Split off arch/x86_64/CPU.cpp into various files
All checks were successful
continuous-integration/drone/push Build is passing
All checks were successful
continuous-integration/drone/push Build is passing
This commit is contained in:
parent
799a02c883
commit
95b0091622
GPG Key ID:
B8A7D06E42258954
@ -26,6 +26,9 @@ if("${ARCH}" MATCHES "x86_64")
|
||||
src/arch/x86_64/CPU.cpp
|
||||
src/arch/x86_64/Timer.cpp
|
||||
src/arch/x86_64/Thread.cpp
|
||||
src/arch/x86_64/init/GDT.cpp
|
||||
src/arch/x86_64/init/IDT.cpp
|
||||
src/arch/x86_64/init/PIC.cpp
|
||||
)
|
||||
endif()
|
||||
|
||||
|
||||
@ -2,12 +2,10 @@
|
||||
#include "Log.h"
|
||||
#include "arch/Timer.h"
|
||||
#include "arch/x86_64/CPU.h"
|
||||
#include "arch/x86_64/IO.h"
|
||||
#include "memory/MemoryManager.h"
|
||||
#include "thread/Scheduler.h"
|
||||
#include <cpuid.h>
|
||||
#include <luna/CString.h>
|
||||
#include <luna/Check.h>
|
||||
#include <luna/Result.h>
|
||||
#include <luna/SystemError.h>
|
||||
#include <luna/Types.h>
|
||||
@ -16,280 +14,11 @@ extern "C" void enable_sse();
|
||||
extern "C" void enable_write_protect();
|
||||
extern "C" void enable_nx();
|
||||
|
||||
// FIXME: Split this into separate files?
|
||||
|
||||
// GDT code and definitions
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] GDTR
|
||||
{
|
||||
u16 size;
|
||||
u64 offset;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(GDTR) == 10UL);
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] GDTEntry
|
||||
{
|
||||
u16 limit0;
|
||||
u16 base0;
|
||||
u8 base1;
|
||||
u8 access;
|
||||
u8 limit1_flags;
|
||||
u8 base2;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(GDTEntry) == 8UL);
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] HighGDTEntry
|
||||
{
|
||||
u32 base_high;
|
||||
u32 reserved;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(HighGDTEntry) == 8UL);
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] TSS
|
||||
{
|
||||
u32 reserved0;
|
||||
u64 rsp[3];
|
||||
u64 reserved1;
|
||||
u64 ist[7];
|
||||
u64 reserved2;
|
||||
u16 reserved3;
|
||||
u16 iomap_base;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(TSS) == 104UL);
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] alignas(4096) GlobalDescriptorTable
|
||||
{
|
||||
GDTEntry null;
|
||||
GDTEntry kernel_code;
|
||||
GDTEntry kernel_data;
|
||||
GDTEntry user_code;
|
||||
GDTEntry user_data;
|
||||
GDTEntry tss;
|
||||
HighGDTEntry tss2;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static TSS task_state_segment;
|
||||
|
||||
static GlobalDescriptorTable gdt = {{0x0000, 0x0000, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0x9a, 0xaf, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0x92, 0xcf, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0xfa, 0xaf, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0xf2, 0xcf, 0x00},
|
||||
{0x0000, 0x0000, 0x00, 0xe9, 0x0f, 0x00},
|
||||
{0x00000000, 0x00000000}};
|
||||
|
||||
extern "C" void load_gdt(GDTR* gdtr);
|
||||
extern "C" void load_tr(int segment);
|
||||
|
||||
static void set_base(GDTEntry* entry, u32 base)
|
||||
{
|
||||
entry->base0 = (base & 0xFFFF);
|
||||
entry->base1 = (base >> 16) & 0xFF;
|
||||
entry->base2 = (u8)((base >> 24) & 0xFF);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void set_limit(GDTEntry* entry, u32 limit)
|
||||
{
|
||||
expect(limit <= 0xFFFFF, "Limit too big for a GDT entry");
|
||||
entry->limit0 = limit & 0xFFFF;
|
||||
entry->limit1_flags = (entry->limit1_flags & 0xF0) | ((limit >> 16) & 0xF);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void set_tss_base(GDTEntry* tss1, HighGDTEntry* tss2, u64 addr)
|
||||
{
|
||||
set_base(tss1, addr & 0xffffffff);
|
||||
tss2->base_high = (u32)(addr >> 32);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void setup_tss()
|
||||
{
|
||||
memset(&task_state_segment, 0, sizeof(TSS));
|
||||
task_state_segment.iomap_base = sizeof(TSS);
|
||||
set_tss_base(&gdt.tss, &gdt.tss2, (u64)&task_state_segment);
|
||||
set_limit(&gdt.tss, sizeof(TSS) - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void setup_gdt()
|
||||
{
|
||||
static GDTR gdtr;
|
||||
gdtr.offset = (u64)&gdt;
|
||||
gdtr.size = sizeof(GlobalDescriptorTable);
|
||||
setup_tss();
|
||||
load_gdt(&gdtr);
|
||||
load_tr(0x2b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// PIC code
|
||||
|
||||
#define PIC1_COMMAND 0x20
|
||||
#define PIC1_DATA 0x21
|
||||
#define PIC2_COMMAND 0xA0
|
||||
#define PIC2_DATA 0xA1
|
||||
#define PIC_EOI 0x20
|
||||
|
||||
#define ICW1_INIT 0x10
|
||||
#define ICW1_ICW4 0x01
|
||||
#define ICW4_8086 0x01
|
||||
|
||||
#define io_delay() IO::outb(0x80, 0)
|
||||
|
||||
static void remap_pic()
|
||||
{
|
||||
IO::outb(PIC1_COMMAND, ICW1_INIT | ICW1_ICW4);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_COMMAND, ICW1_INIT | ICW1_ICW4);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 0x20);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 0x28);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 4);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 2);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, ICW4_8086);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, ICW4_8086);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 0b11111110);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 0b11111111);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void pic_eoi(unsigned char irq)
|
||||
{
|
||||
if (irq >= 8) IO::outb(PIC2_COMMAND, PIC_EOI);
|
||||
IO::outb(PIC1_COMMAND, PIC_EOI);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void pic_eoi(Registers* regs)
|
||||
{
|
||||
pic_eoi((unsigned char)(regs->error)); // On IRQs, the error code is the IRQ number
|
||||
}
|
||||
|
||||
// IDT code and definitions
|
||||
|
||||
struct IDTEntry
|
||||
{
|
||||
u16 offset0;
|
||||
u16 selector;
|
||||
u8 ist;
|
||||
u8 type_attr;
|
||||
u16 offset1;
|
||||
u32 offset2;
|
||||
u32 ignore;
|
||||
void set_offset(u64 offset);
|
||||
u64 get_offset() const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(IDTEntry) == 16UL);
|
||||
|
||||
void IDTEntry::set_offset(u64 offset)
|
||||
{
|
||||
offset0 = (u16)(offset & 0x000000000000ffff);
|
||||
offset1 = (u16)((offset & 0x00000000ffff0000) >> 16);
|
||||
offset2 = (u32)((offset & 0xffffffff00000000) >> 32);
|
||||
}
|
||||
|
||||
u64 IDTEntry::get_offset() const
|
||||
{
|
||||
u64 offset = 0;
|
||||
offset |= (u64)offset0;
|
||||
offset |= (u64)offset1 << 16;
|
||||
offset |= (u64)offset2 << 32;
|
||||
return offset;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static IDTEntry idt[256];
|
||||
|
||||
#define IDT_TA_InterruptGate 0b10001110
|
||||
#define IDT_TA_UserInterruptGate 0b11101110
|
||||
#define IDT_TA_TrapGate 0b10001111
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] IDTR
|
||||
{
|
||||
u16 limit;
|
||||
u64 offset;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(IDTR) == 10UL);
|
||||
|
||||
static void idt_add_handler(short num, void* handler, u8 type_attr)
|
||||
{
|
||||
check(handler != nullptr);
|
||||
expect(num < 256, "IDT can only hold up to 256 entries");
|
||||
IDTEntry* const entry_for_handler = &idt[num];
|
||||
entry_for_handler->selector = 0x08;
|
||||
entry_for_handler->type_attr = type_attr;
|
||||
entry_for_handler->set_offset((u64)handler);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define INT(x) extern "C" void _isr##x()
|
||||
#define TRAP(x) idt_add_handler(x, (void*)_isr##x, IDT_TA_TrapGate)
|
||||
#define IRQ(x) idt_add_handler(x, (void*)_isr##x, IDT_TA_InterruptGate)
|
||||
|
||||
INT(0);
|
||||
INT(1);
|
||||
INT(2);
|
||||
INT(3);
|
||||
INT(4);
|
||||
INT(5);
|
||||
INT(6);
|
||||
INT(7);
|
||||
INT(8);
|
||||
INT(10);
|
||||
INT(11);
|
||||
INT(12);
|
||||
INT(13);
|
||||
INT(14);
|
||||
INT(16);
|
||||
INT(17);
|
||||
INT(18);
|
||||
INT(19);
|
||||
INT(20);
|
||||
INT(21);
|
||||
INT(32);
|
||||
|
||||
static void setup_idt()
|
||||
{
|
||||
memset(idt, 0, sizeof(idt));
|
||||
|
||||
TRAP(0);
|
||||
TRAP(1);
|
||||
TRAP(2);
|
||||
TRAP(3);
|
||||
TRAP(4);
|
||||
TRAP(5);
|
||||
TRAP(6);
|
||||
TRAP(7);
|
||||
TRAP(8);
|
||||
TRAP(10);
|
||||
TRAP(11);
|
||||
TRAP(12);
|
||||
TRAP(13);
|
||||
TRAP(14);
|
||||
TRAP(16);
|
||||
TRAP(17);
|
||||
TRAP(18);
|
||||
TRAP(19);
|
||||
TRAP(20);
|
||||
TRAP(21);
|
||||
IRQ(32);
|
||||
|
||||
static IDTR idtr;
|
||||
idtr.limit = 0x0FFF;
|
||||
idtr.offset = (u64)idt;
|
||||
asm volatile("lidt %0" : : "m"(idtr));
|
||||
}
|
||||
extern void setup_gdt();
|
||||
extern void remap_pic();
|
||||
extern void pic_eoi(unsigned char irq);
|
||||
extern void pic_eoi(Registers* regs);
|
||||
extern void setup_idt();
|
||||
|
||||
// Interrupt handling
|
||||
|
||||
|
||||
@ -8,3 +8,18 @@ struct Registers // Saved CPU registers for x86-64
|
||||
u64 isr, error;
|
||||
u64 rip, cs, rflags, rsp, ss;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] TSS
|
||||
{
|
||||
u32 reserved0;
|
||||
u64 rsp[3];
|
||||
u64 reserved1;
|
||||
u64 ist[7];
|
||||
u64 reserved2;
|
||||
u16 reserved3;
|
||||
u16 iomap_base;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(TSS) == 104UL);
|
||||
|
||||
extern TSS task_state_segment;
|
||||
94
kernel/src/arch/x86_64/init/GDT.cpp
Normal file
94
kernel/src/arch/x86_64/init/GDT.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,94 @@
|
||||
#include "arch/x86_64/CPU.h"
|
||||
#include <luna/CString.h>
|
||||
#include <luna/Check.h>
|
||||
#include <luna/Types.h>
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] GDTR
|
||||
{
|
||||
u16 size;
|
||||
u64 offset;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(GDTR) == 10UL);
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] GDTEntry
|
||||
{
|
||||
u16 limit0;
|
||||
u16 base0;
|
||||
u8 base1;
|
||||
u8 access;
|
||||
u8 limit1_flags;
|
||||
u8 base2;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(GDTEntry) == 8UL);
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] HighGDTEntry
|
||||
{
|
||||
u32 base_high;
|
||||
u32 reserved;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(HighGDTEntry) == 8UL);
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] alignas(4096) GlobalDescriptorTable
|
||||
{
|
||||
GDTEntry null;
|
||||
GDTEntry kernel_code;
|
||||
GDTEntry kernel_data;
|
||||
GDTEntry user_code;
|
||||
GDTEntry user_data;
|
||||
GDTEntry tss;
|
||||
HighGDTEntry tss2;
|
||||
};
|
||||
|
||||
TSS task_state_segment;
|
||||
|
||||
static GlobalDescriptorTable gdt = {{0x0000, 0x0000, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0x9a, 0xaf, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0x92, 0xcf, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0xfa, 0xaf, 0x00},
|
||||
{0xffff, 0x0000, 0x00, 0xf2, 0xcf, 0x00},
|
||||
{0x0000, 0x0000, 0x00, 0xe9, 0x0f, 0x00},
|
||||
{0x00000000, 0x00000000}};
|
||||
|
||||
extern "C" void load_gdt(GDTR* gdtr);
|
||||
extern "C" void load_tr(int segment);
|
||||
|
||||
static void set_base(GDTEntry* entry, u32 base)
|
||||
{
|
||||
entry->base0 = (base & 0xFFFF);
|
||||
entry->base1 = (base >> 16) & 0xFF;
|
||||
entry->base2 = (u8)((base >> 24) & 0xFF);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void set_limit(GDTEntry* entry, u32 limit)
|
||||
{
|
||||
expect(limit <= 0xFFFFF, "Limit too big for a GDT entry");
|
||||
entry->limit0 = limit & 0xFFFF;
|
||||
entry->limit1_flags = (entry->limit1_flags & 0xF0) | ((limit >> 16) & 0xF);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void set_tss_base(GDTEntry* tss1, HighGDTEntry* tss2, u64 addr)
|
||||
{
|
||||
set_base(tss1, addr & 0xffffffff);
|
||||
tss2->base_high = (u32)(addr >> 32);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void setup_tss()
|
||||
{
|
||||
memset(&task_state_segment, 0, sizeof(TSS));
|
||||
task_state_segment.iomap_base = sizeof(TSS);
|
||||
set_tss_base(&gdt.tss, &gdt.tss2, (u64)&task_state_segment);
|
||||
set_limit(&gdt.tss, sizeof(TSS) - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void setup_gdt()
|
||||
{
|
||||
static GDTR gdtr;
|
||||
gdtr.offset = (u64)&gdt;
|
||||
gdtr.size = sizeof(GlobalDescriptorTable);
|
||||
setup_tss();
|
||||
load_gdt(&gdtr);
|
||||
load_tr(0x2b);
|
||||
}
|
||||
116
kernel/src/arch/x86_64/init/IDT.cpp
Normal file
116
kernel/src/arch/x86_64/init/IDT.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,116 @@
|
||||
#include <luna/CString.h>
|
||||
#include <luna/Check.h>
|
||||
#include <luna/Types.h>
|
||||
|
||||
struct IDTEntry
|
||||
{
|
||||
u16 offset0;
|
||||
u16 selector;
|
||||
u8 ist;
|
||||
u8 type_attr;
|
||||
u16 offset1;
|
||||
u32 offset2;
|
||||
u32 ignore;
|
||||
void set_offset(u64 offset);
|
||||
u64 get_offset() const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(IDTEntry) == 16UL);
|
||||
|
||||
void IDTEntry::set_offset(u64 offset)
|
||||
{
|
||||
offset0 = (u16)(offset & 0x000000000000ffff);
|
||||
offset1 = (u16)((offset & 0x00000000ffff0000) >> 16);
|
||||
offset2 = (u32)((offset & 0xffffffff00000000) >> 32);
|
||||
}
|
||||
|
||||
u64 IDTEntry::get_offset() const
|
||||
{
|
||||
u64 offset = 0;
|
||||
offset |= (u64)offset0;
|
||||
offset |= (u64)offset1 << 16;
|
||||
offset |= (u64)offset2 << 32;
|
||||
return offset;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static IDTEntry idt[256];
|
||||
|
||||
#define IDT_TA_InterruptGate 0b10001110
|
||||
#define IDT_TA_UserInterruptGate 0b11101110
|
||||
#define IDT_TA_TrapGate 0b10001111
|
||||
|
||||
struct [[gnu::packed]] IDTR
|
||||
{
|
||||
u16 limit;
|
||||
u64 offset;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static_assert(sizeof(IDTR) == 10UL);
|
||||
|
||||
static void idt_add_handler(short num, void* handler, u8 type_attr)
|
||||
{
|
||||
check(handler != nullptr);
|
||||
expect(num < 256, "IDT can only hold up to 256 entries");
|
||||
IDTEntry* const entry_for_handler = &idt[num];
|
||||
entry_for_handler->selector = 0x08;
|
||||
entry_for_handler->type_attr = type_attr;
|
||||
entry_for_handler->set_offset((u64)handler);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define INT(x) extern "C" void _isr##x()
|
||||
#define TRAP(x) idt_add_handler(x, (void*)_isr##x, IDT_TA_TrapGate)
|
||||
#define IRQ(x) idt_add_handler(x, (void*)_isr##x, IDT_TA_InterruptGate)
|
||||
|
||||
INT(0);
|
||||
INT(1);
|
||||
INT(2);
|
||||
INT(3);
|
||||
INT(4);
|
||||
INT(5);
|
||||
INT(6);
|
||||
INT(7);
|
||||
INT(8);
|
||||
INT(10);
|
||||
INT(11);
|
||||
INT(12);
|
||||
INT(13);
|
||||
INT(14);
|
||||
INT(16);
|
||||
INT(17);
|
||||
INT(18);
|
||||
INT(19);
|
||||
INT(20);
|
||||
INT(21);
|
||||
INT(32);
|
||||
|
||||
void setup_idt()
|
||||
{
|
||||
memset(idt, 0, sizeof(idt));
|
||||
|
||||
TRAP(0);
|
||||
TRAP(1);
|
||||
TRAP(2);
|
||||
TRAP(3);
|
||||
TRAP(4);
|
||||
TRAP(5);
|
||||
TRAP(6);
|
||||
TRAP(7);
|
||||
TRAP(8);
|
||||
TRAP(10);
|
||||
TRAP(11);
|
||||
TRAP(12);
|
||||
TRAP(13);
|
||||
TRAP(14);
|
||||
TRAP(16);
|
||||
TRAP(17);
|
||||
TRAP(18);
|
||||
TRAP(19);
|
||||
TRAP(20);
|
||||
TRAP(21);
|
||||
IRQ(32);
|
||||
|
||||
static IDTR idtr;
|
||||
idtr.limit = 0x0FFF;
|
||||
idtr.offset = (u64)idt;
|
||||
asm volatile("lidt %0" : : "m"(idtr));
|
||||
}
|
||||
54
kernel/src/arch/x86_64/init/PIC.cpp
Normal file
54
kernel/src/arch/x86_64/init/PIC.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,54 @@
|
||||
#include "arch/x86_64/CPU.h"
|
||||
#include "arch/x86_64/IO.h"
|
||||
#include <luna/Types.h>
|
||||
|
||||
#define PIC1_COMMAND 0x20
|
||||
#define PIC1_DATA 0x21
|
||||
#define PIC2_COMMAND 0xA0
|
||||
#define PIC2_DATA 0xA1
|
||||
#define PIC_EOI 0x20
|
||||
|
||||
#define ICW1_INIT 0x10
|
||||
#define ICW1_ICW4 0x01
|
||||
#define ICW4_8086 0x01
|
||||
|
||||
#define io_delay() IO::outb(0x80, 0)
|
||||
|
||||
void remap_pic()
|
||||
{
|
||||
IO::outb(PIC1_COMMAND, ICW1_INIT | ICW1_ICW4);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_COMMAND, ICW1_INIT | ICW1_ICW4);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 0x20);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 0x28);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 4);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 2);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, ICW4_8086);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, ICW4_8086);
|
||||
io_delay();
|
||||
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 0b11111110);
|
||||
io_delay();
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 0b11111111);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void pic_eoi(unsigned char irq)
|
||||
{
|
||||
if (irq >= 8) IO::outb(PIC2_COMMAND, PIC_EOI);
|
||||
IO::outb(PIC1_COMMAND, PIC_EOI);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void pic_eoi(Registers* regs)
|
||||
{
|
||||
pic_eoi((unsigned char)(regs->error)); // On IRQs, the error code is the IRQ number
|
||||
}
|
||||
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