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, var) ({                          \
  17     typeof(var) __value;                                \
  18     __asm__("movb %%" #SEG ":%1, %b0" : "=Qi"(__value)  \
  19             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG));        \
  20     __value; })
  21 #define READ16_SEG(SEG, var) ({                         \
  22     typeof(var) __value;                                \
  23     __asm__("movw %%" #SEG ":%1, %w0" : "=ri"(__value)  \
  24             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG));        \
  25     __value; })
  26 #define READ32_SEG(SEG, var) ({                         \
  27     typeof(var) __value;                                \
  28     __asm__("movl %%" #SEG ":%1, %0" : "=ri"(__value)   \
  29             : "m"(var), "m"(__segment_ ## SEG));        \
  30     __value; })
  31 #define READ64_SEG(SEG, var) ({                                 \
  32     union u64_u32_u __value;                                    \
  33     union u64_u32_u *__r64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var);     \
  34     __value.hi = READ32_SEG(SEG, __r64_ptr->hi);                \
  35     __value.lo = READ32_SEG(SEG, __r64_ptr->lo);                \
  36     __value.val; })
  37 #define WRITE8_SEG(SEG, var, value)                             \
  38     __asm__("movb %b1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  39             : "Q"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  40 #define WRITE16_SEG(SEG, var, value)                            \
  41     __asm__("movw %w1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)               \
  42             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  43 #define WRITE32_SEG(SEG, var, value)                            \
  44     __asm__("movl %1, %%" #SEG ":%0" : "=m"(var)                \
  45             : "r"(value), "m"(__segment_ ## SEG))
  46 #define WRITE64_SEG(SEG, var, value) do {                       \
  47         union u64_u32_u __value;                                \
  48         union u64_u32_u *__w64_ptr = (union u64_u32_u *)&(var); \
  49         __value.val = (value);                                  \
  50         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->hi, __value.hi);            \
  51         WRITE32_SEG(SEG, __w64_ptr->lo, __value.lo);            \
  52     } while (0)
  53
  54 // Low level macros for getting/setting a segment register.
  55 #define __SET_SEG(SEG, value)                                   \
  56     __asm__("movw %w1, %%" #SEG : "=m"(__segment_ ## SEG)       \
  57             : "r"(value))
  58 #define __GET_SEG(SEG) ({                                       \
  59     u16 __seg;                                                  \
  60     __asm__("movw %%" #SEG ", %w0" : "=r"(__seg)                \
  61             : "m"(__segment_ ## SEG));                          \
  62     __seg;})
  63
  64 // Macros for automatically choosing the appropriate memory size
  65 // access method.
  66 extern void __force_link_error__unknown_type();
  67
  68 #define __GET_VAR(seg, var) ({                                          \
  69     typeof(var) __val;                                                  \
  70     if (__builtin_types_compatible_p(typeof(__val), u8)                 \
  71         || __builtin_types_compatible_p(typeof(__val), s8))             \
  72         __val = READ8_SEG(seg, var);                                    \
  73     else if (__builtin_types_compatible_p(typeof(__val), u16)           \
  74              || __builtin_types_compatible_p(typeof(__val), s16))       \
  75         __val = READ16_SEG(seg, var);                                   \
  76     else if (__builtin_types_compatible_p(typeof(__val), u32)           \
  77              || __builtin_types_compatible_p(typeof(__val), s32))       \
  78         __val = READ32_SEG(seg, var);                                   \
  79     else if (__builtin_types_compatible_p(typeof(__val), u64)           \
  80              || __builtin_types_compatible_p(typeof(__val), s64))       \
  81         __val = READ64_SEG(seg, var);                                   \
  82     else                                                                \
  83         __force_link_error__unknown_type();                             \
  84     __val; })
  85
  86 #define __SET_VAR(seg, var, val) do {                                   \
  87         if (__builtin_types_compatible_p(typeof(var), u8)               \
  88             || __builtin_types_compatible_p(typeof(var), s8))           \
  89             WRITE8_SEG(seg, var, (val));                                \
  90         else if (__builtin_types_compatible_p(typeof(var), u16)         \
  91                  || __builtin_types_compatible_p(typeof(var), s16))     \
  92             WRITE16_SEG(seg, var, (val));                               \
  93         else if (__builtin_types_compatible_p(typeof(var), u32)         \
  94                  || __builtin_types_compatible_p(typeof(var), s32))     \
  95             WRITE32_SEG(seg, var, (val));                               \
  96         else if (__builtin_types_compatible_p(typeof(var), u64)         \
  97                  || __builtin_types_compatible_p(typeof(var), s64))     \
  98             WRITE64_SEG(seg, var, (val));                               \
  99         else                                                            \
 100             __force_link_error__unknown_type();                         \
 101     } while (0)
 102
 103 // Macros for accessing a variable in another segment.  (They
 104 // automatically update the %es segment and then make the appropriate
 105 // access.)
 106 #define __GET_FARVAR(seg, var) ({               \
 107     SET_SEG(ES, (seg));                         \
 108     GET_VAR(ES, (var)); })
 109 #define __SET_FARVAR(seg, var, val) do {        \
 110         typeof(var) __sfv_val = (val);          \
 111         SET_SEG(ES, (seg));                     \
 112         SET_VAR(ES, (var), __sfv_val);          \
 113     } while (0)
 114
 115 // Macros for accesssing a 32bit pointer from 16bit mode.  (They
 116 // automatically update the %es segment, break the pointer into
 117 // segment/offset, and then make the access.)
 118 #define __GET_FARPTR(ptr) ({                                            \
 119     typeof(&(ptr)) __ptr = &(ptr);                                      \
 120     GET_FARVAR(FARPTR_TO_SEG(__ptr)                                     \
 121                , *(typeof(__ptr))FARPTR_TO_OFFSET(__ptr)); })
 122 #define __SET_FARPTR(ptr, val) do {                                     \
 123         typeof (&(ptr)) __ptr = &(ptr);                                 \
 124         SET_FARVAR(FARPTR_TO_SEG(__ptr)                                 \
 125                    , *(typeof(__ptr))FARPTR_TO_OFFSET(__ptr)            \
 126                    , (val));                                            \
 127     } while (0)
 128
 129 // Macros for converting to/from 32bit style pointers to their
 130 // equivalent 16bit segment/offset values.
 131 #define FARPTR_TO_SEG(p) (((u32)(p)) >> 4)
 132 #define FARPTR_TO_OFFSET(p) (((u32)(p)) & 0xf)
 133 #define MAKE_FARPTR(seg,off) ((void*)(((seg)<<4)+(off)))
 134
 135
 136 #if MODE16 == 1
 137
 138 // Definitions when in 16 bit mode.
 139 #define GET_FARVAR(seg, var) __GET_FARVAR((seg), (var))
 140 #define SET_FARVAR(seg, var, val) __SET_FARVAR((seg), (var), (val))
 141 #define GET_VAR(seg, var) __GET_VAR(seg, (var))
 142 #define SET_VAR(seg, var, val) __SET_VAR(seg, (var), (val))
 143 #define SET_SEG(SEG, value) __SET_SEG(SEG, (value))
 144 #define GET_SEG(SEG) __GET_SEG(SEG)
 145 #define GET_FARPTR(ptr) __GET_FARPTR(ptr)
 146 #define SET_FARPTR(ptr, val) __SET_FARPTR((ptr), (val))
 147
 148 static inline void insb_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 149     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 150     insb(port, (u8*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 151 }
 152 static inline void insw_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 153     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 154     insw(port, (u16*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 155 }
 156 static inline void insl_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 157     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 158     insl(port, (u32*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 159 }
 160 static inline void outsb_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 161     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 162     outsb(port, (u8*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 163 }
 164 static inline void outsw_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 165     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 166     outsw(port, (u16*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 167 }
 168 static inline void outsl_far(u16 port, void *farptr, u16 count) {
 169     SET_SEG(ES, FARPTR_TO_SEG(farptr));
 170     outsl(port, (u32*)FARPTR_TO_OFFSET(farptr), count);
 171 }
 172
 173 #else
 174
 175 // In 32-bit mode there is no need to mess with the segments.
 176 #define GET_FARVAR(seg, var) \
 177     (*((typeof(&(var)))MAKE_FARPTR((seg), (u32)&(var))))
 178 #define SET_FARVAR(seg, var, val) \
 179     do { GET_FARVAR((seg), (var)) = (val); } while (0)
 180 #define GET_VAR(seg, var) (var)
 181 #define SET_VAR(seg, var, val) do { (var) = (val); } while (0)
 182 #define SET_SEG(SEG, value) ((void)(value))
 183 #define GET_SEG(SEG) 0
 184 #define GET_FARPTR(ptr) (ptr)
 185 #define SET_FARPTR(ptr, val) do { (ptr) = (val); } while (0)
 186
 187 #define insb_far(port, farptr, count) insb(port, farptr, count)
 188 #define insw_far(port, farptr, count) insw(port, farptr, count)
 189 #define insl_far(port, farptr, count) insl(port, farptr, count)
 190 #define outsb_far(port, farptr, count) outsb(port, farptr, count)
 191 #define outsw_far(port, farptr, count) outsw(port, farptr, count)
 192 #define outsl_far(port, farptr, count) outsl(port, farptr, count)
 193
 194 #endif
 195
 196 #endif // farptr.h