lunaix-os/kernel/k_init.c

   1 #include <lunaix/common.h>
   2 #include <lunaix/tty/tty.h>
   3
   4 #include <lunaix/mm/page.h>
   5 #include <lunaix/mm/pmm.h>
   6 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   7 #include <lunaix/mm/kalloc.h>
   8 #include <lunaix/spike.h>
   9 #include <lunaix/syslog.h>
  10 #include <lunaix/timer.h>
  11 #include <lunaix/clock.h>
  12 #include <lunaix/peripheral/ps2kbd.h>
  13
  14 #include <hal/rtc.h>
  15 #include <hal/apic.h>
  16 #include <hal/ioapic.h>
  17 #include <hal/acpi/acpi.h>
  18
  19 #include <arch/x86/boot/multiboot.h>
  20 #include <arch/x86/idt.h>
  21 #include <arch/x86/interrupts.h>
  22
  23 #include <klibc/stdio.h>
  24
  25 #include <stdint.h>
  26 #include <stddef.h>
  27
  28
  29 extern uint8_t __kernel_start;
  30 extern uint8_t __kernel_end;
  31 extern uint8_t __init_hhk_end;
  32
  33
  34 // Set remotely by kernel/asm/x86/prologue.S
  35 multiboot_info_t* _k_init_mb_info;
  36
  37 LOG_MODULE("INIT");
  38
  39 void
  40 setup_memory(multiboot_memory_map_t* map, size_t map_size);
  41
  42 void
  43 setup_kernel_runtime();
  44
  45 void
  46 lock_reserved_memory();
  47
  48 void
  49 unlock_reserved_memory();
  50
  51 void
  52 _kernel_pre_init() {
  53     _init_idt();
  54     intr_routine_init();
  55
  56     pmm_init(MEM_1MB + (_k_init_mb_info->mem_upper << 10));
  57     vmm_init();
  58     rtc_init();
  59
  60     tty_init((void*)VGA_BUFFER_PADDR);
  61     tty_set_theme(VGA_COLOR_WHITE, VGA_COLOR_BLACK);
  62 }
  63
  64 void
  65 _kernel_init() {
  66     kprintf("[MM] Mem: %d KiB, Extended Mem: %d KiB\n",
  67            _k_init_mb_info->mem_lower,
  68            _k_init_mb_info->mem_upper);
  69
  70     unsigned int map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
  71
  72     setup_memory((multiboot_memory_map_t*)_k_init_mb_info->mmap_addr, map_size);
  73
  74     setup_kernel_runtime();
  75 }
  76
  77 void
  78 _kernel_post_init() {
  79     size_t hhk_init_pg_count = ((uintptr_t)(&__init_hhk_end)) >> PG_SIZE_BITS;
  80     kprintf(KINFO "[MM] Releaseing %d pages from 0x0.\n", hhk_init_pg_count);
  81
  82     // Fuck it, I will no longer bother this little 1MiB
  83     // I just release 4 pages for my APIC & IOAPIC remappings
  84     for (size_t i = 0; i < 3; i++) {
  85         vmm_unmap_page((void*)(i << PG_SIZE_BITS));
  86     }
  87
  88     // 锁定所有系统预留页（内存映射IO，ACPI之类的），并且进行1:1映射
  89     lock_reserved_memory();
  90
  91     acpi_init(_k_init_mb_info);
  92     uintptr_t ioapic_addr = acpi_get_context()->madt.ioapic->ioapic_addr;
  93
  94     pmm_mark_page_occupied(FLOOR(__APIC_BASE_PADDR, PG_SIZE_BITS));
  95     pmm_mark_page_occupied(FLOOR(ioapic_addr, PG_SIZE_BITS));
  96
  97     vmm_set_mapping(APIC_BASE_VADDR, __APIC_BASE_PADDR, PG_PREM_RW);
  98     vmm_set_mapping(IOAPIC_BASE_VADDR, ioapic_addr, PG_PREM_RW);
  99
 100     apic_init();
 101     ioapic_init();
 102     timer_init(SYS_TIMER_FREQUENCY_HZ);
 103     clock_init();
 104     ps2_kbd_init();
 105
 106     for (size_t i = 256; i < hhk_init_pg_count; i++) {
 107         vmm_unmap_page((void*)(i << PG_SIZE_BITS));
 108     }
 109 }
 110
 111 void
 112 lock_reserved_memory() {
 113     multiboot_memory_map_t* mmaps = _k_init_mb_info->mmap_addr;
 114     size_t map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
 115     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 116         multiboot_memory_map_t mmap = mmaps[i];
 117         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 118             continue;
 119         }
 120         uint8_t* pa = PG_ALIGN(mmap.addr_low);
 121         size_t pg_num = CEIL(mmap.len_low, PG_SIZE_BITS);
 122         for (size_t j = 0; j < pg_num; j++)
 123         {
 124             vmm_set_mapping((pa + (j << PG_SIZE_BITS)), (pa + (j << PG_SIZE_BITS)), PG_PREM_R);
 125         }
 126     }
 127 }
 128
 129 void
 130 unlock_reserved_memory() {
 131     multiboot_memory_map_t* mmaps = _k_init_mb_info->mmap_addr;
 132     size_t map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
 133     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 134         multiboot_memory_map_t mmap = mmaps[i];
 135         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 136             continue;
 137         }
 138         uint8_t* pa = PG_ALIGN(mmap.addr_low);
 139         size_t pg_num = CEIL(mmap.len_low, PG_SIZE_BITS);
 140         for (size_t j = 0; j < pg_num; j++)
 141         {
 142             vmm_unmap_page((pa + (j << PG_SIZE_BITS)));
 143         }
 144     }
 145 }
 146
 147 // 按照 Memory map 标识可用的物理页
 148 void
 149 setup_memory(multiboot_memory_map_t* map, size_t map_size) {
 150
 151     // First pass, to mark the physical pages
 152     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 153         multiboot_memory_map_t mmap = map[i];
 154         kprintf("[MM] Base: 0x%x, len: %u KiB, type: %u\n",
 155                map[i].addr_low,
 156                map[i].len_low >> 10,
 157                map[i].type);
 158         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 159             // 整数向上取整除法
 160             uintptr_t pg = map[i].addr_low + 0x0fffU;
 161             pmm_mark_chunk_free(pg >> PG_SIZE_BITS, map[i].len_low >> PG_SIZE_BITS);
 162             kprintf(KINFO "[MM] Freed %u pages start from 0x%x\n",
 163                    map[i].len_low >> PG_SIZE_BITS,
 164                    pg & ~0x0fffU);
 165         }
 166     }
 167
 168     // 将内核占据的页，包括前1MB，hhk_init 设为已占用
 169     size_t pg_count = V2P(&__kernel_end) >> PG_SIZE_BITS;
 170     pmm_mark_chunk_occupied(0, pg_count);
 171     kprintf(KINFO "[MM] Allocated %d pages for kernel.\n", pg_count);
 172
 173
 174     size_t vga_buf_pgs = VGA_BUFFER_SIZE >> PG_SIZE_BITS;
 175
 176     // 首先，标记VGA部分为已占用
 177     pmm_mark_chunk_occupied(VGA_BUFFER_PADDR >> PG_SIZE_BITS, vga_buf_pgs);
 178
 179     // 重映射VGA文本缓冲区（以后会变成显存，i.e., framebuffer）
 180     for (size_t i = 0; i < vga_buf_pgs; i++)
 181     {
 182         vmm_map_page(
 183             (void*)(VGA_BUFFER_VADDR + (i << PG_SIZE_BITS)),
 184             (void*)(VGA_BUFFER_PADDR + (i << PG_SIZE_BITS)),
 185             PG_PREM_RW
 186         );
 187     }
 188
 189     // 更新VGA缓冲区位置至虚拟地址
 190     tty_set_buffer((void*)VGA_BUFFER_VADDR);
 191
 192     kprintf(KINFO "[MM] Mapped VGA to %p.\n", VGA_BUFFER_VADDR);
 193
 194 }
 195
 196 void
 197 setup_kernel_runtime() {
 198     // 为内核创建一个专属栈空间。
 199     for (size_t i = 0; i < (K_STACK_SIZE >> PG_SIZE_BITS); i++) {
 200         vmm_alloc_page((void*)(K_STACK_START + (i << PG_SIZE_BITS)), PG_PREM_RW);
 201     }
 202     kprintf(KINFO "[MM] Allocated %d pages for stack start at %p\n", K_STACK_SIZE>>PG_SIZE_BITS, K_STACK_START);
 203     assert_msg(kalloc_init(), "Fail to initialize heap");
 204 }