update sector count and enhance virtual memory functions to vm

Author: tas0dev

src/boot/config.inc

@@ -1,5 +1,5 @@
 KERNEL_OFFSET EQU 0x10000       ; カーネルをロードするアドレス
-SECTOR_COUNT  EQU 42            ; 読み込むセクタの数
+SECTOR_COUNT  EQU 43            ; 読み込むセクタの数
 START_SECTOR  EQU 2             ; 開始するセクタ番号
 CYLINDER_NUM  EQU 0             ; シリンダ番号
 HEAD_NUM      EQU 0             ; ヘッド番号

src/include/mem/vmem.h

@@ -3,9 +3,21 @@
 
 #include <stdint.h>
 
+#include <stdint.h>
+
+// vmem modes
+typedef enum {
+	VMEM_MODE_IDENTITY = 0,
+	VMEM_MODE_OFFSET,
+	VMEM_MODE_WALK
+} vmem_mode_t;
+
 uint32_t vmem_virt_to_phys(uint32_t virt);
 uint32_t vmem_phys_to_virt(uint32_t phys);
 void vmem_set_offset(int32_t offset);
 void vmem_reset(void);
+void vmem_set_mode(vmem_mode_t mode);
+typedef uint32_t (*vmem_phys2virt_fn)(uint32_t phys);
+void vmem_set_phys2virt(vmem_phys2virt_fn fn);
 
 #endif /* _MEM_VMEM_H */

src/kernel/mem/vmem.c

@@ -1,23 +1,84 @@
 #include <stdint.h>
 #include <mem/vmem.h>
+#include <interrupt/irq.h>
 
+// 仮想メモリオフセット
 static int32_t vmem_offset = 0;
 
+// デフォルトの物理アドレス→仮想アドレス変換関数
+static uint32_t default_phys2virt(uint32_t phys) {
+        if (vmem_offset == 0) return phys;
+        return (uint32_t)((int32_t)phys + vmem_offset);
+}
+
+// 現在の仮想メモリモード
+static vmem_mode_t current_mode = VMEM_MODE_IDENTITY;
+// 物理→仮想変換関数
+static vmem_phys2virt_fn phys2virt = default_phys2virt;
+
+// 仮想アドレス→物理アドレス変換
 uint32_t vmem_virt_to_phys(uint32_t virt) {
-    if (vmem_offset == 0) return virt;
-    if ((int32_t)virt - vmem_offset < 0) return 0;
-    return (uint32_t)((int32_t)virt - vmem_offset);
+        if (current_mode == VMEM_MODE_IDENTITY) return virt;
+        if (current_mode == VMEM_MODE_OFFSET) {
+                if ((int32_t)virt - vmem_offset < 0) return 0;
+                return (uint32_t)((int32_t)virt - vmem_offset);
+        }
+
+        uint32_t cr3;
+        asm volatile("mov %%cr3, %%eax" : "=a" (cr3));
+        uint32_t pd_phys = cr3 & 0xFFFFF000;
+        uint32_t pd_virt = phys2virt(pd_phys);
+        if (pd_virt == 0) return 0;
+
+        uint32_t pd_idx = (virt >> 22) & 0x3FF;
+        uint32_t pt_idx = (virt >> 12) & 0x3FF;
+
+        uint32_t *pd = (uint32_t *)(uintptr_t)pd_virt;
+        uint32_t pde = pd[pd_idx];
+        if ((pde & 0x1) == 0) return 0; // 存在しない
+
+        // 4MBページのチェック
+        if (pde & 0x80) {
+                // 4MBページ: ビット22..31が物理ベース
+                uint32_t page_base = pde & 0xFFC00000;
+                uint32_t offset = virt & 0x003FFFFF;
+                return page_base | offset;
+        }
+
+        uint32_t pt_phys = pde & 0xFFFFF000;
+        uint32_t pt_virt = phys2virt(pt_phys);
+        if (pt_virt == 0) return 0;
+        uint32_t *pt = (uint32_t *)(uintptr_t)pt_virt;
+        uint32_t pte = pt[pt_idx];
+        if ((pte & 0x1) == 0) return 0;
+        uint32_t page_base = pte & 0xFFFFF000;
+        uint32_t offset = virt & 0xFFF;
+        return page_base | offset;
 }
 
+// 物理アドレス→仮想アドレス変換
 uint32_t vmem_phys_to_virt(uint32_t phys) {
-    if (vmem_offset == 0) return phys;
-    return (uint32_t)((int32_t)phys + vmem_offset);
+        if (phys2virt) return phys2virt(phys);
+        return phys;
 }
 
+// オフセット設定
 void vmem_set_offset(int32_t offset) {
-    vmem_offset = offset;
+        vmem_offset = offset;
 }
 
+// リセット
 void vmem_reset(void) {
-    vmem_offset = 0;
+        vmem_offset = 0;
+}
+
+// モード設定
+void vmem_set_mode(vmem_mode_t mode) {
+        current_mode = mode;
+}
+
+// 物理→仮想変換関数の設定
+void vmem_set_phys2virt(vmem_phys2virt_fn fn) {
+        if (fn) phys2virt = fn;
+        else phys2virt = default_phys2virt;
 }