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