Rename do_power_off to power_off_when_done.
[pintos-anon] / src / threads / init.c
index a3ab43d577c5d6a98bd629883c7f1e84c840034e..741f0e42e4339b8824f16646aae237de0f365dc0 100644 (file)
-#include "init.h"
-#include <stdint.h>
-#include <stddef.h>
+#include "threads/init.h"
+#include <console.h>
+#include <debug.h>
 #include <limits.h>
-#include "debug.h"
-#include "gdt.h"
-#include "interrupt.h"
-#include "io.h"
-#include "kbd.h"
-#include "lib.h"
-#include "loader.h"
-#include "malloc.h"
-#include "mmu.h"
-#include "paging.h"
-#include "palloc.h"
-#include "random.h"
-#include "serial.h"
-#include "thread.h"
-#include "timer.h"
-#include "tss.h"
-#include "vga.h"
+#include <random.h>
+#include <stddef.h>
+#include <stdint.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include "devices/kbd.h"
+#include "devices/serial.h"
+#include "devices/timer.h"
+#include "devices/vga.h"
+#include "threads/interrupt.h"
+#include "threads/io.h"
+#include "threads/loader.h"
+#include "threads/malloc.h"
+#include "threads/mmu.h"
+#include "threads/palloc.h"
+#include "threads/test.h"
+#include "threads/thread.h"
+#ifdef USERPROG
+#include "userprog/process.h"
+#include "userprog/exception.h"
+#include "userprog/gdt.h"
+#include "userprog/syscall.h"
+#include "userprog/tss.h"
+#endif
 #ifdef FILESYS
-#include "filesys.h"
-#include "disk.h"
-#include "fsutil.h"
+#include "devices/disk.h"
+#include "filesys/filesys.h"
+#include "filesys/fsutil.h"
 #endif
 
 /* Amount of physical memory, in 4 kB pages. */
 size_t ram_pages;
 
+/* Page directory with kernel mappings only. */
+uint32_t *base_page_dir;
+
 #ifdef FILESYS
-/* Format the filesystem? */
+/* -f: Format the filesystem? */
 static bool format_filesys;
 #endif
 
 #ifdef USERPROG
-/* Initial program to run. */
+/* -ex: Initial program to run. */
 static char *initial_program;
 #endif
 
+/* -q: Power off after kernel tasks complete? */
+bool power_off_when_done;
+
 static void ram_init (void);
+static void paging_init (void);
 static void argv_init (void);
+static void print_stats (void);
 
-static void
-main_thread (void *aux UNUSED) 
-{
-#ifdef FILESYS
-  disk_init ();
-  filesys_init (format_filesys);
-  fsutil_run ();
-#endif
-
-#ifdef USERPROG
-  if (initial_program != NULL)
-    thread_execute (initial_program);
-  else
-    PANIC ("no initial program specified");
-#endif
-}
+int main (void) NO_RETURN;
 
 int
 main (void)
 {
-  /* Initialize prerequisites for calling printk(). */
+  /* Clear BSS and get machine's RAM size. */  
   ram_init ();
+
+  /* Initialize ourselves as a thread so we can use locks. */
+  thread_init ();
+
+  /* Initialize the console so we can use printf(). */
   vga_init ();
-  serial_init ();
+  serial_init_poll ();
+  console_init ();
 
   /* Greet user. */
-  printk ("Booting cnachos86 with %'d kB RAM...\n", ram_pages * 4);
+  printf ("Pintos booting with %'zu kB RAM...\n", ram_pages * PGSIZE / 1024);
 
   /* Parse command line. */
   argv_init ();
 
   /* Initialize memory system. */
   palloc_init ();
+  malloc_init ();
   paging_init ();
+
+  /* Segmentation. */
+#ifdef USERPROG
   tss_init ();
   gdt_init ();
-  malloc_init ();
+#endif
 
+  /* Set random seed if argv_init() didn't. */
   random_init (0);
 
   /* Initialize interrupt handlers. */
   intr_init ();
   timer_init ();
   kbd_init ();
+#ifdef USERPROG
+  exception_init ();
+  syscall_init ();
+#endif
 
-  /* Do everything else in a system thread. */
-  thread_init ();
-  thread_create ("main", main_thread, NULL);
+  /* Start thread scheduler and enable interrupts. */
   thread_start ();
-}
+  serial_init_queue ();
 
+#ifdef FILESYS
+  /* Initialize filesystem. */
+  disk_init ();
+  filesys_init (format_filesys);
+  fsutil_run ();
+#endif
+
+  printf ("Boot complete.\n");
+  
+#ifdef USERPROG
+  /* Run a user program. */
+  if (initial_program != NULL)
+    {
+      tid_t tid;
+      printf ("\nExecuting '%s':\n", initial_program);
+      tid = process_execute (initial_program);
+#ifdef THREAD_JOIN_IMPLEMENTED
+      if (tid != TID_ERROR)
+        thread_join (tid);
+#endif
+    }
+#else
+  /* Run the compiled-in test function. */
+  test ();
+#endif
 
+  /* Finish up. */
+  if (power_off_when_done) 
+    power_off ();
+  else 
+    thread_exit ();
+}
+\f
+/* Clear BSS and obtain RAM size from loader. */
 static void
 ram_init (void) 
 {
@@ -105,30 +152,71 @@ ram_init (void)
   extern char _start_bss, _end_bss;
   memset (&_start_bss, 0, &_end_bss - &_start_bss);
 
-  /* Get RAM size from loader. */
+  /* Get RAM size from loader.  See loader.S. */
   ram_pages = *(uint32_t *) ptov (LOADER_RAM_PAGES);
 }
-\f
+
+/* Populates the base page directory and page table with the
+   kernel virtual mapping, and then sets up the CPU to use the
+   new page directory.  Points base_page_dir to the page
+   directory it creates.
+
+   At the time this function is called, the active page table
+   (set up by loader.S) only maps the first 4 MB of RAM, so we
+   should not try to use extravagant amounts of memory.
+   Fortunately, there is no need to do so. */
+static void
+paging_init (void)
+{
+  uint32_t *pd, *pt;
+  size_t page;
+
+  pd = base_page_dir = palloc_get_page (PAL_ASSERT | PAL_ZERO);
+  pt = NULL;
+  for (page = 0; page < ram_pages; page++) 
+    {
+      uintptr_t paddr = page * PGSIZE;
+      void *vaddr = ptov (paddr);
+      size_t pde_idx = pd_no (vaddr);
+      size_t pte_idx = pt_no (vaddr);
+
+      if (pd[pde_idx] == 0)
+        {
+          pt = palloc_get_page (PAL_ASSERT | PAL_ZERO);
+          pd[pde_idx] = pde_create (pt);
+        }
+
+      pt[pte_idx] = pte_create_kernel (vaddr, true);
+    }
+
+  asm volatile ("movl %0,%%cr3" :: "r" (vtop (base_page_dir)));
+}
+
+/* Parses the command line. */
 static void
 argv_init (void) 
 {
   char *cmd_line, *pos;
-  char *argv[LOADER_CMD_LINE_LEN / 2 + 1];
+  char *argv[LOADER_CMD_LINE_LEN / 2 + 2];
   int argc = 0;
   int i;
 
   /* The command line is made up of null terminated strings
      followed by an empty string.  Break it up into words. */
   cmd_line = pos = ptov (LOADER_CMD_LINE);
+  printf ("Kernel command line:");
   while (pos < cmd_line + LOADER_CMD_LINE_LEN)
     {
       ASSERT (argc < LOADER_CMD_LINE_LEN / 2);
       if (*pos == '\0')
         break;
       argv[argc++] = pos;
+      printf (" %s", pos);
       pos = strchr (pos, '\0') + 1;
     }
+  printf ("\n");
   argv[argc] = "";
+  argv[argc + 1] = "";
 
   /* Parse the words. */
   for (i = 0; i < argc; i++)
@@ -136,15 +224,24 @@ argv_init (void)
       random_init (atoi (argv[++i]));
     else if (!strcmp (argv[i], "-d")) 
       debug_enable (argv[++i]);
+    else if (!strcmp (argv[i], "-q"))
+      power_off_when_done = true;
 #ifdef USERPROG
     else if (!strcmp (argv[i], "-ex")) 
       initial_program = argv[++i];
+    else if (!strcmp (argv[i], "-ul"))
+      user_page_limit = atoi (argv[++i]);
 #endif
 #ifdef FILESYS
-  else if (!strcmp (argv[i], "-f"))
+    else if (!strcmp (argv[i], "-f"))
       format_filesys = true;
-    else if (!strcmp (argv[i], "-cp")) 
-      fsutil_copy_arg = argv[++i];
+    else if (!strcmp (argv[i], "-ci")) 
+      {
+        fsutil_copyin_file = argv[++i]; 
+        fsutil_copyin_size = atoi (argv[++i]); 
+      }
+    else if (!strcmp (argv[i], "-co"))
+      fsutil_copyout_file = argv[++i];
     else if (!strcmp (argv[i], "-p")) 
       fsutil_print_file = argv[++i];
     else if (!strcmp (argv[i], "-r"))
@@ -156,23 +253,68 @@ argv_init (void)
 #endif
     else if (!strcmp (argv[i], "-u"))
       {
-        printk (
+        printf (
           "Kernel options:\n"
           " -rs SEED            Seed random seed to SEED.\n"
           " -d CLASS[,...]      Enable the given classes of debug messages.\n"
 #ifdef USERPROG
           " -ex 'PROG [ARG...]' Run PROG, passing the optional arguments.\n"
+          " -ul USER_MAX        Limit user memory to USER_MAX pages.\n"
 #endif
 #ifdef FILESYS
           " -f                  Format the filesystem disk (hdb or hd0:1).\n"
-          " -cp FILENAME:SIZE   Copy SIZE bytes from the scratch disk (hdc\n"
+          " -ci FILENAME SIZE   Copy SIZE bytes from the scratch disk (hdc\n"
           "                     or hd1:0) into the filesystem as FILENAME\n"
+          " -co FILENAME        Copy FILENAME to the scratch disk, with\n"
+          "                     size at start of sector 0 and data afterward\n"
           " -p FILENAME         Print the contents of FILENAME\n"
           " -r FILENAME         Delete FILENAME\n"
           " -ls                 List the files in the filesystem\n"
-          " -D                  Dump complete filesystem contents\n");
+          " -D                  Dump complete filesystem contents\n"
 #endif
+          " -q                  Power off after doing requested actions.\n"
+          " -u                  Print this help message and power off.\n"
+          );
+        power_off ();
       }
     else 
-      PANIC ("unknown option `%s'", argv[i]);
+      PANIC ("unknown option `%s' (use -u for help)", argv[i]);
+}
+
+/* Powers down the machine we're running on,
+   as long as we're running on Bochs or qemu. */
+void
+power_off (void) 
+{
+  const char s[] = "Shutdown";
+  const char *p;
+
+#ifdef FILESYS
+  filesys_done ();
+#endif
+
+  print_stats ();
+
+  printf ("Powering off...\n");
+  serial_flush ();
+
+  for (p = s; *p != '\0'; p++)
+    outb (0x8900, *p);
+  for (;;);
+}
+
+/* Print statistics about Pintos execution. */
+static void
+print_stats (void) 
+{
+  timer_print_stats ();
+  thread_print_stats ();
+#ifdef FILESYS
+  disk_print_stats ();
+#endif
+  console_print_stats ();
+  kbd_print_stats ();
+#ifdef USERPROG
+  exception_print_stats ();
+#endif
 }