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 #include <hal/pci.h>
  24
  25 #include <sys/abi.h>
  26 #include <sys/interrupts.h>
  27 #include <sys/mm/mempart.h>
  28
  29 #include <klibc/stdio.h>
  30 #include <klibc/string.h>
  31
  32 extern void
  33 __proc0(); /* proc0.c */
  34
  35 void
  36 spawn_proc0();
  37
  38 void
  39 kmem_init(struct boot_handoff* bhctx);
  40
  41 void
  42 kernel_bootstrap(struct boot_handoff* bhctx)
  43 {
  44     pmm_init(bhctx->mem.size);
  45     vmm_init();
  46
  47     /* Begin kernel bootstrapping sequence */
  48     boot_begin(bhctx);
  49
  50     /* Setup kernel memory layout and services */
  51     kmem_init(bhctx);
  52
  53     /* Prepare stack trace environment */
  54     trace_modksyms_init(bhctx);
  55
  56     // crt
  57     tty_init(ioremap(0xB8000, PG_SIZE));
  58     tty_set_theme(VGA_COLOR_WHITE, VGA_COLOR_BLACK);
  59     lxconsole_init();
  60
  61     /* Get platform configuration */
  62     acpi_init();
  63
  64     /* Let's get fs online as soon as possible, as things rely on them */
  65     vfs_init();
  66     fsm_init();
  67
  68     /* Get intc online, this is the cornerstone when initing devices */
  69     intc_init();
  70
  71     /* System timing and clock support */
  72     clock_init();
  73     timer_init();
  74
  75     input_init();
  76     block_init();
  77
  78     /* the bare metal are now happy, let's get software over with */
  79     sched_init();
  80
  81     int errno = 0;
  82     if ((errno = vfs_mount_root("ramfs", NULL))) {
  83         panickf("Fail to mount root. (errno=%d)", errno);
  84     }
  85
  86     /* Mount these system-wide pseudo-fs */
  87     vfs_mount("/dev", "devfs", NULL, 0);
  88     vfs_mount("/sys", "twifs", NULL, MNT_RO);
  89     vfs_mount("/task", "taskfs", NULL, MNT_RO);
  90
  91     lxconsole_spawn_ttydev();
  92     device_install_pseudo();
  93
  94     /* Finish up bootstrapping sequence, we are ready to spawn the root process
  95      * and start geting into uspace
  96      */
  97     boot_end(bhctx);
  98
  99     spawn_proc0();
 100 }
 101
 102 /**
 103  * @brief 创建并运行proc0进程
 104  *
 105  */
 106 void
 107 spawn_proc0()
 108 {
 109     struct proc_info* proc0 = alloc_process();
 110
 111     /**
 112      * @brief
 113      * 注意：这里和视频中说的不一样，属于我之后的一点微调。
 114      * 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
 115      *
 116      * 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，
 117      * 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
 118      * Behaviour）。 为了保险起见，有两种办法：
 119      *      1. 在创建proc0进程前关闭中断
 120      *      2. 将_kernel_post_init搬进proc0进程
 121      * （_kernel_post_init已经更名为init_platform）
 122      *
 123      * 目前的解决方案是2
 124      */
 125
 126     proc0->parent = proc0;
 127
 128     // 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！
 129     // cpu_disable_interrupt();
 130
 131     /* Ok... 首先fork进我们的零号进程，而后由那里，我们fork进init进程。 */
 132
 133     // 把当前虚拟地址空间（内核）复制一份。
 134     proc0->page_table = vmm_dup_vmspace(proc0->pid);
 135
 136     // 直接切换到新的拷贝，进行配置。
 137     cpu_chvmspace(proc0->page_table);
 138
 139     // 为内核创建一个专属栈空间。
 140     for (size_t i = 0; i < KERNEL_STACK_SIZE; i += PG_SIZE) {
 141         ptr_t pa = pmm_alloc_page(KERNEL_PID, 0);
 142         vmm_set_mapping(VMS_SELF, KERNEL_STACK + i, pa, PG_PREM_RW, VMAP_NULL);
 143     }
 144
 145     proc_init_transfer(proc0, KERNEL_STACK_END, (ptr_t)__proc0, 0);
 146
 147     // 向调度器注册进程。
 148     commit_process(proc0);
 149
 150     // 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
 151     proc0->state = PS_RUNNING;
 152     switch_context(proc0);
 153
 154     /* Should not return */
 155     assert_msg(0, "Unexpected Return");
 156 }
 157
 158 void
 159 kmem_init(struct boot_handoff* bhctx)
 160 {
 161     extern u8_t __kexec_end;
 162     // 将内核占据的页，包括前1MB，hhk_init 设为已占用
 163     size_t pg_count = ((ptr_t)&__kexec_end - KERNEL_EXEC) >> PG_SIZE_BITS;
 164     pmm_mark_chunk_occupied(KERNEL_PID, 0, pg_count, PP_FGLOCKED);
 165
 166     // reserve higher half
 167     for (size_t i = L1_INDEX(KERNEL_EXEC); i < 1023; i++) {
 168         assert(vmm_set_mapping(VMS_SELF, i << 22, 0, 0, VMAP_NOMAP));
 169     }
 170
 171     // allocators
 172     cake_init();
 173     valloc_init();
 174 }