source: trunk/hal/x86_64/core/hal_gpt.c @ 83

Last change on this file since 83 was 83, checked in by max@…, 5 years ago

we want to have the LAPIC non-cacheable

File size: 7.4 KB
Line 
1/*
2 * hal_gpt.c - implementation of the Generic Page Table API for x86_64
3 *
4 * Copyright (c) 2017 Maxime Villard
5 *
6 * This file is part of ALMOS-MKH.
7 *
8 * ALMOS-MKH is free software; you can redistribute it and/or modify it
9 * under the terms of the GNU General Public License as published by
10 * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License.
11 *
12 * ALMOS-MKH is distributed in the hope that it will be useful, but
13 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15 * General Public License for more details.
16 *
17 * You should have received a copy of the GNU General Public License
18 * along with ALMOS-MKH.; if not, write to the Free Software Foundation,
19 * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20 */
21
22#include <hal_types.h>
23#include <hal_boot.h> /* XXX */
24#include <hal_gpt.h>
25#include <hal_special.h>
26#include <hal_internal.h>
27
28#include <printk.h>
29#include <bits.h>
30#include <string.h>
31#include <process.h>
32#include <kmem.h>
33#include <thread.h>
34#include <cluster.h>
35#include <ppm.h>
36#include <page.h>
37
38#define VA_SIGN_MASK            0xffff000000000000
39#define VA_SIGN_POS(va)         ((va) & ~VA_SIGN_MASK)
40
41#define pl1_i(VA)       (((VA_SIGN_POS(VA)) & L1_FRAME) >> L1_SHIFT)
42#define pl2_i(VA)       (((VA_SIGN_POS(VA)) & L2_FRAME) >> L2_SHIFT)
43#define pl3_i(VA)       (((VA_SIGN_POS(VA)) & L3_FRAME) >> L3_SHIFT)
44#define pl4_i(VA)       (((VA_SIGN_POS(VA)) & L4_FRAME) >> L4_SHIFT)
45
46extern vaddr_t __kernel_end;
47size_t kimg_size __in_kdata = 0;
48
49paddr_t pa_avail __in_kdata = 0;
50vaddr_t va_avail __in_kdata = 0;
51vaddr_t tmpva __in_kdata = (KERNBASE + NKL2_KIMG_ENTRIES * NBPD_L2);
52
53paddr_t hal_gpt_bootstrap_palloc(size_t npages)
54{
55        paddr_t pa = pa_avail;
56        pa_avail += npages * PAGE_SIZE;
57        return pa;
58}
59
60vaddr_t hal_gpt_bootstrap_valloc(size_t npages)
61{
62        vaddr_t va = va_avail;
63        va_avail += npages * PAGE_SIZE;
64        return va;
65}
66
67/*
68 * Reset the bootstrap VA we've used in cluster0 so far. After this
69 * function, cluster0's heap is empty.
70 */
71void hal_gpt_bootstrap_reset()
72{
73        size_t npages = (va_avail - (CLUSTER_MIN_VA(0) + KERNEL_VA_SIZE)) / PAGE_SIZE;
74        hal_gpt_leave_range(CLUSTER_MIN_VA(0) + KERNEL_VA_SIZE, npages);
75}
76
77void hal_gpt_enter(vaddr_t va, paddr_t pa, pt_entry_t flags)
78{
79        XASSERT(va % PAGE_SIZE == 0);
80        XASSERT(pa % PAGE_SIZE == 0);
81        XASSERT(va == tmpva || PTE_BASE[pl1_i(va)] == 0);
82        PTE_BASE[pl1_i(va)] = (pa & PG_FRAME) | flags;
83        invlpg(va);
84}
85
86void hal_gpt_enter_range(vaddr_t va, paddr_t pa, size_t n)
87{
88        pt_entry_t flags = PG_V | PG_KW | PG_NX;
89        size_t i;
90        for (i = 0; i < n; i++) {
91                hal_gpt_enter(va + i * PAGE_SIZE, pa + i * PAGE_SIZE, flags);
92        }
93}
94
95void hal_gpt_leave(vaddr_t va)
96{
97        XASSERT(va % PAGE_SIZE == 0);
98        XASSERT(PTE_BASE[pl1_i(va)] != 0);
99        PTE_BASE[pl1_i(va)] = 0;
100        invlpg(va);
101}
102
103void hal_gpt_leave_range(vaddr_t va, size_t n)
104{
105        size_t i;
106        for (i = 0; i < n; i++) {
107                hal_gpt_leave(va + i * PAGE_SIZE);
108        }
109}
110
111/*
112 * Create a page tree that can map va_start->va_end. The caller can then
113 * enter these addresses to physical locations.
114 *
115 * This functions is a bit complicated, and may need to be revisited.
116 */
117void hal_gpt_maptree_area(vaddr_t va_start, vaddr_t va_end)
118{
119        pt_entry_t flags = PG_V| PG_KW | PG_NX;
120        size_t L4start, L4end, nL4e;
121        size_t L3start, L3end, nL3e;
122        size_t L2start, L2end, nL2e;
123        paddr_t L3page, L2page, L1page;
124        paddr_t pa;
125        size_t i, npa;
126        pt_entry_t *pde;
127
128        /* Allocate L3 */
129        L4start = pl4_i(va_start);
130        L4end = pl4_i(va_end);
131        nL4e = (L4end - L4start + 1);
132        L3page = hal_gpt_bootstrap_palloc(nL4e);
133
134        /* Allocate L2 */
135        L3start = pl3_i(va_start);
136        L3end = pl3_i(va_end);
137        nL3e = (L3end - L3start + 1);
138        L2page = hal_gpt_bootstrap_palloc(nL3e);
139
140        /* Allocate L1 */
141        L2start = pl2_i(va_start);
142        L2end = pl2_i(va_end);
143        nL2e = (L2end - L2start + 1);
144        L1page = hal_gpt_bootstrap_palloc(nL2e);
145
146        /* Zero out L1 */
147        for (i = 0; i < nL2e; i++) {
148                pa = L1page + i * PAGE_SIZE;
149                hal_gpt_enter(tmpva, pa, flags);
150
151                memset((void *)tmpva, 0, PAGE_SIZE);
152        }
153
154        /* Zero out L2 */
155        for (i = 0; i < nL3e; i++) {
156                pa = L2page + i * PAGE_SIZE;
157                hal_gpt_enter(tmpva, pa, flags);
158
159                memset((void *)tmpva, 0, PAGE_SIZE);
160        }
161
162        /* Zero out L3 */
163        for (i = 0; i < nL4e; i++) {
164                pa = L3page + i * PAGE_SIZE;
165                hal_gpt_enter(tmpva, pa, flags);
166
167                memset((void *)tmpva, 0, PAGE_SIZE);
168        }
169
170        /* Create L2, linked to L1 */
171        npa = (L2start / NPDPG) * PAGE_SIZE;
172        for (i = L2start; i <= L2end; i++) {
173                pa = (paddr_t)&(((pt_entry_t *)L2page)[i]);
174                pa -= npa;      /* shift on the left */
175                pa &= PG_FRAME; /* rounddown to a page boundary */
176                hal_gpt_enter(tmpva, pa, flags);
177
178                pde = (pt_entry_t *)tmpva;
179                pa = L1page + (i - L2start) * PAGE_SIZE;
180                pde[i % NPDPG] = (pa & PG_FRAME) | PG_V | PG_KW;
181        }
182
183        /* Create L3, linked to L2 */
184        npa = (L3start / NPDPG) * PAGE_SIZE;
185        for (i = L3start; i <= L3end; i++) {
186                pa = (paddr_t)&(((pt_entry_t *)L3page)[i]);
187                pa -= npa;      /* shift on the left */
188                pa &= PG_FRAME; /* rounddown to a page boundary */
189                hal_gpt_enter(tmpva, pa, flags);
190
191                pde = (pt_entry_t *)tmpva;
192                pa = L2page + (i - L3start) * PAGE_SIZE;
193                pde[i % NPDPG] = (pa & PG_FRAME) | PG_V | PG_KW;
194        }
195
196        /* Link L3 into L4 */
197        for (i = 0; i < nL4e; i++) {
198                pa = L3page + i * PAGE_SIZE;
199                L4_BASE[L4start + i] = (pa & PG_FRAME) | PG_V | PG_KW;
200        }
201}
202
203void hal_gpt_init(paddr_t firstpa)
204{
205        paddr_t kimg_min_pa = 0;
206
207        /* Initialize global values */
208        pa_avail = firstpa;
209        va_avail = CLUSTER_MIN_VA(0) + KERNEL_VA_SIZE;
210        kimg_size = ((uint64_t)&__kernel_end - KERNBASE);
211        XASSERT(kimg_size % PAGE_SIZE == 0);
212        kimg_size = kimg_size / PAGE_SIZE;
213
214        /* Create cluster0's heap entry. */
215        hal_gpt_maptree_area(CLUSTER_MIN_VA(0), CLUSTER_MAX_VA(0));
216
217        /* Manually enter cluster0's kimg */
218        hal_gpt_enter_range(CLUSTER_MIN_VA(0), kimg_min_pa, kimg_size);
219}
220
221/* -------------------------------------------------------------------------- */
222
223/****************************************************************************************
224 * These global variables defines the masks for the Generic Page Table Entry attributes,
225 * and must be defined in all GPT implementation.
226 ***************************************************************************************/
227
228uint32_t  GPT_MAPPED;
229uint32_t  GPT_SMALL;
230uint32_t  GPT_READABLE;
231uint32_t  GPT_WRITABLE; 
232uint32_t  GPT_EXECUTABLE;
233uint32_t  GPT_CACHABLE; 
234uint32_t  GPT_USER; 
235uint32_t  GPT_DIRTY;
236uint32_t  GPT_ACCESSED;
237uint32_t  GPT_GLOBAL;
238uint32_t  GPT_COW;
239uint32_t  GPT_SWAP;
240uint32_t  GPT_LOCKED;
241
242error_t hal_gpt_create( gpt_t * gpt )
243{
244        x86_panic((char *)__func__);
245        return 0;
246}
247
248void hal_gpt_destroy( gpt_t * gpt )
249{
250        x86_panic((char *)__func__);
251}
252
253void hal_gpt_print( gpt_t * gpt )
254{
255        x86_panic((char *)__func__);
256}
257
258error_t hal_gpt_set_pte( gpt_t   * gpt,
259                         vpn_t     vpn,
260                         ppn_t     ppn,
261                         uint32_t  attr )
262{
263        x86_panic((char *)__func__);
264        return 0;
265}
266
267void hal_gpt_get_pte( gpt_t    * gpt,
268                      vpn_t      vpn,
269                      uint32_t * attr,
270                      ppn_t    * ppn )
271{
272        x86_panic((char *)__func__);
273}
274
275void hal_gpt_reset_pte( gpt_t * gpt,
276                        vpn_t   vpn )
277{
278        x86_panic((char *)__func__);
279}
280
281error_t hal_gpt_lock_pte( gpt_t * gpt,
282                          vpn_t   vpn )
283{
284        x86_panic((char *)__func__);
285        return 0;
286}
287
288error_t hal_gpt_unlock_pte( gpt_t * gpt,
289                            vpn_t   vpn )
290{
291        x86_panic((char *)__func__);
292        return 0;
293}
294
295error_t hal_gpt_copy( gpt_t  * dst_gpt,
296                      gpt_t  * src_gpt,
297                      bool_t   cow )
298{
299        x86_panic((char *)__func__);
300    return 0;
301}
302
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.