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 GPLv3 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
  15 // Low level macros for reading/writing memory via a segment selector.
  16 #define READ8_SEG(SEG, value, var)                      \
  17     __asm__("movb %%" #SEG ":%1, %b0" : "=Qi"(value)    \
  18             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  19 #define READ16_SEG(SEG, value, var)                     \
  20     __asm__("movw %%" #SEG ":%1, %w0" : "=ri"(value)    \
  21             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  22 #define READ32_SEG(SEG, value, var)                     \
  23     __asm__("movl %%" #SEG ":%1, %0" : "=ri"(value)     \
  24             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG))
  25 #define READ64_SEG(SEG, value, var) do {                                \
  26         union u64_u32_u *__w64_ptr = (union u64_u32_u *)&(value);       \
  27         union u64_u32_u *__r64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var);         \
  28         READ32_SEG(SEG, __w64_ptr->hi, __r64_ptr->hi);                  \
  29         READ32_SEG(SEG, __w64_ptr->lo, __r64_ptr->lo);                  \
  30     } while (0)
  31 #define WRITE8_SEG(SEG, var, value)                             \
  32     __asm__("movb %b1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  33             : "Q"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  34 #define WRITE16_SEG(SEG, var, value)                            \
  35     __asm__("movw %w1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  36             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  37 #define WRITE32_SEG(SEG, var, value)                            \
  38     __asm__("movl %1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)                \
  39             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  40 #define WRITE64_SEG(SEG, var, value) do {                       \
  41         union u64_u32_u __value;                                \
  42         union u64_u32_u *__w64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var); \
  43         __value.val = (value);                                  \
  44         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->hi, __value.hi);            \
  45         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->lo, __value.lo);            \
  46     } while (0)
  47
  48 // Low level macros for getting/setting a segment register.
  49 #define __SET_SEG(SEG, value)                                   \
  50     __asm__("movw %w1, %%" #SEG : "=m"(__segment_ ## SEG)       \
  51             : "r"(value))
  52 #define __GET_SEG(SEG) ({                                       \
  53     u16 __seg;                                                  \
  54     __asm__("movw %%" #SEG ", %w0" : "=r"(__seg)                \
  55             : "m"(__segment_ ## SEG));                          \
  56     __seg;})
  57
  58 // Macros for automatically choosing the appropriate memory size
  59 // access method.
  60 extern void __force_link_error__unknown_type();
  61
  62 #define __GET_VAR(seg, var) ({                  \
  63     typeof(var) __val;                          \
  64     if (sizeof(__val) == 1)                     \
  65         READ8_SEG(seg, __val, var);             \
  66     else if (sizeof(__val) == 2)                \
  67         READ16_SEG(seg, __val, var);            \
  68     else if (sizeof(__val) == 4)                \
  69         READ32_SEG(seg, __val, var);            \
  70     else if (sizeof(__val) == 8)                \
  71         READ64_SEG(seg, __val, var);            \
  72     else                                        \
  73         __force_link_error__unknown_type();     \
  74     __val; })
  75
  76 #define __SET_VAR(seg, var, val) do {           \
  77         if (sizeof(var) == 1)                   \
  78             WRITE8_SEG(seg, var, (val));        \
  79         else if (sizeof(var) == 2)              \
  80             WRITE16_SEG(seg, var, (val));       \
  81         else if (sizeof(var) == 4)              \
  82             WRITE32_SEG(seg, var, (val));       \
  83         else if (sizeof(var) == 8)              \
  84             WRITE64_SEG(seg, var, (val));       \
  85         else                                    \
  86             __force_link_error__unknown_type(); \
  87     } while (0)
  88
  89 // Macros for accessing a variable in another segment.  (They
  90 // automatically update the %es segment and then make the appropriate
  91 // access.)
  92 #define __GET_FARVAR(seg, var) ({               \
  93     SET_SEG(ES, (seg));                         \
  94     GET_VAR(ES, (var)); })
  95 #define __SET_FARVAR(seg, var, val) do {        \
  96         typeof(var) __sfv_val = (val);          \
  97         SET_SEG(ES, (seg));                     \
  98         SET_VAR(ES, (var), __sfv_val);          \
  99     } while (0)
 100
 101 // Macros for accesssing a 32bit pointer from 16bit mode.  (They
 102 // automatically update the %es segment, break the pointer into
 103 // segment/offset, and then make the access.)
 104 #define __GET_FARPTR(ptr) ({                                            \
 105     typeof(&(ptr)) __ptr = &(ptr);                                      \
 106     GET_FARVAR(FARPTR_TO_SEG(__ptr)                                     \
 107                , *(typeof(__ptr))FARPTR_TO_OFFSET(__ptr)); })
 108 #define __SET_FARPTR(ptr, val) do {                                     \
 109         typeof (&(ptr)) __ptr = &(ptr);                                 \
 110         SET_FARVAR(FARPTR_TO_SEG(__ptr)                                 \
 111                    , *(typeof(__ptr))FARPTR_TO_OFFSET(__ptr)            \
 112                    , (val));                                            \
 113     } while (0)
 114
 115 // Macros for converting to/from 32bit style pointers to their
 116 // equivalent 16bit segment/offset values.
 117 #define FARPTR_TO_SEG(p) (((u32)(p)) >> 4)
 118 #define FARPTR_TO_OFFSET(p) (((u32)(p)) & 0xf)
 119 #define MAKE_FARPTR(seg,off) ((void*)(((seg)<<4)+(off)))
 120
 121
 122 #if MODE16 == 1
 123
 124 // Definitions when in 16 bit mode.
 125 #define GET_FARVAR(seg, var) __GET_FARVAR((seg), (var))
 126 #define SET_FARVAR(seg, var, val) __SET_FARVAR((seg), (var), (val))
 127 #define GET_VAR(seg, var) __GET_VAR(seg, (var))
 128 #define SET_VAR(seg, var, val) __SET_VAR(seg, (var), (val))
 129 #define SET_SEG(SEG, value) __SET_SEG(SEG, (value))
 130 #define GET_SEG(SEG) __GET_SEG(SEG)
 131 #define GET_FARPTR(ptr) __GET_FARPTR(ptr)
 132 #define SET_FARPTR(ptr, val) __SET_FARPTR((ptr), (val))
 133
 134 static inline void insb_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 135     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 136     insb(port, (u8*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 137 }
 138 static inline void insw_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 139     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 140     insw(port, (u16*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 141 }
 142 static inline void insl_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 143     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 144     insl(port, (u32*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 145 }
 146 static inline void outsb_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 147     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 148     outsb(port, (u8*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 149 }
 150 static inline void outsw_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 151     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 152     outsw(port, (u16*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 153 }
 154 static inline void outsl_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 155     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 156     outsl(port, (u32*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 157 }
 158
 159 #else
 160
 161 // In 32-bit mode there is no need to mess with the segments.
 162 #define GET_FARVAR(seg, var) \
 163     (*((typeof(&(var)))MAKE_FARPTR((seg), (u32)&(var))))
 164 #define SET_FARVAR(seg, var, val) \
 165     do { GET_FARVAR((seg), (var)) = (val); } while (0)
 166 #define GET_VAR(seg, var) (var)
 167 #define SET_VAR(seg, var, val) do { (var) = (val); } while (0)
 168 #define SET_SEG(SEG, value) ((void)(value))
 169 #define GET_SEG(SEG) 0
 170 #define GET_FARPTR(ptr) (ptr)
 171 #define SET_FARPTR(ptr, val) do { (ptr) = (val); } while (0)
 172
 173 #define insb_far(port, farptr, count) insb(port, farptr, count)
 174 #define insw_far(port, farptr, count) insw(port, farptr, count)
 175 #define insl_far(port, farptr, count) insl(port, farptr, count)
 176 #define outsb_far(port, farptr, count) outsb(port, farptr, count)
 177 #define outsw_far(port, farptr, count) outsw(port, farptr, count)
 178 #define outsl_far(port, farptr, count) outsl(port, farptr, count)
 179
 180 #endif
 181
 182 #endif // farptr.h