lunaix-os/kernel/sched.c

   1 #include <arch/x86/interrupts.h>
   2 #include <arch/x86/tss.h>
   3 #include <hal/apic.h>
   4 #include <hal/cpu.h>
   5 #include <lunaix/mm/kalloc.h>
   6 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   7 #include <lunaix/process.h>
   8 #include <lunaix/sched.h>
   9
  10 #include <lunaix/spike.h>
  11 #include <lunaix/status.h>
  12 #include <lunaix/syscall.h>
  13 #include <lunaix/syslog.h>
  14
  15 #define MAX_PROCESS 512
  16
  17 volatile struct proc_info* __current;
  18
  19 struct proc_info dummy;
  20
  21 extern void __proc_table;
  22
  23 struct scheduler sched_ctx;
  24
  25 LOG_MODULE("SCHED")
  26
  27 void
  28 sched_init()
  29 {
  30     size_t pg_size = ROUNDUP(sizeof(struct proc_info) * MAX_PROCESS, 0x1000);
  31     assert_msg(vmm_alloc_pages(
  32                  KERNEL_PID, &__proc_table, pg_size, PG_PREM_RW, PP_FGPERSIST),
  33                "Fail to allocate proc table");
  34
  35     sched_ctx = (struct scheduler){ ._procs = (struct proc_info*)&__proc_table,
  36                                     .ptable_len = 0,
  37                                     .procs_index = 0 };
  38 }
  39
  40 void
  41 run(struct proc_info* proc)
  42 {
  43     if (!(__current->state & ~PROC_RUNNING)) {
  44         __current->state = PROC_STOPPED;
  45     }
  46     proc->state = PROC_RUNNING;
  47
  48     // FIXME: 这里还是得再考虑一下。
  49     // tss_update_esp(__current->intr_ctx.esp);
  50
  51     if (__current->page_table != proc->page_table) {
  52         __current = proc;
  53         cpu_lcr3(__current->page_table);
  54         // from now on, the we are in the kstack of another process
  55     } else {
  56         __current = proc;
  57     }
  58
  59     apic_done_servicing();
  60
  61     asm volatile("pushl %0\n"
  62                  "jmp soft_iret\n" ::"r"(&__current->intr_ctx)
  63                  : "memory");
  64 }
  65
  66 void
  67 schedule()
  68 {
  69     if (!sched_ctx.ptable_len) {
  70         return;
  71     }
  72
  73     struct proc_info* next;
  74     int prev_ptr = sched_ctx.procs_index;
  75     int ptr = prev_ptr;
  76     // round-robin scheduler
  77     do {
  78         ptr = (ptr + 1) % sched_ctx.ptable_len;
  79         next = &sched_ctx._procs[ptr];
  80     } while (next->state != PROC_STOPPED && ptr != prev_ptr);
  81
  82     sched_ctx.procs_index = ptr;
  83
  84     run(next);
  85 }
  86
  87 static void
  88 proc_timer_callback(struct proc_info* proc)
  89 {
  90     proc->timer = NULL;
  91     proc->state = PROC_STOPPED;
  92 }
  93
  94 __DEFINE_LXSYSCALL1(unsigned int, sleep, unsigned int, seconds)
  95 {
  96     // FIXME: sleep的实现或许需要改一下。专门绑一个计时器好像没有必要……
  97     if (!seconds) {
  98         return 0;
  99     }
 100     if (__current->timer) {
 101         return __current->timer->counter / timer_context()->running_frequency;
 102     }
 103
 104     struct lx_timer* timer =
 105       timer_run_second(seconds, proc_timer_callback, __current, 0);
 106     __current->timer = timer;
 107     __current->intr_ctx.registers.eax = seconds;
 108     __current->state = PROC_BLOCKED;
 109     schedule();
 110 }
 111
 112 __DEFINE_LXSYSCALL1(void, exit, int, status)
 113 {
 114     terminate_proc(status);
 115 }
 116
 117 __DEFINE_LXSYSCALL(void, yield)
 118 {
 119     schedule();
 120 }
 121
 122 __DEFINE_LXSYSCALL1(pid_t, wait, int*, status)
 123 {
 124     pid_t cur = __current->pid;
 125     struct proc_info *proc, *n;
 126     if (llist_empty(&__current->children)) {
 127         return -1;
 128     }
 129 repeat:
 130     llist_for_each(proc, n, &__current->children, siblings)
 131     {
 132         if (proc->state == PROC_TERMNAT) {
 133             goto done;
 134         }
 135     }
 136     // FIXME: 除了循环，也许有更高效的办法……
 137     // (在这里进行schedule，需要重写context switch!)
 138     goto repeat;
 139
 140 done:
 141     *status = proc->exit_code;
 142     return destroy_process(proc->pid);
 143 }
 144
 145 pid_t
 146 alloc_pid()
 147 {
 148     pid_t i = 0;
 149     for (;
 150          i < sched_ctx.ptable_len && sched_ctx._procs[i].state != PROC_DESTROY;
 151          i++)
 152         ;
 153
 154     if (i == MAX_PROCESS) {
 155         panick("Panic in Ponyville shimmer!");
 156     }
 157     return i;
 158 }
 159
 160 void
 161 push_process(struct proc_info* process)
 162 {
 163     int index = process->pid;
 164     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 165         __current->k_status = LXINVLDPID;
 166         return;
 167     }
 168
 169     if (index == sched_ctx.ptable_len) {
 170         sched_ctx.ptable_len++;
 171     }
 172
 173     sched_ctx._procs[index] = *process;
 174
 175     process = &sched_ctx._procs[index];
 176
 177     // make sure the address is in the range of process table
 178     llist_init_head(&process->children);
 179     // every process is the child of first process (pid=1)
 180     if (process->parent) {
 181         llist_append(&process->parent->children, &process->siblings);
 182     } else {
 183         process->parent = &sched_ctx._procs[0];
 184     }
 185
 186     process->state = PROC_STOPPED;
 187 }
 188
 189 // from <kernel/process.c>
 190 extern void
 191 __del_pagetable(pid_t pid, uintptr_t mount_point);
 192
 193 pid_t
 194 destroy_process(pid_t pid)
 195 {
 196     int index = pid;
 197     if (index <= 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 198         __current->k_status = LXINVLDPID;
 199         return;
 200     }
 201     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[index];
 202     proc->state = PROC_DESTROY;
 203     llist_delete(&proc->siblings);
 204
 205     if (proc->mm.regions) {
 206         struct mm_region *pos, *n;
 207         llist_for_each(pos, n, &proc->mm.regions->head, head)
 208         {
 209             lxfree(pos);
 210         }
 211     }
 212
 213     vmm_mount_pd(PD_MOUNT_2, proc->page_table);
 214
 215     __del_pagetable(pid, PD_MOUNT_2);
 216
 217     vmm_unmount_pd(PD_MOUNT_2);
 218
 219     return pid;
 220 }
 221
 222 void
 223 terminate_proc(int exit_code)
 224 {
 225     __current->state = PROC_TERMNAT;
 226     __current->exit_code = exit_code;
 227
 228     schedule();
 229 }
 230
 231 struct proc_info*
 232 get_process(pid_t pid)
 233 {
 234     int index = pid;
 235     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 236         return NULL;
 237     }
 238     return &sched_ctx._procs[index];
 239 }
 240
 241 int
 242 orphaned_proc(pid_t pid)
 243 {
 244     if (!pid)
 245         return 0;
 246     if (pid >= sched_ctx.ptable_len)
 247         return 0;
 248     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[pid];
 249     struct proc_info* parent = proc->parent;
 250
 251     // 如果其父进程的状态是terminated 或 destroy中的一种
 252     // 或者其父进程是在该进程之后创建的，那么该进程为孤儿进程
 253     return (parent->state & PROC_TERMMASK) || parent->created > proc->created;
 254 }