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 "loader.h"
  11 #include "malloc.h"
  12 #include "mmu.h"
  13 #include "paging.h"
  14 #include "palloc.h"
  15 #include "random.h"
  16 #include "serial.h"
  17 #include "thread.h"
  18 #include "timer.h"
  19 #include "vga.h"
  20 #ifdef FILESYS
  21 #include "filesys.h"
  22 #include "disk.h"
  23 #endif
  24
  25 /* Size of kernel static code and data, in 4 kB pages. */
  26 size_t kernel_pages;
  27
  28 /* Amount of physical memory, in 4 kB pages. */
  29 size_t ram_pages;
  30
  31 static void ram_init (void);
  32 static void gdt_init (void);
  33 static void argv_init (void);
  34 void power_off (void);
  35
  36 static void
  37 main_thread (void *aux UNUSED)
  38 {
  39 #ifdef FILESYS
  40   disk_init ();
  41   filesys_init (true);
  42   filesys_self_test ();
  43 #endif
  44 }
  45
  46 int
  47 main (void)
  48 {
  49   struct thread *t;
  50
  51   /* Initialize components needed by printk() very early. */
  52   ram_init ();
  53   vga_init ();
  54   serial_init ();
  55   printk ("Booting cnachos86...\n");
  56
  57   /* Calculate how much RAM the kernel uses, and find out from
  58      the bootloader how much RAM this machine has. */
  59   printk ("ram: detected %'d kB main memory.\n", ram_pages * 4);
  60
  61   /* Memory from the end of the kernel through the end of memory
  62      is free.  Give it to the page allocator. */
  63   palloc_init (ptov (LOADER_KERN_BASE + kernel_pages * PGSIZE),
  64                ptov (ram_pages * PGSIZE));
  65   paging_init ();
  66   gdt_init ();
  67
  68   malloc_init ();
  69   random_init ();
  70
  71   argv_init ();
  72
  73   intr_init ();
  74   timer_init ();
  75   kbd_init ();
  76
  77   thread_init ();
  78
  79   t = thread_create ("main", main_thread, NULL);
  80   thread_start (t);
  81
  82   printk ("Done!\n");
  83   return 0;
  84 }
  85
  86 static uint64_t
  87 make_seg_desc (uint32_t base,
  88                uint32_t limit,
  89                enum seg_system system,
  90                enum seg_type type,
  91                int dpl,
  92                enum seg_granularity granularity)
  93 {
  94   uint32_t e0 = ((limit & 0xffff)             /* Limit 15:0. */
  95                  | (base << 16));             /* Base 15:0. */
  96   uint32_t e1 = (((base >> 16) & 0xff)        /* Base 23:16. */
  97                  | (system << 12)             /* 0=system, 1=code/data. */
  98                  | (type << 8)                /* Segment type. */
  99                  | (dpl << 13)                /* Descriptor privilege. */
 100                  | (1 << 15)                  /* Present. */
 101                  | (limit & 0xf0000)          /* Limit 16:19. */
 102                  | (1 << 22)                  /* 32-bit segment. */
 103                  | (granularity << 23)        /* Byte/page granularity. */
 104                  | (base & 0xff000000));      /* Base 31:24. */
 105   return e0 | ((uint64_t) e1 << 32);
 106 }
 107
 108 static uint64_t
 109 make_code_desc (int dpl)
 110 {
 111   return make_seg_desc (0, 0xfffff, SYS_CODE_DATA, TYPE_CODE | TYPE_READABLE,
 112                         dpl, GRAN_PAGE);
 113 }
 114
 115 static uint64_t
 116 make_data_desc (int dpl)
 117 {
 118   return make_seg_desc (0, 0xfffff, SYS_CODE_DATA, TYPE_WRITABLE,
 119                         dpl, GRAN_PAGE);
 120 }
 121
 122 static uint64_t
 123 make_tss_desc (void *vaddr)
 124 {
 125   return make_seg_desc ((uint32_t) vaddr,
 126                         0x67, SYS_SYSTEM, TYPE_TSS_32_A, 0, GRAN_BYTE);
 127 }
 128
 129 uint64_t gdt[SEL_CNT];
 130
 131 struct tss *tss;
 132
 133 /* Sets up a proper GDT.  The bootstrap loader's GDT didn't
 134    include user-mode selectors or a TSS. */
 135 static void
 136 gdt_init (void)
 137 {
 138   uint64_t gdtr_operand;
 139
 140   /* Our TSS is never used in a call gate or task gate, so only a
 141      few fields of it are ever referenced, and those are the only
 142      ones we initialize. */
 143   tss = palloc_get (PAL_ASSERT | PAL_ZERO);
 144   tss->esp0 = (uint32_t) ptov(0x20000);
 145   tss->ss0 = SEL_KDSEG;
 146   tss->bitmap = 0xdfff;
 147
 148   /* Initialize GDT. */
 149   gdt[SEL_NULL / sizeof *gdt] = 0;
 150   gdt[SEL_KCSEG / sizeof *gdt] = make_code_desc (0);
 151   gdt[SEL_KDSEG / sizeof *gdt] = make_data_desc (0);
 152   gdt[SEL_UCSEG / sizeof *gdt] = make_code_desc (3);
 153   gdt[SEL_UDSEG / sizeof *gdt] = make_data_desc (3);
 154   gdt[SEL_TSS / sizeof *gdt] = make_tss_desc (tss);
 155
 156   /* Load GDTR, TR. */
 157   gdtr_operand = make_dtr_operand (sizeof gdt - 1, gdt);
 158   asm volatile ("lgdt %0" :: "m" (gdtr_operand));
 159   asm volatile ("ltr %w0" :: "r" (SEL_TSS));
 160 }
 161
 162 static void
 163 ram_init (void)
 164 {
 165   /* Start and end of kernel image,
 166      and start and end of BSS segment.
 167      These are created by kernel.lds. */
 168   extern char _start, _end;
 169   extern char _start_bss, _end_bss;
 170
 171   /* The "BSS" is a segment that should be initialized to zeros.
 172      It isn't actually stored on disk or zeroed by the kernel
 173      loader, so we have to zero it ourselves. */
 174   memset (&_start_bss, 0, &_end_bss - &_start_bss);
 175
 176   /* Calculate how much RAM the kernel uses,
 177      and find out from the bootloader how much RAM this machine
 178      has. */
 179   kernel_pages = (&_end - &_start + 4095) / 4096;
 180   ram_pages = *(uint32_t *) ptov (LOADER_BASE + LOADER_RAM_PAGES);
 181 }
 182
 183 void
 184 argv_init (void)
 185 {
 186   char *cmd_line = ptov (LOADER_BASE + LOADER_CMD_LINE);
 187 }
 188 \f
 189 void
 190 power_off (void)
 191 {
 192   const char s[] = "Shutdown";
 193   const char *p;
 194
 195   printk ("Powering off...\n");
 196   for (p = s; *p != '\0'; p++)
 197     outb (0x8900, *p);
 198   for (;;);
 199 }