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