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     /* Prepare stack trace environment */
  53     trace_modksyms_init(bhctx);
  54
  55     device_scan_drivers();
  56
  57     // crt
  58     tty_init(ioremap(0xB8000, PG_SIZE));
  59     tty_set_theme(VGA_COLOR_WHITE, VGA_COLOR_BLACK);
  60     lxconsole_init();
  61
  62     /* Get platform configuration */
  63     acpi_init();
  64
  65     /* Get intc online, this is the cornerstone when initing devices */
  66     intc_init();
  67
  68     /*
  69         TODO autoload these init function that do not have dependency between
  70        them
  71     */
  72
  73     /* Let's get fs online as soon as possible, as things rely on them */
  74     vfs_init();
  75     fsm_init();
  76     input_init();
  77     block_init();
  78     sched_init();
  79
  80     device_earlystage();
  81
  82     /* System timing and clock support */
  83     /*
  84         FIXME we must get timer as earlier as possible
  85
  86         A decoupling between rtc and general device sub-sys is needed.
  87         Otherwise we timer can only be loaded after device_earlystage.
  88
  89         We need a dedicated timer&clock subsystem
  90     */
  91     timer_init();
  92
  93     /* the bare metal are now happy, let's get software over with */
  94
  95     int errno = 0;
  96     if ((errno = vfs_mount_root("ramfs", NULL))) {
  97         panickf("Fail to mount root. (errno=%d)", errno);
  98     }
  99
 100     /* Mount these system-wide pseudo-fs */
 101     vfs_mount("/dev", "devfs", NULL, 0);
 102     vfs_mount("/sys", "twifs", NULL, MNT_RO);
 103     vfs_mount("/task", "taskfs", NULL, MNT_RO);
 104
 105     /* Finish up bootstrapping sequence, we are ready to spawn the root process
 106      * and start geting into uspace
 107      */
 108     boot_end(bhctx);
 109
 110     spawn_proc0();
 111 }
 112
 113 /**
 114  * @brief 创建并运行proc0进程
 115  *
 116  */
 117 void
 118 spawn_proc0()
 119 {
 120     struct proc_info* proc0 = alloc_process();
 121
 122     /**
 123      * @brief
 124      * 注意：这里和视频中说的不一样，属于我之后的一点微调。
 125      * 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
 126      *
 127      * 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，
 128      * 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
 129      * Behaviour）。 为了保险起见，有两种办法：
 130      *      1. 在创建proc0进程前关闭中断
 131      *      2. 将_kernel_post_init搬进proc0进程
 132      * （_kernel_post_init已经更名为init_platform）
 133      *
 134      * 目前的解决方案是2
 135      */
 136
 137     proc0->parent = proc0;
 138
 139     // 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！
 140     // cpu_disable_interrupt();
 141
 142     /* Ok... 首先fork进我们的零号进程，而后由那里，我们fork进init进程。 */
 143
 144     // 把当前虚拟地址空间（内核）复制一份。
 145     proc0->page_table = vmm_dup_vmspace(proc0->pid);
 146
 147     // 直接切换到新的拷贝，进行配置。
 148     cpu_chvmspace(proc0->page_table);
 149
 150     // 为内核创建一个专属栈空间。
 151     for (size_t i = 0; i < KERNEL_STACK_SIZE; i += PG_SIZE) {
 152         ptr_t pa = pmm_alloc_page(KERNEL_PID, 0);
 153         vmm_set_mapping(VMS_SELF, KERNEL_STACK + i, pa, PG_PREM_RW, VMAP_NULL);
 154     }
 155
 156     proc_init_transfer(proc0, KERNEL_STACK_END, (ptr_t)__proc0, 0);
 157
 158     // 向调度器注册进程。
 159     commit_process(proc0);
 160
 161     // 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
 162     proc0->state = PS_RUNNING;
 163     switch_context(proc0);
 164
 165     /* Should not return */
 166     assert_msg(0, "Unexpected Return");
 167 }
 168
 169 void
 170 kmem_init(struct boot_handoff* bhctx)
 171 {
 172     extern u8_t __kexec_end;
 173     // 将内核占据的页，包括前1MB，hhk_init 设为已占用
 174     size_t pg_count = ((ptr_t)&__kexec_end - KERNEL_EXEC) >> PG_SIZE_BITS;
 175     pmm_mark_chunk_occupied(KERNEL_PID, 0, pg_count, PP_FGLOCKED);
 176
 177     // reserve higher half
 178     for (size_t i = L1_INDEX(KERNEL_EXEC); i < 1023; i++) {
 179         assert(vmm_set_mapping(VMS_SELF, i << 22, 0, 0, VMAP_NOMAP));
 180     }
 181
 182     // allocators
 183     cake_init();
 184     valloc_init();
 185 }