Kernel: Rewrite APIC and PIC more OOP friendly
x86_64 port is slowly coming together
This commit is contained in:
parent
b50bb03ed4
commit
ba53582f23
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@ -31,10 +31,12 @@ BUILDDIR=$(abspath build)
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KERNEL_OBJS= \
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$(KERNEL_ARCH_OBJS) \
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kernel/APIC.o \
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kernel/build_libc.o \
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kernel/CPUID.o \
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kernel/font.o \
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kernel/Input.o \
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kernel/InterruptController.o \
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kernel/kernel.o \
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kernel/kmalloc.o \
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kernel/Panic.o \
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@ -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;
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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;
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||||
uint8_t reserved[3];
|
||||
} __attribute__((packed));
|
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struct ACPISDTHeader
|
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{
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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;
|
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uint32_t creator_id;
|
||||
uint32_t creator_revision;
|
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} __attribute__((packed));
|
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struct RSDT
|
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{
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||||
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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||||
struct MADTEntry
|
||||
{
|
||||
uint8_t type;
|
||||
uint8_t length;
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union
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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;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
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||||
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);
|
||||
|
||||
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||||
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()
|
||||
{
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||||
// 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)
|
||||
{
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||||
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 \
|
||||
|
|
|
@ -1,13 +1,50 @@
|
|||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
#include <BAN/Vector.h>
|
||||
#include <kernel/InterruptController.h>
|
||||
|
||||
namespace APIC
|
||||
class APIC final : public InterruptController
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual void EOI(uint8_t) override;
|
||||
virtual void EnableIrq(uint8_t) override;
|
||||
virtual void GetISR(uint32_t[8]) override;
|
||||
|
||||
void Initialize(bool force_pic = false);
|
||||
void EOI(uint8_t irq);
|
||||
void GetISR(uint32_t[8]);
|
||||
void EnableIRQ(uint8_t irq);
|
||||
private:
|
||||
uint32_t ReadFromLocalAPIC(ptrdiff_t);
|
||||
void WriteToLocalAPIC(ptrdiff_t, uint32_t);
|
||||
|
||||
}
|
||||
private:
|
||||
static APIC* Create();
|
||||
friend class InterruptController;
|
||||
|
||||
private:
|
||||
struct Processor
|
||||
{
|
||||
enum Flags : uint8_t
|
||||
{
|
||||
Enabled = 1,
|
||||
OnlineCapable = 2,
|
||||
};
|
||||
uint8_t processor_id;
|
||||
uint8_t apic_id;
|
||||
uint8_t flags;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct IOAPIC
|
||||
{
|
||||
uint8_t id;
|
||||
uintptr_t address;
|
||||
uint32_t gsi_base;
|
||||
uint8_t max_redirs;
|
||||
|
||||
uint32_t Read(uint8_t offset);
|
||||
void Write(uint8_t offset, uint32_t data);
|
||||
};
|
||||
|
||||
private:
|
||||
BAN::Vector<Processor> m_processors;
|
||||
uintptr_t m_local_apic = 0;
|
||||
BAN::Vector<IOAPIC> m_io_apics;
|
||||
uint8_t m_irq_overrides[0x100] {};
|
||||
};
|
|
@ -0,0 +1,16 @@
|
|||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
|
||||
class InterruptController
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual ~InterruptController() {}
|
||||
|
||||
virtual void EOI(uint8_t) = 0;
|
||||
virtual void EnableIrq(uint8_t) = 0;
|
||||
virtual void GetISR(uint32_t[8]) = 0;
|
||||
|
||||
static void Initialize(bool force_pic);
|
||||
static InterruptController& Get();
|
||||
};
|
|
@ -1,16 +1,18 @@
|
|||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
#include <kernel/InterruptController.h>
|
||||
|
||||
namespace PIC
|
||||
class PIC final : public InterruptController
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual void EOI(uint8_t) override;
|
||||
virtual void EnableIrq(uint8_t) override;
|
||||
virtual void GetISR(uint32_t[8]) override;
|
||||
|
||||
void Remap();
|
||||
void MaskAll();
|
||||
void EOI(uint8_t);
|
||||
void Unmask(uint8_t);
|
||||
void Mask(uint8_t);
|
||||
static void Remap();
|
||||
static void MaskAll();
|
||||
|
||||
uint16_t GetISR();
|
||||
|
||||
}
|
||||
private:
|
||||
static PIC* Create();
|
||||
friend class InterruptController;
|
||||
};
|
|
@ -0,0 +1,365 @@
|
|||
#include <BAN/ScopeGuard.h>
|
||||
#include <kernel/APIC.h>
|
||||
#include <kernel/CPUID.h>
|
||||
#include <kernel/IDT.h>
|
||||
#include <kernel/IO.h>
|
||||
#include <kernel/MMU.h>
|
||||
#include <kernel/Serial.h>
|
||||
|
||||
#include <string.h>
|
||||
|
||||
#define LAPIC_EIO_REG 0xB0
|
||||
#define LAPIC_SIV_REG 0xF0
|
||||
#define LAPIC_IS_REG 0x100
|
||||
|
||||
#define IOAPIC_MAX_REDIRS 0x01
|
||||
#define IOAPIC_REDIRS 0x10
|
||||
|
||||
|
||||
#define PIC1 0x20
|
||||
#define PIC2 0xA0
|
||||
#define PIC1_COMMAND PIC1
|
||||
#define PIC1_DATA (PIC1+1)
|
||||
#define PIC2_COMMAND PIC2
|
||||
#define PIC2_DATA (PIC2+1)
|
||||
#define ICW1_ICW4 0x01
|
||||
#define ICW1_INIT 0x10
|
||||
#define ICW4_8086 0x01
|
||||
|
||||
|
||||
// https://uefi.org/specs/ACPI/6.5/05_ACPI_Software_Programming_Model.html#multiple-apic-description-table-madt-format
|
||||
|
||||
struct RSDPDescriptor
|
||||
{
|
||||
char signature[8];
|
||||
uint8_t checksum;
|
||||
char OEMID[6];
|
||||
uint8_t revision;
|
||||
uint32_t rsdt_address;
|
||||
} __attribute__ ((packed));
|
||||
|
||||
struct RSDPDescriptor20
|
||||
{
|
||||
RSDPDescriptor first_part;
|
||||
uint32_t length;
|
||||
uint64_t xsdt_address;
|
||||
uint8_t extended_checksum;
|
||||
uint8_t reserved[3];
|
||||
} __attribute__((packed));
|
||||
|
||||
struct ACPISDTHeader
|
||||
{
|
||||
char signature[4];
|
||||
uint32_t length;
|
||||
uint8_t revision;
|
||||
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));
|
||||
|
||||
struct RSDT
|
||||
{
|
||||
ACPISDTHeader header;
|
||||
uint32_t sdt_pointer[0];
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct XSDT
|
||||
{
|
||||
ACPISDTHeader header;
|
||||
uint64_t sdt_pointer[0];
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct MADT
|
||||
{
|
||||
ACPISDTHeader header;
|
||||
uint32_t local_apic;
|
||||
uint32_t flags;
|
||||
} __attribute__((packed));
|
||||
|
||||
struct MADTEntry
|
||||
{
|
||||
uint8_t type;
|
||||
uint8_t length;
|
||||
union
|
||||
{
|
||||
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
|
||||
{
|
||||
uint16_t reserved;
|
||||
uint64_t address;
|
||||
} __attribute__((packed)) entry5;
|
||||
};
|
||||
} __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 bool IsRSDP(const 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 (uintptr_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 MADT* LocateMADT(const RSDPDescriptor* rsdp)
|
||||
{
|
||||
uintptr_t root_addr = 0;
|
||||
uint32_t entry_count = 0;
|
||||
if (rsdp->revision == 2)
|
||||
{
|
||||
const XSDT* root = (const XSDT*)((RSDPDescriptor20*)rsdp)->xsdt_address;
|
||||
MMU::Get().AllocatePage((uintptr_t)root);
|
||||
entry_count = (root->header.length - sizeof(root->header)) / sizeof(*root->sdt_pointer);
|
||||
root_addr = (uintptr_t)root;
|
||||
dprintln("XSDT");
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
const RSDT* root = (const RSDT*)(uintptr_t)rsdp->rsdt_address;
|
||||
MMU::Get().AllocatePage((uintptr_t)root);
|
||||
entry_count = (root->header.length - sizeof(root->header)) / sizeof(*root->sdt_pointer);
|
||||
root_addr = (uintptr_t)root;
|
||||
dprintln("RSDT");
|
||||
}
|
||||
|
||||
BAN::ScopeGuard guard([root_addr]() { MMU::Get().UnAllocatePage(root_addr); });
|
||||
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < entry_count; i++)
|
||||
{
|
||||
ACPISDTHeader* header = nullptr;
|
||||
if (rsdp->revision == 2)
|
||||
header = (ACPISDTHeader*)((const XSDT*)root_addr)->sdt_pointer[i];
|
||||
else
|
||||
header = (ACPISDTHeader*)(uintptr_t)((const RSDT*)root_addr)->sdt_pointer[i];
|
||||
if (memcmp(header->signature, "APIC", 4) == 0 && IsValidACPISDTHeader(header))
|
||||
return (MADT*)header;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
APIC* APIC::Create()
|
||||
{
|
||||
uint32_t ecx, edx;
|
||||
CPUID::GetFeatures(ecx, edx);
|
||||
if (!(edx & CPUID::Features::EDX_APIC))
|
||||
{
|
||||
dprintln("Local APIC is not available");
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
RSDPDescriptor* rsdp = LocateRSDP();
|
||||
if (rsdp == nullptr)
|
||||
{
|
||||
dprintln("Could not locate RSDP");
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
MADT* madt = LocateMADT(rsdp);
|
||||
if (madt == nullptr)
|
||||
{
|
||||
dprintln("Could not find MADT in RSDP");
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
MMU::Get().AllocatePage((uintptr_t)madt);
|
||||
|
||||
APIC* apic = new APIC;
|
||||
apic->m_local_apic = madt->local_apic;
|
||||
for (uint32_t i = 0x00; i <= 0xFF; i++)
|
||||
apic->m_irq_overrides[i] = i;
|
||||
|
||||
uintptr_t madt_entry_addr = (uintptr_t)madt + sizeof(MADT);
|
||||
while (madt_entry_addr < (uintptr_t)madt + madt->header.length)
|
||||
{
|
||||
MADTEntry* entry = (MADTEntry*)madt_entry_addr;
|
||||
switch (entry->type)
|
||||
{
|
||||
case 0:
|
||||
Processor processor;
|
||||
processor.processor_id = entry->entry0.acpi_processor_id;
|
||||
processor.apic_id = entry->entry0.apic_id;
|
||||
processor.flags = entry->entry0.flags & 0x03;
|
||||
MUST(apic->m_processors.PushBack(processor));
|
||||
break;
|
||||
case 1:
|
||||
IOAPIC ioapic;
|
||||
ioapic.id = entry->entry1.ioapic_id;
|
||||
ioapic.address = entry->entry1.ioapic_address;
|
||||
ioapic.gsi_base = entry->entry1.gsi_base;
|
||||
ioapic.max_redirs = 0;
|
||||
MUST(apic->m_io_apics.PushBack(ioapic));
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
apic->m_irq_overrides[entry->entry2.irq_source] = entry->entry2.gsi;
|
||||
break;
|
||||
case 5:
|
||||
apic->m_local_apic = entry->entry5.address;
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
dprintln("Unhandled madt entry, type {}", entry->type);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
madt_entry_addr += entry->length;
|
||||
}
|
||||
MMU::Get().UnAllocatePage((uintptr_t)madt);
|
||||
|
||||
if (apic->m_local_apic == 0 || apic->m_io_apics.Empty())
|
||||
{
|
||||
dprintln("MADT did not provide necessary information");
|
||||
delete apic;
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
MMU::Get().AllocatePage(apic->m_local_apic);
|
||||
for (auto& io_apic : apic->m_io_apics)
|
||||
{
|
||||
MMU::Get().AllocatePage(io_apic.address);
|
||||
io_apic.max_redirs = io_apic.Read(IOAPIC_MAX_REDIRS);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Mask all interrupts
|
||||
uint32_t sivr = apic->ReadFromLocalAPIC(LAPIC_SIV_REG);
|
||||
apic->WriteToLocalAPIC(LAPIC_SIV_REG, sivr | 0x1FF);
|
||||
|
||||
return apic;
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint32_t APIC::ReadFromLocalAPIC(ptrdiff_t offset)
|
||||
{
|
||||
return *(uint32_t*)(m_local_apic + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void APIC::WriteToLocalAPIC(ptrdiff_t offset, uint32_t data)
|
||||
{
|
||||
*(uint32_t*)(m_local_apic + offset) = data;
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint32_t APIC::IOAPIC::Read(uint8_t offset)
|
||||
{
|
||||
volatile uint32_t* ioapic = (volatile uint32_t*)address;
|
||||
ioapic[0] = offset;
|
||||
return ioapic[4];
|
||||
}
|
||||
|
||||
void APIC::IOAPIC::Write(uint8_t offset, uint32_t data)
|
||||
{
|
||||
volatile uint32_t* ioapic = (volatile uint32_t*)address;
|
||||
ioapic[0] = offset;
|
||||
ioapic[4] = data;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void APIC::EOI(uint8_t)
|
||||
{
|
||||
WriteToLocalAPIC(LAPIC_EIO_REG, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void APIC::EnableIrq(uint8_t irq)
|
||||
{
|
||||
uint32_t gsi = m_irq_overrides[irq];
|
||||
|
||||
IOAPIC* ioapic = nullptr;
|
||||
for (IOAPIC& io : m_io_apics)
|
||||
{
|
||||
if (io.gsi_base <= gsi && gsi <= io.gsi_base + io.max_redirs)
|
||||
{
|
||||
ioapic = &io;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
ASSERT(ioapic);
|
||||
|
||||
RedirectionEntry redir;
|
||||
redir.lo_dword = ioapic->Read(IOAPIC_REDIRS + gsi * 2);
|
||||
redir.hi_dword = ioapic->Read(IOAPIC_REDIRS + gsi * 2 + 1);
|
||||
|
||||
redir.vector = IRQ_VECTOR_BASE + irq;
|
||||
redir.mask = 0;
|
||||
redir.destination = m_processors.Front().apic_id;
|
||||
|
||||
ioapic->Write(IOAPIC_REDIRS + gsi * 2, redir.lo_dword);
|
||||
ioapic->Write(IOAPIC_REDIRS + gsi * 2 + 1, redir.hi_dword);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void APIC::GetISR(uint32_t out[8])
|
||||
{
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < 8; i++)
|
||||
out[i] = ReadFromLocalAPIC(LAPIC_IS_REG + i * 0x10);
|
||||
}
|
|
@ -1,7 +1,7 @@
|
|||
#include <BAN/Queue.h>
|
||||
#include <kernel/APIC.h>
|
||||
#include <kernel/IDT.h>
|
||||
#include <kernel/Input.h>
|
||||
#include <kernel/InterruptController.h>
|
||||
#include <kernel/IO.h>
|
||||
#include <kernel/kprint.h>
|
||||
#include <kernel/PIT.h>
|
||||
|
@ -540,7 +540,7 @@ namespace Input
|
|||
{
|
||||
// Register callback and IRQ
|
||||
IDT::register_irq_handler(KEYBOARD_IRQ, keyboard_irq_handler);
|
||||
APIC::EnableIRQ(KEYBOARD_IRQ);
|
||||
InterruptController::Get().EnableIrq(KEYBOARD_IRQ);
|
||||
i8042_controller_command(I8042_ENABLE_FIRST_PORT);
|
||||
|
||||
MUST(s_command_queue.Push({
|
||||
|
@ -570,7 +570,7 @@ namespace Input
|
|||
{
|
||||
// Register callback and IRQ
|
||||
IDT::register_irq_handler(MOUSE_IRQ, mouse_irq_handler);
|
||||
APIC::EnableIRQ(MOUSE_IRQ);
|
||||
InterruptController::Get().EnableIrq(MOUSE_IRQ);
|
||||
i8042_controller_command(I8042_ENABLE_SECOND_PORT);
|
||||
|
||||
MUST(s_command_queue.Push({
|
||||
|
|
|
@ -0,0 +1,27 @@
|
|||
#include <BAN/Errors.h>
|
||||
#include <kernel/InterruptController.h>
|
||||
#include <kernel/APIC.h>
|
||||
#include <kernel/PIC.h>
|
||||
|
||||
static InterruptController* s_instance = nullptr;
|
||||
|
||||
InterruptController& InterruptController::Get()
|
||||
{
|
||||
ASSERT(s_instance);
|
||||
return *s_instance;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void InterruptController::Initialize(bool force_pic)
|
||||
{
|
||||
ASSERT(s_instance == nullptr);
|
||||
|
||||
PIC::MaskAll();
|
||||
PIC::Remap();
|
||||
|
||||
if (!force_pic)
|
||||
s_instance = APIC::Create();
|
||||
if (s_instance)
|
||||
return;
|
||||
dprintln("Using PIC instead of APIC");
|
||||
s_instance = PIC::Create();
|
||||
}
|
|
@ -2,6 +2,8 @@
|
|||
#include <kernel/IDT.h>
|
||||
#include <kernel/IO.h>
|
||||
|
||||
#include <string.h>
|
||||
|
||||
#define PIC1 0x20 /* IO base address for master PIC */
|
||||
#define PIC2 0xA0 /* IO base address for slave PIC */
|
||||
#define PIC1_COMMAND PIC1
|
||||
|
@ -23,12 +25,15 @@
|
|||
#define ICW4_BUF_MASTER 0x0C /* Buffered mode/master */
|
||||
#define ICW4_SFNM 0x10 /* Special fully nested (not) */
|
||||
|
||||
|
||||
namespace PIC
|
||||
PIC* PIC::Create()
|
||||
{
|
||||
MaskAll();
|
||||
Remap();
|
||||
return new PIC;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Remap()
|
||||
{
|
||||
void PIC::Remap()
|
||||
{
|
||||
uint8_t a1 = IO::inb(PIC1_DATA);
|
||||
uint8_t a2 = IO::inb(PIC2_DATA);
|
||||
|
||||
|
@ -59,56 +64,47 @@ namespace PIC
|
|||
// Restore original masks
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, a1);
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, a2);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void MaskAll()
|
||||
{
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 0xff);
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 0xff);
|
||||
}
|
||||
void PIC::MaskAll()
|
||||
{
|
||||
IO::outb(PIC1_DATA, 0xFF);
|
||||
IO::outb(PIC2_DATA, 0xFF);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void EOI(uint8_t irq)
|
||||
{
|
||||
void PIC::EOI(uint8_t irq)
|
||||
{
|
||||
if (irq >= 8)
|
||||
IO::outb(PIC2_COMMAND, PIC_EOI);
|
||||
IO::outb(PIC1_COMMAND, PIC_EOI);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Mask(uint8_t irq) {
|
||||
void PIC::EnableIrq(uint8_t irq)
|
||||
{
|
||||
uint16_t port;
|
||||
uint8_t value;
|
||||
|
||||
if(irq < 8) {
|
||||
if(irq < 8)
|
||||
{
|
||||
port = PIC1_DATA;
|
||||
} else {
|
||||
port = PIC2_DATA;
|
||||
irq -= 8;
|
||||
}
|
||||
value = IO::inb(port) | (1 << irq);
|
||||
IO::outb(port, value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Unmask(uint8_t irq) {
|
||||
uint16_t port;
|
||||
uint8_t value;
|
||||
|
||||
if(irq < 8) {
|
||||
port = PIC1_DATA;
|
||||
} else {
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
port = PIC2_DATA;
|
||||
irq -= 8;
|
||||
}
|
||||
value = IO::inb(port) & ~(1 << irq);
|
||||
IO::outb(port, value);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint16_t GetISR()
|
||||
{
|
||||
void PIC::GetISR(uint32_t out[8])
|
||||
{
|
||||
memset(out, 0, 8 * sizeof(uint32_t));
|
||||
IO::outb(PIC1_COMMAND, 0x0b);
|
||||
IO::outb(PIC2_COMMAND, 0x0b);
|
||||
uint8_t isr0 = IO::inb(PIC1_COMMAND);
|
||||
uint8_t isr1 = IO::inb(PIC2_COMMAND);
|
||||
return (isr1 << 8) | isr0;
|
||||
}
|
||||
uint16_t isr0 = IO::inb(PIC1_COMMAND);
|
||||
uint16_t isr1 = IO::inb(PIC2_COMMAND);
|
||||
|
||||
uintptr_t addr = (uintptr_t)out + IRQ_VECTOR_BASE / 8;
|
||||
*(uint16_t*)addr = (isr1 << 8) | isr0;
|
||||
}
|
|
@ -1,7 +1,7 @@
|
|||
#include <kernel/IDT.h>
|
||||
#include <kernel/InterruptController.h>
|
||||
#include <kernel/IO.h>
|
||||
#include <kernel/kprint.h>
|
||||
#include <kernel/APIC.h>
|
||||
|
||||
#define IRQ_TIMER 0
|
||||
|
||||
|
@ -47,7 +47,7 @@ namespace PIT
|
|||
|
||||
IDT::register_irq_handler(IRQ_TIMER, clock_handle);
|
||||
|
||||
APIC::EnableIRQ(IRQ_TIMER);
|
||||
InterruptController::Get().EnableIrq(IRQ_TIMER);
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
|
|
@ -1,15 +1,12 @@
|
|||
#include <BAN/Memory.h>
|
||||
#include <kernel/APIC.h>
|
||||
#include <kernel/GDT.h>
|
||||
#include <kernel/IDT.h>
|
||||
#include <kernel/Input.h>
|
||||
#include <kernel/InterruptController.h>
|
||||
#include <kernel/kmalloc.h>
|
||||
#include <kernel/kprint.h>
|
||||
#include <kernel/MMU.h>
|
||||
#include <kernel/multiboot.h>
|
||||
#include <kernel/PIC.h>
|
||||
#include <kernel/PIT.h>
|
||||
#include <kernel/RTC.h>
|
||||
#include <kernel/Serial.h>
|
||||
#include <kernel/Shell.h>
|
||||
#include <kernel/TTY.h>
|
||||
|
@ -81,8 +78,9 @@ extern "C" void kernel_main()
|
|||
dprintln("VESA initialized");
|
||||
TTY* tty1 = new TTY(terminal_driver);
|
||||
|
||||
APIC::Initialize(cmdline.force_pic);
|
||||
dprintln("APIC initialized");
|
||||
InterruptController::Initialize(cmdline.force_pic);
|
||||
dprintln("Interrupt controller initialized");
|
||||
|
||||
PIT::initialize();
|
||||
dprintln("PIT initialized");
|
||||
if (!Input::initialize())
|
||||
|
|
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