kernel_premier/include/gdt.h

/** @file gdt.h
 * @brief Configuration de la Table de Description Globale ou GDT. Utilisée
 * pour pouvoir gerer la memoire sous forme de segments.
 *
 * 1. Il faut en premier initialiser le registre @c gdtr avec l'adresse et la
 *  taille de la GDT.
 * 2. Charger ensuite dans les registres @c cs et @c ds des sélecteurs de
 *  segments
 * 3. Charger dans la GDT des descripteurs de segments. Le premier est toujours
 * nul, le deuxième est le segment pour le code du noyau et le troisième pour
 * les données.
 *
 * Références:
 * - Documentation Intel (volume 3A):
 *   https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/intel-sdm.html
 *      - De manière globale : les parties 2 et 3
 *      - Partie 3.4.3 : registres de segments
 *      - Figure 3-11 : structure à charger dans le registre @c gdtr
 *      - Figure 3-5 : illustration de la transformation d'une adresse logique
 *        en adresse linéaire
 *      - Figure 3-6 : anatomie d'un sélecteur de segment
 *      - Figure 3-8 : anatomie d'un descripteur de segment
 *      - Table 3-1 : type de segment (donnée et code)
 * - chargement de @c gdtr https://www.felixcloutier.com/x86/lgdt:lidt
 * - explication sur les sélecteurs de segments
 *   https://wiki.osdev.org/Segment_Selector
 * - explication sur la segmentation et plus particulièrement les registres de
 *   segmentation : https://wiki.osdev.org/Segmentation
 * - tutoriel pour inialiser la GDT : https://wiki.osdev.org/GDT_Tutorial
 * - documentation en français (rapidement survolée) :
 *   https://wiki.osdev.org/GDT_Tutorial
 */

/** @struct gdt_entry
 * 
 * Structure qui sera passée à la fonction load_gdt(). Elle est utilisée pour
 * rassembler la taille et l'adresse de la GDT en un seul type de 6 bytes.
 *
 * Voir section 3.5.1 du volume 3A du manuel d'Intel.
 */
struct gdt_entry
{
    /**
     * La taille de la GDT en bytes. Elle doit être éguale à 8N - 1, à cause de
     * la taille des segments (1 segment = 8 bytes).
     */
    unsigned short size;
    /**
     * L'adresse de la GDT, doit être alignée sur un multiple de 8 pour avoir
     * de meilleures performances.
     */
    unsigned int address;
}__attribute__((packed));

/** @struct segment_descriptor
 *
 * Un descripteur de segment est chargé dans la GDT. Il contient 8 bytes,
 * séparés en 2 @c unsigned @c int.
 *
 * Premier int : 
 * | 0 - 15                     | 16 - 31                  |
 * |----------------------------|--------------------------|
 * | Limite du segment (0 - 15) | Adresse de base (0 - 15) |
 *
 * Deuxième int :
 * | 0 - 7                     | 8 - 11       | 12              | 13 - 14                            | 15              | 16 - 19                     | 20            | 21                 | 22                     | 23          | 24 - 31                    |
 * |---------------------------|--------------|-----------------|------------------------------------|-----------------|-----------------------------|---------------|--------------------|------------------------|-------------|----------------------------|
 * | Adresse de base (16 - 23) | Segment type | Descriptor Type | Niveau de privilège du descripteur | Segment present | Limite du segment (16 - 19) | Disponibilité | 64bit code semgent | Default operation size | Granularité | Adresse de base (24 - -31) |
 *
 * @note Cette structure a été codée pour répondre à un besoin : comment
 * simplifier la création de descripteurs de segments. Il s'agit d'un choix
 * d'implémentation que j'ai fait et qui n'est pas indiqué dans la
 * documentation Intel ou dans <EM> The little book about OS development </EM>.
 */
struct segment_descriptor
{
    /** Contient les bytes 0 à 3 (base + limite). */
    unsigned int first_bytes;
    /** Contient les bytes 4 à 7 (base + limite + drapeaux). */
    unsigned int last_bytes;
}__attribute__((packed));

/**
 * Créer une valeur de sélecteur de segment.
 *
 * @param index l'index du segment dans la GDT
 * @param type le type de table (0 = GDT, 1 = LDT)
 * @param rpl le niveau de privilège (0 = le +, 3 = le -)
 */
unsigned short create_selector(unsigned short index, unsigned char type,
        unsigned char rpl);

/**
 * Va charger la structure passée en paramètre comme GDT au processeur. Appelle
 * l'instruction @c lgdt, qui prend en paramètre 6 bytes, d'où l'utilisation de
 * la structure.
 *
 * @param entry les informations de la GDT à charger
 */
void load_gdt(struct gdt_entry *entry);

/**
 * Charge dans le registre @c cs le sélecteur 0x08.
 */
void load_cs(void);

/**
 * Charge dans les registres @c ds, @c es et @c ss un sélecteur de segment.
 *
 * @param selector le sélecteur à charger
 */
void load_registers(void);

/**
 * Créer une structure gdt_entry.
 *
 * @param start : l'adresse de départ
 * @param n : le nombre d'éléments dedans
 */
struct gdt_entry create_gdt_entry(unsigned int start, unsigned short n);

/**
 * Créer un descripteur de segment.
 *
 * @param base l'adresse de base en mémoire
 * @param limit la limite du segment
 * @param dpl niveau de privilège du semgent (0 le +, 3 le -)
 * @param segment_type les autorisations en écriture / exécution du segment
 * (cf. table 3-1)
 */
struct segment_descriptor create_descriptor(unsigned int base, unsigned int
        limit, unsigned char dpl, unsigned char segment_type);

/**
 * Ajoute un descripteur de segment dans la GDT.
 *
 * @param i : l'index dans la GDT (sera calculé pour l'insérer au bon endroit)
 * @param start : l'adresse du début de la GDT
 * @param desc : le descripteur à insérer
 */
void add_in_gdt(unsigned int i, unsigned int start, struct segment_descriptor
        desc);

void config_gdt(void);