lunaix-os/kernel/sched.c

   1 #include <arch/x86/interrupts.h>
   2 #include <arch/x86/tss.h>
   3
   4 #include <hal/apic.h>
   5 #include <hal/cpu.h>
   6
   7 #include <lunaix/mm/kalloc.h>
   8 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   9 #include <lunaix/process.h>
  10 #include <lunaix/sched.h>
  11 #include <lunaix/signal.h>
  12 #include <lunaix/spike.h>
  13 #include <lunaix/status.h>
  14 #include <lunaix/syscall.h>
  15 #include <lunaix/syslog.h>
  16
  17 #define MAX_PROCESS 512
  18
  19 volatile struct proc_info* __current;
  20
  21 struct proc_info dummy;
  22
  23 extern void __proc_table;
  24
  25 struct scheduler sched_ctx;
  26
  27 LOG_MODULE("SCHED")
  28
  29 void
  30 sched_init()
  31 {
  32     size_t pg_size = ROUNDUP(sizeof(struct proc_info) * MAX_PROCESS, 0x1000);
  33     assert_msg(vmm_alloc_pages(
  34                  KERNEL_PID, &__proc_table, pg_size, PG_PREM_RW, PP_FGPERSIST),
  35                "Fail to allocate proc table");
  36
  37     sched_ctx = (struct scheduler){ ._procs = (struct proc_info*)&__proc_table,
  38                                     .ptable_len = 0,
  39                                     .procs_index = 0 };
  40 }
  41
  42 void
  43 run(struct proc_info* proc)
  44 {
  45     if (!(__current->state & ~PROC_RUNNING)) {
  46         __current->state = PROC_STOPPED;
  47     }
  48     proc->state = PROC_RUNNING;
  49
  50     // FIXME: 这里还是得再考虑一下。
  51     // tss_update_esp(__current->intr_ctx.esp);
  52
  53     if (__current->page_table != proc->page_table) {
  54         __current = proc;
  55         cpu_lcr3(__current->page_table);
  56         // from now on, the we are in the kstack of another process
  57     } else {
  58         __current = proc;
  59     }
  60
  61     apic_done_servicing();
  62
  63     signal_dispatch();
  64
  65     asm volatile("movl %0, %%eax\n"
  66                  "jmp soft_iret\n" ::"r"(&__current->intr_ctx)
  67                  : "eax", "memory");
  68 }
  69
  70 void
  71 schedule()
  72 {
  73     if (!sched_ctx.ptable_len) {
  74         return;
  75     }
  76
  77     // 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……
  78     cpu_disable_interrupt();
  79     struct proc_info* next;
  80     int prev_ptr = sched_ctx.procs_index;
  81     int ptr = prev_ptr;
  82     // round-robin scheduler
  83     do {
  84         ptr = (ptr + 1) % sched_ctx.ptable_len;
  85         next = &sched_ctx._procs[ptr];
  86     } while (next->state != PROC_STOPPED && ptr != prev_ptr);
  87
  88     sched_ctx.procs_index = ptr;
  89
  90     run(next);
  91 }
  92
  93 static void
  94 proc_timer_callback(struct proc_info* proc)
  95 {
  96     proc->timer = NULL;
  97     proc->state = PROC_STOPPED;
  98 }
  99
 100 __DEFINE_LXSYSCALL1(unsigned int, sleep, unsigned int, seconds)
 101 {
 102     // 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……
 103     if (!seconds) {
 104         return 0;
 105     }
 106
 107     if (__current->timer) {
 108         return __current->timer->counter / timer_context()->running_frequency;
 109     }
 110
 111     struct lx_timer* timer =
 112       timer_run_second(seconds, proc_timer_callback, __current, 0);
 113     __current->timer = timer;
 114     __current->intr_ctx.registers.eax = seconds;
 115     __current->state = PROC_BLOCKED;
 116     schedule();
 117 }
 118
 119 __DEFINE_LXSYSCALL1(void, exit, int, status)
 120 {
 121     terminate_proc(status);
 122 }
 123
 124 __DEFINE_LXSYSCALL(void, yield)
 125 {
 126     schedule();
 127 }
 128
 129 pid_t
 130 _wait(pid_t wpid, int* status, int options);
 131
 132 __DEFINE_LXSYSCALL1(pid_t, wait, int*, status)
 133 {
 134     return _wait(-1, status, 0);
 135 }
 136
 137 __DEFINE_LXSYSCALL3(pid_t, waitpid, pid_t, pid, int*, status, int, options)
 138 {
 139     return _wait(pid, status, options);
 140 }
 141
 142 pid_t
 143 _wait(pid_t wpid, int* status, int options)
 144 {
 145     pid_t cur = __current->pid;
 146     int status_flags = 0;
 147     struct proc_info *proc, *n;
 148     if (llist_empty(&__current->children)) {
 149         return -1;
 150     }
 151
 152     wpid = wpid ? wpid : -__current->pgid;
 153     cpu_enable_interrupt();
 154 repeat:
 155     llist_for_each(proc, n, &__current->children, siblings)
 156     {
 157         if (!~wpid || proc->pid == wpid || proc->pgid == -wpid) {
 158             if (proc->state == PROC_TERMNAT && !options) {
 159                 status_flags |= PROCTERM;
 160                 goto done;
 161             }
 162             if (proc->state == PROC_STOPPED && (options & WUNTRACED)) {
 163                 status_flags |= PROCSTOP;
 164                 goto done;
 165             }
 166         }
 167     }
 168     if ((options & WNOHANG)) {
 169         return 0;
 170     }
 171     // 放弃当前的运行机会
 172     sched_yield();
 173     goto repeat;
 174
 175 done:
 176     cpu_disable_interrupt();
 177     *status = (proc->exit_code & 0xffff) | status_flags;
 178     return destroy_process(proc->pid);
 179 }
 180
 181 pid_t
 182 alloc_pid()
 183 {
 184     pid_t i = 0;
 185     for (;
 186          i < sched_ctx.ptable_len && sched_ctx._procs[i].state != PROC_DESTROY;
 187          i++)
 188         ;
 189
 190     if (i == MAX_PROCESS) {
 191         panick("Panic in Ponyville shimmer!");
 192     }
 193     return i;
 194 }
 195
 196 void
 197 push_process(struct proc_info* process)
 198 {
 199     int index = process->pid;
 200     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 201         __current->k_status = LXINVLDPID;
 202         return;
 203     }
 204
 205     if (index == sched_ctx.ptable_len) {
 206         sched_ctx.ptable_len++;
 207     }
 208
 209     sched_ctx._procs[index] = *process;
 210
 211     process = &sched_ctx._procs[index];
 212
 213     // make sure the reference is relative to process table
 214     llist_init_head(&process->children);
 215     llist_init_head(&process->grp_member);
 216
 217     // every process is the child of first process (pid=1)
 218     if (process->parent) {
 219         llist_append(&process->parent->children, &process->siblings);
 220     } else {
 221         process->parent = &sched_ctx._procs[0];
 222     }
 223
 224     process->state = PROC_STOPPED;
 225 }
 226
 227 // from <kernel/process.c>
 228 extern void
 229 __del_pagetable(pid_t pid, uintptr_t mount_point);
 230
 231 pid_t
 232 destroy_process(pid_t pid)
 233 {
 234     int index = pid;
 235     if (index <= 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 236         __current->k_status = LXINVLDPID;
 237         return;
 238     }
 239     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[index];
 240     proc->state = PROC_DESTROY;
 241     llist_delete(&proc->siblings);
 242
 243     if (proc->mm.regions) {
 244         struct mm_region *pos, *n;
 245         llist_for_each(pos, n, &proc->mm.regions->head, head)
 246         {
 247             lxfree(pos);
 248         }
 249     }
 250
 251     vmm_mount_pd(PD_MOUNT_2, proc->page_table);
 252
 253     __del_pagetable(pid, PD_MOUNT_2);
 254
 255     vmm_unmount_pd(PD_MOUNT_2);
 256
 257     return pid;
 258 }
 259
 260 void
 261 terminate_proc(int exit_code)
 262 {
 263     __current->state = PROC_TERMNAT;
 264     __current->exit_code = exit_code;
 265
 266     schedule();
 267 }
 268
 269 struct proc_info*
 270 get_process(pid_t pid)
 271 {
 272     int index = pid;
 273     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 274         return NULL;
 275     }
 276     return &sched_ctx._procs[index];
 277 }
 278
 279 int
 280 orphaned_proc(pid_t pid)
 281 {
 282     if (!pid)
 283         return 0;
 284     if (pid >= sched_ctx.ptable_len)
 285         return 0;
 286     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[pid];
 287     struct proc_info* parent = proc->parent;
 288
 289     // 如果其父进程的状态是terminated 或 destroy中的一种
 290     // 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
 291     return (parent->state & PROC_TERMMASK) || parent->created > proc->created;
 292 }