Switch to a simple X11-style license.
[polintos/scott/priv.git] / kernel / arch / x86 / descriptors.cc
1 // arch/x86/descriptors.cc -- code to manage segment/trap/interrupt descriptors
2 //
3 // This software is copyright (c) 2006 Scott Wood <scott@buserror.net>.
4 // 
5 // Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
6 // this software and associated documentation files (the "Software"), to deal with
7 // the Software without restriction, including without limitation the rights to
8 // use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
9 // of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
10 // so, subject to the following condition:
11 // 
12 // The above copyright notice and this permission notice shall be
13 // included in all copies or substantial portions of the Software.
14 // 
15 // THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16 // IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS
17 // FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL THE
18 // CONTRIBUTORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19 // LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
20 // OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS WITH THE
21 // SOFTWARE.
22
23 #include <kern/types.h>
24 #include <arch/addrs.h>
25 #include <arch/thread.h>
26 #include <arch/mem.h>
27
28 namespace Arch {
29 namespace Priv {
30         TSS tss;
31 }
32 }
33
34 using Arch::Priv::Descriptor;
35 using Arch::Priv::TSS;
36 using Arch::Priv::tss;
37
38 Descriptor x86_gdt[1024] = {
39         {}, // The first entry is reserved for the NULL selector.
40         {   // 0x08: data
41                 limit_low: 0xffff,
42                 base_low: 0,
43                 base_mid: 0,
44                 type: 2, // data segment, writable
45                 user: 1,
46                 dpl: 0,
47                 present: 1,
48                 limit_high: 0xff,
49                 sw: 0,
50                 reserved: 0,
51                 opsize: 1,
52                 gran: 1,
53                 base_high: 0
54         },
55         {   // 0x10: code
56                 limit_low: 0xffff,
57                 base_low: 0,
58                 base_mid: 0,
59                 type: 10, // code segment, readable
60                 user: 1,
61                 dpl: 0,
62                 present: 1,
63                 limit_high: 0xff,
64                 sw: 0,
65                 reserved: 0,
66                 opsize: 1,
67                 gran: 1,
68                 base_high: 0
69         },
70         {   // 0x18: TSS
71                 limit_low: sizeof(tss),
72                 base_low: 0,
73                 base_mid: 0,
74                 type: 9,
75                 user: 0,
76                 dpl: 0,
77                 present: 1,
78                 limit_high: 0,
79                 sw: 0,
80                 reserved: 0,
81                 opsize: 0,
82                 gran: 0,
83                 base_high: 0
84         }
85 };
86
87 struct X86DescriptorTablePointer {
88         u8 pad[6];
89         u16 limit;
90         u32 address;
91 };
92
93 X86DescriptorTablePointer x86_gdtr = {
94         // G++ still won't handle complex labelled initializers, so
95         // we have to explicitly initialize pad.
96         
97         pad: { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, 
98         limit: sizeof(x86_gdt),
99         address: reinterpret_cast<u32>(&x86_gdt)
100 };
101
102 X86DescriptorTablePointer x86_gdtr_phys = {
103         pad: { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, 
104         limit: sizeof(x86_gdt),
105         address: reinterpret_cast<u32>(&x86_gdt) - KERNEL_START
106 };
107
108 struct X86InterruptDescriptor {
109         u16 offset_low;
110         u16 selector;
111         u8 stack_index:3;
112         u8 reserved:5;
113         u8 type:4;
114         u8 user:1;
115         u8 dpl:2;
116         u8 present:1;
117         u16 offset_high;
118 };
119
120 static X86InterruptDescriptor idt[256];
121
122 static X86DescriptorTablePointer idtr = {
123         pad: { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, 
124         limit: sizeof(idt),
125         address: reinterpret_cast<u32>(&idt)
126 };
127
128 // Set a gate for INT num to start executing at addr.  
129 //
130 // If ints_off is set, then interrupts will remain disabled until
131 // software enables them; otherwise, the interrupt flag will have the
132 // same state as in the code that was interrupted.
133 //
134 // If user is true, then this gate can be called directly from
135 // userspace with the INT instruction.  Otherwise, usermode
136 // INT to this gate will cause a GPF, but it may still be reached
137 // from user code via hardware interrupt or exception.
138 // 
139 // If stack_index is non-zero, use the specified alternate stack even if
140 // interrupting kernel code.
141
142 static void set_int_gate(int num, void *addrptr, bool ints_off = false,
143                          bool user = false, int stack_index = 0)
144 {
145         u32 addr = (u32)addrptr;
146
147         X86InterruptDescriptor desc = {
148                 offset_low: addr & 0xffff,
149                 selector: 0x10,
150                 stack_index: stack_index,
151                 reserved: 0,
152                 type: ints_off ? 14 : 15,
153                 user: 0,
154                 dpl: user ? 3 : 0,
155                 present: 1,
156                 offset_high: (addr >> 16) & 0xffff,
157         };
158         
159         idt[num] = desc;
160 }
161
162 extern int x86_diverr, x86_debug, x86_breakpoint;
163 extern int x86_gpf, x86_page_fault, x86_invalid_insn, x86_int99_entry;
164 extern void *x86_irqs[256];
165
166 namespace Arch {
167 namespace Priv {
168         void set_idt()
169         {
170                 // GCC 4.0 pukes on "m" (&idtr.limit), saying it's not
171                 // directly addressable.
172                 
173                 asm volatile("lidtl 6(%0)" : : "r" (&idtr) : "memory");
174                 
175                 set_int_gate(0, &x86_diverr);
176                 set_int_gate(1, &x86_debug);
177                 set_int_gate(3, &x86_breakpoint);
178                 set_int_gate(6, &x86_invalid_insn);
179                 set_int_gate(13, &x86_gpf);
180                 set_int_gate(14, &x86_page_fault, true);
181                 set_int_gate(0x99, &x86_int99_entry);
182                 
183                 for (int i = 0x20; i < 0x30; i++)
184                         set_int_gate(i, x86_irqs[i], true);
185         }
186 }
187 }