2022-10-05 21:40:03 +08:00

348 lines
9.2 KiB
C
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

//
// 内核全局通用库
// Created by longjin on 2022/1/22.
//
#pragma once
//引入对bool类型的支持
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <common/stddef.h>
#include <arch/arch.h>
#include <common/compiler.h>
#include <common/list.h>
#if ARCH(I386) || ARCH(X86_64)
#include <arch/x86_64/asm/asm.h>
#else
#error Arch not supported.
#endif
/**
* @brief 根据结构体变量内某个成员变量member的基地址计算出该结构体变量的基地址
* @param ptr 指向结构体变量内的成员变量member的指针
* @param type 成员变量所在的结构体
* @param member 成员变量名
*
* 方法使用ptr减去结构体内的偏移得到结构体变量的基地址
*/
#define container_of(ptr, type, member) \
({ \
typeof(((type *)0)->member) *p = (ptr); \
(type *)((unsigned long)p - (unsigned long)&(((type *)0)->member)); \
})
// 定义类型的缩写
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned int uint;
typedef unsigned long ul;
typedef unsigned long long int ull;
typedef long long int ll;
#define ABS(x) ((x) > 0 ? (x) : -(x)) // 绝对值
// 最大最小值
#define max(x, y) ((x > y) ? (x) : (y))
#define min(x, y) ((x < y) ? (x) : (y))
// 遮罩高32bit
#define MASK_HIGH_32bit(x) (x & (0x00000000ffffffffUL))
// 四舍五入成整数
ul round(double x)
{
return (ul)(x + 0.5);
}
/**
* @brief 地址按照align进行对齐
*
* @param addr
* @param _align
* @return ul 对齐后的地址
*/
static __always_inline ul ALIGN(const ul addr, const ul _align)
{
return (ul)((addr + _align - 1) & (~(_align - 1)));
}
void *memset(void *dst, unsigned char C, ul size)
{
int d0, d1;
unsigned long tmp = C * 0x0101010101010101UL;
__asm__ __volatile__("cld \n\t"
"rep \n\t"
"stosq \n\t"
"testb $4, %b3 \n\t"
"je 1f \n\t"
"stosl \n\t"
"1:\ttestb $2, %b3 \n\t"
"je 2f\n\t"
"stosw \n\t"
"2:\ttestb $1, %b3 \n\t"
"je 3f \n\t"
"stosb \n\t"
"3: \n\t"
: "=&c"(d0), "=&D"(d1)
: "a"(tmp), "q"(size), "0"(size / 8), "1"(dst)
: "memory");
return dst;
}
void *memset_c(void *dst, uint8_t c, size_t count)
{
uint8_t *xs = (uint8_t *)dst;
while (count--)
*xs++ = c;
return dst;
}
/**
* @brief 内存拷贝函数
*
* @param dst 目标数组
* @param src 源数组
* @param Num 字节数
* @return void*
*/
static void *memcpy(void *dst, const void *src, long Num)
{
int d0 = 0, d1 = 0, d2 = 0;
__asm__ __volatile__("cld \n\t"
"rep \n\t"
"movsq \n\t"
"testb $4,%b4 \n\t"
"je 1f \n\t"
"movsl \n\t"
"1:\ttestb $2,%b4 \n\t"
"je 2f \n\t"
"movsw \n\t"
"2:\ttestb $1,%b4 \n\t"
"je 3f \n\t"
"movsb \n\t"
"3: \n\t"
: "=&c"(d0), "=&D"(d1), "=&S"(d2)
: "0"(Num / 8), "q"(Num), "1"(dst), "2"(src)
: "memory");
return dst;
}
// 从io口读入8个bit
unsigned char io_in8(unsigned short port)
{
unsigned char ret = 0;
__asm__ __volatile__("inb %%dx, %0 \n\t"
"mfence \n\t"
: "=a"(ret)
: "d"(port)
: "memory");
return ret;
}
// 从io口读入32个bit
unsigned int io_in32(unsigned short port)
{
unsigned int ret = 0;
__asm__ __volatile__("inl %%dx, %0 \n\t"
"mfence \n\t"
: "=a"(ret)
: "d"(port)
: "memory");
return ret;
}
// 输出8个bit到输出端口
void io_out8(unsigned short port, unsigned char value)
{
__asm__ __volatile__("outb %0, %%dx \n\t"
"mfence \n\t"
:
: "a"(value), "d"(port)
: "memory");
}
// 输出32个bit到输出端口
void io_out32(unsigned short port, unsigned int value)
{
__asm__ __volatile__("outl %0, %%dx \n\t"
"mfence \n\t"
:
: "a"(value), "d"(port)
: "memory");
}
/**
* @brief 从端口读入n个word到buffer
*
*/
#define io_insw(port, buffer, nr) \
__asm__ __volatile__("cld;rep;insw;mfence;" ::"d"(port), "D"(buffer), "c"(nr) \
: "memory")
/**
* @brief 从输出buffer中的n个word到端口
*
*/
#define io_outsw(port, buffer, nr) \
__asm__ __volatile__("cld;rep;outsw;mfence;" ::"d"(port), "S"(buffer), "c"(nr) \
: "memory")
/**
* @brief 验证地址空间是否为用户地址空间
*
* @param addr_start 地址起始值
* @param length 地址长度
* @return true
* @return false
*/
bool verify_area(uint64_t addr_start, uint64_t length)
{
if ((addr_start + length) <= 0x00007fffffffffffUL) // 用户程序可用的的地址空间应<= 0x00007fffffffffffUL
return true;
else
return false;
}
/**
* @brief 从用户空间搬运数据到内核空间
*
* @param dst 目的地址
* @param src 源地址
* @param size 搬运的大小
* @return uint64_t
*/
static inline uint64_t copy_from_user(void *dst, void *src, uint64_t size)
{
uint64_t tmp0, tmp1;
if (!verify_area((uint64_t)src, size))
return 0;
/**
* @brief 先每次搬运8 bytes剩余就直接一个个byte搬运
*
*/
asm volatile("rep \n\t"
"movsq \n\t"
"movq %3, %0 \n\t"
"rep \n\t"
"movsb \n\t"
: "=&c"(size), "=&D"(tmp0), "=&S"(tmp1)
: "r"(size & 7), "0"(size >> 3), "1"(dst), "2"(src)
: "memory");
return size;
}
/**
* @brief 从内核空间搬运数据到用户空间
*
* @param dst 目的地址
* @param src 源地址
* @param size 搬运的大小
* @return uint64_t
*/
static inline uint64_t copy_to_user(void *dst, void *src, uint64_t size)
{
uint64_t tmp0, tmp1;
if (verify_area((uint64_t)src, size))
return 0;
/**
* @brief 先每次搬运8 bytes剩余就直接一个个byte搬运
*
*/
asm volatile("rep \n\t"
"movsq \n\t"
"movq %3, %0 \n\t"
"rep \n\t"
"movsb \n\t"
: "=&c"(size), "=&D"(tmp0), "=&S"(tmp1)
: "r"(size & 7), "0"(size >> 3), "1"(dst), "2"(src)
: "memory");
return size;
}
/**
* @brief 这个函数让蜂鸣器发声,目前仅用于真机调试。未来将移除,请勿依赖此函数。
*
* @param times 发声循环多少遍
*/
void __experimental_beep(uint64_t times);
/**
* @brief 往指定地址写入8字节
* 防止由于编译器优化导致不支持的内存访问类型尤其是在mmio的时候
*
* @param vaddr 虚拟地址
* @param value 要写入的值
*/
static __always_inline void __write8b(uint64_t vaddr, uint64_t value)
{
asm volatile("movq %%rdx, 0(%%rax)" ::"a"(vaddr), "d"(value)
: "memory");
}
/**
* @brief 往指定地址写入4字节
* 防止由于编译器优化导致不支持的内存访问类型尤其是在mmio的时候
*
* @param vaddr 虚拟地址
* @param value 要写入的值
*/
static __always_inline void __write4b(uint64_t vaddr, uint32_t value)
{
asm volatile("movl %%edx, 0(%%rax)" ::"a"(vaddr), "d"(value)
: "memory");
}
/**
* @brief 从指定地址读取8字节
* 防止由于编译器优化导致不支持的内存访问类型尤其是在mmio的时候
*
* @param vaddr 虚拟地址
* @return uint64_t 读取到的值
*/
static __always_inline uint64_t __read8b(uint64_t vaddr)
{
uint64_t retval;
asm volatile("movq 0(%%rax), %0"
: "=r"(retval)
: "a"(vaddr)
: "memory");
return retval;
}
/**
* @brief 从指定地址读取4字节
* 防止由于编译器优化导致不支持的内存访问类型尤其是在mmio的时候
*
* @param vaddr 虚拟地址
* @return uint64_t 读取到的值
*/
static __always_inline uint32_t __read4b(uint64_t vaddr)
{
uint32_t retval;
asm volatile("movl 0(%%rax), %0"
: "=d"(retval)
: "a"(vaddr)
: "memory");
return retval;
}
/**
* @brief 将数据从src搬运到dst并能正确处理地址重叠的问题
*
* @param dst 目标地址指针
* @param src 源地址指针
* @param size 大小
* @return void* 指向目标地址的指针
*/
void *memmove(void *dst, const void *src, uint64_t size);