Map the kernel to the higher half
This commit is contained in:
2
Rakefile
2
Rakefile
@@ -385,5 +385,5 @@ task :default do |t|
|
|||||||
QEMU = 'qemu-system-riscv32'
|
QEMU = 'qemu-system-riscv32'
|
||||||
|
|
||||||
system QEMU, '-machine', 'virt', '-bios', 'default', '-nographic', '-serial', 'mon:stdio', '--no-reboot',
|
system QEMU, '-machine', 'virt', '-bios', 'default', '-nographic', '-serial', 'mon:stdio', '--no-reboot',
|
||||||
'-kernel', *t.prerequisites
|
'-kernel', t.prerequisites.last, exception: true
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
@@ -3,35 +3,45 @@ OUTPUT_FORMAT("elf32-littleriscv")
|
|||||||
ENTRY(_entry)
|
ENTRY(_entry)
|
||||||
|
|
||||||
PHDRS {
|
PHDRS {
|
||||||
|
boot PT_LOAD FLAGS(5);
|
||||||
text PT_LOAD FLAGS(5);
|
text PT_LOAD FLAGS(5);
|
||||||
data PT_LOAD FLAGS(6);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
SECTIONS {
|
SECTIONS {
|
||||||
.text 0x80200000 : {
|
.text.boot 0x80200000 : {
|
||||||
KEEP(*(.text.boot));
|
KEEP(*(.text.boot));
|
||||||
|
. = ALIGN(CONSTANT(MAXPAGESIZE));
|
||||||
|
ASSERT(. - ADDR(.text.boot) == 0x1000, "error: stub larger than one page");
|
||||||
|
} :boot
|
||||||
|
|
||||||
|
_kernel_offset = 0x3fdff000;
|
||||||
|
|
||||||
|
.text 0xc0000000 : AT(ADDR(.text) - _kernel_offset) {
|
||||||
|
PROVIDE(__executable_start = . - _kernel_offset);
|
||||||
*(.text .text.*);
|
*(.text .text.*);
|
||||||
} :text
|
} :text
|
||||||
|
|
||||||
. = ALIGN(CONSTANT(MAXPAGESIZE));
|
. = ALIGN(CONSTANT(MAXPAGESIZE));
|
||||||
PROVIDE(etext = .);
|
PROVIDE(etext = . - _kernel_offset);
|
||||||
|
|
||||||
.rodata : ALIGN(16) {
|
.rodata : AT(ADDR(.rodata) - _kernel_offset) ALIGN(16) {
|
||||||
*(.rodata .rodata.*);
|
*(.rodata .rodata.*);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
.data : ALIGN(16) {
|
. = ALIGN(CONSTANT(MAXPAGESIZE));
|
||||||
*(.data .data.*);
|
PROVIDE(_data = . - _kernel_offset);
|
||||||
} :data
|
|
||||||
|
|
||||||
.bss : ALIGN(16) {
|
.data : AT(ADDR(.data) - _kernel_offset) ALIGN(16) {
|
||||||
__bss = .;
|
*(.data .data.*);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
.bss (NOLOAD) : {
|
||||||
|
PROVIDE(__bss_start = . - _kernel_offset);
|
||||||
*(.bss .bss.* .sbss .sbss.*);
|
*(.bss .bss.* .sbss .sbss.*);
|
||||||
__bss_end = .;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
. = ALIGN(CONSTANT(MAXPAGESIZE));
|
. = ALIGN(CONSTANT(MAXPAGESIZE));
|
||||||
PROVIDE(end = .);
|
PROVIDE(end = . - _kernel_offset);
|
||||||
|
|
||||||
/DISCARD/ : {
|
/DISCARD/ : {
|
||||||
*(.eh_frame)
|
*(.eh_frame)
|
||||||
|
@@ -1,4 +1,4 @@
|
|||||||
.global _entry, __bss, __bss_end, __stack_top
|
.global _entry
|
||||||
|
|
||||||
.section .rodata
|
.section .rodata
|
||||||
|
|
||||||
@@ -7,163 +7,6 @@ panic_message: .asciz "\nPanic"
|
|||||||
|
|
||||||
.section .text
|
.section .text
|
||||||
|
|
||||||
# Maps a page of physical memory to the identical virtual memory.
|
|
||||||
#
|
|
||||||
# Parameters:
|
|
||||||
# a0 - Physical page address.
|
|
||||||
# a1 - Free memory page that can be used to create a leaf page table.
|
|
||||||
# a2 - Page table level. If a2 is 0 a superpage is allocated, otherwise a normal page.
|
|
||||||
# a3 - Flags.
|
|
||||||
#
|
|
||||||
# Returns virtual page address in a0.
|
|
||||||
.type imem_map_at, @function
|
|
||||||
imem_map_at:
|
|
||||||
csrr t0, satp
|
|
||||||
slli t0, t0, 12 # Root table address.
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||||||
|
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||||||
li t4, 0xfffffc00
|
|
||||||
li t5, 0xffc # 10 bit * PTESIZE mask.
|
|
||||||
li t1, 20
|
|
||||||
|
|
||||||
.Limem_map_at_loop:
|
|
||||||
# Multiply VPN[i] by 4 and add to the start address of the page table.
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|
||||||
# This gives the physical address of the page table entry.
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||||||
srl t2, a0, t1
|
|
||||||
and t2, t2, t5 # VPN[i] * PTESIZE.
|
|
||||||
add t2, t0, t2 # a + VPN[i] * PTESIZE.
|
|
||||||
|
|
||||||
beqz a2, .Limem_map_at_leaf
|
|
||||||
|
|
||||||
lw t3, (t2)
|
|
||||||
andi t6, t3, 0b1
|
|
||||||
|
|
||||||
beqz t6, .Limem_map_at_create
|
|
||||||
|
|
||||||
and t0, t3, t4
|
|
||||||
slli t0, t0, 2
|
|
||||||
|
|
||||||
j .Limem_map_at_next
|
|
||||||
|
|
||||||
.Limem_map_at_create:
|
|
||||||
# Take a chunk of free memory and use it as the next page table.
|
|
||||||
# The beginning addres off the chunk is the base address (a) for the next level.
|
|
||||||
mv t0, a1
|
|
||||||
srli t3, t0, 2
|
|
||||||
ori t3, t3, 0b1
|
|
||||||
sw t3, (t2)
|
|
||||||
|
|
||||||
.Limem_map_at_next:
|
|
||||||
# Calculate the next page table address for the next level.
|
|
||||||
addi t1, t1, -10
|
|
||||||
addi a2, a2, -1
|
|
||||||
|
|
||||||
j .Limem_map_at_loop
|
|
||||||
|
|
||||||
.Limem_map_at_leaf:
|
|
||||||
srli t3, a0, 2 # Physical page number mapped to 12 bits of the page table entry.
|
|
||||||
ori a3, a3, 0b1
|
|
||||||
or t3, t3, a3 # Execute, write, read and valid.
|
|
||||||
sw t3, (t2)
|
|
||||||
|
|
||||||
ret
|
|
||||||
|
|
||||||
# Maps multiple pages of physical memory to the identical virtual memory.
|
|
||||||
#
|
|
||||||
# Parameters:
|
|
||||||
# a0 - Start address.
|
|
||||||
# a1 - End address.
|
|
||||||
# a2 - Start of the free memory that can be used to create leaf page tables.
|
|
||||||
# a3 - Page table level. If a2 is 0 a superpage is allocated, otherwise a normal page.
|
|
||||||
# a4 - Flags.
|
|
||||||
.type imem_map_range, @function
|
|
||||||
imem_map_range:
|
|
||||||
# Prologue.
|
|
||||||
addi sp, sp, -32
|
|
||||||
sw ra, 28(sp)
|
|
||||||
sw s0, 24(sp)
|
|
||||||
addi s0, sp, 32
|
|
||||||
|
|
||||||
sw s1, 20(sp)
|
|
||||||
sw a2, 16(sp)
|
|
||||||
sw a3, 12(sp)
|
|
||||||
sw a4, 8(sp)
|
|
||||||
|
|
||||||
mv s1, a1
|
|
||||||
|
|
||||||
.Limem_map_range_loop:
|
|
||||||
bge a0, s1, .Limem_map_range_end
|
|
||||||
|
|
||||||
lw a1, 16(sp)
|
|
||||||
lw a2, 12(sp)
|
|
||||||
lw a3, 8(sp)
|
|
||||||
call imem_map_at
|
|
||||||
|
|
||||||
li t0, 4096
|
|
||||||
add a0, a0, t0
|
|
||||||
|
|
||||||
j .Limem_map_range_loop
|
|
||||||
|
|
||||||
.Limem_map_range_end:
|
|
||||||
lw s1, 20(sp)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Epilogue.
|
|
||||||
lw ra, 28(sp)
|
|
||||||
lw s0, 24(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 32
|
|
||||||
ret
|
|
||||||
|
|
||||||
# Activates paging and creates root page table.
|
|
||||||
# Allocates enough pages for the kernel and its stack.
|
|
||||||
#
|
|
||||||
# Parameters:
|
|
||||||
# a0 - Start (base) address of the kernel.
|
|
||||||
# a1 - Page aligned address following the kernel (kernel end).
|
|
||||||
.type imem_initialize, @function
|
|
||||||
imem_initialize:
|
|
||||||
# Prologue.
|
|
||||||
addi sp, sp, -32
|
|
||||||
sw ra, 28(sp)
|
|
||||||
sw s0, 24(sp)
|
|
||||||
addi s0, sp, 32
|
|
||||||
|
|
||||||
sw a0, 20(sp)
|
|
||||||
sw a1, 16(sp)
|
|
||||||
|
|
||||||
srli t0, a1, 12
|
|
||||||
csrw satp, t0
|
|
||||||
|
|
||||||
la a0, .text.boot
|
|
||||||
la a1, etext
|
|
||||||
lw a2, 16(sp)
|
|
||||||
li t0, 4096
|
|
||||||
add a2, a2, t0
|
|
||||||
li a3, 1
|
|
||||||
li a4, 0b1010
|
|
||||||
call imem_map_range
|
|
||||||
|
|
||||||
la a0, etext
|
|
||||||
lw a1, 16(sp)
|
|
||||||
li t0, 4096
|
|
||||||
add a1, a1, t0
|
|
||||||
add a2, a1, t0
|
|
||||||
li a3, 1
|
|
||||||
li a4, 0b0110
|
|
||||||
call imem_map_range
|
|
||||||
|
|
||||||
csrr t0, satp
|
|
||||||
li t1, 0x80000000
|
|
||||||
or t0, t0, t1
|
|
||||||
|
|
||||||
sfence.vma
|
|
||||||
csrw satp, t0
|
|
||||||
sfence.vma
|
|
||||||
|
|
||||||
# Epilogue.
|
|
||||||
lw ra, 28(sp)
|
|
||||||
lw s0, 24(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 32
|
|
||||||
ret
|
|
||||||
|
|
||||||
.type kernel_main, @function
|
.type kernel_main, @function
|
||||||
kernel_main:
|
kernel_main:
|
||||||
# Prologue.
|
# Prologue.
|
||||||
@@ -182,9 +25,10 @@ kernel_main:
|
|||||||
lw a0, 16(sp)
|
lw a0, 16(sp)
|
||||||
li t0, 0xffc00000
|
li t0, 0xffc00000
|
||||||
and a0, a0, t0
|
and a0, a0, t0
|
||||||
lw a1, 20(sp)
|
mv a1, a0
|
||||||
li a2, 0
|
lw a2, 20(sp)
|
||||||
li a3, 0b0010
|
li a3, 0
|
||||||
|
li a4, 0b0010
|
||||||
call imem_map_at
|
call imem_map_at
|
||||||
|
|
||||||
lw a0, 16(sp)
|
lw a0, 16(sp)
|
||||||
@@ -350,18 +194,207 @@ _entry:
|
|||||||
|
|
||||||
mv s1, a1
|
mv s1, a1
|
||||||
|
|
||||||
la a0, .text.boot
|
mv a0, sp
|
||||||
mv a1, sp
|
|
||||||
call imem_initialize
|
call imem_initialize
|
||||||
|
|
||||||
lw t0, (end)
|
li s2, 0xc0000000
|
||||||
la t1, next_paddr
|
li s3, 0x80201000
|
||||||
sw t0, (t1)
|
li s4, 0x1000
|
||||||
|
|
||||||
la a0, __bss
|
.rept 12
|
||||||
la a1, __bss_end
|
mv a0, s2
|
||||||
|
mv a1, s3
|
||||||
|
li t0, 8192
|
||||||
|
add a2, sp, t0
|
||||||
|
li a3, 1
|
||||||
|
li a4, 0b1110
|
||||||
|
call imem_map_at
|
||||||
|
|
||||||
|
add s2, s2, s4
|
||||||
|
add s3, s3, s4
|
||||||
|
.endr
|
||||||
|
|
||||||
|
la a0, __bss_start
|
||||||
|
la a1, end
|
||||||
call bzero
|
call bzero
|
||||||
|
|
||||||
mv a0, sp
|
mv a0, sp
|
||||||
mv a1, s1
|
mv a1, s1
|
||||||
j kernel_main
|
tail kernel_main
|
||||||
|
|
||||||
|
# Activates paging and creates root page table.
|
||||||
|
# Allocates enough pages for the kernel and its stack.
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# Parameters:
|
||||||
|
# a0 - Page aligned address following the kernel (kernel end).
|
||||||
|
.type imem_initialize, @function
|
||||||
|
imem_initialize:
|
||||||
|
# Prologue.
|
||||||
|
addi sp, sp, -32
|
||||||
|
sw ra, 28(sp)
|
||||||
|
sw s0, 24(sp)
|
||||||
|
addi s0, sp, 32
|
||||||
|
|
||||||
|
sw a0, 20(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
srli t0, a0, 12
|
||||||
|
csrw satp, t0
|
||||||
|
|
||||||
|
la a0, .text.boot
|
||||||
|
mv a1, a0
|
||||||
|
lw a2, 20(sp)
|
||||||
|
li t0, 4096
|
||||||
|
add a2, a2, t0
|
||||||
|
li a3, 1
|
||||||
|
li a4, 0b1010
|
||||||
|
call imem_map_at
|
||||||
|
|
||||||
|
la a0, __executable_start
|
||||||
|
la a1, etext
|
||||||
|
lw a2, 20(sp)
|
||||||
|
li t0, 4096
|
||||||
|
add a2, a2, t0
|
||||||
|
li a3, 1
|
||||||
|
li a4, 0b1010
|
||||||
|
call imem_map_range
|
||||||
|
|
||||||
|
la a0, etext
|
||||||
|
la a1, _data
|
||||||
|
lw a2, 20(sp)
|
||||||
|
li t0, 4096
|
||||||
|
add a2, a2, t0
|
||||||
|
li a3, 1
|
||||||
|
li a4, 0b0010
|
||||||
|
call imem_map_range
|
||||||
|
|
||||||
|
la a0, _data
|
||||||
|
lw a1, 20(sp)
|
||||||
|
li t0, 4096
|
||||||
|
add a1, a1, t0
|
||||||
|
add a1, a1, t0
|
||||||
|
add a1, a1, t0
|
||||||
|
add a2, a1, t0
|
||||||
|
li a3, 1
|
||||||
|
li a4, 0b0110
|
||||||
|
call imem_map_range
|
||||||
|
|
||||||
|
csrr t0, satp
|
||||||
|
li t1, 0x80000000
|
||||||
|
or t0, t0, t1
|
||||||
|
|
||||||
|
sfence.vma
|
||||||
|
csrw satp, t0
|
||||||
|
sfence.vma
|
||||||
|
|
||||||
|
# Epilogue.
|
||||||
|
lw ra, 28(sp)
|
||||||
|
lw s0, 24(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 32
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
# Maps multiple pages of physical memory to the identical virtual memory.
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# Parameters:
|
||||||
|
# a0 - Start address.
|
||||||
|
# a1 - End address.
|
||||||
|
# a2 - Start of the free memory that can be used to create leaf page tables.
|
||||||
|
# a3 - Page table level. If a3 is 0 a superpage is allocated, otherwise a normal page.
|
||||||
|
# a4 - Flags.
|
||||||
|
.type imem_map_range, @function
|
||||||
|
imem_map_range:
|
||||||
|
# Prologue.
|
||||||
|
addi sp, sp, -32
|
||||||
|
sw ra, 28(sp)
|
||||||
|
sw s0, 24(sp)
|
||||||
|
addi s0, sp, 32
|
||||||
|
|
||||||
|
sw s1, 20(sp)
|
||||||
|
sw a2, 16(sp)
|
||||||
|
sw a3, 12(sp)
|
||||||
|
sw a4, 8(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
mv s1, a1
|
||||||
|
|
||||||
|
.Limem_map_range_loop:
|
||||||
|
bge a0, s1, .Limem_map_range_end
|
||||||
|
|
||||||
|
mv a1, a0
|
||||||
|
lw a2, 16(sp)
|
||||||
|
lw a3, 12(sp)
|
||||||
|
lw a4, 8(sp)
|
||||||
|
call imem_map_at
|
||||||
|
|
||||||
|
li t0, 4096
|
||||||
|
add a0, a0, t0
|
||||||
|
|
||||||
|
j .Limem_map_range_loop
|
||||||
|
|
||||||
|
.Limem_map_range_end:
|
||||||
|
lw s1, 20(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Epilogue.
|
||||||
|
lw ra, 28(sp)
|
||||||
|
lw s0, 24(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 32
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
# Maps a page of physical memory to the identical virtual memory.
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# Parameters:
|
||||||
|
# a0 - Physical page address.
|
||||||
|
# a1 - Corresponding virtual address.
|
||||||
|
# a2 - Free memory page that can be used to create a leaf page table.
|
||||||
|
# a3 - Page table level. If a3 is 0 a superpage is allocated, otherwise a normal page.
|
||||||
|
# a4 - Flags.
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# Returns virtual page address in a0.
|
||||||
|
.type imem_map_at, @function
|
||||||
|
imem_map_at:
|
||||||
|
csrr t0, satp
|
||||||
|
slli t0, t0, 12 # Root table address.
|
||||||
|
|
||||||
|
li t4, 0xfffffc00
|
||||||
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li t5, 0xffc # 10 bit * PTESIZE mask.
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li t1, 20
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.Limem_map_at_loop:
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# Multiply VPN[i] by 4 and add to the start address of the page table.
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# This gives the physical address of the page table entry.
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srl t2, a0, t1
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and t2, t2, t5 # VPN[i] * PTESIZE.
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add t2, t0, t2 # a + VPN[i] * PTESIZE.
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beqz a3, .Limem_map_at_leaf
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lw t3, (t2)
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andi t6, t3, 0b1
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beqz t6, .Limem_map_at_create
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and t0, t3, t4
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slli t0, t0, 2
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j .Limem_map_at_next
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.Limem_map_at_create:
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# Take a chunk of free memory and use it as the next page table.
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# The beginning addres off the chunk is the base address (a) for the next level.
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mv t0, a2
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srli t3, t0, 2
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ori t3, t3, 0b1
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sw t3, (t2)
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.Limem_map_at_next:
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# Calculate the next page table address for the next level.
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addi t1, t1, -10
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addi a3, a3, -1
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j .Limem_map_at_loop
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.Limem_map_at_leaf:
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srli t3, a1, 2 # Physical page number mapped to 12 bits of the page table entry.
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ori a4, a4, 0b1
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or t3, t3, a4 # Execute, write, read and valid.
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sw t3, (t2)
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ret
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@@ -23,9 +23,6 @@ type
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nameoff: Word
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nameoff: Word
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end;
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end;
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var
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next_paddr*: Pointer;
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proc write_c(value: Char); extern;
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proc write_c(value: Char); extern;
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proc write_s(value: String); extern;
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proc write_s(value: String); extern;
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||||||
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@@ -33,15 +30,6 @@ proc separator*() -> Char;
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return ','
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return ','
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end;
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end;
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proc alloc_pages(n: Word) -> Pointer;
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var
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paddr: Pointer;
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begin
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next_paddr := next_paddr + n * PAGE_SIZE;
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return paddr
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end;
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(*
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(*
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Prints a number in the hexadecimal format writing the digits into the sink
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Prints a number in the hexadecimal format writing the digits into the sink
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procedure. If the value is shorter than the padding, pads the output with
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procedure. If the value is shorter than the padding, pads the output with
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