lunaix-os/kernel/sched.c

   1 #include <lunaix/process.h>
   2 #include <lunaix/sched.h>
   3 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   4 #include <lunaix/mm/kalloc.h>
   5 #include <hal/cpu.h>
   6 #include <arch/x86/interrupts.h>
   7 #include <arch/x86/tss.h>
   8 #include <hal/apic.h>
   9
  10 #include <lunaix/spike.h>
  11 #include <lunaix/status.h>
  12 #include <lunaix/syslog.h>
  13 #include <lunaix/syscall.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 sched_init() {
  28     size_t pg_size = ROUNDUP(sizeof(struct proc_info) * MAX_PROCESS, 0x1000);
  29     assert_msg(
  30         vmm_alloc_pages(KERNEL_PID, &__proc_table, pg_size, PG_PREM_RW, PP_FGPERSIST),
  31         "Fail to allocate proc table"
  32     );
  33
  34     sched_ctx = (struct scheduler) {
  35         ._procs = (struct proc_info*) &__proc_table,
  36         .ptable_len = 0,
  37         .procs_index = 0
  38     };
  39 }
  40
  41 void run(struct proc_info* proc) {
  42     if (!(__current->state & ~PROC_RUNNING)) {
  43         __current->state = PROC_STOPPED;
  44     }
  45     proc->state = PROC_RUNNING;
  46
  47     // FIXME: 这里还是得再考虑一下。
  48     // tss_update_esp(__current->intr_ctx.esp);
  49
  50     if (__current->page_table != proc->page_table) {
  51         __current = proc;
  52         cpu_lcr3(__current->page_table);
  53         // from now on, the we are in the kstack of another process
  54     }
  55     else {
  56         __current = proc;
  57     }
  58
  59     apic_done_servicing();
  60
  61     asm volatile (
  62         "pushl %0\n"
  63         "jmp soft_iret\n"::"r"(&__current->intr_ctx): "memory");
  64 }
  65
  66 void schedule() {
  67     if (!sched_ctx.ptable_len) {
  68         return;
  69     }
  70
  71     struct proc_info* next;
  72     int prev_ptr = sched_ctx.procs_index;
  73     int ptr = prev_ptr;
  74     // round-robin scheduler
  75     do {
  76         ptr = (ptr + 1) % sched_ctx.ptable_len;
  77         next = &sched_ctx._procs[ptr];
  78     } while(next->state != PROC_STOPPED && ptr != prev_ptr);
  79
  80     sched_ctx.procs_index = ptr;
  81
  82
  83     run(next);
  84 }
  85
  86 static void proc_timer_callback(struct proc_info* proc) {
  87     proc->timer = NULL;
  88     proc->state = PROC_STOPPED;
  89 }
  90
  91 __DEFINE_LXSYSCALL1(unsigned int, sleep, unsigned int, seconds) {
  92     // 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……
  93     if (!seconds) {
  94         return 0;
  95     }
  96     if (__current->timer) {
  97         return __current->timer->counter / timer_context()->running_frequency;
  98     }
  99
 100     struct lx_timer* timer = timer_run_second(seconds, proc_timer_callback, __current, 0);
 101     __current->timer = timer;
 102     __current->intr_ctx.registers.eax = seconds;
 103     __current->state = PROC_BLOCKED;
 104     schedule();
 105 }
 106
 107 __DEFINE_LXSYSCALL1(void, exit, int, status) {
 108     terminate_proc(status);
 109 }
 110
 111 __DEFINE_LXSYSCALL(void, yield) {
 112     schedule();
 113 }
 114
 115 __DEFINE_LXSYSCALL1(pid_t, wait, int*, status) {
 116     pid_t cur = __current->pid;
 117     struct proc_info *proc, *n;
 118     if (llist_empty(&__current->children)) {
 119         return -1;
 120     }
 121 repeat:
 122     llist_for_each(proc, n, &__current->children, siblings) {
 123         if (proc->state == PROC_TERMNAT) {
 124             goto done;
 125         }
 126     }
 127     // FIXME: 除了循环，也许有更高效的办法…… (在这里进行schedule，需要重写context switch!)
 128     goto repeat;
 129
 130 done:
 131     *status = proc->exit_code;
 132     return destroy_process(proc->pid);
 133 }
 134
 135 pid_t alloc_pid() {
 136     pid_t i = 0;
 137     for (; i < sched_ctx.ptable_len && sched_ctx._procs[i].state != PROC_DESTROY; i++);
 138
 139     if (i == MAX_PROCESS) {
 140         panick("Process table is full");
 141     }
 142     return i + 1;
 143 }
 144
 145 void push_process(struct proc_info* process) {
 146     int index = process->pid - 1;
 147     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 148         __current->k_status = LXINVLDPID;
 149         return;
 150     }
 151
 152     if (index == sched_ctx.ptable_len) {
 153         sched_ctx.ptable_len++;
 154     }
 155
 156     sched_ctx._procs[index] = *process;
 157
 158     process = &sched_ctx._procs[index];
 159
 160     // make sure the address is in the range of process table
 161     llist_init_head(&process->children);
 162     // every process is the child of first process (pid=1)
 163     if (process->parent) {
 164         llist_append(&process->parent->children, &process->siblings);
 165     }
 166     else {
 167         process->parent = &sched_ctx._procs[0];
 168     }
 169
 170     process->state = PROC_STOPPED;
 171 }
 172
 173 // from <kernel/process.c>
 174 extern void __del_pagetable(pid_t pid, uintptr_t mount_point);
 175
 176 pid_t destroy_process(pid_t pid) {
 177     int index = pid - 1;
 178     if (index <= 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 179         __current->k_status = LXINVLDPID;
 180         return;
 181     }
 182     struct proc_info *proc = &sched_ctx._procs[index];
 183     proc->state = PROC_DESTROY;
 184     llist_delete(&proc->siblings);
 185
 186     if (proc->mm.regions) {
 187         struct mm_region *pos, *n;
 188         llist_for_each(pos, n, &proc->mm.regions->head, head) {
 189             lxfree(pos);
 190         }
 191     }
 192
 193     vmm_mount_pd(PD_MOUNT_2, proc->page_table);
 194
 195     __del_pagetable(pid, PD_MOUNT_2);
 196
 197     vmm_unmount_pd(PD_MOUNT_2);
 198
 199     return pid;
 200 }
 201
 202 void terminate_proc(int exit_code) {
 203     __current->state = PROC_TERMNAT;
 204     __current->exit_code = exit_code;
 205
 206     schedule();
 207 }
 208
 209 struct proc_info* get_process(pid_t pid) {
 210     int index = pid - 1;
 211     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 212         return NULL;
 213     }
 214     return &sched_ctx._procs[index];
 215 }
 216
 217 int orphaned_proc(pid_t pid) {
 218     if(!pid) return 0;
 219     if(pid >= sched_ctx.ptable_len) return 0;
 220     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[pid-1];
 221     struct proc_info* parent = proc->parent;
 222
 223     // 如果其父进程的状态是terminated 或 destroy中的一种
 224     // 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
 225     return (parent->state & PROC_TERMMASK) || parent->created > proc->created;
 226 }