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 
24 #include "driver/acpi/acpi.h"
25 #include "driver/disk/ahci/ahci.h"
26 #include "driver/disk/ata.h"
27 #include "driver/keyboard/ps2_keyboard.h"
28 #include "driver/mouse/ps2_mouse.h"
29 #include "driver/multiboot2/multiboot2.h"
30 #include "driver/pci/pci.h"
31 #include "driver/tty/tty.h"
32 #include <driver/timers/HPET/HPET.h>
33 #include <driver/uart/uart.h>
34 #include <driver/usb/usb.h>
35 #include <driver/video/video.h>
36 #include <time/timer.h>
37 
38 #include <driver/interrupt/apic/apic_timer.h>
39 
40 ul bsp_idt_size, bsp_gdt_size;
41 
42 #pragma GCC push_options
43 #pragma GCC optimize("O0")
44 struct gdtr gdtp;
45 struct idtr idtp;
reload_gdt()46 void reload_gdt()
47 {
48 
49     gdtp.size = bsp_gdt_size - 1;
50     gdtp.gdt_vaddr = (ul)phys_2_virt((ul)&GDT_Table);
51 
52     asm volatile("lgdt (%0)   \n\t" ::"r"(&gdtp) : "memory");
53 }
54 
reload_idt()55 void reload_idt()
56 {
57 
58     idtp.size = bsp_idt_size - 1;
59     idtp.idt_vaddr = (ul)phys_2_virt((ul)&IDT_Table);
60     // kdebug("gdtvaddr=%#018lx", p.gdt_vaddr);
61     // kdebug("gdt size=%d", p.size);
62 
63     asm volatile("lidt (%0)   \n\t" ::"r"(&idtp) : "memory");
64 }
65 
66 // 初始化系统各模块
system_initialize()67 void system_initialize()
68 {
69     c_uart_init(COM1, 115200);
70     video_init();
71     scm_init();
72     textui_init();
73     kinfo("Kernel Starting...");
74     // 重新加载gdt和idt
75     ul tss_item_addr = (ul)phys_2_virt(0x7c00);
76 
77     _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)
78     kdebug("_stack_start=%#018lx", _stack_start);
79 
80     load_TR(10); // 加载TR寄存器
81     set_tss64((uint *)&initial_tss[0], _stack_start, _stack_start, _stack_start, tss_item_addr, tss_item_addr,
82               tss_item_addr, tss_item_addr, tss_item_addr, tss_item_addr, tss_item_addr);
83 
84     cpu_core_info[0].stack_start = _stack_start;
85     cpu_core_info[0].tss_vaddr = (uint64_t)&initial_tss[0];
86     // kdebug("cpu_core_info[0].tss_vaddr=%#018lx", cpu_core_info[0].tss_vaddr);
87     // kdebug("cpu_core_info[0].stack_start%#018lx", cpu_core_info[0].stack_start);
88 
89     // 初始化中断描述符表
90     sys_vector_init();
91 
92     //  初始化内存管理单元
93     mm_init();
94 
95     // 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。
96     // 原因是,系统启动初期,framebuffer被映射到48M地址处,
97     // 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
98     // 对显示模块进行低级初始化,不启用double buffer
99     scm_reinit();
100 
101     // =========== 重新设置initial_tss[0]的ist
102     uchar *ptr = (uchar *)kzalloc(STACK_SIZE, 0) + STACK_SIZE;
103     ((struct process_control_block *)(ptr - STACK_SIZE))->cpu_id = 0;
104 
105     initial_tss[0].ist1 = (ul)ptr;
106     initial_tss[0].ist2 = (ul)ptr;
107     initial_tss[0].ist3 = (ul)ptr;
108     initial_tss[0].ist4 = (ul)ptr;
109     initial_tss[0].ist5 = (ul)ptr;
110     initial_tss[0].ist6 = (ul)ptr;
111     initial_tss[0].ist7 = (ul)ptr;
112     // ===========================
113 
114     acpi_init();
115 
116     // 初始化中断模块
117     sched_init();
118     irq_init();
119 
120     softirq_init();
121 
122     current_pcb->cpu_id = 0;
123     current_pcb->preempt_count = 0;
124     // 先初始化系统调用模块
125     syscall_init();
126 
127     io_mfence();
128     //  再初始化进程模块。顺序不能调转
129     // sched_init();
130     io_mfence();
131 
132     timer_init();
133     // 这里必须加内存屏障,否则会出错
134     io_mfence();
135     smp_init();
136     io_mfence();
137 
138     vfs_init();
139 
140     cpu_init();
141     ps2_keyboard_init();
142     // tty_init();
143     // ps2_mouse_init();
144     // ata_init();
145     pci_init();
146     io_mfence();
147 
148     // test_slab();
149     // test_mm();
150 
151     // process_init();
152     HPET_init();
153     io_mfence();
154     HPET_measure_freq();
155     io_mfence();
156     // current_pcb->preempt_count = 0;
157     // kdebug("cpu_get_core_crysral_freq()=%ld", cpu_get_core_crysral_freq());
158 
159     process_init();
160     // 启用double buffer
161     // scm_enable_double_buffer();  // 因为时序问题, 该函数调用被移到 initial_kernel_thread
162     io_mfence();
163 
164     HPET_enable();
165 
166     io_mfence();
167     // 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
168 
169     apic_timer_init();
170     io_mfence();
171 
172     // 这里不能删除,否则在O1会报错
173     // while (1)
174     //     pause();
175 }
176 
177 // 操作系统内核从这里开始执行
Start_Kernel(void)178 void Start_Kernel(void)
179 {
180 
181     // 获取multiboot2的信息
182     uint64_t mb2_info, mb2_magic;
183     __asm__ __volatile__("movq %%r15, %0    \n\t"
184                          "movq %%r14, %1  \n\t"
185                          "movq %%r13, %2  \n\t"
186                          "movq %%r12, %3  \n\t"
187                          : "=r"(mb2_info), "=r"(mb2_magic), "=r"(bsp_gdt_size), "=r"(bsp_idt_size)::"memory");
188     reload_gdt();
189     reload_idt();
190 
191     // 重新设置TSS描述符
192     set_tss_descriptor(10, (void *)(&initial_tss[0]));
193 
194     mb2_info &= 0xffffffff;
195     mb2_magic &= 0xffffffff;
196     multiboot2_magic = (uint)mb2_magic;
197     multiboot2_boot_info_addr = mb2_info + PAGE_OFFSET;
198     io_mfence();
199     system_initialize();
200     io_mfence();
201 
202     // idle
203     while (1)
204     {
205         // 如果调用的时候,启用了中断,则hlt。否则认为是bug
206         if (get_rflags() & 0x200)
207         {
208             // kdebug("hlt");
209             hlt();
210         }
211         else
212         {
213             BUG_ON(1);
214             pause();
215         }
216     }
217 }
218 #pragma GCC pop_options