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     // 上下文切换相当的敏感！我们不希望任何的中断打乱栈的顺序……
  74     cpu_disable_interrupt();
  75     struct proc_info* next;
  76     int prev_ptr = sched_ctx.procs_index;
  77     int ptr = prev_ptr;
  78     // round-robin scheduler
  79     do {
  80         ptr = (ptr + 1) % sched_ctx.ptable_len;
  81         next = &sched_ctx._procs[ptr];
  82     } while (next->state != PROC_STOPPED && ptr != prev_ptr);
  83
  84     sched_ctx.procs_index = ptr;
  85
  86     run(next);
  87 }
  88
  89 static void
  90 proc_timer_callback(struct proc_info* proc)
  91 {
  92     proc->timer = NULL;
  93     proc->state = PROC_STOPPED;
  94 }
  95
  96 __DEFINE_LXSYSCALL1(unsigned int, sleep, unsigned int, seconds)
  97 {
  98     // 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……
  99     if (!seconds) {
 100         return 0;
 101     }
 102
 103     if (__current->timer) {
 104         return __current->timer->counter / timer_context()->running_frequency;
 105     }
 106
 107     struct lx_timer* timer =
 108       timer_run_second(seconds, proc_timer_callback, __current, 0);
 109     __current->timer = timer;
 110     __current->intr_ctx.registers.eax = seconds;
 111     __current->state = PROC_BLOCKED;
 112     schedule();
 113 }
 114
 115 __DEFINE_LXSYSCALL1(void, exit, int, status)
 116 {
 117     terminate_proc(status);
 118 }
 119
 120 __DEFINE_LXSYSCALL(void, yield)
 121 {
 122     schedule();
 123 }
 124
 125 pid_t
 126 _wait(pid_t wpid, int* status, int options);
 127
 128 __DEFINE_LXSYSCALL1(pid_t, wait, int*, status)
 129 {
 130     return _wait(-1, status, 0);
 131 }
 132
 133 __DEFINE_LXSYSCALL3(pid_t, waitpid, pid_t, pid, int*, status, int, options)
 134 {
 135     return _wait(pid, status, options);
 136 }
 137
 138 pid_t
 139 _wait(pid_t wpid, int* status, int options)
 140 {
 141     pid_t cur = __current->pid;
 142     int status_flags = 0;
 143     struct proc_info *proc, *n;
 144     if (llist_empty(&__current->children)) {
 145         return -1;
 146     }
 147
 148     wpid = wpid ? wpid : -__current->pgid;
 149     cpu_enable_interrupt();
 150 repeat:
 151     llist_for_each(proc, n, &__current->children, siblings)
 152     {
 153         if (!~wpid || proc->pid == wpid || proc->pgid == -wpid) {
 154             if (proc->state == PROC_TERMNAT && !options) {
 155                 status_flags |= PROCTERM;
 156                 goto done;
 157             }
 158             if (proc->state == PROC_STOPPED && (options & WUNTRACED)) {
 159                 status_flags |= PROCSTOP;
 160                 goto done;
 161             }
 162         }
 163     }
 164     if ((options & WNOHANG)) {
 165         return 0;
 166     }
 167     // 放弃当前的运行机会
 168     sched_yield();
 169     goto repeat;
 170
 171 done:
 172     cpu_disable_interrupt();
 173     *status = (proc->exit_code & 0xffff) | status_flags;
 174     return destroy_process(proc->pid);
 175 }
 176
 177 pid_t
 178 alloc_pid()
 179 {
 180     pid_t i = 0;
 181     for (;
 182          i < sched_ctx.ptable_len && sched_ctx._procs[i].state != PROC_DESTROY;
 183          i++)
 184         ;
 185
 186     if (i == MAX_PROCESS) {
 187         panick("Panic in Ponyville shimmer!");
 188     }
 189     return i;
 190 }
 191
 192 void
 193 push_process(struct proc_info* process)
 194 {
 195     int index = process->pid;
 196     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 197         __current->k_status = LXINVLDPID;
 198         return;
 199     }
 200
 201     if (index == sched_ctx.ptable_len) {
 202         sched_ctx.ptable_len++;
 203     }
 204
 205     sched_ctx._procs[index] = *process;
 206
 207     process = &sched_ctx._procs[index];
 208
 209     // make sure the reference is relative to process table
 210     llist_init_head(&process->children);
 211     llist_init_head(&process->grp_member);
 212
 213     // every process is the child of first process (pid=1)
 214     if (process->parent) {
 215         llist_append(&process->parent->children, &process->siblings);
 216     } else {
 217         process->parent = &sched_ctx._procs[0];
 218     }
 219
 220     process->state = PROC_STOPPED;
 221 }
 222
 223 // from <kernel/process.c>
 224 extern void
 225 __del_pagetable(pid_t pid, uintptr_t mount_point);
 226
 227 pid_t
 228 destroy_process(pid_t pid)
 229 {
 230     int index = pid;
 231     if (index <= 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 232         __current->k_status = LXINVLDPID;
 233         return;
 234     }
 235     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[index];
 236     proc->state = PROC_DESTROY;
 237     llist_delete(&proc->siblings);
 238
 239     if (proc->mm.regions) {
 240         struct mm_region *pos, *n;
 241         llist_for_each(pos, n, &proc->mm.regions->head, head)
 242         {
 243             lxfree(pos);
 244         }
 245     }
 246
 247     vmm_mount_pd(PD_MOUNT_2, proc->page_table);
 248
 249     __del_pagetable(pid, PD_MOUNT_2);
 250
 251     vmm_unmount_pd(PD_MOUNT_2);
 252
 253     return pid;
 254 }
 255
 256 void
 257 terminate_proc(int exit_code)
 258 {
 259     __current->state = PROC_TERMNAT;
 260     __current->exit_code = exit_code;
 261
 262     schedule();
 263 }
 264
 265 struct proc_info*
 266 get_process(pid_t pid)
 267 {
 268     int index = pid;
 269     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 270         return NULL;
 271     }
 272     return &sched_ctx._procs[index];
 273 }
 274
 275 int
 276 orphaned_proc(pid_t pid)
 277 {
 278     if (!pid)
 279         return 0;
 280     if (pid >= sched_ctx.ptable_len)
 281         return 0;
 282     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[pid];
 283     struct proc_info* parent = proc->parent;
 284
 285     // 如果其父进程的状态是terminated 或 destroy中的一种
 286     // 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
 287     return (parent->state & PROC_TERMMASK) || parent->created > proc->created;
 288 }