rCore_stu/ch4/os/src/mm/address.rs

use crate::config::{PAGE_SIZE, PAGE_SIZE_BITS};

const PA_WIDTH_SV39: usize = 56;  // 真实物理地址 的字节宽度  44(物理页宽) + 12(4kb的宽度)
const PPN_WIDTH_SV39: usize = PA_WIDTH_SV39 - PAGE_SIZE_BITS;  // 物理页 的宽度, 也就是 物理地址宽度-每页宽度=物理页宽度


// 物理地址
#[derive(Copy, Clone, Ord, PartialOrd, Eq, PartialEq)]
pub struct PhysAddr(pub usize);

// 虚拟地址
#[derive(Copy, Clone, Ord, PartialOrd, Eq, PartialEq)]
pub struct VirtAddr(pub usize);

// 物理页
#[derive(Copy, Clone, Ord, PartialOrd, Eq, PartialEq)]
pub struct PhysPageNum(pub usize);

// 虚拟页
#[derive(Copy, Clone, Ord, PartialOrd, Eq, PartialEq)]
pub struct VirtPageNum(pub usize);


// 把usize 转为真实地址(只保留 PA_WIDTH_SV39 位字节)
impl From<usize> for PhysAddr {
    fn from(v: usize) -> Self { Self(v & ( (1 << PA_WIDTH_SV39) - 1 )) }
}

// 把usize类型的物理页号 转为物理页结构体 (只保留物理页的宽度)
impl From<usize> for PhysPageNum {
    fn from(v: usize) -> Self { Self(v & ( (1 << PPN_WIDTH_SV39) - 1 )) }
}

// 把物理地址转为 usize, 直接返回即可
impl From<PhysAddr> for usize {
    fn from(v: PhysAddr) -> Self { v.0 }
}

// 把物理页结构体转为 usize类型的物理页 直接返回即可
impl From<PhysPageNum> for usize {
    fn from(v: PhysPageNum) -> Self { v.0 }
}

// 把PhysAddr 转为 PhysPageNum
impl From<PhysAddr> for PhysPageNum {
    fn from(v: PhysAddr) -> Self {
        assert_eq!(v.page_offset(), 0);
        v.floor()
    }
}

// 把物理页转为物理地址(左移页宽即可)
impl From<PhysPageNum> for PhysAddr {
    fn from(v: PhysPageNum) -> Self { Self(v.0 << PAGE_SIZE_BITS) }
}

impl PhysAddr {
    // 从当前物理地址得到页内偏移(只保留12个bit即可)
    pub fn page_offset(&self) -> usize {
        self.0 & (PAGE_SIZE - 1)
    }

    // 舍去小数位, 把物理地址, 转为 物理页号
    pub fn floor(&self) -> PhysPageNum {
        PhysPageNum(self.0 / PAGE_SIZE)
    }

    // 有小数统一 +1, 物理地址转为物理页号
    pub fn ceil(&self) -> PhysPageNum {
        PhysPageNum((self.0 + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE)
    }
}


impl PhysPageNum {
    // // 从当前物理页保存的数据中得到所有的 PTE
    // pub fn get_pte_array(&self) -> &'static mut [PageTableEntry] {
    //     // 物理页号 转为物理地址
    //     let pa: PhysAddr = (*self).into();
    //     // 从物理页地址读出一页 512个8字节(4k)的数据
    //     unsafe { core::slice::from_raw_parts_mut(pa.0 as *mut PageTableEntry, 512) }
    // }

    // 从当前物理页得到 引用类型的 byte array
    pub fn get_bytes_array(&self) -> &'static mut [u8] {
        let pa: PhysAddr = (*self).into();
        unsafe { core::slice::from_raw_parts_mut(pa.0 as *mut u8, 4096) }
    }

    // 把物理页转为物理地址之后, 再转为T, 强转
    pub fn get_mut<T>(&self) -> &'static mut T {
        let pa: PhysAddr = (*self).into();
        unsafe { (pa.0 as *mut T).as_mut().unwrap() }
    }
}