182 lines
5.5 KiB
C
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C
#ifndef MINIOS_KERN_PROTECT_H
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#define MINIOS_KERN_PROTECT_H
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#include <type.h>
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/* 存储段描述符/系统段描述符 */
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typedef struct s_descriptor { /* 共 8 个字节 */
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u16 limit_low; /* Limit */
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u16 base_low; /* Base */
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u8 base_mid; /* Base */
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u8 attr1; /* P(1) DPL(2) DT(1) TYPE(4) */
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u8 limit_high_attr2; /* G(1) D(1) 0(1) AVL(1) LimitHigh(4) */
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u8 base_high; /* Base */
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}DESCRIPTOR;
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/* 门描述符 */
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typedef struct s_gate
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{
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u16 offset_low; /* Offset Low */
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u16 selector; /* Selector */
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u8 dcount; /* 该字段只在调用门描述符中有效。
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如果在利用调用门调用子程序时引起特权级的转换和堆栈的改变，需要将外层堆栈中的参数复制到内层堆栈。
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该双字计数字段就是用于说明这种情况发生时，要复制的双字参数的数量。 */
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u8 attr; /* P(1) DPL(2) DT(1) TYPE(4) */
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u16 offset_high; /* Offset High */
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}GATE;
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/* 描述符选择子 */
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#define SELECTOR_DUMMY 0x00 // ┓
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#define SELECTOR_FLAT_C 0x08 // ┣ LOADER 里面已经确定了的.
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#define SELECTOR_FLAT_RW 0x10 // ┃
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#define SELECTOR_VIDEO (0x18+3) // ┛<-- RPL=3
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#define SELECTOR_TSS 0x20 // TSS. 从外层跳到内存时 SS 和 ESP 的值从里面获得.
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#define SELECTOR_LDT 0x28
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/* 描述符类型值说明 */
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#define DA_32 0x4000 /* 32 位段 */
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#define DA_LIMIT_4K 0x8000 /* 段界限粒度为4K字节 */
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#define DA_DPL0 0x00 /* DPL = 0 */
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#define DA_DPL1 0x20 /* DPL = 1 */
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#define DA_DPL2 0x40 /* DPL = 2 */
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#define DA_DPL3 0x60 /* DPL = 3 */
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/* 存储段描述符类型值说明 */
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#define DA_DR 0x90 /* 存在的只读数据段类型值 */
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#define DA_DRW 0x92 /* 存在的可读写数据段属性值 */
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#define DA_DRWA 0x93 /* 存在的已访问可读写数据段类型值*/
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#define DA_C 0x98 /* 存在的只执行代码段属性值 */
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#define DA_CR 0x9A /* 存在的可执行可读代码段属性值 */
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#define DA_CCO 0x9C /* 存在的只执行一致代码段属性值 */
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#define DA_CCOR 0x9E /* 存在的可执行可读一致代码段属性值*/
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/* 系统段描述符类型值说明 */
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#define DA_LDT 0x82 /* 局部描述符表段类型值 */
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#define DA_TaskGate 0x85 /* 任务门类型值 */
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#define DA_386TSS 0x89 /* 可用 386 任务状态段类型值 */
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#define DA_386CGate 0x8C /* 386 调用门类型值 */
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#define DA_386IGate 0x8E /* 386 中断门类型值 */
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#define DA_386TGate 0x8F /* 386 陷阱门类型值 */
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/* 选择子类型值说明 */
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/* 其中, SA_ : Selector Attribute */
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#define SA_RPL_MASK 0xFFFC
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#define SA_RPL0 0
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#define SA_RPL1 1
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#define SA_RPL2 2
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#define SA_RPL3 3
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#define SA_TI_MASK 0xFFFB
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#define SA_TIG 0
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#define SA_TIL 4
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/* 异常中断向量 */
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#define INT_VECTOR_DIVIDE 0x0
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#define INT_VECTOR_DEBUG 0x1
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#define INT_VECTOR_NMI 0x2
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#define INT_VECTOR_BREAKPOINT 0x3
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#define INT_VECTOR_OVERFLOW 0x4
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#define INT_VECTOR_BOUNDS 0x5
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#define INT_VECTOR_INVAL_OP 0x6
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#define INT_VECTOR_COPROC_NOT 0x7
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#define INT_VECTOR_DOUBLE_FAULT 0x8
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#define INT_VECTOR_COPROC_SEG 0x9
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#define INT_VECTOR_INVAL_TSS 0xA
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#define INT_VECTOR_SEG_NOT 0xB
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#define INT_VECTOR_STACK_FAULT 0xC
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#define INT_VECTOR_PROTECTION 0xD
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#define INT_VECTOR_PAGE_FAULT 0xE
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#define INT_VECTOR_COPROC_ERR 0x10
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/* 外设中断向量，时钟中断，键盘中断等都在这里 */
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#define INT_VECTOR_IRQ0 0x20
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#define INT_VECTOR_IRQ8 0x28
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/* 系统调用 */
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#define INT_VECTOR_SYSCALL 0x80
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/* 权限 */
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#define PRIVILEGE_KRNL 0
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#define PRIVILEGE_TASK 1
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#define PRIVILEGE_USER 3
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#define RPL_KRNL SA_RPL0
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#define RPL_TASK SA_RPL1
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#define RPL_USER SA_RPL3
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/* 初始化描述符函数 */
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static void
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init_segment(DESCRIPTOR *p_desc, u32 base, u32 limit, u16 attribute)
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{
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p_desc->limit_low = limit & 0x0FFFF; // 段界限1
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p_desc->base_low = base & 0x0FFFF; // 段基址1
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p_desc->base_mid = (base >> 16) & 0x0FF; // 段基址2
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p_desc->attr1 = attribute & 0xFF; // 属性1
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p_desc->limit_high_attr2 = ((limit >> 16) & 0x0F) | // 段界限2
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((attribute >> 8) & 0xF0); // 属性2
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p_desc->base_high = (base >> 24) & 0x0FF; // 段基址3
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}
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static void
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init_gate(GATE *p_gate, u8 desc_type, void *handler, u8 privilage)
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{
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p_gate->offset_low = (u32)handler & 0xffff; //中断处理地址的低16位
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p_gate->selector = SELECTOR_FLAT_C; //内核代码段选择子
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p_gate->dcount = 0; //不需要复制参数
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p_gate->attr = desc_type | (privilage << 5); //属性
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p_gate->offset_high = ((u32)handler >> 16) & 0xffff;//中断处理地址的高16位
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}
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/* GDT 、 LDT 和 IDT 中描述符的个数 */
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#define GDT_SIZE 128
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#define LDT_SIZE GDT_SIZE
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#define IDT_SIZE 256
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// kern/start.c
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extern DESCRIPTOR gdt[GDT_SIZE];
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extern DESCRIPTOR ldt[LDT_SIZE];
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extern GATE idt[IDT_SIZE];
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/* TSS(Taskstate) */
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typedef struct s_tss {
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u32 backlink;
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u32 esp0; /* 当发生中断的时候esp就会变成esp0 */
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u32 ss0; /* 当发生中断的时候ss就会变成ss0，由于ss0存储的是内核态权限段，于是顺利进入内核态 */
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u32 esp1;
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u32 ss1;
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u32 esp2;
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u32 ss2;
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u32 cr3;
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u32 eip;
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u32 flags;
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u32 eax;
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u32 ecx;
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u32 edx;
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u32 ebx;
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u32 esp;
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u32 ebp;
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u32 esi;
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u32 edi;
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u32 es;
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u32 cs;
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u32 ss;
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u32 ds;
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u32 fs;
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u32 gs;
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u32 ldt;
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u16 trap;
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u16 iobase; /* I/O位图基址大于或等于TSS段界限，就表示没有I/O许可位图 */
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/*u8 iomap[2];*/
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}TSS;
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/* 全局的tss数据结构 */
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// kern/start.c
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extern TSS tss;
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/* 描述符表 */
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struct Pseudodesc {
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u16 pd_lim; // Limit
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u32 pd_base; // Base address
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} __attribute__ ((packed));
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// kern/start.c
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extern struct Pseudodesc gdt_ptr, idt_ptr;
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#endif /* MINIOS_KERN_PROTECT_H */
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