lunaix-os/kernel/kinit.c

   1 #include <lunaix/block.h>
   2 #include <lunaix/boot_generic.h>
   3 #include <lunaix/device.h>
   4 #include <lunaix/foptions.h>
   5 #include <lunaix/fs/twifs.h>
   6 #include <lunaix/input.h>
   7 #include <lunaix/lxconsole.h>
   8 #include <lunaix/mm/cake.h>
   9 #include <lunaix/mm/mmio.h>
  10 #include <lunaix/mm/page.h>
  11 #include <lunaix/mm/pmm.h>
  12 #include <lunaix/mm/valloc.h>
  13 #include <lunaix/mm/vmm.h>
  14 #include <lunaix/process.h>
  15 #include <lunaix/sched.h>
  16 #include <lunaix/spike.h>
  17 #include <lunaix/trace.h>
  18 #include <lunaix/tty/tty.h>
  19 #include <lunaix/types.h>
  20
  21 #include <hal/acpi/acpi.h>
  22 #include <hal/intc.h>
  23
  24 #include <sys/abi.h>
  25 #include <sys/interrupts.h>
  26 #include <sys/mm/mempart.h>
  27
  28 #include <klibc/strfmt.h>
  29 #include <klibc/string.h>
  30
  31 extern void
  32 __proc0(); /* proc0.c */
  33
  34 void
  35 spawn_proc0();
  36
  37 void
  38 kmem_init(struct boot_handoff* bhctx);
  39
  40 void
  41 kernel_bootstrap(struct boot_handoff* bhctx)
  42 {
  43     pmm_init(bhctx->mem.size);
  44     vmm_init();
  45
  46     /* Begin kernel bootstrapping sequence */
  47     boot_begin(bhctx);
  48
  49     /* Setup kernel memory layout and services */
  50     kmem_init(bhctx);
  51
  52     boot_parse_cmdline(bhctx);
  53
  54     /* Prepare stack trace environment */
  55     trace_modksyms_init(bhctx);
  56
  57     device_scan_drivers();
  58
  59     // crt
  60     tty_init(ioremap(0xB8000, PG_SIZE));
  61     tty_set_theme(VGA_COLOR_WHITE, VGA_COLOR_BLACK);
  62     lxconsole_init();
  63
  64     device_sysconf_load();
  65
  66     /* Get intc online, this is the cornerstone when initing devices */
  67     intc_init();
  68
  69     clock_init();
  70     timer_init();
  71
  72     /*
  73         TODO autoload these init function that do not have dependency between
  74        them
  75     */
  76
  77     /* Let's get fs online as soon as possible, as things rely on them */
  78     vfs_init();
  79     fsm_init();
  80     input_init();
  81     block_init();
  82     sched_init();
  83
  84     device_onbooot_load();
  85
  86     /* the bare metal are now happy, let's get software over with */
  87
  88     int errno = 0;
  89     if ((errno = vfs_mount_root("ramfs", NULL))) {
  90         panickf("Fail to mount root. (errno=%d)", errno);
  91     }
  92
  93     /* Finish up bootstrapping sequence, we are ready to spawn the root process
  94      * and start geting into uspace
  95      */
  96     boot_end(bhctx);
  97
  98     spawn_proc0();
  99 }
 100
 101 /**
 102  * @brief 创建并运行proc0进程
 103  *
 104  */
 105 void
 106 spawn_proc0()
 107 {
 108     struct proc_info* proc0 = alloc_process();
 109
 110     /**
 111      * @brief
 112      * 注意：这里和视频中说的不一样，属于我之后的一点微调。
 113      * 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
 114      *
 115      * 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，
 116      * 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
 117      * Behaviour）。 为了保险起见，有两种办法：
 118      *      1. 在创建proc0进程前关闭中断
 119      *      2. 将_kernel_post_init搬进proc0进程
 120      * （_kernel_post_init已经更名为init_platform）
 121      *
 122      * 目前的解决方案是2
 123      */
 124
 125     proc0->parent = proc0;
 126
 127     // 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！
 128     // cpu_disable_interrupt();
 129
 130     /* Ok... 首先fork进我们的零号进程，而后由那里，我们fork进init进程。 */
 131
 132     // 把当前虚拟地址空间（内核）复制一份。
 133     proc0->page_table = vmm_dup_vmspace(proc0->pid);
 134
 135     // 直接切换到新的拷贝，进行配置。
 136     cpu_chvmspace(proc0->page_table);
 137
 138     // 为内核创建一个专属栈空间。
 139     for (size_t i = 0; i < KERNEL_STACK_SIZE; i += PG_SIZE) {
 140         ptr_t pa = pmm_alloc_page(KERNEL_PID, 0);
 141         vmm_set_mapping(VMS_SELF, KERNEL_STACK + i, pa, PG_PREM_RW, VMAP_NULL);
 142     }
 143
 144     proc_init_transfer(proc0, KERNEL_STACK_END, (ptr_t)__proc0, 0);
 145
 146     // 向调度器注册进程。
 147     commit_process(proc0);
 148
 149     // 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
 150     proc0->state = PS_RUNNING;
 151     switch_context(proc0);
 152
 153     /* Should not return */
 154     assert_msg(0, "Unexpected Return");
 155 }
 156
 157 void
 158 kmem_init(struct boot_handoff* bhctx)
 159 {
 160     extern u8_t __kexec_end;
 161     // 将内核占据的页，包括前1MB，hhk_init 设为已占用
 162     size_t pg_count = ((ptr_t)&__kexec_end - KERNEL_EXEC) >> PG_SIZE_BITS;
 163     pmm_mark_chunk_occupied(KERNEL_PID, 0, pg_count, PP_FGLOCKED);
 164
 165     // reserve higher half
 166     for (size_t i = L1_INDEX(KERNEL_EXEC); i < 1023; i++) {
 167         assert(vmm_set_mapping(VMS_SELF, i << 22, 0, 0, VMAP_NOMAP));
 168     }
 169
 170     // allocators
 171     cake_init();
 172     valloc_init();
 173 }