET(va);
-    ptd_t* l1pt = (ptd_t*)L1_BASE_VADDR;
-
-    ptd_t l1pte = l1pt[l1_index];
-
-    v_mapping mapping = { .flags = 0, .pa = 0, .pn = 0 };
-    if (l1pte) {
-        pt_t l2pte = ((pt_t*)L2_VADDR(l1_index))[l2_index];
-        if (l2pte) {
-            uintptr_t ppn = l2pte >> PG_SIZE_BITS;
-            mapping.flags = PG_ENTRY_FLAGS(l2pte);
-            mapping.pa = PG_ENTRY_ADDR(l2pte);
-            mapping.pn = mapping.pa >> PG_SIZE_BITS;
-        }
+    _ptep = mkl2t(_ptep, va, prot);
+    if (_ptep == ptep) {
+        return;
     }
 
-    return mapping;
-}
+    _ptep = mkl3t(_ptep, va, prot);
+    if (_ptep == ptep) {
+        return;
+    }
 
-void*
-vmm_v2p(void* va) {
-    return vmm_lookup(va).pa;
+    _ptep = mklft(_ptep, va, prot);
+    assert(_ptep == ptep);
 }
\ No newline at end of file