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[ver 2.0.1] fix paging

CHANGELOG.md

@@ -1,5 +1,9 @@
 # CHANGELOG
 
+## ver 2.0.1
+- fix paging
+- fix itoa
+
 ## ver 2.0.0
 - add GUI
 

include/io.h

@@ -1,6 +1,8 @@
 #ifndef MYOS_IO_H
 #define MYOS_IO_H
 
+#include <mm/pgtable.h>
+
 /**
  * HLT : CPU停止
  */
@@ -47,6 +49,7 @@ int io_in(int port);
 /**
  * 割り込みハンドラ
  */
+void asm_handle_intr14(void);
 void asm_handle_intr20(void);
 void asm_handle_intr21(void);
 void asm_handle_intr27(void);
@@ -72,6 +75,12 @@ int load_cr0(void);
  */
 void store_cr0(int cr0);
 
+void set_pd(page_directory_entry *pde);
+
+void enable_pagin();
+
+int load_cr3();
+
 /**
  * TRは現在実行中のタスクを記憶するためのレジスタ
  * ltrはTRを変更するための命令

include/mm/memory.h

@@ -87,4 +87,9 @@ void stats();
  */
 unsigned int scan_mem(unsigned int start, unsigned int end);
 
+/**
+ * ページフォールハンドラ
+ */
+void handle_intr14(int *esp);
+
 #endif

include/mm/pgtable.h

@@ -33,7 +33,7 @@ int is_pte_present(page_table_entry *pte);
 
 int is_pte_writeable(page_table_entry *pte);
 
-unsigned long get_pte_index(unsigned long vaddr);
+int get_pte_index(unsigned long vaddr);
 
 page_table_entry* get_pte(page_table_entry *table, unsigned int vaddr);
 

kernel/dsctbl.c

@@ -28,6 +28,7 @@ void init_gdtidt() {
   // タイマーはIRQ0なのでINT 0x20
   // キーボードはIRQ1なのでINT 0x21
   // 割り込み発生でasm_handle_intrをcall
+  set_gatedesc(idt + 0x0e, (int) asm_handle_intr14, 2 * 8, AR_INTGATE32);
   set_gatedesc(idt + 0x20, (int) asm_handle_intr20, 2 * 8, AR_INTGATE32);
   set_gatedesc(idt + 0x21, (int) asm_handle_intr21, 2 * 8, AR_INTGATE32);
   set_gatedesc(idt + 0x27, (int) asm_handle_intr27, 2 * 8, AR_INTGATE32);

kernel/func.s

@@ -1,10 +1,11 @@
 .code32
 .global io_cli, io_sti, io_stihlt, io_hlt
 .global set_gdtr, set_idtr, outb_p, io_in
-.global asm_handle_intr20, asm_handle_intr21, asm_handle_intr27, asm_handle_intr2c
+.global asm_handle_intr14, asm_handle_intr20, asm_handle_intr21, asm_handle_intr27, asm_handle_intr2c
 .global io_load_eflags, io_store_eflags, load_cr0, store_cr0
+.global set_pd, enable_paging, load_cr3
 .global set_tr, context_switch
-.extern handle_intr20, handle_intr21, handle_intr27, handle_intr2c
+.extern handle_intr14, handle_intr20, handle_intr21, handle_intr27, handle_intr2c
 .text
 
 io_hlt:
@@ -67,6 +68,23 @@ io_in:
     inb     %dx,        %al
     ret
 
+asm_handle_intr14:
+    pop     %eax
+    push    %es
+    push    %ds
+    pusha
+    mov     %esp,       %eax
+    push    %eax
+    mov     %ss,        %ax
+    mov     %ax,        %ds
+    mov     %ax,        %es
+    call    handle_intr14
+    pop     %eax
+    popa
+    pop     %ds
+    pop     %es
+    iret
+
 asm_handle_intr20:
     push    %es
     push    %ds
@@ -131,6 +149,20 @@ asm_handle_intr2c:
     pop     %es
     iret
 
+enable_paging:
+    movl    %cr0,       %eax   # cr0をeaxにコピー
+    or      $0x80000000,%eax   # マスク
+    movl    %eax,       %cr0   # 戻す
+    ret
+
+set_pd:
+    movl    4(%esp),    %eax
+    movl    %eax,       %cr3
+    ret
+
+load_cr3:
+    movl    %cr3,       %eax     # CR0を返すためにEAXにいれる
+    ret
 
 set_tr:
     ltr     4(%esp)

kernel/main.c

@@ -42,7 +42,10 @@ int main() {
   init_queue(&keyboard_q, QUEUE_LIMIT, keyboard_buf);
   init_keyboard(&keyboard_q);
 
-  init_mem_info();
+  if (init_mem_info() != MEM_SUCCESS) {
+    printf("memory init error.\n");
+    while(1) { io_hlt(); }
+  }
 
   if (boot_info->gui == 1) {
     start_gui(boot_info, &keyboard_q);

kernel/timer.c

@@ -76,7 +76,6 @@ void handle_intr20(int *esp) {
   outb_p(PIC0_OCW2, 0x60); // IRQ-00受付完了をPICに通知
   // uptimeを更新
   timerctrl.uptime++;
-  debug("uptime: %d", timerctrl.uptime);
   // 次のタイマーの時刻を確認
   if (timerctrl.next_timeout > timerctrl.uptime) {
     return;

lib/string.c

@@ -63,9 +63,9 @@ int atoi(char *src) {
   return num / 10;
 }
 
-int itoa(int src, char *dst, int base) {
+unsigned long itoa(unsigned long src, char *dst, int base) {
   int len = 0;
-  int buf[10];
+  int buf[100];
   int negative = 0;
   if (src < 0) {
     src *= -1;
@@ -94,14 +94,14 @@ int itoa(int src, char *dst, int base) {
 char* format_str(char *str, char *format, va_list *arg) {
   va_list list;
   va_copy(list, *arg);
-  int d_arg;
+  long d_arg;
   char *s_arg;
   while(*format) {
     if (*format == '%') {
       ++format;
       switch(*format) {
         case 'd':
-          d_arg = va_arg(list, int);
+          d_arg = va_arg(list, long);
           if (d_arg < 0) {
             d_arg *= -1;
             *(str++) = '-';
@@ -111,7 +111,7 @@ char* format_str(char *str, char *format, va_list *arg) {
         case 'x':
           *(str++) = '0';
           *(str++) = 'x';
-          str += itoa(va_arg(list, int), str, 16);
+          str += itoa(va_arg(list, unsigned long), str, 16);
           break;
         case 'c':
           *(str++) = va_arg(list, int);

mm/memory.c

@@ -37,57 +37,53 @@ int init_mem_info() {
 }
 
 unsigned int get_kernel_size() {
-  return (unsigned int)(&_KERN_END - PMEM_KERN_START);
+  return (unsigned int)((unsigned int)&_KERN_END - PMEM_KERN_START);
 }
 
 int init_pg_table() {
   // 0x00400000 - 0x00401000 を割り当て
-  page_table_entry *user_table = (page_table_entry *)alloc_single_block();
-  // 0x00401000 - 0x00402000 を割り当て
-  page_table_entry *kernel_table = (page_table_entry *)alloc_single_block();
-  if (user_table == NULL || kernel_table == NULL) {
+  // TODO : user_tableとkernel_tableを分ける
+  page_table_entry *page_table = (page_table_entry *)alloc_single_block();
+  if (page_table == NULL) {
     return MEM_ERROR;
   }
+
   // 使用するブロックを初期化
-  set_mem(user_table, 0x00, BLOCK_SIZE);
-  set_mem(kernel_table, 0x00, BLOCK_SIZE);
+  set_mem(page_table, 0x00, BLOCK_SIZE);
 
+  /**
+   * 各ページテーブル初期化
+   * 確認のため1番目のページテーブルに共存する
+   * ユーザ空間   0x00000000 - 0x0027ffff
+   * カーネル空間 0x00280000 - 0x003fffff
+   *
+   */
   unsigned int i;
   unsigned long paddr;
   unsigned long vaddr;
-  // ユーザ空間割当
-  for (i = 0, paddr = PMEM_FREE_START, vaddr = VMEM_USER_START; i < PTE_NUM; ++i, paddr += BLOCK_SIZE, vaddr += BLOCK_SIZE) {
-    page_table_entry *pte = get_pte(user_table, vaddr);
-    set_pte_flags(pte, PDE_FLAG_PRESENT | PDE_FLAG_RW);
-    set_pte_paddr(pte, paddr);
-  }
-  // カーネル空間割当
-  // TODO : 仮想アドレス開始をVMEM_KERN_START(0xc0000000)に変更する
-  //        動作確認のためストレートマップさせている
-  for (i = 0, paddr = PMEM_KERN_START, vaddr = 0x28000000; i < PTE_NUM; ++i, paddr += BLOCK_SIZE, vaddr += BLOCK_SIZE) {
-    page_table_entry *pte = get_pte(kernel_table, vaddr);
-    set_pte_flags(pte, PDE_FLAG_PRESENT | PDE_FLAG_RW);
-    set_pte_paddr(pte, paddr);
+  // ページ割当
+  for (i = 0, paddr = PMEM_FREE_START, vaddr = VMEM_USER_START; i < PTE_NUM; i++, paddr += BLOCK_SIZE, vaddr += BLOCK_SIZE) {
+    page_table_entry *pte = get_pte(page_table, vaddr);
+    set_pte_flags(pte, vaddr | PDE_FLAG_PRESENT | PDE_FLAG_RW);
   }
 
   page_directory_entry *pd_table = (page_directory_entry *)alloc_single_block();
   if (pd_table == NULL) {
     return MEM_ERROR;
   }
 
-  // ユーザ空間ページディレクトリ設定
-  page_directory_entry *pde = get_pde(pd_table, VMEM_USER_START);
-  set_pde_flags(pde, PDE_FLAG_PRESENT | PDE_FLAG_RW);
-  set_pde_paddr(pde, (unsigned long)user_table);
+  // ページディレクトリ設定
+  for (i = 0, vaddr = VMEM_USER_START; i < PTE_NUM; ++i, vaddr += BLOCK_SIZE) {
+    pd_table[i] = PDE_FLAG_RW;
+  }
 
-  // カーネル空間ぺージディレクトリ設定
-  // TODO : 仮想アドレス開始をVMEM_KERN_START(0xc0000000)に変更する
-  pde = get_pde(pd_table, 0x28000000);
+  // １番目のPTEだけひとまず設定
+  page_directory_entry *pde = get_pde(pd_table, VMEM_USER_START);
   set_pde_flags(pde, PDE_FLAG_PRESENT | PDE_FLAG_RW);
-  set_pde_paddr(pde, (unsigned long)user_table);
+  set_pde_paddr(pde, (unsigned long)page_table);
 
   // ページディレクトリを設定
-  set_pd(pde);
+  set_pd(pd_table);
   // ページングを有効化
   enable_paging();
 
@@ -272,3 +268,10 @@ unsigned int scan_mem(unsigned int start, unsigned int end) {
   }
   return index;
 }
+
+/**
+ * ページフォールトハンドラ
+ */
+void handle_intr14(int *esp) {
+  debug("page fault!!!");
+}

mm/pgtable.c

@@ -40,15 +40,15 @@ int is_pte_writeable(page_table_entry *pte) {
  * 12から21bitの10bitを取得
  * これがページテーブルのインデックスになる
  */
-unsigned long get_pte_index(unsigned long vaddr) {
+int get_pte_index(unsigned long vaddr) {
   return (vaddr >> PTE_SHIFT) & PTE_MASK;
 }
 
 page_table_entry* get_pte(page_table_entry *table, unsigned int vaddr) {
   if (table == NULL) {
     return (page_table_entry *)NULL;
   }
-  return (page_table_entry *)(table[get_pte_index(vaddr)]);
+  return &table[get_pte_index(vaddr)];
 }
 
 
@@ -95,6 +95,8 @@ page_table_entry get_pde_ptaddr(page_directory_entry *pd) {
   return *pd & PDE_PT_ADDR;
 }
 
+/*
+ func.sに一旦移動
 void set_pd(page_directory_entry *pde) {
   __asm__ volatile("movl %%cr3, %0"::"r"(pde));
 }
@@ -108,3 +110,4 @@ void enable_paging() {
       "pop %eax;"
   );
 }
+*/