1 //
2 // Created by longjin on 2022/1/20.
3 //
4
5 #include "common/glib.h"
6 #include "common/kprint.h"
7 #include "common/printk.h"
8 #include "exception/gate.h"
9 #include "exception/irq.h"
10 #include "exception/trap.h"
11 #include "mm/mm.h"
12 #include "mm/slab.h"
13 #include "process/process.h"
14 #include "smp/smp.h"
15 #include "syscall/syscall.h"
16 #include <exception/softirq.h>
17 #include <libs/libUI/screen_manager.h>
18 #include <libs/libUI/textui.h>
19 #include <sched/sched.h>
20 #include <smp/ipi.h>
21
22 #include <filesystem/VFS/VFS.h>
23 #include <filesystem/devfs/devfs.h>
24 #include <filesystem/procfs/procfs.h>
25 #include <filesystem/fat32/fat32.h>
26
27 #include "driver/acpi/acpi.h"
28 #include "driver/disk/ahci/ahci.h"
29 #include "driver/disk/ata.h"
30 #include "driver/keyboard/ps2_keyboard.h"
31 #include "driver/mouse/ps2_mouse.h"
32 #include "driver/multiboot2/multiboot2.h"
33 #include "driver/pci/pci.h"
34 #include "driver/tty/tty.h"
35 #include <driver/timers/HPET/HPET.h>
36 #include <driver/timers/rtc/rtc.h>
37 #include <driver/uart/uart.h>
38 #include <driver/usb/usb.h>
39 #include <driver/video/video.h>
40 #include <time/timer.h>
41
42 #include <driver/interrupt/apic/apic_timer.h>
43
44 ul bsp_idt_size, bsp_gdt_size;
45
46 #pragma GCC push_options
47 #pragma GCC optimize("O0")
48 struct gdtr gdtp;
49 struct idtr idtp;
reload_gdt()50 void reload_gdt()
51 {
52
53 gdtp.size = bsp_gdt_size - 1;
54 gdtp.gdt_vaddr = (ul)phys_2_virt((ul)&GDT_Table);
55
56 asm volatile("lgdt (%0) \n\t" ::"r"(&gdtp) : "memory");
57 }
58
reload_idt()59 void reload_idt()
60 {
61
62 idtp.size = bsp_idt_size - 1;
63 idtp.idt_vaddr = (ul)phys_2_virt((ul)&IDT_Table);
64 // kdebug("gdtvaddr=%#018lx", p.gdt_vaddr);
65 // kdebug("gdt size=%d", p.size);
66
67 asm volatile("lidt (%0) \n\t" ::"r"(&idtp) : "memory");
68 }
69
70 // 初始化系统各模块
system_initialize()71 void system_initialize()
72 {
73
74 c_uart_init(COM1, 115200);
75 video_init();
76
77 scm_init();
78 textui_init();
79 kinfo("Kernel Starting...");
80
81 // 重新加载gdt和idt
82 ul tss_item_addr = (ul)phys_2_virt(0x7c00);
83
84 _stack_start = head_stack_start; // 保存init proc的栈基地址（由于之后取消了地址重映射，因此必须在这里重新保存）
85 kdebug("_stack_start=%#018lx", _stack_start);
86
87 load_TR(10); // 加载TR寄存器
88 set_tss64((uint *)&initial_tss[0], _stack_start, _stack_start, _stack_start, tss_item_addr, tss_item_addr,
89 tss_item_addr, tss_item_addr, tss_item_addr, tss_item_addr, tss_item_addr);
90
91 cpu_core_info[0].stack_start = _stack_start;
92 cpu_core_info[0].tss_vaddr = (uint64_t)&initial_tss[0];
93 // kdebug("cpu_core_info[0].tss_vaddr=%#018lx", cpu_core_info[0].tss_vaddr);
94 // kdebug("cpu_core_info[0].stack_start%#018lx", cpu_core_info[0].stack_start);
95
96 // 初始化中断描述符表
97 sys_vector_init();
98
99 // 初始化内存管理单元
100 mm_init();
101
102 // 内存管理单元初始化完毕后，需要立即重新初始化显示驱动。
103 // 原因是，系统启动初期，framebuffer被映射到48M地址处，
104 // mm初始化完毕后，若不重新初始化显示驱动，将会导致错误的数据写入内存，从而造成其他模块崩溃
105 // 对显示模块进行低级初始化，不启用double buffer
106 scm_reinit();
107
108 // =========== 重新设置initial_tss[0]的ist
109 uchar *ptr = (uchar *)kzalloc(STACK_SIZE, 0) + STACK_SIZE;
110 ((struct process_control_block *)(ptr - STACK_SIZE))->cpu_id = 0;
111
112 initial_tss[0].ist1 = (ul)ptr;
113 initial_tss[0].ist2 = (ul)ptr;
114 initial_tss[0].ist3 = (ul)ptr;
115 initial_tss[0].ist4 = (ul)ptr;
116 initial_tss[0].ist5 = (ul)ptr;
117 initial_tss[0].ist6 = (ul)ptr;
118 initial_tss[0].ist7 = (ul)ptr;
119 // ===========================
120
121 acpi_init();
122
123 // 初始化中断模块
124 sched_init();
125 irq_init();
126
127 softirq_init();
128 current_pcb->cpu_id = 0;
129 current_pcb->preempt_count = 0;
130 // 先初始化系统调用模块
131 syscall_init();
132 io_mfence();
133 // 再初始化进程模块。顺序不能调转
134 sched_init();
135 io_mfence();
136
137 timer_init();
138
139 // 这里必须加内存屏障，否则会出错
140 io_mfence();
141 smp_init();
142 io_mfence();
143
144 vfs_init();
145 devfs_init();
146 procfs_init();
147
148 cpu_init();
149 ps2_keyboard_init();
150 tty_init();
151 // ps2_mouse_init();
152 // ata_init();
153 pci_init();
154 io_mfence();
155
156 // test_slab();
157 // test_mm();
158
159 // process_init();
160 HPET_init();
161 io_mfence();
162 HPET_measure_freq();
163 io_mfence();
164 // current_pcb->preempt_count = 0;
165 // kdebug("cpu_get_core_crysral_freq()=%ld", cpu_get_core_crysral_freq());
166
167 process_init();
168 // 启用double buffer
169 // scm_enable_double_buffer(); // 因为时序问题, 该函数调用被移到 initial_kernel_thread
170 io_mfence();
171 // fat32_init();
172 HPET_enable();
173
174 io_mfence();
175 // 系统初始化到此结束，剩下的初始化功能应当放在初始内核线程中执行
176 apic_timer_init();
177 io_mfence();
178
179 // 这里不能删除，否则在O1会报错
180 // while (1)
181 // pause();
182 }
183
184 //操作系统内核从这里开始执行
Start_Kernel(void)185 void Start_Kernel(void)
186 {
187
188 // 获取multiboot2的信息
189 uint64_t mb2_info, mb2_magic;
190 __asm__ __volatile__("movq %%r15, %0 \n\t"
191 "movq %%r14, %1 \n\t"
192 "movq %%r13, %2 \n\t"
193 "movq %%r12, %3 \n\t"
194 : "=r"(mb2_info), "=r"(mb2_magic), "=r"(bsp_gdt_size), "=r"(bsp_idt_size)::"memory");
195 reload_gdt();
196 reload_idt();
197
198 // 重新设置TSS描述符
199 set_tss_descriptor(10, (void *)(&initial_tss[0]));
200
201 mb2_info &= 0xffffffff;
202 mb2_magic &= 0xffffffff;
203 multiboot2_magic = (uint)mb2_magic;
204 multiboot2_boot_info_addr = mb2_info + PAGE_OFFSET;
205 io_mfence();
206 system_initialize();
207 io_mfence();
208
209 // idle
210 while (1)
211 {
212 // 如果调用的时候，启用了中断，则hlt。否则认为是bug
213 if (get_rflags() & 0x200)
214 {
215 // kdebug("hlt");
216 hlt();
217 }
218 else
219 {
220 BUG_ON(1);
221 pause();
222 }
223 }
224 }
225 #pragma GCC pop_options