src/farptr.h

   1 // Code to access multiple segments within gcc.
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008,2009  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__("addr32 movb %%" #SEG ":%1, %b0" : "=Qi"(value)    \
  19             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  20 #define READ16_SEG(SEG, value, var)                     \
  21     __asm__("addr32 movw %%" #SEG ":%1, %w0" : "=ri"(value)    \
  22             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  23 #define READ32_SEG(SEG, value, var)                     \
  24     __asm__("addr32 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         *(u64*)&(value) = __value.val;                          \
  32     } while (0)
  33 #define WRITE8_SEG(SEG, var, value)                             \
  34     __asm__("addr32 movb %b1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  35             : "Q"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  36 #define WRITE16_SEG(SEG, var, value)                            \
  37     __asm__("addr32 movw %w1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  38             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  39 #define WRITE32_SEG(SEG, var, value)                            \
  40     __asm__("addr32 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         typeof(var) __value_tmp = (value);                      \
  46         __value.val = *(u64*)&__value_tmp;                      \
  47         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->hi, __value.hi);            \
  48         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->lo, __value.lo);            \
  49     } while (0)
  50
  51 // Low level macros for getting/setting a segment register.
  52 #define __SET_SEG(SEG, value)                                   \
  53     __asm__("movw %w1, %%" #SEG : "=m"(__segment_ ## SEG)       \
  54             : "rm"(value))
  55 #define __GET_SEG(SEG) ({                                       \
  56     u16 __seg;                                                  \
  57     __asm__("movw %%" #SEG ", %w0" : "=rm"(__seg)               \
  58             : "m"(__segment_ ## SEG));                          \
  59     __seg;})
  60
  61 // Macros for automatically choosing the appropriate memory size
  62 // access method.
  63 extern void __force_link_error__unknown_type();
  64
  65 #define __GET_VAR(seg, var) ({                  \
  66     typeof(var) __val;                          \
  67     if (sizeof(__val) == 1)                     \
  68         READ8_SEG(seg, __val, var);             \
  69     else if (sizeof(__val) == 2)                \
  70         READ16_SEG(seg, __val, var);            \
  71     else if (sizeof(__val) == 4)                \
  72         READ32_SEG(seg, __val, var);            \
  73     else if (sizeof(__val) == 8)                \
  74         READ64_SEG(seg, __val, var);            \
  75     else                                        \
  76         __force_link_error__unknown_type();     \
  77     __val; })
  78
  79 #define __SET_VAR(seg, var, val) do {           \
  80         if (sizeof(var) == 1)                   \
  81             WRITE8_SEG(seg, var, (val));        \
  82         else if (sizeof(var) == 2)              \
  83             WRITE16_SEG(seg, var, (val));       \
  84         else if (sizeof(var) == 4)              \
  85             WRITE32_SEG(seg, var, (val));       \
  86         else if (sizeof(var) == 8)              \
  87             WRITE64_SEG(seg, var, (val));       \
  88         else                                    \
  89             __force_link_error__unknown_type(); \
  90     } while (0)
  91
  92 // Macros for accessing a variable in another segment.  (They
  93 // automatically update the %es segment and then make the appropriate
  94 // access.)
  95 #define __GET_FARVAR(seg, var) ({               \
  96     SET_SEG(ES, (seg));                         \
  97     GET_VAR(ES, (var)); })
  98 #define __SET_FARVAR(seg, var, val) do {        \
  99         typeof(var) __sfv_val = (val);          \
 100         SET_SEG(ES, (seg));                     \
 101         SET_VAR(ES, (var), __sfv_val);          \
 102     } while (0)
 103
 104 // Macros for accesssing a 32bit flat mode pointer from 16bit real
 105 // mode.  (They automatically update the %es segment, break the
 106 // pointer into segment/offset, and then make the access.)
 107 #define __GET_FLATPTR(ptr) ({                                   \
 108     typeof(&(ptr)) __ptr = &(ptr);                              \
 109     GET_FARVAR(FLATPTR_TO_SEG(__ptr)                            \
 110                , *(typeof(__ptr))FLATPTR_TO_OFFSET(__ptr)); })
 111 #define __SET_FLATPTR(ptr, val) do {                            \
 112         typeof (&(ptr)) __ptr = &(ptr);                         \
 113         SET_FARVAR(FLATPTR_TO_SEG(__ptr)                        \
 114                    , *(typeof(__ptr))FLATPTR_TO_OFFSET(__ptr)   \
 115                    , (val));                                    \
 116     } while (0)
 117
 118 // Macros for converting to/from 32bit flat mode pointers to their
 119 // equivalent 16bit segment/offset values.
 120 #define FLATPTR_TO_SEG(p) (((u32)(p)) >> 4)
 121 #define FLATPTR_TO_OFFSET(p) (((u32)(p)) & 0xf)
 122 #define MAKE_FLATPTR(seg,off) ((void*)(((u32)(seg)<<4)+(u32)(off)))
 123
 124
 125 #if MODE16 == 1
 126
 127 // Definitions when in 16 bit mode.
 128 #define GET_FARVAR(seg, var) __GET_FARVAR((seg), (var))
 129 #define SET_FARVAR(seg, var, val) __SET_FARVAR((seg), (var), (val))
 130 #define GET_VAR(seg, var) __GET_VAR(seg, (var))
 131 #define SET_VAR(seg, var, val) __SET_VAR(seg, (var), (val))
 132 #define SET_SEG(SEG, value) __SET_SEG(SEG, (value))
 133 #define GET_SEG(SEG) __GET_SEG(SEG)
 134 #define GET_FLATPTR(ptr) __GET_FLATPTR(ptr)
 135 #define SET_FLATPTR(ptr, val) __SET_FLATPTR((ptr), (val))
 136
 137 static inline void insb_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 138     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 139     insb(port, (u8*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 140 }
 141 static inline void insw_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 142     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 143     insw(port, (u16*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 144 }
 145 static inline void insl_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 146     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 147     insl(port, (u32*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 148 }
 149 static inline void outsb_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 150     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 151     outsb(port, (u8*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 152 }
 153 static inline void outsw_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 154     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 155     outsw(port, (u16*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 156 }
 157 static inline void outsl_fl(u16 port, void *ptr_fl, u16 count) {
 158     SET_SEG(ES, FLATPTR_TO_SEG(ptr_fl));
 159     outsl(port, (u32*)FLATPTR_TO_OFFSET(ptr_fl), count);
 160 }
 161
 162 extern void __force_link_error__only_in_32bit() __attribute__ ((noreturn));
 163 #define ASSERT16() do { } while (0)
 164 #define ASSERT32() __force_link_error__only_in_32bit()
 165
 166 #else
 167
 168 // In 32-bit mode there is no need to mess with the segments.
 169 #define GET_FARVAR(seg, var) \
 170     (*((typeof(&(var)))MAKE_FLATPTR((seg), &(var))))
 171 #define SET_FARVAR(seg, var, val) \
 172     do { GET_FARVAR((seg), (var)) = (val); } while (0)
 173 #define GET_VAR(seg, var) (var)
 174 #define SET_VAR(seg, var, val) do { (var) = (val); } while (0)
 175 #define SET_SEG(SEG, value) ((void)(value))
 176 #define GET_SEG(SEG) 0
 177 #define GET_FLATPTR(ptr) (ptr)
 178 #define SET_FLATPTR(ptr, val) do { (ptr) = (val); } while (0)
 179
 180 #define insb_fl(port, ptr_fl, count) insb(port, ptr_fl, count)
 181 #define insw_fl(port, ptr_fl, count) insw(port, ptr_fl, count)
 182 #define insl_fl(port, ptr_fl, count) insl(port, ptr_fl, count)
 183 #define outsb_fl(port, ptr_fl, count) outsb(port, ptr_fl, count)
 184 #define outsw_fl(port, ptr_fl, count) outsw(port, ptr_fl, count)
 185 #define outsl_fl(port, ptr_fl, count) outsl(port, ptr_fl, count)
 186
 187 extern void __force_link_error__only_in_16bit() __attribute__ ((noreturn));
 188 #define ASSERT16() __force_link_error__only_in_16bit()
 189 #define ASSERT32() do { } while (0)
 190
 191 #endif
 192
 193 // Definition for common 16bit segment/offset pointers.
 194 struct segoff_s {
 195     union {
 196         struct {
 197             u16 offset;
 198             u16 seg;
 199         };
 200         u32 segoff;
 201     };
 202 };
 203 #define SEGOFF(s,o) ({struct segoff_s __so; __so.offset=(o); __so.seg=(s); __so;})
 204
 205 static inline struct segoff_s FLATPTR_TO_SEGOFF(void *p) {
 206     return SEGOFF(FLATPTR_TO_SEG(p), FLATPTR_TO_OFFSET(p));
 207 }
 208 static inline void *SEGOFF_TO_FLATPTR(struct segoff_s so) {
 209     return MAKE_FLATPTR(so.seg, so.offset);
 210 }
 211
 212 #endif // farptr.h