src/farptr.h

   1 // Code to access multiple segments within gcc.
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 //
   5 // This file may be distributed under the terms of the GNU LGPLv3 license.
   6 #ifndef __FARPTR_H
   7 #define __FARPTR_H
   8
   9 #include "ioport.h" // insb
  10
  11 // Dummy definitions used to make sure gcc understands dependencies
  12 // between SET_SEG and GET/READ/WRITE_SEG macros.
  13 extern u16 __segment_ES, __segment_CS, __segment_DS, __segment_SS;
  14 extern u16 __segment_FS, __segment_GS;
  15
  16 // Low level macros for reading/writing memory via a segment selector.
  17 #define READ8_SEG(SEG, value, var)                      \
  18     __asm__("movb %%" #SEG ":%1, %b0" : "=Qi"(value)    \
  19             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  20 #define READ16_SEG(SEG, value, var)                     \
  21     __asm__("movw %%" #SEG ":%1, %w0" : "=ri"(value)    \
  22             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  23 #define READ32_SEG(SEG, value, var)                     \
  24     __asm__("movl %%" #SEG ":%1, %0" : "=ri"(value)     \
  25             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  26 #define READ64_SEG(SEG, value, var) do {                        \
  27         union u64_u32_u __value;                                \
  28         union u64_u32_u *__r64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var); \
  29         READ32_SEG(SEG, __value.hi, __r64_ptr->hi);             \
  30         READ32_SEG(SEG, __value.lo, __r64_ptr->lo);             \
  31         (value) = __value.val;                                  \
  32     } while (0)
  33 #define WRITE8_SEG(SEG, var, value)                             \
  34     __asm__("movb %b1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  35             : "Q"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  36 #define WRITE16_SEG(SEG, var, value)                            \
  37     __asm__("movw %w1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  38             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  39 #define WRITE32_SEG(SEG, var, value)                            \
  40     __asm__("movl %1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)                \
  41             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  42 #define WRITE64_SEG(SEG, var, value) do {                       \
  43         union u64_u32_u __value;                                \
  44         union u64_u32_u *__w64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var); \
  45         __value.val = (value);                                  \
  46         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->hi, __value.hi);            \
  47         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->lo, __value.lo);            \
  48     } while (0)
  49
  50 // Low level macros for getting/setting a segment register.
  51 #define __SET_SEG(SEG, value)                                   \
  52     __asm__("movw %w1, %%" #SEG : "=m"(__segment_ ## SEG)       \
  53             : "rm"(value))
  54 #define __GET_SEG(SEG) ({                                       \
  55     u16 __seg;                                                  \
  56     __asm__("movw %%" #SEG ", %w0" : "=rm"(__seg)               \
  57             : "m"(__segment_ ## SEG));                          \
  58     __seg;})
  59
  60 // Macros for automatically choosing the appropriate memory size
  61 // access method.
  62 extern void __force_link_error__unknown_type();
  63
  64 #define __GET_VAR(seg, var) ({                  \
  65     typeof(var) __val;                          \
  66     if (sizeof(__val) == 1)                     \
  67         READ8_SEG(seg, __val, var);             \
  68     else if (sizeof(__val) == 2)                \
  69         READ16_SEG(seg, __val, var);            \
  70     else if (sizeof(__val) == 4)                \
  71         READ32_SEG(seg, __val, var);            \
  72     else if (sizeof(__val) == 8)                \
  73         READ64_SEG(seg, __val, var);            \
  74     else                                        \
  75         __force_link_error__unknown_type();     \
  76     __val; })
  77
  78 #define __SET_VAR(seg, var, val) do {           \
  79         if (sizeof(var) == 1)                   \
  80             WRITE8_SEG(seg, var, (val));        \
  81         else if (sizeof(var) == 2)              \
  82             WRITE16_SEG(seg, var, (val));       \
  83         else if (sizeof(var) == 4)              \
  84             WRITE32_SEG(seg, var, (val));       \
  85         else if (sizeof(var) == 8)              \
  86             WRITE64_SEG(seg, var, (val));       \
  87         else                                    \
  88             __force_link_error__unknown_type(); \
  89     } while (0)
  90
  91 // Macros for accessing a variable in another segment.  (They
  92 // automatically update the %es segment and then make the appropriate
  93 // access.)
  94 #define __GET_FARVAR(seg, var) ({               \
  95     SET_SEG(ES, (seg));                         \
  96     GET_VAR(ES, (var)); })
  97 #define __SET_FARVAR(seg, var, val) do {        \
  98         typeof(var) __sfv_val = (val);          \
  99         SET_SEG(ES, (seg));                     \
 100         SET_VAR(ES, (var), __sfv_val);          \
 101     } while (0)
 102
 103 // Macros for accesssing a 32bit flat mode pointer from 16bit real
 104 // mode.  (They automatically update the %es segment, break the
 105 // pointer into segment/offset, and then make the access.)
 106 #define __GET_FLATPTR(ptr) ({                                   \
 107     typeof(&(ptr)) __ptr = &(ptr);                              \
 108     GET_FARVAR(FLATPTR_TO_SEG(__ptr)                            \
 109                , *(typeof(__ptr))FLATPTR_TO_OFFSET(__ptr)); })
 110 #define __SET_FLATPTR(ptr, val) do {                            \
 111         typeof (&(ptr)) __ptr = &(ptr);                         \
 112         SET_FARVAR(FLATPTR_TO_SEG(__ptr)                        \
 113                    , *(typeof(__ptr))FLATPTR_TO_OFFSET(__ptr)   \
 114                    , (val));                                    \
 115     } while (0)
 116
 117 // Macros for converting to/from 32bit flat mode pointers to their
 118 // equivalent 16bit segment/offset values.
 119 #define FLATPTR_TO_SEG(p) (((u32)(p)) >> 4)
 120 #define FLATPTR_TO_OFFSET(p) (((u32)(p)) & 0xf)
 121 #define MAKE_FLATPTR(seg,off) ((void*)(((u32)(seg)<<4)+(u32)(off)))
 122
 123
 124 #if MODE16 == 1
 125
 126 // Definitions when in 16 bit mode.
 127 #define GET_FARVAR(seg, var) __GET_FARVAR((seg), (var))
 128 #define SET_FARVAR(seg, var, val) __SET_FARVAR((seg), (var), (val))
 129 #define GET_VAR(seg, var) __GET_VAR(seg, (var))
 130 #define SET_VAR(seg, var, val) __SET_VAR(seg, (var), (val))
 131 #define SET_SEG(SEG, value) __SET_SEG(SEG, (value))
 132 #define GET_SEG(SEG) __GET_SEG(SEG)
 133 #define GET_FLATPTR(ptr) __GET_FLATPTR(ptr)
 134 #define SET_FLATPTR(ptr, val) __SET_FLATPTR((ptr), (val))
 135
 136 static inline void insb_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 137     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 138     insb(port, (u8*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 139 }
 140 static inline void insw_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 141     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 142     insw(port, (u16*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 143 }
 144 static inline void insl_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 145     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 146     insl(port, (u32*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 147 }
 148 static inline void outsb_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 149     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 150     outsb(port, (u8*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 151 }
 152 static inline void outsw_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 153     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 154     outsw(port, (u16*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 155 }
 156 static inline void outsl_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 157     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 158     outsl(port, (u32*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 159 }
 160
 161 extern void __force_link_error__only_in_32bit() __attribute__ ((noreturn));
 162 #define ASSERT16() do { } while (0)
 163 #define ASSERT32() __force_link_error__only_in_32bit()
 164
 165 #else
 166
 167 // In 32-bit mode there is no need to mess with the segments.
 168 #define GET_FARVAR(seg, var) \
 169     (*((typeof(&(var)))MAKE_FLATPTR((seg), &(var))))
 170 #define SET_FARVAR(seg, var, val) \
 171     do { GET_FARVAR((seg), (var)) = (val); } while (0)
 172 #define GET_VAR(seg, var) (var)
 173 #define SET_VAR(seg, var, val) do { (var) = (val); } while (0)
 174 #define SET_SEG(SEG, value) ((void)(value))
 175 #define GET_SEG(SEG) 0
 176 #define GET_FLATPTR(ptr) (ptr)
 177 #define SET_FLATPTR(ptr, val) do { (ptr) = (val); } while (0)
 178
 179 #define insb_fl(port, ptr_fl, count) insb(port, ptr_fl, count)
 180 #define insw_fl(port, ptr_fl, count) insw(port, ptr_fl, count)
 181 #define insl_fl(port, ptr_fl, count) insl(port, ptr_fl, count)
 182 #define outsb_fl(port, ptr_fl, count) outsb(port, ptr_fl, count)
 183 #define outsw_fl(port, ptr_fl, count) outsw(port, ptr_fl, count)
 184 #define outsl_fl(port, ptr_fl, count) outsl(port, ptr_fl, count)
 185
 186 extern void __force_link_error__only_in_16bit() __attribute__ ((noreturn));
 187 #define ASSERT16() __force_link_error__only_in_16bit()
 188 #define ASSERT32() do { } while (0)
 189
 190 #endif
 191
 192 #endif // farptr.h