pintos-os.org Git - pintos-anon/blob - src/threads/init.c

   1 #include "init.h"
   2 #include <stdint.h>
   3 #include <stddef.h>
   4 #include <limits.h>
   5 #include "debug.h"
   6 #include "interrupt.h"
   7 #include "io.h"
   8 #include "kbd.h"
   9 #include "lib.h"
  10 #include "malloc.h"
  11 #include "mmu.h"
  12 #include "paging.h"
  13 #include "palloc.h"
  14 #include "random.h"
  15 #include "serial.h"
  16 #include "thread.h"
  17 #include "timer.h"
  18 #include "vga.h"
  19 #ifdef FILESYS
  20 #include "filesys.h"
  21 #endif
  22
  23 /* Size of kernel static code and data, in 4 kB pages. */
  24 size_t kernel_pages;
  25
  26 /* Amount of physical memory, in 4 kB pages. */
  27 size_t ram_pages;
  28
  29 static void gdt_init (void);
  30 void power_off (void);
  31
  32 static void
  33 main_thread (void *aux UNUSED)
  34 {
  35   thread_execute ("a.out");
  36 }
  37
  38 int
  39 main (void)
  40 {
  41   extern char _text, _end, __bss_start;
  42   struct thread *t;
  43
  44   /* Clear out the BSS segment. */
  45   memset (&__bss_start, 0, &_end - &__bss_start);
  46
  47   vga_init ();
  48   serial_init ();
  49
  50   /* Calculate how much RAM the kernel uses, and find out from
  51      the bootloader how much RAM this machine has. */
  52   kernel_pages = (&_end - &_text + 4095) / 4096;
  53   ram_pages = *(uint32_t *) (0x7e00 - 8);
  54
  55   printk ("Initializing nachos-x86, %d kB RAM detected.\n",
  56           ram_pages * 4);
  57
  58   /* Memory from the end of the kernel through the end of memory
  59      is free.  Give it to the page allocator. */
  60   palloc_init ((void *) (KERN_BASE + kernel_pages * PGSIZE),
  61                (void *) (PHYS_BASE + ram_pages * PGSIZE));
  62   paging_init ();
  63   gdt_init ();
  64
  65   malloc_init ();
  66   random_init ();
  67
  68   intr_init ();
  69   timer_init ();
  70   kbd_init ();
  71
  72 #ifdef FILESYS
  73   filesys_init (false);
  74 #endif
  75
  76   thread_init ();
  77
  78   t = thread_create ("main", main_thread, NULL);
  79   thread_start (t);
  80
  81   printk ("Done!\n");
  82   return 0;
  83 }
  84
  85 static uint64_t
  86 make_seg_desc (uint32_t base,
  87                uint32_t limit,
  88                enum seg_system system,
  89                enum seg_type type,
  90                int dpl,
  91                enum seg_granularity granularity)
  92 {
  93   uint32_t e0 = ((limit & 0xffff)             /* Limit 15:0. */
  94                  | (base << 16));             /* Base 15:0. */
  95   uint32_t e1 = (((base >> 16) & 0xff)        /* Base 23:16. */
  96                  | (system << 12)             /* 0=system, 1=code/data. */
  97                  | (type << 8)                /* Segment type. */
  98                  | (dpl << 13)                /* Descriptor privilege. */
  99                  | (1 << 15)                  /* Present. */
 100                  | (limit & 0xf0000)          /* Limit 16:19. */
 101                  | (1 << 22)                  /* 32-bit segment. */
 102                  | (granularity << 23)        /* Byte/page granularity. */
 103                  | (base & 0xff000000));      /* Base 31:24. */
 104   return e0 | ((uint64_t) e1 << 32);
 105 }
 106
 107 static uint64_t
 108 make_code_desc (int dpl)
 109 {
 110   return make_seg_desc (0, 0xfffff, SYS_CODE_DATA, TYPE_CODE | TYPE_READABLE,
 111                         dpl, GRAN_PAGE);
 112 }
 113
 114 static uint64_t
 115 make_data_desc (int dpl)
 116 {
 117   return make_seg_desc (0, 0xfffff, SYS_CODE_DATA, TYPE_WRITABLE,
 118                         dpl, GRAN_PAGE);
 119 }
 120
 121 static uint64_t
 122 make_tss_desc (void *vaddr)
 123 {
 124   return make_seg_desc ((uint32_t) vaddr,
 125                         0x67, SYS_SYSTEM, TYPE_TSS_32_A, 0, GRAN_BYTE);
 126 }
 127
 128 uint64_t gdt[SEL_CNT];
 129
 130 struct tss *tss;
 131
 132 /* Sets up a proper GDT.  The bootstrap loader's GDT didn't
 133    include user-mode selectors or a TSS. */
 134 static void
 135 gdt_init (void)
 136 {
 137   uint64_t gdtr_operand;
 138
 139   /* Our TSS is never used in a call gate or task gate, so only a
 140      few fields of it are ever referenced, and those are the only
 141      ones we initialize. */
 142   tss = palloc_get (PAL_ASSERT | PAL_ZERO);
 143   tss->esp0 = (uint32_t) ptov(0x20000);
 144   tss->ss0 = SEL_KDSEG;
 145   tss->bitmap = 0xdfff;
 146
 147   /* Initialize GDT. */
 148   gdt[SEL_NULL / sizeof *gdt] = 0;
 149   gdt[SEL_KCSEG / sizeof *gdt] = make_code_desc (0);
 150   gdt[SEL_KDSEG / sizeof *gdt] = make_data_desc (0);
 151   gdt[SEL_UCSEG / sizeof *gdt] = make_code_desc (3);
 152   gdt[SEL_UDSEG / sizeof *gdt] = make_data_desc (3);
 153   gdt[SEL_TSS / sizeof *gdt] = make_tss_desc (tss);
 154
 155   /* Load GDTR, TR. */
 156   gdtr_operand = make_dtr_operand (sizeof gdt - 1, gdt);
 157   asm volatile ("lgdt %0" :: "m" (gdtr_operand));
 158   asm volatile ("ltr %w0" :: "r" (SEL_TSS));
 159 }
 160 \f
 161 void
 162 power_off (void)
 163 {
 164   const char s[] = "Shutdown";
 165   const char *p;
 166
 167   printk ("Powering off...\n");
 168   for (p = s; *p != '\0'; p++)
 169     outb (0x8900, *p);
 170   for (;;);
 171 }