lunaix-os/kernel/kinit.c

   1 #include <lunaix/block.h>
   2 #include <lunaix/boot_generic.h>
   3 #include <lunaix/common.h>
   4 #include <lunaix/device.h>
   5 #include <lunaix/foptions.h>
   6 #include <lunaix/fs/twifs.h>
   7 #include <lunaix/input.h>
   8 #include <lunaix/lxconsole.h>
   9 #include <lunaix/mm/cake.h>
  10 #include <lunaix/mm/mmio.h>
  11 #include <lunaix/mm/page.h>
  12 #include <lunaix/mm/pmm.h>
  13 #include <lunaix/mm/valloc.h>
  14 #include <lunaix/mm/vmm.h>
  15 #include <lunaix/process.h>
  16 #include <lunaix/sched.h>
  17 #include <lunaix/spike.h>
  18 #include <lunaix/trace.h>
  19 #include <lunaix/tty/tty.h>
  20 #include <lunaix/types.h>
  21
  22 #include <hal/acpi/acpi.h>
  23 #include <hal/intc.h>
  24 #include <hal/pci.h>
  25
  26 #include <sys/abi.h>
  27 #include <sys/interrupts.h>
  28 #include <sys/mm/mempart.h>
  29
  30 #include <klibc/stdio.h>
  31 #include <klibc/string.h>
  32
  33 extern void
  34 __proc0(); /* proc0.c */
  35
  36 void
  37 spawn_proc0();
  38
  39 void
  40 kmem_init(struct boot_handoff* bhctx);
  41
  42 void
  43 kernel_bootstrap(struct boot_handoff* bhctx)
  44 {
  45     pmm_init(bhctx->mem.size);
  46     vmm_init();
  47
  48     /* Begin kernel bootstrapping sequence */
  49     boot_begin(bhctx);
  50
  51     /* Setup kernel memory layout and services */
  52     kmem_init(bhctx);
  53
  54     /* Prepare stack trace environment */
  55     trace_modksyms_init(bhctx);
  56
  57     // crt
  58     tty_init(ioremap(VGA_FRAMEBUFFER, PG_SIZE));
  59     tty_set_theme(VGA_COLOR_WHITE, VGA_COLOR_BLACK);
  60     lxconsole_init();
  61
  62     /* Get platform configuration */
  63     acpi_init();
  64
  65     /* Let's get fs online as soon as possible, as things rely on them */
  66     vfs_init();
  67     fsm_init();
  68     input_init();
  69
  70     /* Get intc online, this is the cornerstone when initing devices */
  71     intc_init();
  72
  73     /* System timing and clock support */
  74     clock_init();
  75     timer_init();
  76
  77     block_init();
  78
  79     /* the bare metal are now happy, let's get software over with */
  80     sched_init();
  81
  82     int errno = 0;
  83     if ((errno = vfs_mount_root("ramfs", NULL))) {
  84         panickf("Fail to mount root. (errno=%d)", errno);
  85     }
  86
  87     /* Mount these system-wide pseudo-fs */
  88     vfs_mount("/dev", "devfs", NULL, 0);
  89     vfs_mount("/sys", "twifs", NULL, MNT_RO);
  90     vfs_mount("/task", "taskfs", NULL, MNT_RO);
  91
  92     lxconsole_spawn_ttydev();
  93     device_init_builtin();
  94
  95     /* Finish up bootstrapping sequence, we are ready to spawn the root process
  96      * and start geting into uspace
  97      */
  98     boot_end(bhctx);
  99
 100     spawn_proc0();
 101 }
 102
 103 /**
 104  * @brief 创建并运行proc0进程
 105  *
 106  */
 107 void
 108 spawn_proc0()
 109 {
 110     struct proc_info* proc0 = alloc_process();
 111
 112     /**
 113      * @brief
 114      * 注意：这里和视频中说的不一样，属于我之后的一点微调。
 115      * 在视频中，spawn_proc0是在_kernel_post_init的末尾才调用的。并且是直接跳转到_proc0
 116      *
 117      * 但是我后来发现，上述的方法会产生竞态条件。这是因为spawn_proc0被调用的时候，时钟中断已经开启，
 118      * 而中断的产生会打乱栈的布局，从而使得下面的上下文设置代码产生未定义行为（Undefined
 119      * Behaviour）。 为了保险起见，有两种办法：
 120      *      1. 在创建proc0进程前关闭中断
 121      *      2. 将_kernel_post_init搬进proc0进程
 122      * （_kernel_post_init已经更名为init_platform）
 123      *
 124      * 目前的解决方案是2
 125      */
 126
 127     proc0->parent = proc0;
 128
 129     // 方案1：必须在读取eflags之后禁用。否则当进程被调度时，中断依然是关闭的！
 130     // cpu_disable_interrupt();
 131
 132     /* Ok... 首先fork进我们的零号进程，而后由那里，我们fork进init进程。 */
 133
 134     // 把当前虚拟地址空间（内核）复制一份。
 135     proc0->page_table = vmm_dup_vmspace(proc0->pid);
 136
 137     // 直接切换到新的拷贝，进行配置。
 138     cpu_chvmspace(proc0->page_table);
 139
 140     // 为内核创建一个专属栈空间。
 141     for (size_t i = 0; i < (KSTACK_SIZE >> PG_SIZE_BITS); i++) {
 142         ptr_t pa = pmm_alloc_page(KERNEL_PID, 0);
 143         vmm_set_mapping(VMS_SELF,
 144                         KSTACK_START + (i << PG_SIZE_BITS),
 145                         pa,
 146                         PG_PREM_RW,
 147                         VMAP_NULL);
 148     }
 149
 150     proc_init_transfer(proc0, KSTACK_TOP, (ptr_t)__proc0, 0);
 151
 152     // 向调度器注册进程。
 153     commit_process(proc0);
 154
 155     // 由于时钟中断与APIC未就绪，我们需要手动进行第一次调度。这里也会同时隐式地恢复我们的eflags.IF位
 156     proc0->state = PS_RUNNING;
 157     switch_context(proc0);
 158
 159     /* Should not return */
 160     assert_msg(0, "Unexpected Return");
 161 }
 162
 163 void
 164 kmem_init(struct boot_handoff* bhctx)
 165 {
 166     extern u8_t __kexec_end;
 167     // 将内核占据的页，包括前1MB，hhk_init 设为已占用
 168     size_t pg_count = ((ptr_t)&__kexec_end - KERNEL_EXEC) >> PG_SIZE_BITS;
 169     pmm_mark_chunk_occupied(KERNEL_PID, 0, pg_count, PP_FGLOCKED);
 170
 171     // reserve higher half
 172     for (size_t i = L1_INDEX(KERNEL_EXEC); i < 1023; i++) {
 173         assert(vmm_set_mapping(VMS_SELF, i << 22, 0, 0, VMAP_NOMAP));
 174     }
 175
 176     // allocators
 177     cake_init();
 178     valloc_init();
 179 }