BMOSP/kernel/mem.cpp

272 lines
7.7 KiB
C++
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

#include <fb.h>
#include <limine.h>
#include <lock.h>
#include <tool.h>
#define BLOCK_SIZE 4096
#define HHDM_OFFSET (hhdm_request.response->offset)
static volatile struct limine_memmap_request memmap_request = {
.id = LIMINE_MEMMAP_REQUEST,
.revision = 0,
.response = (struct limine_memmap_response *)0
};
static volatile struct limine_hhdm_request hhdm_request = {
.id = LIMINE_HHDM_REQUEST,
.revision = 0,
.response = (struct limine_hhdm_response *)0
};
struct mem_entry {
struct mem_entry *next;
bool free;
size_t size;
uint8_t data[0];
};
typedef struct mem_entry mem_entry_t;
// Битовая карта для отслеживания занятых и свободных фреймов памяти
uint8_t *bitmap;
// Объем доступных блоков
uint64_t bitmap_available = 0;
// Объем блоков
uint64_t bitmap_limit = 0;
// Верхняя граница доступной памяти
uint64_t limit;
// Объем всего доступного физического адресного пространства
uint64_t usable = 0;
// Объем доступной виртуальной памяти
uint64_t available = 0;
// Наивысший адрес в available space
uint64_t highest = 0;
// Количество записей в карте памяти
uint64_t mmmap_count = 0;
const char memory_types[8][82] = {
"Доступно", "Зарезервировано", "ACPI, можно освободить",
"ACPI NVS", "Плохая память", "Загрузчик, можно освободить",
"Ядро и модули", "Буфер кадра"
};
struct limine_memmap_response *memmap_response;
static mem_entry_t *first_node;
namespace mem {
void frame_free(void *addr, uint64_t frames) {
// Проход по фреймам памяти и очистка битов в битовой карте
uint64_t frame = (uint64_t)addr / BLOCK_SIZE;
for (uint64_t i = frame; i < frames + frame; i++) { BIT_CLEAR(i); }
bitmap_available += frames;
}
// Функция выделения памяти
void *frame_alloc(uint64_t wanted_frames) {
void *addr;
uint64_t available_frames = 0;
for (uint64_t frame = 1; frame < limit; frame++) {
if (!BIT_GET(frame)) {
available_frames++;
} else if (available_frames != wanted_frames) {
available_frames = 0;
continue;
}
if (available_frames == wanted_frames) {
uint64_t i;
for (i = 0; i < wanted_frames; i++) { BIT_SET(frame - i); }
frame -= i - 1;
addr = (void *)(BLOCK_SIZE * frame);
bitmap_available -= wanted_frames;
return addr;
}
}
return NULL;
}
void *frame_calloc(uint64_t frames) {
void *addr = frame_alloc(frames);
tool::memset(addr + HHDM_OFFSET, 0, frames * BLOCK_SIZE);
return addr;
}
void add_block(void *addr, size_t size) {
mem_entry_t *new_entry = (mem_entry_t *)addr;
new_entry->size = size - sizeof(mem_entry_t);
new_entry->free = true;
if (first_node == NULL) {
first_node = new_entry;
new_entry->next = NULL;
} else {
mem_entry_t *curr = first_node;
while (curr->next != NULL) { curr = curr->next; }
curr->next = new_entry;
new_entry->next = NULL;
}
}
void alloc_init(void *address, size_t length) {
first_node = (mem_entry_t *)address;
first_node->size = length - sizeof(mem_entry_t);
first_node->free = true;
first_node->next = NULL;
}
void merge_blocks(mem_entry_t *start) {
if (!start->free) return;
mem_entry_t *block = start;
while (block->next && block->next->free) {
block->size += block->next->size + sizeof(mem_entry_t);
block->next = block->next->next;
}
}
void *alloc_align(size_t size, size_t alignment) {
mem_entry_t *curr = first_node;
while (curr) {
if (curr->free) {
void *addr = curr->data + alignment - 1;
addr -= (uintptr_t)addr % alignment + sizeof(mem_entry_t);
mem_entry_t *second = (mem_entry_t *)addr;
if (curr->size >= (second->data - curr->data + size)) {
mem_entry_t *third = (mem_entry_t *)(second->data + size);
third->size = curr->size - (third->data - curr->data);
third->next = curr->next;
third->free = 1;
second->size = size;
second->next = third;
second->free = 0;
if (curr != second) {
curr->next = second;
curr->size = (uintptr_t)second - (uintptr_t)curr->data;
curr->free = 1;
}
return second->data;
}
}
curr = curr->next;
}
return NULL;
}
void *alloc(size_t size) {
return alloc_align(size, 1);
}
void free(void *addr) {
mem_entry_t *curr = first_node, *prev = NULL;
while (curr != NULL) {
if (curr->data == addr) {
curr->free = 1;
merge_blocks(prev ? prev : curr);
return;
}
prev = curr;
curr = curr->next;
}
}
void *realloc(void *addr, size_t size) {
if (size == 0) {
free(addr);
return NULL;
}
if (addr == NULL) { return alloc(size); }
void *new_addr = alloc(size);
if (new_addr == NULL) { return NULL; }
tool::memcpy(new_addr, addr, size);
free(addr);
return new_addr;
}
// Инициализация менеджера памяти
void init( ) {
// Получение информации о доступной памяти из Limine bootloader
memmap_response = memmap_request.response;
mmmap_count = memmap_response->entry_count;
struct limine_memmap_entry **mmaps = memmap_response->entries;
fb::printf("В карте памяти: %u записей.\n", memmap_response->entry_count);
// Обработка каждой записи в карте памяти
for (int i = 0; i < mmmap_count; i++) {
available += mmaps[i]->length;
// fb::printf("\t%d: 0x%x\tдлина: 0x%x\tтип: %s\n", i + 1,
// mmaps[i]->base, mmaps[i]->length, memory_types[mmaps[i]->type]);
if (mmaps[i]->type == LIMINE_MEMMAP_FRAMEBUFFER) {
fb::printf("На видеопамять BIOS/UEFI выделено: %u мегабайт + %u "
"килобайт\n",
mmaps[i]->length / 1024 / 1024,
(mmaps[i]->length / 1024) % 1024);
}
if (!(mmaps[i]->type == LIMINE_MEMMAP_USABLE)) { continue; }
usable += mmaps[i]->length;
uint64_t top = mmaps[i]->base + mmaps[i]->length;
if (top > highest) highest = top;
}
limit = highest / BLOCK_SIZE;
uint64_t bitmap_size = ALIGN_UP(highest / BLOCK_SIZE / 8, BLOCK_SIZE);
// Находим доступное место для битовой карты и устанавливаем ее
for (uint64_t i = 0; i < mmmap_count; i++) {
if (!mmaps[i]->type == LIMINE_MEMMAP_USABLE) continue;
if (mmaps[i]->length >= bitmap_size) {
bitmap = (uint8_t *)mmaps[i]->base;
tool::memset(bitmap, 0xFF, bitmap_size);
mmaps[i]->length -= bitmap_size;
mmaps[i]->base += bitmap_size;
available -= bitmap_size;
break;
}
}
// Освобождаем все доступные фреймы памяти
for (uint64_t i = 0; i < mmmap_count; i++) {
for (uint64_t t = 0; t < mmaps[i]->length; t += BLOCK_SIZE) {
bitmap_limit++;
}
if (!(mmaps[i]->type == LIMINE_MEMMAP_USABLE)) { continue; }
for (uint64_t t = 0; t < mmaps[i]->length; t += BLOCK_SIZE) {
frame_free((void *)mmaps[i]->base + t, 1);
}
}
fb::printf("%u / %u блоков доступно\n", bitmap_available, bitmap_limit);
fb::printf("Размер битовой карты: %u\n", bitmap_size);
for (uint64_t i = 0; i < 256; i++) {
alloc_init(frame_alloc(100), 100 * BLOCK_SIZE);
}
fb::printf("%u мегабайт выделено в динамичную память\n",
(256 * 100 * BLOCK_SIZE) / 1024 / 1024);
fb::printf("%u МБ объем доступной памяти, %u МБ объем виртуальной памяти\n",
(bitmap_available * BLOCK_SIZE) / 1024 / 1024,
available / 1024 / 1024);
fb::printf("%u / %u блоков доступно\n", bitmap_available, bitmap_limit);
}
} // namespace mem