Implement a proper block layer with partition support.
[pintos-anon] / src / threads / init.c
index a831a80b31a3bcdcdb9699334837203cad8f888a..cebec2c817f5954b9accf9558dbd36822c1fb8f4 100644 (file)
@@ -1,16 +1,17 @@
 #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 "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;
-#endif
 
-/* -q: Power off after kernel tasks complete? */
-bool power_off_when_done;
+/* -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 */
 
-/* -r: Reboot after kernel tasks complete? */
-static bool reboot_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);
@@ -61,8 +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;
 
@@ -71,9 +77,9 @@ int
 main (void)
 {
   char **argv;
-  
-  /* Clear BSS and get machine's RAM size. */  
-  ram_init ();
+
+  /* Clear BSS. */  
+  bss_init ();
 
   /* Break command line into arguments and parse options. */
   argv = read_command_line ();
@@ -85,10 +91,11 @@ main (void)
   console_init ();  
 
   /* Greet user. */
-  printf ("Pintos booting with %'zu kB RAM...\n", ram_pages * PGSIZE / 1024);
+  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 ();
 
@@ -115,7 +122,8 @@ main (void)
 
 #ifdef FILESYS
   /* Initialize file system. */
-  disk_init ();
+  ide_init ();
+  locate_block_devices ();
   filesys_init (format_filesys);
 #endif
 
@@ -125,40 +133,27 @@ main (void)
   run_actions (argv);
 
   /* Finish up. */
-  if (reboot_when_done)
-    reboot ();
-
-  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)
 {
@@ -166,9 +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);
@@ -190,7 +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
@@ -242,12 +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"))
-        reboot_when_done = true;
+        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));
@@ -359,94 +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"
-          "  extract            Untar from scratch disk into file system.\n"
-          "  append FILE        Append FILE to tar file on 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"
           "  -r                 Reboot after actions.\n"
-          "  -f                 Format file system disk during startup.\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 ();
 }
 
-/* Keyboard control register port. */
-#define CONTROL_REG 0x64
-
-/* Reboots the machine via the keyboard controller. */
-void
-reboot (void)
+#ifdef FILESYS
+/* Figure out what block devices to cast in the various Pintos roles. */
+static void
+locate_block_devices (void)
 {
-  int i;
-
-  printf ("Rebooting...\n");
-
-    /* See [kbd] for details on how to program the keyboard
-     * controller. */
-  for (i = 0; i < 100; i++) 
-    {
-      int j;
-
-      /* Poll keyboard controller's status byte until 
-       * 'input buffer empty' is reported. */
-      for (j = 0; j < 0x10000; j++) 
-        {
-          if ((inb (CONTROL_REG) & 0x02) == 0)   
-            break;
-          timer_udelay (2);
-        }
-
-      timer_udelay (50);
-
-      /* Pulse bit 0 of the output port P2 of the keyboard controller. 
-       * This will reset the CPU. */
-      outb (CONTROL_REG, 0xfe);
-      timer_udelay (50);
-    }
+  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
 }
 
-/* Powers down the machine we're running on,
-   as long as we're running on Bochs or QEMU. */
-void
-power_off (void) 
+/* 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
+locate_block_device (enum block_type role, const char *name)
 {
-  const char s[] = "Shutdown";
-  const char *p;
+  struct block *block = NULL;
 
-#ifdef FILESYS
-  filesys_done ();
-#endif
-
-  print_stats ();
-
-  printf ("Powering off...\n");
-  serial_flush ();
+  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;
+    }
 
-  for (p = s; *p != '\0'; p++)
-    outb (0x8900, *p);
-  asm volatile ("cli; hlt" : : : "memory");
-  printf ("still running...\n");
-  for (;;);
+  if (block != NULL)
+    {
+      printf ("%s: using %s\n", block_type_name (role), block_name (block));
+      block_set_role (role, block);
+    }
 }
-
-/* 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
-}