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 *__w64_ptr = (union u64_u32_u *)&(value);       \
  28         union u64_u32_u *__r64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var);         \
  29         READ32_SEG(SEG, __w64_ptr->hi, __r64_ptr->hi);                  \
  30         READ32_SEG(SEG, __w64_ptr->lo, __r64_ptr->lo);                  \
  31     } while (0)
  32 #define WRITE8_SEG(SEG, var, value)                             \
  33     __asm__("movb %b1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  34             : "Q"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  35 #define WRITE16_SEG(SEG, var, value)                            \
  36     __asm__("movw %w1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  37             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  38 #define WRITE32_SEG(SEG, var, value)                            \
  39     __asm__("movl %1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)                \
  40             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  41 #define WRITE64_SEG(SEG, var, value) do {                       \
  42         union u64_u32_u __value;                                \
  43         union u64_u32_u *__w64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var); \
  44         __value.val = (value);                                  \
  45         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->hi, __value.hi);            \
  46         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->lo, __value.lo);            \
  47     } while (0)
  48
  49 // Low level macros for getting/setting a segment register.
  50 #define __SET_SEG(SEG, value)                                   \
  51     __asm__("movw %w1, %%" #SEG : "=m"(__segment_ ## SEG)       \
  52             : "r"(value))
  53 #define __GET_SEG(SEG) ({                                       \
  54     u16 __seg;                                                  \
  55     __asm__("movw %%" #SEG ", %w0" : "=r"(__seg)                \
  56             : "m"(__segment_ ## SEG));                          \
  57     __seg;})
  58
  59 // Macros for automatically choosing the appropriate memory size
  60 // access method.
  61 extern void __force_link_error__unknown_type();
  62
  63 #define __GET_VAR(seg, var) ({                  \
  64     typeof(var) __val;                          \
  65     if (sizeof(__val) == 1)                     \
  66         READ8_SEG(seg, __val, var);             \
  67     else if (sizeof(__val) == 2)                \
  68         READ16_SEG(seg, __val, var);            \
  69     else if (sizeof(__val) == 4)                \
  70         READ32_SEG(seg, __val, var);            \
  71     else if (sizeof(__val) == 8)                \
  72         READ64_SEG(seg, __val, var);            \
  73     else                                        \
  74         __force_link_error__unknown_type();     \
  75     __val; })
  76
  77 #define __SET_VAR(seg, var, val) do {           \
  78         if (sizeof(var) == 1)                   \
  79             WRITE8_SEG(seg, var, (val));        \
  80         else if (sizeof(var) == 2)              \
  81             WRITE16_SEG(seg, var, (val));       \
  82         else if (sizeof(var) == 4)              \
  83             WRITE32_SEG(seg, var, (val));       \
  84         else if (sizeof(var) == 8)              \
  85             WRITE64_SEG(seg, var, (val));       \
  86         else                                    \
  87             __force_link_error__unknown_type(); \
  88     } while (0)
  89
  90 // Macros for accessing a variable in another segment.  (They
  91 // automatically update the %es segment and then make the appropriate
  92 // access.)
  93 #define __GET_FARVAR(seg, var) ({               \
  94     SET_SEG(ES, (seg));                         \
  95     GET_VAR(ES, (var)); })
  96 #define __SET_FARVAR(seg, var, val) do {        \
  97         typeof(var) __sfv_val = (val);          \
  98         SET_SEG(ES, (seg));                     \
  99         SET_VAR(ES, (var), __sfv_val);          \
 100     } while (0)
 101
 102 // Macros for accesssing a 32bit pointer from 16bit real mode.  (They
 103 // automatically update the %es segment, break the pointer into
 104 // segment/offset, and then make the access.)
 105 #define __GET_FARPTR(ptr) ({                                            \
 106     typeof(&(ptr)) __ptr = &(ptr);                                      \
 107     GET_FARVAR(FARPTR_TO_SEG(__ptr)                                     \
 108                , *(typeof(__ptr))FARPTR_TO_OFFSET(__ptr)); })
 109 #define __SET_FARPTR(ptr, val) do {                                     \
 110         typeof (&(ptr)) __ptr = &(ptr);                                 \
 111         SET_FARVAR(FARPTR_TO_SEG(__ptr)                                 \
 112                    , *(typeof(__ptr))FARPTR_TO_OFFSET(__ptr)            \
 113                    , (val));                                            \
 114     } while (0)
 115
 116 // Macros for converting to/from 32bit style pointers to their
 117 // equivalent 16bit segment/offset values.
 118 #define FARPTR_TO_SEG(p) (((u32)(p)) >> 4)
 119 #define FARPTR_TO_OFFSET(p) (((u32)(p)) & 0xf)
 120 #define MAKE_FARPTR(seg,off) ((void*)(((u32)(seg)<<4)+(u32)(off)))
 121
 122
 123 #if MODE16 == 1
 124
 125 // Definitions when in 16 bit mode.
 126 #define GET_FARVAR(seg, var) __GET_FARVAR((seg), (var))
 127 #define SET_FARVAR(seg, var, val) __SET_FARVAR((seg), (var), (val))
 128 #define GET_VAR(seg, var) __GET_VAR(seg, (var))
 129 #define SET_VAR(seg, var, val) __SET_VAR(seg, (var), (val))
 130 #define SET_SEG(SEG, value) __SET_SEG(SEG, (value))
 131 #define GET_SEG(SEG) __GET_SEG(SEG)
 132 #define GET_FARPTR(ptr) __GET_FARPTR(ptr)
 133 #define SET_FARPTR(ptr, val) __SET_FARPTR((ptr), (val))
 134
 135 static inline void insb_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 136     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 137     insb(port, (u8*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 138 }
 139 static inline void insw_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 140     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 141     insw(port, (u16*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 142 }
 143 static inline void insl_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 144     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 145     insl(port, (u32*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 146 }
 147 static inline void outsb_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 148     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 149     outsb(port, (u8*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 150 }
 151 static inline void outsw_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 152     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 153     outsw(port, (u16*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 154 }
 155 static inline void outsl_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 156     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 157     outsl(port, (u32*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 158 }
 159
 160 #else
 161
 162 // In 32-bit mode there is no need to mess with the segments.
 163 #define GET_FARVAR(seg, var) \
 164     (*((typeof(&(var)))MAKE_FARPTR((seg), (u32)&(var))))
 165 #define SET_FARVAR(seg, var, val) \
 166     do { GET_FARVAR((seg), (var)) = (val); } while (0)
 167 #define GET_VAR(seg, var) (var)
 168 #define SET_VAR(seg, var, val) do { (var) = (val); } while (0)
 169 #define SET_SEG(SEG, value) ((void)(value))
 170 #define GET_SEG(SEG) 0
 171 #define GET_FARPTR(ptr) (ptr)
 172 #define SET_FARPTR(ptr, val) do { (ptr) = (val); } while (0)
 173
 174 #define insb_far(port, farptr, count) insb(port, farptr, count)
 175 #define insw_far(port, farptr, count) insw(port, farptr, count)
 176 #define insl_far(port, farptr, count) insl(port, farptr, count)
 177 #define outsb_far(port, farptr, count) outsb(port, farptr, count)
 178 #define outsw_far(port, farptr, count) outsw(port, farptr, count)
 179 #define outsl_far(port, farptr, count) outsl(port, farptr, count)
 180
 181 #endif
 182
 183 #endif // farptr.h