Kernel: Rewrite APIC and PIC more OOP friendly
x86_64 port is slowly coming together
This commit is contained in:
@@ -1,440 +0,0 @@
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#include <kernel/APIC.h>
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#include <kernel/CPUID.h>
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#include <kernel/IDT.h>
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#include <kernel/IO.h>
|
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#include <kernel/MMU.h>
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#include <kernel/PIC.h>
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#include <kernel/Serial.h>
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#include <stdint.h>
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#include <string.h>
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#define APIC_DEBUG_PRINT 0
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#define IA32_APIC_BASE 0x1B
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#define IA32_APIC_BASE_ENABLE (1 << 11)
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namespace APIC
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{
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static bool s_using_fallback_pic = false;
|
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static uint8_t s_processor_ids[0x100] { };
|
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static uint8_t s_lapic_ids[0x100] { };
|
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static uint8_t s_lapic_count = 0;
|
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static uint32_t s_local_apic = 0;
|
||||
static uint32_t s_io_apic = 0;
|
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static uint8_t s_overrides[0x100];
|
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struct RSDPDescriptor
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||||
{
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char signature[8];
|
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uint8_t checksum;
|
||||
char OEMID[6];
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uint8_t revision;
|
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uint32_t rsdt_address;
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} __attribute__ ((packed));
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struct RSDPDescriptor20
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{
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RSDPDescriptor firstPart;
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uint32_t length;
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uint64_t xsdt_address;
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uint8_t extended_checksum;
|
||||
uint8_t reserved[3];
|
||||
} __attribute__((packed));
|
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struct ACPISDTHeader
|
||||
{
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||||
char signature[4];
|
||||
uint32_t length;
|
||||
uint8_t eevision;
|
||||
uint8_t checksum;
|
||||
char OEMID[6];
|
||||
char OEM_table_id[8];
|
||||
uint32_t OEM_revision;
|
||||
uint32_t creator_id;
|
||||
uint32_t creator_revision;
|
||||
} __attribute__((packed));
|
||||
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struct RSDT
|
||||
{
|
||||
ACPISDTHeader header;
|
||||
uint32_t sdt_pointer[0];
|
||||
};
|
||||
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||||
struct XSDT
|
||||
{
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||||
ACPISDTHeader header;
|
||||
uint64_t sdt_pointer[0];
|
||||
};
|
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||||
struct MADT
|
||||
{
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||||
ACPISDTHeader header;
|
||||
uint32_t local_apic;
|
||||
uint32_t flags;
|
||||
} __attribute__((packed));
|
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|
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struct MADTEntry
|
||||
{
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||||
uint8_t type;
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||||
uint8_t length;
|
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union
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{
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struct
|
||||
{
|
||||
uint8_t acpi_processor_id;
|
||||
uint8_t apic_id;
|
||||
uint32_t flags;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry0;
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint8_t ioapic_id;
|
||||
uint8_t reserved;
|
||||
uint32_t ioapic_address;
|
||||
uint32_t gsi_base;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry1;
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint8_t bus_source;
|
||||
uint8_t irq_source;
|
||||
uint32_t gsi;
|
||||
uint16_t flags;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry2;
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint8_t nmi_source;
|
||||
uint8_t reserved;
|
||||
uint16_t flags;
|
||||
uint32_t gsi;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry3;
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint8_t acpi_processor_id;
|
||||
uint16_t flags;
|
||||
uint8_t lint;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry4;
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint16_t reserved;
|
||||
uint64_t address;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry5;
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint16_t reserved;
|
||||
uint32_t local_x2acpi_id;
|
||||
uint32_t flags;
|
||||
uint32_t acpi_id;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry9;
|
||||
};
|
||||
} __attribute__((packed));
|
||||
|
||||
union RedirectionEntry
|
||||
{
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint64_t vector : 8;
|
||||
uint64_t delivery_mode : 3;
|
||||
uint64_t destination_mode : 1;
|
||||
uint64_t delivery_status : 1;
|
||||
uint64_t pin_polarity : 1;
|
||||
uint64_t remote_irr : 1;
|
||||
uint64_t trigger_mode : 1;
|
||||
uint64_t mask : 1;
|
||||
uint64_t reserved : 39;
|
||||
uint64_t destination : 8;
|
||||
};
|
||||
struct
|
||||
{
|
||||
uint32_t lo_dword;
|
||||
uint32_t hi_dword;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
static uint32_t ReadLocalAPIC(uint32_t offset);
|
||||
static void WriteLocalAPIC(uint32_t offset, uint32_t value);
|
||||
static uint32_t ReadIOAPIC(uint8_t reg);
|
||||
static void WriteIOAPIC(uint8_t reg, uint32_t value);
|
||||
static void SetMSR(uint32_t msr, uint32_t lo, uint32_t hi);
|
||||
|
||||
|
||||
static bool IsRSDP(RSDPDescriptor* rsdp)
|
||||
{
|
||||
if (memcmp(rsdp->signature, "RSD PTR ", 8) != 0)
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
{
|
||||
uint8_t checksum = 0;
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < sizeof(RSDPDescriptor); i++)
|
||||
checksum += ((uint8_t*)rsdp)[i];
|
||||
if (checksum != 0)
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (rsdp->revision == 2)
|
||||
{
|
||||
RSDPDescriptor20* rsdp20 = (RSDPDescriptor20*)rsdp;
|
||||
uint8_t checksum = 0;
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < sizeof(RSDPDescriptor20); i++)
|
||||
checksum += ((uint8_t*)rsdp20)[i];
|
||||
if (checksum != 0)
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static RSDPDescriptor* LocateRSDP()
|
||||
{
|
||||
// Look in main BIOS area below 1 MB
|
||||
for (uint32_t addr = 0x000E0000; addr < 0x000FFFFF; addr += 16)
|
||||
if (IsRSDP((RSDPDescriptor*)addr))
|
||||
return (RSDPDescriptor*)addr;
|
||||
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static bool IsValidACPISDTHeader(ACPISDTHeader* header)
|
||||
{
|
||||
uint8_t sum = 0;
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < header->length; i++)
|
||||
sum += ((uint8_t*)header)[i];
|
||||
return sum == 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void ParseMADT(RSDPDescriptor* rsdp)
|
||||
{
|
||||
RSDT* const root = (RSDT*)(rsdp->revision == 2 ? ((RSDPDescriptor20*)rsdp)->xsdt_address : rsdp->rsdt_address);
|
||||
MMU::Get().AllocatePage((uintptr_t)root);
|
||||
uint32_t sdt_entry_count = (root->header.length - sizeof(root->header)) / (rsdp->revision == 2 ? 8 : 4);
|
||||
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < sdt_entry_count; i++)
|
||||
{
|
||||
ACPISDTHeader* header = (ACPISDTHeader*)(rsdp->revision == 2 ? ((uint64_t*)root->sdt_pointer)[i] : root->sdt_pointer[i]);
|
||||
if (!IsValidACPISDTHeader(header))
|
||||
continue;
|
||||
if (memcmp(header->signature, "APIC", 4) == 0)
|
||||
{
|
||||
MADT* madt = (MADT*)header;
|
||||
s_local_apic = madt->local_apic;
|
||||
uint32_t entry_addr = (uint32_t)madt + sizeof(MADT);
|
||||
while (entry_addr < (uint32_t)madt + madt->header.length)
|
||||
{
|
||||
MADTEntry* entry = (MADTEntry*)entry_addr;
|
||||
switch (entry->type)
|
||||
{
|
||||
case 0:
|
||||
s_processor_ids[s_lapic_count] = entry->entry0.acpi_processor_id;
|
||||
s_lapic_ids[s_lapic_count] = entry->entry0.apic_id;
|
||||
s_lapic_count++;
|
||||
#if APIC_DEBUG_PRINT >= 2
|
||||
dprintln("Entry0, processor id {}, apic id {}, flags 0b{32b}",
|
||||
entry->entry0.acpi_processor_id,
|
||||
entry->entry0.apic_id,
|
||||
entry->entry0.flags
|
||||
);
|
||||
#endif
|
||||
break;
|
||||
case 1:
|
||||
if (s_io_apic == 0)
|
||||
s_io_apic = entry->entry1.ioapic_address;
|
||||
#if APIC_DEBUG_PRINT
|
||||
dprintln("Entry1, io apic id {}, io apic address 0x{4H}, gsi base {}",
|
||||
entry->entry1.ioapic_id,
|
||||
entry->entry1.ioapic_address,
|
||||
entry->entry1.gsi_base
|
||||
);
|
||||
#endif
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
s_overrides[entry->entry2.irq_source] = entry->entry2.gsi;
|
||||
#if APIC_DEBUG_PRINT
|
||||
dprintln("Entry2, bus source {}, irq source {}, gsi {}, flags 0b{16b}",
|
||||
entry->entry2.bus_source,
|
||||
entry->entry2.irq_source,
|
||||
entry->entry2.gsi,
|
||||
entry->entry2.flags
|
||||
);
|
||||
#endif
|
||||
break;
|
||||
case 3:
|
||||
#if APIC_DEBUG_PRINT
|
||||
dprintln("Entry3, nmi source {}, flags 0b{16b}, gsi {}",
|
||||
entry->entry3.nmi_source,
|
||||
entry->entry3.flags,
|
||||
entry->entry3.gsi
|
||||
);
|
||||
#endif
|
||||
break;
|
||||
case 4:
|
||||
#if APIC_DEBUG_PRINT
|
||||
dprintln("Entry4, acpi processor id 0x{2H}, flags 0b{16b}, lint{}",
|
||||
entry->entry4.acpi_processor_id,
|
||||
entry->entry4.flags,
|
||||
entry->entry4.lint
|
||||
);
|
||||
#endif
|
||||
break;
|
||||
case 5:
|
||||
s_local_apic = entry->entry5.address;
|
||||
#if APIC_DEBUG_PRINT
|
||||
dprintln("Entry5, address 0x{4H}",
|
||||
entry->entry5.address
|
||||
);
|
||||
#endif
|
||||
break;
|
||||
case 9:
|
||||
#if APIC_DEBUG_PRINT
|
||||
dprintln("Entry9, x2 acpi id {}, flags 0b{32b}, acpi id {}",
|
||||
entry->entry9.local_x2acpi_id,
|
||||
entry->entry9.flags,
|
||||
entry->entry9.acpi_id
|
||||
);
|
||||
#endif
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
entry_addr += entry->length;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
MMU::Get().UnAllocatePage((uintptr_t)root);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static uint32_t ReadLocalAPIC(uint32_t offset)
|
||||
{
|
||||
return *(uint32_t*)(s_local_apic + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void WriteLocalAPIC(uint32_t offset, uint32_t value)
|
||||
{
|
||||
#pragma GCC diagnostic push
|
||||
#pragma GCC diagnostic ignored "-Warray-bounds"
|
||||
*(uint32_t*)(s_local_apic + offset) = value;
|
||||
#pragma GCC diagnostic pop
|
||||
}
|
||||
|
||||
static uint32_t ReadIOAPIC(uint8_t reg)
|
||||
{
|
||||
volatile uint32_t* ioapic = (volatile uint32_t*)s_io_apic;
|
||||
ioapic[0] = reg;
|
||||
return ioapic[4];
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void WriteIOAPIC(uint8_t reg, uint32_t value)
|
||||
{
|
||||
volatile uint32_t* ioapic = (volatile uint32_t*)s_io_apic;
|
||||
ioapic[0] = reg;
|
||||
ioapic[4] = value;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void SetMSR(uint32_t msr, uint32_t lo, uint32_t hi)
|
||||
{
|
||||
asm volatile("wrmsr" : : "a"(lo), "d"(hi), "c"(msr));
|
||||
}
|
||||
|
||||
static bool InitializeAPIC()
|
||||
{
|
||||
uint32_t ecx, edx;
|
||||
CPUID::GetFeatures(ecx, edx);
|
||||
if (!(edx & CPUID::Features::EDX_APIC))
|
||||
{
|
||||
dprintln("Local APIC not available");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
if (!(edx & CPUID::Features::EDX_MSR))
|
||||
{
|
||||
dprintln("MSR not available");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
RSDPDescriptor* rsdp = LocateRSDP();
|
||||
if (rsdp == nullptr)
|
||||
{
|
||||
dprintln("Could not locate RSDP");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ParseMADT(rsdp);
|
||||
|
||||
if (s_local_apic == 0 || s_io_apic == 0)
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
MMU::Get().AllocatePage(s_io_apic);
|
||||
MMU::Get().AllocatePage(s_local_apic);
|
||||
|
||||
// Enable Local APIC
|
||||
SetMSR(IA32_APIC_BASE, (s_local_apic & 0xFFFFF000) | IA32_APIC_BASE_ENABLE, 0);
|
||||
|
||||
uint32_t sivr = ReadLocalAPIC(0xF0);
|
||||
WriteLocalAPIC(0xF0, sivr | 0x1FF);
|
||||
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Initialize(bool force_pic)
|
||||
{
|
||||
for (uint32_t i = 0x00; i <= 0xFF; i++)
|
||||
s_overrides[i] = i;
|
||||
|
||||
PIC::MaskAll();
|
||||
PIC::Remap();
|
||||
|
||||
if (force_pic)
|
||||
{
|
||||
dprintln("Using PIC instead of APIC");
|
||||
s_using_fallback_pic = true;
|
||||
}
|
||||
else if (!InitializeAPIC())
|
||||
{
|
||||
dprintln("Could not initialize APIC. Using PIC as fallback");
|
||||
s_using_fallback_pic = true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void EOI(uint8_t irq)
|
||||
{
|
||||
if (s_using_fallback_pic)
|
||||
return PIC::EOI(irq);
|
||||
WriteLocalAPIC(0xB0, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void GetISR(uint32_t out[8])
|
||||
{
|
||||
if (s_using_fallback_pic)
|
||||
{
|
||||
memset(out, 0, sizeof(uint32_t) * 8);
|
||||
uint32_t addr = (uint32_t)out + IRQ_VECTOR_BASE / 8;
|
||||
*(uint16_t*)addr = PIC::GetISR();
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < 8; i++)
|
||||
out[i] = ReadLocalAPIC(0x100 + i * 0x10);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void EnableIRQ(uint8_t irq)
|
||||
{
|
||||
if (s_using_fallback_pic)
|
||||
return PIC::Unmask(irq);
|
||||
|
||||
uint32_t gsi = s_overrides[irq];
|
||||
|
||||
RedirectionEntry redir;
|
||||
redir.lo_dword = ReadIOAPIC(0x10 + gsi * 2);
|
||||
redir.hi_dword = ReadIOAPIC(0x10 + gsi * 2 + 1);
|
||||
|
||||
redir.vector = IRQ_VECTOR_BASE + irq;
|
||||
redir.mask = 0;
|
||||
redir.destination = s_lapic_ids[0];
|
||||
|
||||
WriteIOAPIC(0x10 + gsi * 2, redir.lo_dword);
|
||||
WriteIOAPIC(0x10 + gsi * 2 + 1, redir.hi_dword);
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
@@ -1,5 +1,6 @@
|
||||
#include <kernel/APIC.h>
|
||||
#include <BAN/Errors.h>
|
||||
#include <kernel/IDT.h>
|
||||
#include <kernel/InterruptController.h>
|
||||
#include <kernel/kmalloc.h>
|
||||
#include <kernel/Panic.h>
|
||||
|
||||
@@ -70,7 +71,7 @@ namespace IDT
|
||||
} __attribute((packed));
|
||||
|
||||
static IDTR s_idtr;
|
||||
static GateDescriptor* s_idt;
|
||||
static GateDescriptor* s_idt = nullptr;
|
||||
|
||||
static void (**s_irq_handlers)();
|
||||
|
||||
@@ -110,7 +111,7 @@ namespace IDT
|
||||
extern "C" void handle_irq()
|
||||
{
|
||||
uint32_t isr[8];
|
||||
APIC::GetISR(isr);
|
||||
InterruptController::Get().GetISR(isr);
|
||||
|
||||
uint8_t irq = 0;
|
||||
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++)
|
||||
@@ -137,7 +138,7 @@ namespace IDT
|
||||
else
|
||||
Kernel::Panic("no handler for irq 0x{2H}\n", irq);
|
||||
|
||||
APIC::EOI(irq);
|
||||
InterruptController::Get().EOI(irq);
|
||||
}
|
||||
|
||||
extern "C" void handle_irq_common();
|
||||
@@ -192,7 +193,7 @@ namespace IDT
|
||||
s_idtr.offset = s_idt;
|
||||
s_idtr.size = 0x100 * sizeof(GateDescriptor) - 1;
|
||||
|
||||
for (uint8_t i = 0xFF; i > IRQ_VECTOR_BASE; i--)
|
||||
for (uint8_t i = 0x00; i <= 0xFF - IRQ_VECTOR_BASE; i++)
|
||||
register_irq_handler(i, nullptr);
|
||||
|
||||
REGISTER_HANDLER(0x00);
|
||||
|
||||
@@ -4,7 +4,6 @@ KERNEL_ARCH_LDFLAGS=
|
||||
KERNEL_ARCH_LIBS=
|
||||
|
||||
KERNEL_ARCH_OBJS= \
|
||||
$(ARCHDIR)/APIC.o \
|
||||
$(ARCHDIR)/boot.o \
|
||||
$(ARCHDIR)/IDT.o \
|
||||
$(ARCHDIR)/MMU.o \
|
||||
|
||||
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