Implement a proper block layer with partition support.
[pintos-anon] / src / threads / init.c
index 2931704120c67bf39441ce56aa469a128b556e39..cebec2c817f5954b9accf9558dbd36822c1fb8f4 100644 (file)
@@ -1,18 +1,20 @@
 #include "threads/init.h"
 #include <console.h>
 #include <debug.h>
+#include <inttypes.h>
 #include <limits.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/input.h"
 #include "devices/serial.h"
+#include "devices/shutdown.h"
 #include "devices/timer.h"
 #include "devices/vga.h"
+#include "devices/rtc.h"
 #include "threads/interrupt.h"
 #include "threads/io.h"
 #include "threads/loader.h"
 #include "tests/threads/tests.h"
 #endif
 #ifdef FILESYS
-#include "devices/disk.h"
+#include "devices/block.h"
+#include "devices/ide.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;
+uint32_t *init_page_dir;
 
 #ifdef FILESYS
 /* -f: Format the file system? */
 static bool format_filesys;
+
+/* -filesys, -scratch, -swap: Names of block devices to use,
+   overriding the defaults. */
+static const char *filesys_bdev_name;
+static const char *scratch_bdev_name;
+#ifdef VM
+static const char *swap_bdev_name;
 #endif
+#endif /* FILESYS */
 
-/* -q: Power off after kernel tasks complete? */
-bool power_off_when_done;
+/* -ul: Maximum number of pages to put into palloc's user pool. */
+static size_t user_page_limit = SIZE_MAX;
 
-static void ram_init (void);
+static void bss_init (void);
 static void paging_init (void);
 
 static char **read_command_line (void);
@@ -57,8 +65,10 @@ static char **parse_options (char **argv);
 static void run_actions (char **argv);
 static void usage (void);
 
-static void print_stats (void);
-
+#ifdef FILESYS
+static void locate_block_devices (void);
+static void locate_block_device (enum block_type, const char *name);
+#endif
 
 int main (void) NO_RETURN;
 
@@ -67,30 +77,25 @@ int
 main (void)
 {
   char **argv;
-  
-  /* 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_poll ();
-  console_init ();
-
-  /* Greet user. */
-  printf ("Pintos booting with %'zu kB RAM...\n", ram_pages * PGSIZE / 1024);
+  /* Clear BSS. */  
+  bss_init ();
 
   /* Break command line into arguments and parse options. */
   argv = read_command_line ();
   argv = parse_options (argv);
 
-  /* Set random seed if parse_options() didn't. */
-  random_init (0);
+  /* Initialize ourselves as a thread so we can use locks,
+     then enable console locking. */
+  thread_init ();
+  console_init ();  
+
+  /* Greet user. */
+  printf ("Pintos booting with %'"PRIu32" kB RAM...\n",
+          init_ram_pages * PGSIZE / 1024);
 
   /* Initialize memory system. */
-  palloc_init ();
+  palloc_init (user_page_limit);
   malloc_init ();
   paging_init ();
 
@@ -117,7 +122,8 @@ main (void)
 
 #ifdef FILESYS
   /* Initialize file system. */
-  disk_init ();
+  ide_init ();
+  locate_block_devices ();
   filesys_init (format_filesys);
 #endif
 
@@ -127,37 +133,27 @@ main (void)
   run_actions (argv);
 
   /* Finish up. */
-  if (power_off_when_done)
-    power_off ();
+  shutdown ();
   thread_exit ();
 }
 \f
-/* Clear BSS and obtain RAM size from loader. */
+/* Clear the "BSS", a segment that should be initialized to
+   zeros.  It isn't actually stored on disk or zeroed by the
+   kernel loader, so we have to zero it ourselves.
+
+   The start and end of the BSS segment is recorded by the
+   linker as _start_bss and _end_bss.  See kernel.lds. */
 static void
-ram_init (void) 
+bss_init (void) 
 {
-  /* The "BSS" is a segment that should be initialized to zeros.
-     It isn't actually stored on disk or zeroed by the kernel
-     loader, so we have to zero it ourselves.
-
-     The start and end of the BSS segment is recorded by the
-     linker as _start_bss and _end_bss.  See kernel.lds. */
   extern char _start_bss, _end_bss;
   memset (&_start_bss, 0, &_end_bss - &_start_bss);
-
-  /* Get RAM size from loader.  See loader.S. */
-  ram_pages = *(uint32_t *) ptov (LOADER_RAM_PGS);
 }
 
 /* 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. */
+   new page directory.  Points init_page_dir to the page
+   directory it creates. */
 static void
 paging_init (void)
 {
@@ -165,9 +161,9 @@ paging_init (void)
   size_t page;
   extern char _start, _end_kernel_text;
 
-  pd = base_page_dir = palloc_get_page (PAL_ASSERT | PAL_ZERO);
+  pd = init_page_dir = palloc_get_page (PAL_ASSERT | PAL_ZERO);
   pt = NULL;
-  for (page = 0; page < ram_pages; page++) 
+  for (page = 0; page < init_ram_pages; page++)
     {
       uintptr_t paddr = page * PGSIZE;
       char *vaddr = ptov (paddr);
@@ -189,7 +185,7 @@ paging_init (void)
      new page tables immediately.  See [IA32-v2a] "MOV--Move
      to/from Control Registers" and [IA32-v3a] 3.7.5 "Base Address
      of the Page Directory". */
-  asm volatile ("movl %0, %%cr3" :: "r" (vtop (base_page_dir)));
+  asm volatile ("movl %0, %%cr3" : : "r" (vtop (init_page_dir)));
 }
 
 /* Breaks the kernel command line into words and returns them as
@@ -241,10 +237,20 @@ parse_options (char **argv)
       if (!strcmp (name, "-h"))
         usage ();
       else if (!strcmp (name, "-q"))
-        power_off_when_done = true;
+        shutdown_configure (SHUTDOWN_POWER_OFF);
+      else if (!strcmp (name, "-r"))
+        shutdown_configure (SHUTDOWN_REBOOT);
 #ifdef FILESYS
       else if (!strcmp (name, "-f"))
         format_filesys = true;
+      else if (!strcmp (name, "-filesys"))
+        filesys_bdev_name = value;
+      else if (!strcmp (name, "-scratch"))
+        scratch_bdev_name = value;
+#ifdef VM
+      else if (!strcmp (name, "-swap"))
+        swap_bdev_name = value;
+#endif
 #endif
       else if (!strcmp (name, "-rs"))
         random_init (atoi (value));
@@ -257,6 +263,16 @@ parse_options (char **argv)
       else
         PANIC ("unknown option `%s' (use -h for help)", name);
     }
+
+  /* Initialize the random number generator based on the system
+     time.  This has no effect if an "-rs" option was specified.
+
+     When running under Bochs, this is not enough by itself to
+     get a good seed value, because the pintos script sets the
+     initial time to a predictable value, not to the local time,
+     for reproducibility.  To fix this, give the "-r" option to
+     the pintos script to request real-time execution. */
+  random_init (rtc_get_time ());
   
   return argv;
 }
@@ -297,8 +313,8 @@ run_actions (char **argv)
       {"ls", 1, fsutil_ls},
       {"cat", 2, fsutil_cat},
       {"rm", 2, fsutil_rm},
-      {"put", 2, fsutil_put},
-      {"get", 2, fsutil_get},
+      {"extract", 1, fsutil_extract},
+      {"append", 2, fsutil_append},
 #endif
       {NULL, 0, NULL},
     };
@@ -346,59 +362,68 @@ usage (void)
           "  cat FILE           Print FILE to the console.\n"
           "  rm FILE            Delete FILE.\n"
           "Use these actions indirectly via `pintos' -g and -p options:\n"
-          "  put FILE           Put FILE into file system from scratch disk.\n"
-          "  get FILE           Get FILE from file system into scratch disk.\n"
+          "  extract            Untar from scratch device into file system.\n"
+          "  append FILE        Append FILE to tar file on scratch device.\n"
 #endif
           "\nOptions:\n"
           "  -h                 Print this help message and power off.\n"
           "  -q                 Power off VM after actions or on panic.\n"
-          "  -f                 Format file system disk during startup.\n"
+          "  -r                 Reboot after actions.\n"
+#ifdef FILESYS
+          "  -f                 Format file system device during startup.\n"
+          "  -filesys=BDEV      Use BDEV for file system instead of default.\n"
+          "  -scratch=BDEV      Use BDEV for scratch instead of default.\n"
+#ifdef VM
+          "  -swap=BDEV         Use BDEV for swap instead of default.\n"
+#endif
+#endif
           "  -rs=SEED           Set random number seed to SEED.\n"
           "  -mlfqs             Use multi-level feedback queue scheduler.\n"
 #ifdef USERPROG
           "  -ul=COUNT          Limit user memory to COUNT pages.\n"
 #endif
           );
-  power_off ();
+  shutdown_power_off ();
 }
 
-
-/* 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 ();
+/* Figure out what block devices to cast in the various Pintos roles. */
+static void
+locate_block_devices (void)
+{
+  locate_block_device (BLOCK_FILESYS, filesys_bdev_name);
+  locate_block_device (BLOCK_SCRATCH, scratch_bdev_name);
+#ifdef VM
+  locate_block_device (BLOCK_SWAP, swap_bdev_name);
 #endif
-
-  print_stats ();
-
-  printf ("Powering off...\n");
-  serial_flush ();
-
-  for (p = s; *p != '\0'; p++)
-    outb (0x8900, *p);
-  asm ("cli; hlt");
-  printf ("still running...\n");
-  for (;;);
 }
 
-/* Print statistics about Pintos execution. */
+/* Figures out what block device to use for the given ROLE: the
+   block device with the given NAME, if NAME is non-null,
+   otherwise the first block device in probe order of type
+   ROLE. */
 static void
-print_stats (void) 
+locate_block_device (enum block_type role, const char *name)
 {
-  timer_print_stats ();
-  thread_print_stats ();
-#ifdef FILESYS
-  disk_print_stats ();
-#endif
-  console_print_stats ();
-  kbd_print_stats ();
-#ifdef USERPROG
-  exception_print_stats ();
-#endif
+  struct block *block = NULL;
+
+  if (name != NULL)
+    {
+      block = block_get_by_name (name);
+      if (block == NULL)
+        PANIC ("No such block device \"%s\"", name);
+    }
+  else
+    {
+      for (block = block_first (); block != NULL; block = block_next (block))
+        if (block_type (block) == role)
+          break;
+    }
+
+  if (block != NULL)
+    {
+      printf ("%s: using %s\n", block_type_name (role), block_name (block));
+      block_set_role (role, block);
+    }
 }
+#endif