lunaix-os/kernel/k_init.c

   1 #include <lunaix/constants.h>
   2 #include <lunaix/tty/tty.h>
   3
   4 #include <lunaix/mm/page.h>
   5 #include <lunaix/mm/pmm.h>
   6 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   7 #include <lunaix/mm/kalloc.h>
   8 #include <lunaix/spike.h>
   9 #include <lunaix/syslog.h>
  10
  11 #include <hal/rtc.h>
  12 #include <hal/apic.h>
  13 #include <hal/ioapic.h>
  14 #include <hal/acpi/acpi.h>
  15
  16 #include <arch/x86/boot/multiboot.h>
  17 #include <arch/x86/idt.h>
  18 #include <arch/x86/interrupts.h>
  19
  20 #include <klibc/stdio.h>
  21
  22 #include <stdint.h>
  23 #include <stddef.h>
  24
  25
  26 extern uint8_t __kernel_start;
  27 extern uint8_t __kernel_end;
  28 extern uint8_t __init_hhk_end;
  29
  30 multiboot_info_t* _k_init_mb_info;
  31
  32 LOG_MODULE("INIT");
  33
  34 void
  35 setup_memory(multiboot_memory_map_t* map, size_t map_size);
  36
  37 void
  38 setup_kernel_runtime();
  39
  40 void
  41 lock_reserved_memory();
  42
  43 void
  44 unlock_reserved_memory();
  45
  46 void
  47 _kernel_pre_init() {
  48     _init_idt();
  49     intr_routine_init();
  50
  51     pmm_init(MEM_1MB + (_k_init_mb_info->mem_upper << 10));
  52     vmm_init();
  53     rtc_init();
  54
  55     tty_init((void*)VGA_BUFFER_PADDR);
  56     tty_set_theme(VGA_COLOR_WHITE, VGA_COLOR_BLACK);
  57 }
  58
  59 void
  60 _kernel_init() {
  61     kprintf("[MM] Mem: %d KiB, Extended Mem: %d KiB\n",
  62            _k_init_mb_info->mem_lower,
  63            _k_init_mb_info->mem_upper);
  64
  65     unsigned int map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
  66
  67     setup_memory((multiboot_memory_map_t*)_k_init_mb_info->mmap_addr, map_size);
  68
  69     setup_kernel_runtime();
  70 }
  71
  72 void
  73 _kernel_post_init() {
  74     size_t hhk_init_pg_count = ((uintptr_t)(&__init_hhk_end)) >> PG_SIZE_BITS;
  75     kprintf(KINFO "[MM] Releaseing %d pages from 0x0.\n", hhk_init_pg_count);
  76
  77     // Fuck it, I will no longer bother this little 1MiB
  78     // I just release 4 pages for my APIC & IOAPIC remappings
  79     for (size_t i = 0; i < 3; i++) {
  80         vmm_unmap_page((void*)(i << PG_SIZE_BITS));
  81     }
  82
  83     // 锁定所有系统预留页（内存映射IO，ACPI之类的），并且进行1:1映射
  84     lock_reserved_memory();
  85
  86     acpi_init(_k_init_mb_info);
  87     uintptr_t ioapic_addr = acpi_get_context()->madt.ioapic->ioapic_addr;
  88
  89     pmm_mark_page_occupied(FLOOR(__APIC_BASE_PADDR, PG_SIZE_BITS));
  90     pmm_mark_page_occupied(FLOOR(ioapic_addr, PG_SIZE_BITS));
  91
  92     vmm_set_mapping(APIC_BASE_VADDR, __APIC_BASE_PADDR, PG_PREM_RW);
  93     vmm_set_mapping(IOAPIC_BASE_VADDR, ioapic_addr, PG_PREM_RW);
  94
  95     ioapic_init();
  96     init_apic();
  97
  98     for (size_t i = 256; i < hhk_init_pg_count; i++) {
  99         vmm_unmap_page((void*)(i << PG_SIZE_BITS));
 100     }
 101 }
 102
 103 void
 104 lock_reserved_memory() {
 105     multiboot_memory_map_t* mmaps = _k_init_mb_info->mmap_addr;
 106     size_t map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
 107     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 108         multiboot_memory_map_t mmap = mmaps[i];
 109         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 110             continue;
 111         }
 112         uint8_t* pa = PG_ALIGN(mmap.addr_low);
 113         size_t pg_num = CEIL(mmap.len_low, PG_SIZE_BITS);
 114         for (size_t j = 0; j < pg_num; j++)
 115         {
 116             vmm_set_mapping((pa + (j << PG_SIZE_BITS)), (pa + (j << PG_SIZE_BITS)), PG_PREM_R);
 117         }
 118     }
 119 }
 120
 121 void
 122 unlock_reserved_memory() {
 123     multiboot_memory_map_t* mmaps = _k_init_mb_info->mmap_addr;
 124     size_t map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
 125     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 126         multiboot_memory_map_t mmap = mmaps[i];
 127         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 128             continue;
 129         }
 130         uint8_t* pa = PG_ALIGN(mmap.addr_low);
 131         size_t pg_num = CEIL(mmap.len_low, PG_SIZE_BITS);
 132         for (size_t j = 0; j < pg_num; j++)
 133         {
 134             vmm_unmap_page((pa + (j << PG_SIZE_BITS)));
 135         }
 136     }
 137 }
 138
 139 // 按照 Memory map 标识可用的物理页
 140 void
 141 setup_memory(multiboot_memory_map_t* map, size_t map_size) {
 142
 143     // First pass, to mark the physical pages
 144     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 145         multiboot_memory_map_t mmap = map[i];
 146         kprintf("[MM] Base: 0x%x, len: %u KiB, type: %u\n",
 147                map[i].addr_low,
 148                map[i].len_low >> 10,
 149                map[i].type);
 150         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 151             // 整数向上取整除法
 152             uintptr_t pg = map[i].addr_low + 0x0fffU;
 153             pmm_mark_chunk_free(pg >> PG_SIZE_BITS, map[i].len_low >> PG_SIZE_BITS);
 154             kprintf(KINFO "[MM] Freed %u pages start from 0x%x\n",
 155                    map[i].len_low >> PG_SIZE_BITS,
 156                    pg & ~0x0fffU);
 157         }
 158     }
 159
 160     // 将内核占据的页，包括前1MB，hhk_init 设为已占用
 161     size_t pg_count = V2P(&__kernel_end) >> PG_SIZE_BITS;
 162     pmm_mark_chunk_occupied(0, pg_count);
 163     kprintf(KINFO "[MM] Allocated %d pages for kernel.\n", pg_count);
 164
 165
 166     size_t vga_buf_pgs = VGA_BUFFER_SIZE >> PG_SIZE_BITS;
 167
 168     // 首先，标记VGA部分为已占用
 169     pmm_mark_chunk_occupied(VGA_BUFFER_PADDR >> PG_SIZE_BITS, vga_buf_pgs);
 170
 171     // 重映射VGA文本缓冲区（以后会变成显存，i.e., framebuffer）
 172     for (size_t i = 0; i < vga_buf_pgs; i++)
 173     {
 174         vmm_map_page(
 175             (void*)(VGA_BUFFER_VADDR + (i << PG_SIZE_BITS)),
 176             (void*)(VGA_BUFFER_PADDR + (i << PG_SIZE_BITS)),
 177             PG_PREM_RW
 178         );
 179     }
 180
 181     // 更新VGA缓冲区位置至虚拟地址
 182     tty_set_buffer((void*)VGA_BUFFER_VADDR);
 183
 184     kprintf(KINFO "[MM] Mapped VGA to %p.\n", VGA_BUFFER_VADDR);
 185
 186 }
 187
 188 void
 189 setup_kernel_runtime() {
 190     // 为内核创建一个专属栈空间。
 191     for (size_t i = 0; i < (K_STACK_SIZE >> PG_SIZE_BITS); i++) {
 192         vmm_alloc_page((void*)(K_STACK_START + (i << PG_SIZE_BITS)), PG_PREM_RW);
 193     }
 194     kprintf(KINFO "[MM] Allocated %d pages for stack start at %p\n", K_STACK_SIZE>>PG_SIZE_BITS, K_STACK_START);
 195     assert_msg(kalloc_init(), "Fail to initialize heap");
 196 }