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/vmm.h>
   9 #include <lunaix/process.h>
  10 #include <lunaix/sched.h>
  11 #include <lunaix/signal.h>
  12 #include <lunaix/spike.h>
  13 #include <lunaix/status.h>
  14 #include <lunaix/syscall.h>
  15 #include <lunaix/syslog.h>
  16
  17 #define MAX_PROCESS 512
  18
  19 volatile struct proc_info* __current;
  20
  21 struct proc_info dummy;
  22
  23 extern void __proc_table;
  24
  25 struct scheduler sched_ctx;
  26
  27 LOG_MODULE("SCHED")
  28
  29 void
  30 sched_init()
  31 {
  32     size_t pg_size = ROUNDUP(sizeof(struct proc_info) * MAX_PROCESS, 0x1000);
  33     assert_msg(vmm_alloc_pages(
  34                  KERNEL_PID, &__proc_table, pg_size, PG_PREM_RW, PP_FGPERSIST),
  35                "Fail to allocate proc table");
  36
  37     sched_ctx = (struct scheduler){ ._procs = (struct proc_info*)&__proc_table,
  38                                     .ptable_len = 0,
  39                                     .procs_index = 0 };
  40 }
  41
  42 void
  43 run(struct proc_info* proc)
  44 {
  45     if (!(__current->state & ~PROC_RUNNING)) {
  46         __current->state = PROC_STOPPED;
  47     }
  48     proc->state = PROC_RUNNING;
  49
  50     // FIXME: 这里还是得再考虑一下。
  51     // tss_update_esp(__current->intr_ctx.esp);
  52     apic_done_servicing();
  53
  54     asm volatile("pushl %0\n"
  55                  "jmp switch_to\n" ::"r"(proc)); // kernel/asm/x86/interrupt.S
  56 }
  57
  58 void
  59 schedule()
  60 {
  61     if (!sched_ctx.ptable_len) {
  62         return;
  63     }
  64
  65     // 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……
  66     cpu_disable_interrupt();
  67     struct proc_info* next;
  68     int prev_ptr = sched_ctx.procs_index;
  69     int ptr = prev_ptr;
  70     // round-robin scheduler
  71     do {
  72         ptr = (ptr + 1) % sched_ctx.ptable_len;
  73         next = &sched_ctx._procs[ptr];
  74     } while (next->state != PROC_STOPPED && ptr != prev_ptr);
  75
  76     sched_ctx.procs_index = ptr;
  77
  78     run(next);
  79 }
  80
  81 static void
  82 proc_timer_callback(struct proc_info* proc)
  83 {
  84     proc->timer = NULL;
  85     proc->state = PROC_STOPPED;
  86 }
  87
  88 __DEFINE_LXSYSCALL1(unsigned int, sleep, unsigned int, seconds)
  89 {
  90     // 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……
  91     if (!seconds) {
  92         return 0;
  93     }
  94
  95     if (__current->timer) {
  96         return __current->timer->counter / timer_context()->running_frequency;
  97     }
  98
  99     struct lx_timer* timer =
 100       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 {
 109     terminate_proc(status);
 110 }
 111
 112 __DEFINE_LXSYSCALL(void, yield)
 113 {
 114     schedule();
 115 }
 116
 117 pid_t
 118 _wait(pid_t wpid, int* status, int options);
 119
 120 __DEFINE_LXSYSCALL1(pid_t, wait, int*, status)
 121 {
 122     return _wait(-1, status, 0);
 123 }
 124
 125 __DEFINE_LXSYSCALL3(pid_t, waitpid, pid_t, pid, int*, status, int, options)
 126 {
 127     return _wait(pid, status, options);
 128 }
 129
 130 pid_t
 131 _wait(pid_t wpid, int* status, int options)
 132 {
 133     pid_t cur = __current->pid;
 134     int status_flags = 0;
 135     struct proc_info *proc, *n;
 136     if (llist_empty(&__current->children)) {
 137         return -1;
 138     }
 139
 140     wpid = wpid ? wpid : -__current->pgid;
 141     cpu_enable_interrupt();
 142 repeat:
 143     llist_for_each(proc, n, &__current->children, siblings)
 144     {
 145         if (!~wpid || proc->pid == wpid || proc->pgid == -wpid) {
 146             if (proc->state == PROC_TERMNAT && !options) {
 147                 status_flags |= PROCTERM;
 148                 goto done;
 149             }
 150             if (proc->state == PROC_STOPPED && (options & WUNTRACED)) {
 151                 status_flags |= PROCSTOP;
 152                 goto done;
 153             }
 154         }
 155     }
 156     if ((options & WNOHANG)) {
 157         return 0;
 158     }
 159     // 放弃当前的运行机会
 160     sched_yield();
 161     goto repeat;
 162
 163 done:
 164     cpu_disable_interrupt();
 165     *status = (proc->exit_code & 0xffff) | status_flags;
 166     return destroy_process(proc->pid);
 167 }
 168
 169 pid_t
 170 alloc_pid()
 171 {
 172     pid_t i = 0;
 173     for (;
 174          i < sched_ctx.ptable_len && sched_ctx._procs[i].state != PROC_DESTROY;
 175          i++)
 176         ;
 177
 178     if (i == MAX_PROCESS) {
 179         panick("Panic in Ponyville shimmer!");
 180     }
 181     return i;
 182 }
 183
 184 void
 185 push_process(struct proc_info* process)
 186 {
 187     int index = process->pid;
 188     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 189         __current->k_status = LXINVLDPID;
 190         return;
 191     }
 192
 193     if (index == sched_ctx.ptable_len) {
 194         sched_ctx.ptable_len++;
 195     }
 196
 197     sched_ctx._procs[index] = *process;
 198
 199     process = &sched_ctx._procs[index];
 200
 201     // make sure the reference is relative to process table
 202     llist_init_head(&process->children);
 203     llist_init_head(&process->grp_member);
 204
 205     // every process is the child of first process (pid=1)
 206     if (process->parent) {
 207         llist_append(&process->parent->children, &process->siblings);
 208     } else {
 209         process->parent = &sched_ctx._procs[0];
 210     }
 211
 212     process->state = PROC_STOPPED;
 213 }
 214
 215 // from <kernel/process.c>
 216 extern void
 217 __del_pagetable(pid_t pid, uintptr_t mount_point);
 218
 219 pid_t
 220 destroy_process(pid_t pid)
 221 {
 222     int index = pid;
 223     if (index <= 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 224         __current->k_status = LXINVLDPID;
 225         return;
 226     }
 227     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[index];
 228     proc->state = PROC_DESTROY;
 229     llist_delete(&proc->siblings);
 230
 231     if (proc->mm.regions) {
 232         struct mm_region *pos, *n;
 233         llist_for_each(pos, n, &proc->mm.regions->head, head)
 234         {
 235             lxfree(pos);
 236         }
 237     }
 238
 239     vmm_mount_pd(PD_MOUNT_2, proc->page_table);
 240
 241     __del_pagetable(pid, PD_MOUNT_2);
 242
 243     vmm_unmount_pd(PD_MOUNT_2);
 244
 245     return pid;
 246 }
 247
 248 void
 249 terminate_proc(int exit_code)
 250 {
 251     __current->state = PROC_TERMNAT;
 252     __current->exit_code = exit_code;
 253
 254     schedule();
 255 }
 256
 257 struct proc_info*
 258 get_process(pid_t pid)
 259 {
 260     int index = pid;
 261     if (index < 0 || index > sched_ctx.ptable_len) {
 262         return NULL;
 263     }
 264     return &sched_ctx._procs[index];
 265 }
 266
 267 int
 268 orphaned_proc(pid_t pid)
 269 {
 270     if (!pid)
 271         return 0;
 272     if (pid >= sched_ctx.ptable_len)
 273         return 0;
 274     struct proc_info* proc = &sched_ctx._procs[pid];
 275     struct proc_info* parent = proc->parent;
 276
 277     // 如果其父进程的状态是terminated 或 destroy中的一种
 278     // 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
 279     return (parent->state & PROC_TERMMASK) || parent->created > proc->created;
 280 }