lunaix-os/kernel/k_init.c

   1 #include <lunaix/common.h>
   2 #include <lunaix/tty/tty.h>
   3
   4 #include <lunaix/mm/page.h>
   5 #include <lunaix/mm/pmm.h>
   6 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   7 #include <lunaix/mm/kalloc.h>
   8 #include <lunaix/spike.h>
   9 #include <lunaix/syslog.h>
  10 #include <lunaix/timer.h>
  11
  12 #include <hal/rtc.h>
  13 #include <hal/apic.h>
  14 #include <hal/ioapic.h>
  15 #include <hal/acpi/acpi.h>
  16
  17 #include <arch/x86/boot/multiboot.h>
  18 #include <arch/x86/idt.h>
  19 #include <arch/x86/interrupts.h>
  20
  21 #include <klibc/stdio.h>
  22
  23 #include <stdint.h>
  24 #include <stddef.h>
  25
  26
  27 extern uint8_t __kernel_start;
  28 extern uint8_t __kernel_end;
  29 extern uint8_t __init_hhk_end;
  30
  31
  32 // Set remotely by kernel/asm/x86/prologue.S
  33 multiboot_info_t* _k_init_mb_info;
  34
  35 LOG_MODULE("INIT");
  36
  37 void
  38 setup_memory(multiboot_memory_map_t* map, size_t map_size);
  39
  40 void
  41 setup_kernel_runtime();
  42
  43 void
  44 lock_reserved_memory();
  45
  46 void
  47 unlock_reserved_memory();
  48
  49 void
  50 _kernel_pre_init() {
  51     _init_idt();
  52     intr_routine_init();
  53
  54     pmm_init(MEM_1MB + (_k_init_mb_info->mem_upper << 10));
  55     vmm_init();
  56     rtc_init();
  57
  58     tty_init((void*)VGA_BUFFER_PADDR);
  59     tty_set_theme(VGA_COLOR_WHITE, VGA_COLOR_BLACK);
  60 }
  61
  62 void
  63 _kernel_init() {
  64     kprintf("[MM] Mem: %d KiB, Extended Mem: %d KiB\n",
  65            _k_init_mb_info->mem_lower,
  66            _k_init_mb_info->mem_upper);
  67
  68     unsigned int map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
  69
  70     setup_memory((multiboot_memory_map_t*)_k_init_mb_info->mmap_addr, map_size);
  71
  72     setup_kernel_runtime();
  73 }
  74
  75 void
  76 _kernel_post_init() {
  77     size_t hhk_init_pg_count = ((uintptr_t)(&__init_hhk_end)) >> PG_SIZE_BITS;
  78     kprintf(KINFO "[MM] Releaseing %d pages from 0x0.\n", hhk_init_pg_count);
  79
  80     // Fuck it, I will no longer bother this little 1MiB
  81     // I just release 4 pages for my APIC & IOAPIC remappings
  82     for (size_t i = 0; i < 3; i++) {
  83         vmm_unmap_page((void*)(i << PG_SIZE_BITS));
  84     }
  85
  86     // 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
  87     lock_reserved_memory();
  88
  89     acpi_init(_k_init_mb_info);
  90     uintptr_t ioapic_addr = acpi_get_context()->madt.ioapic->ioapic_addr;
  91
  92     pmm_mark_page_occupied(FLOOR(__APIC_BASE_PADDR, PG_SIZE_BITS));
  93     pmm_mark_page_occupied(FLOOR(ioapic_addr, PG_SIZE_BITS));
  94
  95     vmm_set_mapping(APIC_BASE_VADDR, __APIC_BASE_PADDR, PG_PREM_RW);
  96     vmm_set_mapping(IOAPIC_BASE_VADDR, ioapic_addr, PG_PREM_RW);
  97
  98     ioapic_init();
  99     apic_init();
 100     timer_init(SYS_TIMER_FREQUENCY_HZ);
 101
 102     for (size_t i = 256; i < hhk_init_pg_count; i++) {
 103         vmm_unmap_page((void*)(i << PG_SIZE_BITS));
 104     }
 105 }
 106
 107 void
 108 lock_reserved_memory() {
 109     multiboot_memory_map_t* mmaps = _k_init_mb_info->mmap_addr;
 110     size_t map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
 111     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 112         multiboot_memory_map_t mmap = mmaps[i];
 113         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 114             continue;
 115         }
 116         uint8_t* pa = PG_ALIGN(mmap.addr_low);
 117         size_t pg_num = CEIL(mmap.len_low, PG_SIZE_BITS);
 118         for (size_t j = 0; j < pg_num; j++)
 119         {
 120             vmm_set_mapping((pa + (j << PG_SIZE_BITS)), (pa + (j << PG_SIZE_BITS)), PG_PREM_R);
 121         }
 122     }
 123 }
 124
 125 void
 126 unlock_reserved_memory() {
 127     multiboot_memory_map_t* mmaps = _k_init_mb_info->mmap_addr;
 128     size_t map_size = _k_init_mb_info->mmap_length / sizeof(multiboot_memory_map_t);
 129     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 130         multiboot_memory_map_t mmap = mmaps[i];
 131         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 132             continue;
 133         }
 134         uint8_t* pa = PG_ALIGN(mmap.addr_low);
 135         size_t pg_num = CEIL(mmap.len_low, PG_SIZE_BITS);
 136         for (size_t j = 0; j < pg_num; j++)
 137         {
 138             vmm_unmap_page((pa + (j << PG_SIZE_BITS)));
 139         }
 140     }
 141 }
 142
 143 // 按照 Memory map 标识可用的物理页
 144 void
 145 setup_memory(multiboot_memory_map_t* map, size_t map_size) {
 146
 147     // First pass, to mark the physical pages
 148     for (unsigned int i = 0; i < map_size; i++) {
 149         multiboot_memory_map_t mmap = map[i];
 150         kprintf("[MM] Base: 0x%x, len: %u KiB, type: %u\n",
 151                map[i].addr_low,
 152                map[i].len_low >> 10,
 153                map[i].type);
 154         if (mmap.type == MULTIBOOT_MEMORY_AVAILABLE) {
 155             // 整数向上取整除法
 156             uintptr_t pg = map[i].addr_low + 0x0fffU;
 157             pmm_mark_chunk_free(pg >> PG_SIZE_BITS, map[i].len_low >> PG_SIZE_BITS);
 158             kprintf(KINFO "[MM] Freed %u pages start from 0x%x\n",
 159                    map[i].len_low >> PG_SIZE_BITS,
 160                    pg & ~0x0fffU);
 161         }
 162     }
 163
 164     // 将内核占据的页，包括前1MB，hhk_init 设为已占用
 165     size_t pg_count = V2P(&__kernel_end) >> PG_SIZE_BITS;
 166     pmm_mark_chunk_occupied(0, pg_count);
 167     kprintf(KINFO "[MM] Allocated %d pages for kernel.\n", pg_count);
 168
 169
 170     size_t vga_buf_pgs = VGA_BUFFER_SIZE >> PG_SIZE_BITS;
 171
 172     // 首先，标记VGA部分为已占用
 173     pmm_mark_chunk_occupied(VGA_BUFFER_PADDR >> PG_SIZE_BITS, vga_buf_pgs);
 174
 175     // 重映射VGA文本缓冲区（以后会变成显存，i.e., framebuffer）
 176     for (size_t i = 0; i < vga_buf_pgs; i++)
 177     {
 178         vmm_map_page(
 179             (void*)(VGA_BUFFER_VADDR + (i << PG_SIZE_BITS)),
 180             (void*)(VGA_BUFFER_PADDR + (i << PG_SIZE_BITS)),
 181             PG_PREM_RW
 182         );
 183     }
 184
 185     // 更新VGA缓冲区位置至虚拟地址
 186     tty_set_buffer((void*)VGA_BUFFER_VADDR);
 187
 188     kprintf(KINFO "[MM] Mapped VGA to %p.\n", VGA_BUFFER_VADDR);
 189
 190 }
 191
 192 void
 193 setup_kernel_runtime() {
 194     // 为内核创建一个专属栈空间。
 195     for (size_t i = 0; i < (K_STACK_SIZE >> PG_SIZE_BITS); i++) {
 196         vmm_alloc_page((void*)(K_STACK_START + (i << PG_SIZE_BITS)), PG_PREM_RW);
 197     }
 198     kprintf(KINFO "[MM] Allocated %d pages for stack start at %p\n", K_STACK_SIZE>>PG_SIZE_BITS, K_STACK_START);
 199     assert_msg(kalloc_init(), "Fail to initialize heap");
 200 }