lunaix-os/kernel/proc0.c

   1 #include <lunaix/block.h>
   2 #include <lunaix/common.h>
   3 #include <lunaix/fctrl.h>
   4 #include <lunaix/fs.h>
   5 #include <lunaix/fs/twifs.h>
   6 #include <lunaix/lunistd.h>
   7 #include <lunaix/lxconsole.h>
   8 #include <lunaix/mm/cake.h>
   9 #include <lunaix/mm/pmm.h>
  10 #include <lunaix/mm/valloc.h>
  11 #include <lunaix/mm/vmm.h>
  12 #include <lunaix/peripheral/ps2kbd.h>
  13 #include <lunaix/peripheral/serial.h>
  14 #include <lunaix/proc.h>
  15 #include <lunaix/spike.h>
  16 #include <lunaix/syscall.h>
  17 #include <lunaix/syslog.h>
  18 #include <lunaix/types.h>
  19 #include <sdbg/protocol.h>
  20
  21 #include <hal/acpi/acpi.h>
  22 #include <hal/ahci/ahci.h>
  23 #include <hal/apic.h>
  24 #include <hal/ioapic.h>
  25 #include <hal/pci.h>
  26 #include <hal/rtc.h>
  27
  28 #include <arch/x86/boot/multiboot.h>
  29
  30 #include <klibc/string.h>
  31
  32 #include <ulibc/stdio.h>
  33
  34 LOG_MODULE("PROC0")
  35
  36 extern void
  37 _lxinit_main(); /* lxinit.c */
  38
  39 void
  40 init_platform();
  41
  42 void
  43 lock_reserved_memory();
  44
  45 void
  46 unlock_reserved_memory();
  47
  48 void
  49 __do_reserved_memory(int unlock);
  50
  51 #define USE_DEMO
  52 // #define DEMO_SIGNAL
  53 // #define DEMO_READDIR
  54 // #define DEMO_IOTEST
  55 // #define DEMO_INPUT_TEST
  56 #define DEMO_SIMPLE_SH
  57
  58 extern void
  59 _pconsole_main();
  60
  61 extern void
  62 _signal_demo_main();
  63
  64 extern void
  65 _lxinit_main();
  66
  67 extern void
  68 _readdir_main();
  69
  70 extern void
  71 _iotest_main();
  72
  73 extern void
  74 input_test();
  75
  76 extern void
  77 sh_main();
  78
  79 void __USER__
  80 __proc0_usr()
  81 {
  82     // 打开tty设备(控制台)，作为标准输入输出。
  83     //  tty设备属于序列设备（Sequential Device），该类型设备的上层读写
  84     //  无须经过Lunaix的缓存层，而是直接下发到底层驱动。（不受FO_DIRECT的影响）
  85     int fdstdout = open("/dev/tty", 0);
  86     int fdstdin = dup2(stdout, 1);
  87
  88     pid_t p;
  89
  90     if (!(p = fork())) {
  91 #ifndef USE_DEMO
  92         _exit(0);
  93 #elif defined DEMO_SIGNAL
  94         _signal_demo_main();
  95 #elif defined DEMO_READDIR
  96         _readdir_main();
  97 #elif defined DEMO_IOTEST
  98         _iotest_main();
  99 #elif defined DEMO_INPUT_TEST
 100         input_test();
 101 #elif defined DEMO_SIMPLE_SH
 102         sh_main();
 103 #else
 104         _lxinit_main();
 105 #endif
 106         printf("==== test end ====\n");
 107         _exit(0);
 108     }
 109
 110     waitpid(p, 0, 0);
 111
 112     while (1) {
 113         yield();
 114     }
 115 }
 116
 117 /**
 118  * @brief LunaixOS的零号进程，该进程永远为可执行。
 119  *
 120  * 这主要是为了保证调度器在没有进程可调度时依然有事可做。
 121  *
 122  * 同时，该进程也负责fork出我们的init进程。
 123  *
 124  */
 125 void
 126 __proc0()
 127 {
 128     init_platform();
 129
 130     init_proc_user_space(__current);
 131
 132     // user space
 133     asm volatile("movw %0, %%ax\n"
 134                  "movw %%ax, %%es\n"
 135                  "movw %%ax, %%ds\n"
 136                  "movw %%ax, %%fs\n"
 137                  "movw %%ax, %%gs\n"
 138                  "pushl %0\n"
 139                  "pushl %1\n"
 140                  "pushl %2\n"
 141                  "pushl %3\n"
 142                  "retf" ::"i"(UDATA_SEG),
 143                  "i"(USTACK_TOP & ~0xf),
 144                  "i"(UCODE_SEG),
 145                  "r"(__proc0_usr)
 146                  : "eax", "memory");
 147 }
 148
 149 extern uint8_t __kernel_start;            /* link/linker.ld */
 150 extern uint8_t __kernel_end;              /* link/linker.ld */
 151 extern uint8_t __init_hhk_end;            /* link/linker.ld */
 152 extern multiboot_info_t* _k_init_mb_info; /* k_init.c */
 153
 154 void
 155 init_platform()
 156 {
 157     // 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
 158     lock_reserved_memory();
 159
 160     // firmware
 161     acpi_init(_k_init_mb_info);
 162
 163     // die
 164     apic_init();
 165     ioapic_init();
 166
 167     // debugger
 168     serial_init();
 169     sdbg_init();
 170
 171     // timers & clock
 172     rtc_init();
 173     timer_init(SYS_TIMER_FREQUENCY_HZ);
 174     clock_init();
 175
 176     // peripherals & chipset features
 177     ps2_kbd_init();
 178     pci_init();
 179     block_init();
 180     ahci_init();
 181
 182     // console
 183     console_start_flushing();
 184     console_flush();
 185
 186     // expose cake allocator states to vfs
 187     cake_export();
 188
 189     unlock_reserved_memory();
 190
 191     // clean up
 192     for (size_t i = 0; i < (uintptr_t)(&__init_hhk_end); i += PG_SIZE) {
 193         vmm_del_mapping(PD_REFERENCED, (void*)i);
 194         pmm_free_page(KERNEL_PID, (void*)i);
 195     }
 196
 197     // reserve higher half
 198     for (size_t i = L1_INDEX(KERNEL_MM_BASE); i < 1023; i++) {
 199         vmm_set_mapping(PD_REFERENCED, i << 22, 0, 0, VMAP_NOMAP);
 200     }
 201 }
 202
 203 void
 204 lock_reserved_memory()
 205 {
 206     __do_reserved_memory(0);
 207 }
 208
 209 void
 210 unlock_reserved_memory()
 211 {
 212     __do_reserved_memory(1);
 213 }
 214
 215 void
 216 __do_reserved_memory(int unlock)
 217 {
 218     multiboot_memory_map_t* mmaps = _k_init_mb_info->mmap_addr;
 219     size_t map_size =
 220       _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
 221     // v_mapping mapping;
 222     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 223         multiboot_memory_map_t mmap = mmaps[i];
 224         uint8_t* pa = PG_ALIGN(mmap.addr_low);
 225         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE || pa <= MEM_4MB) {
 226             // Don't fuck up our kernel code or any free area!
 227             continue;
 228         }
 229         size_t pg_num = CEIL(mmap.len_low, PG_SIZE_BITS);
 230         size_t j = 0;
 231         if (!unlock) {
 232             for (; j < pg_num; j++) {
 233                 uintptr_t _pa = pa + (j << PG_SIZE_BITS);
 234                 if (_pa >= KERNEL_MM_BASE) {
 235                     // Don't fuck up our kernel space!
 236                     break;
 237                 }
 238                 vmm_set_mapping(PD_REFERENCED, _pa, _pa, PG_PREM_R, VMAP_NULL);
 239                 pmm_mark_page_occupied(
 240                   KERNEL_PID, _pa >> PG_SIZE_BITS, PP_FGLOCKED);
 241             }
 242             // Save the progress for later unmapping.
 243             mmaps[i].len_low = j * PG_SIZE;
 244         } else {
 245             for (; j < pg_num; j++) {
 246                 uintptr_t _pa = pa + (j << PG_SIZE_BITS);
 247                 vmm_del_mapping(PD_REFERENCED, _pa);
 248                 if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_ACPI_RECLAIMABLE) {
 249                     pmm_mark_page_free(_pa >> PG_SIZE_BITS);
 250                 }
 251             }
 252         }
 253     }
 254 }