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/pmm.h>
   9 #include <lunaix/mm/vmm.h>
  10 #include <lunaix/process.h>
  11 #include <lunaix/sched.h>
  12 #include <lunaix/signal.h>
  13 #include <lunaix/spike.h>
  14 #include <lunaix/status.h>
  15 #include <lunaix/syscall.h>
  16 #include <lunaix/syslog.h>
  17
  18 #define MAX_PROCESS 512
  19
  20 volatile struct proc_info* __current;
  21
  22 struct proc_info dummy;
  23
  24 struct scheduler sched_ctx;
  25
  26 LOG_MODULE("SCHED")
  27
  28 void
  29 sched_init()
  30 {
  31     size_t pg_size = ROUNDUP(sizeof(struct proc_info) * MAX_PROCESS, 0x1000);
  32
  33     for (size_t i = 0; i <= pg_size; i += 4096) {
  34         uintptr_t pa = pmm_alloc_page(KERNEL_PID, PP_FGPERSIST);
  35         vmm_set_mapping(
  36           PD_REFERENCED, PROC_START + i, pa, PG_PREM_RW, VMAP_NULL);
  37     }
  38
  39     sched_ctx = (struct scheduler){ ._procs = (struct proc_info*)PROC_START,
  40                                     .ptable_len = 0,
  41                                     .procs_index = 0 };
  42 }
  43
  44 void
  45 run(struct proc_info* proc)
  46 {
  47     if (!(__current->state & ~PROC_RUNNING)) {
  48         __current->state = PROC_STOPPED;
  49     }
  50     proc->state = PROC_RUNNING;
  51
  52     // XXX: 我们需要这一步吗？
  53     // tss_update_esp(__current->intr_ctx.esp);
  54
  55     apic_done_servicing();
  56
  57     asm volatile("pushl %0\n"
  58                  "jmp switch_to\n" ::"r"(proc)); // kernel/asm/x86/interrupt.S
  59 }
  60
  61 void
  62 schedule()
  63 {
  64     if (!sched_ctx.ptable_len) {
  65         return;
  66     }
  67
  68     // 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……
  69     cpu_disable_interrupt();
  70     struct proc_info* next;
  71     int prev_ptr = sched_ctx.procs_index;
  72     int ptr = prev_ptr;
  73     // round-robin scheduler
  74     do {
  75         ptr = (ptr + 1) % sched_ctx.ptable_len;
  76         next = &sched_ctx._procs[ptr];
  77     } while (next->state != PROC_STOPPED && ptr != prev_ptr);
  78
  79     sched_ctx.procs_index = ptr;
  80
  81     run(next);
  82 }
  83
  84 static void
  85 proc_timer_callback(struct proc_info* proc)
  86 {
  87     proc->timer = NULL;
  88     proc->state = PROC_STOPPED;
  89 }
  90
  91 __DEFINE_LXSYSCALL1(unsigned int, sleep, unsigned int, seconds)
  92 {
  93     // 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……
  94     if (!seconds) {
  95         return 0;
  96     }
  97
  98     if (__current->timer) {
  99         return __current->timer->counter / timer_context()->running_frequency;
 100     }
 101
 102     struct lx_timer* timer =
 103       timer_run_second(seconds, proc_timer_callback, __current, 0);
 104     __current->timer = timer;
 105     __current->intr_ctx.registers.eax = seconds;
 106     __current->state = PROC_BLOCKED;
 107     schedule();
 108 }
 109
 110 __DEFINE_LXSYSCALL1(void, exit, int, status)
 111 {
 112     terminate_proc(status);
 113 }
 114
 115 __DEFINE_LXSYSCALL(void, yield)
 116 {
 117     schedule();
 118 }
 119
 120 pid_t
 121 _wait(pid_t wpid, int* status, int options);
 122
 123 __DEFINE_LXSYSCALL1(pid_t, wait, int*, status)
 124 {
 125     return _wait(-1, status, 0);
 126 }
 127
 128 __DEFINE_LXSYSCALL3(pid_t, waitpid, pid_t, pid, int*, status, int, options)
 129 {
 130     return _wait(pid, status, options);
 131 }
 132
 133 pid_t
 134 _wait(pid_t wpid, int* status, int options)
 135 {
 136     pid_t cur = __current->pid;
 137     int status_flags = 0;
 138     struct proc_info *proc, *n;
 139     if (llist_empty(&__current->children)) {
 140         return -1;
 141     }
 142
 143     wpid = wpid ? wpid : -__current->pgid;
 144     cpu_enable_interrupt();
 145 repeat:
 146     llist_for_each(proc, n, &__current->children, siblings)
 147     {
 148         if (!~wpid || proc->pid == wpid || proc->pgid == -wpid) {
 149             if (proc->state == PROC_TERMNAT && !options) {
 150                 status_flags |= PROCTERM;
 151                 goto done;
 152             }
 153             if (proc->state == PROC_STOPPED && (options & WUNTRACED)) {
 154                 status_flags |= PROCSTOP;
 155                 goto done;
 156             }
 157         }
 158     }
 159     if ((options & WNOHANG)) {
 160         return 0;
 161     }
 162     // 放弃当前的运行机会
 163     sched_yield();
 164     goto repeat;
 165
 166 done:
 167     cpu_disable_interrupt();
 168     *status = (proc->exit_code & 0xffff) | status_flags;
 169     return destroy_process(proc->pid);
 170 }
 171
 172 struct proc_info*
 173 alloc_process()
 174 {
 175     pid_t i = 0;
 176     for (;
 177          i < sched_ctx.ptable_len && sched_ctx._procs[i].state != PROC_DESTROY;
 178          i++)
 179         ;
 180
 181     if (i == MAX_PROCESS) {
 182         panick("Panic in Ponyville shimmer!");
 183     }
 184
 185     if (i == sched_ctx.ptable_len) {
 186         sched_ctx.ptable_len++;
 187     }
 188
 189     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[i];
 190     memset(proc, 0, sizeof(*proc));
 191
 192     proc->state = PROC_CREATED;
 193     proc->pid = i;
 194     proc->created = clock_systime();
 195     proc->pgid = proc->pid;
 196
 197     llist_init_head(&proc->mm.regions);
 198     llist_init_head(&proc->children);
 199     llist_init_head(&proc->grp_member);
 200
 201     return proc;
 202 }
 203
 204 void
 205 commit_process(struct proc_info* process)
 206 {
 207     assert(process == &sched_ctx._procs[process->pid]);
 208
 209     if (process->state != PROC_CREATED) {
 210         __current->k_status = LXINVL;
 211         return;
 212     }
 213
 214     // every process is the child of first process (pid=1)
 215     if (process->parent) {
 216         llist_append(&process->parent->children, &process->siblings);
 217     } else {
 218         process->parent = &sched_ctx._procs[0];
 219     }
 220
 221     process->state = PROC_STOPPED;
 222 }
 223
 224 // from <kernel/process.c>
 225 extern void
 226 __del_pagetable(pid_t pid, uintptr_t mount_point);
 227
 228 pid_t
 229 destroy_process(pid_t pid)
 230 {
 231     int index = pid;
 232     if (index <= 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 233         __current->k_status = LXINVLDPID;
 234         return;
 235     }
 236     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[index];
 237     proc->state = PROC_DESTROY;
 238     llist_delete(&proc->siblings);
 239
 240     struct mm_region *pos, *n;
 241     llist_for_each(pos, n, &proc->mm.regions.head, head)
 242     {
 243         lxfree(pos);
 244     }
 245
 246     vmm_mount_pd(PD_MOUNT_1, proc->page_table);
 247
 248     __del_pagetable(pid, PD_MOUNT_1);
 249
 250     vmm_unmount_pd(PD_MOUNT_1);
 251
 252     return pid;
 253 }
 254
 255 void
 256 terminate_proc(int exit_code)
 257 {
 258     __current->state = PROC_TERMNAT;
 259     __current->exit_code = exit_code;
 260
 261     schedule();
 262 }
 263
 264 struct proc_info*
 265 get_process(pid_t pid)
 266 {
 267     int index = pid;
 268     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 269         return NULL;
 270     }
 271     return &sched_ctx._procs[index];
 272 }
 273
 274 int
 275 orphaned_proc(pid_t pid)
 276 {
 277     if (!pid)
 278         return 0;
 279     if (pid >= sched_ctx.ptable_len)
 280         return 0;
 281     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[pid];
 282     struct proc_info* parent = proc->parent;
 283
 284     // 如果其父进程的状态是terminated 或 destroy中的一种
 285     // 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
 286     return (parent->state & PROC_TERMMASK) || parent->created > proc->created;
 287 }