1 #include "syscall.h" 2 #include <common/errno.h> 3 #include <common/fcntl.h> 4 #include <common/kthread.h> 5 #include <common/string.h> 6 #include <driver/disk/ahci/ahci.h> 7 #include <exception/gate.h> 8 #include <exception/irq.h> 9 #include <filesystem/vfs/VFS.h> 10 #include <mm/slab.h> 11 #include <process/process.h> 12 #include <time/sleep.h> 13 // 导出系统调用入口函数，定义在entry.S中 14 extern void syscall_int(void); 15 16 extern uint64_t sys_clock(struct pt_regs *regs); 17 extern uint64_t sys_mstat(struct pt_regs *regs); 18 extern uint64_t sys_open(struct pt_regs *regs); 19 extern uint64_t sys_unlink_at(struct pt_regs *regs); 20 extern uint64_t sys_kill(struct pt_regs *regs); 21 extern uint64_t sys_sigaction(struct pt_regs *regs); 22 extern uint64_t sys_rt_sigreturn(struct pt_regs *regs); 23 extern uint64_t sys_getpid(struct pt_regs *regs); 24 extern uint64_t sys_sched(struct pt_regs *regs); 25 26 /** 27 * @brief 关闭文件系统调用 28 * 29 * @param fd_num 文件描述符号 30 * 31 * @param regs 32 * @return uint64_t 33 */ 34 extern uint64_t sys_close(struct pt_regs *regs); 35 36 /** 37 * @brief 从文件中读取数据 38 * 39 * @param fd_num regs->r8 文件描述符号 40 * @param buf regs->r9 输出缓冲区 41 * @param count regs->r10 要读取的字节数 42 * 43 * @return uint64_t 44 */ 45 extern uint64_t sys_read(struct pt_regs *regs); 46 47 /** 48 * @brief 向文件写入数据 49 * 50 * @param fd_num regs->r8 文件描述符号 51 * @param buf regs->r9 输入缓冲区 52 * @param count regs->r10 要写入的字节数 53 * 54 * @return uint64_t 55 */ 56 extern uint64_t sys_write(struct pt_regs *regs); 57 58 /** 59 * @brief 调整文件的访问位置 60 * 61 * @param fd_num 文件描述符号 62 * @param offset 偏移量 63 * @param whence 调整模式 64 * @return uint64_t 调整结束后的文件访问位置 65 */ 66 extern uint64_t sys_lseek(struct pt_regs *regs); 67 68 /** 69 * @brief 导出系统调用处理函数的符号 70 * 71 */ 72 73 /** 74 * @brief 系统调用不存在时的处理函数 75 * 76 * @param regs 进程3特权级下的寄存器 77 * @return ul 78 */ 79 ul system_call_not_exists(struct pt_regs *regs) 80 { 81 kerror("System call [ ID #%d ] not exists.", regs->rax); 82 return ESYSCALL_NOT_EXISTS; 83 } // 取消前述宏定义 84 85 /** 86 * @brief 重新定义为：把系统调用函数加入系统调用表 87 * @param syscall_num 系统调用号 88 * @param symbol 系统调用处理函数 89 */ 90 #define SYSCALL_COMMON(syscall_num, symbol) [syscall_num] = symbol, 91 92 /** 93 * @brief sysenter的系统调用函数，从entry.S中跳转到这里 94 * 95 * @param regs 3特权级下的寄存器值,rax存储系统调用号 96 * @return ul 对应的系统调用函数的地址 97 */ 98 ul system_call_function(struct pt_regs *regs) 99 { 100 return system_call_table[regs->rax](regs); 101 } 102 103 /** 104 * @brief 初始化系统调用模块 105 * 106 */ 107 void syscall_init() 108 { 109 kinfo("Initializing syscall..."); 110 111 set_system_trap_gate(0x80, 0, syscall_int); // 系统调用门 112 } 113 114 /** 115 * @brief 通过中断进入系统调用 116 * 117 * @param syscall_id 118 * @param arg0 119 * @param arg1 120 * @param arg2 121 * @param arg3 122 * @param arg4 123 * @param arg5 124 * @param arg6 125 * @param arg7 126 * @return long 127 */ 128 129 long enter_syscall_int(ul syscall_id, ul arg0, ul arg1, ul arg2, ul arg3, ul arg4, ul arg5, ul arg6, ul arg7) 130 { 131 long err_code; 132 __asm__ __volatile__("movq %2, %%r8 \n\t" 133 "movq %3, %%r9 \n\t" 134 "movq %4, %%r10 \n\t" 135 "movq %5, %%r11 \n\t" 136 "movq %6, %%r12 \n\t" 137 "movq %7, %%r13 \n\t" 138 "movq %8, %%r14 \n\t" 139 "movq %9, %%r15 \n\t" 140 "int $0x80 \n\t" 141 : "=a"(err_code) 142 : "a"(syscall_id), "m"(arg0), "m"(arg1), "m"(arg2), "m"(arg3), "m"(arg4), "m"(arg5), "m"(arg6), 143 "m"(arg7) 144 : "memory", "r8", "r9", "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15", "rcx", "rdx"); 145 146 return err_code; 147 } 148 149 /** 150 * @brief 打印字符串的系统调用 151 * 152 * 当arg1和arg2均为0时，打印黑底白字，否则按照指定的前景色和背景色来打印 153 * 154 * @param regs 寄存器 155 * @param arg0 要打印的字符串 156 * @param arg1 前景色 157 * @param arg2 背景色 158 * @return ul 返回值 159 */ 160 ul sys_put_string(struct pt_regs *regs) 161 { 162 163 printk_color(regs->r9, regs->r10, (char *)regs->r8); 164 // printk_color(BLACK, WHITE, (char *)regs->r8); 165 166 return 0; 167 } 168 169 uint64_t sys_fork(struct pt_regs *regs) 170 { 171 return do_fork(regs, 0, regs->rsp, 0); 172 } 173 uint64_t sys_vfork(struct pt_regs *regs) 174 { 175 return do_fork(regs, CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_SIGNAL, regs->rsp, 0); 176 } 177 178 /** 179 * @brief 将堆内存调整为arg0 180 * 181 * @param arg0 新的堆区域的结束地址 182 * arg0=-1 ===> 返回堆区域的起始地址 183 * arg0=-2 ===> 返回堆区域的结束地址 184 * @return uint64_t 错误码 185 * 186 */ 187 uint64_t sys_brk(struct pt_regs *regs) 188 { 189 uint64_t new_brk = PAGE_2M_ALIGN(regs->r8); 190 191 // kdebug("sys_brk input= %#010lx , new_brk= %#010lx bytes current_pcb->mm->brk_start=%#018lx 192 // current->end_brk=%#018lx", regs->r8, new_brk, current_pcb->mm->brk_start, current_pcb->mm->brk_end); 193 194 if ((int64_t)regs->r8 == -1) 195 { 196 // kdebug("get brk_start=%#018lx", current_pcb->mm->brk_start); 197 return current_pcb->mm->brk_start; 198 } 199 if ((int64_t)regs->r8 == -2) 200 { 201 // kdebug("get brk_end=%#018lx", current_pcb->mm->brk_end); 202 return current_pcb->mm->brk_end; 203 } 204 if (new_brk > current_pcb->addr_limit) // 堆地址空间超过限制 205 return -ENOMEM; 206 207 int64_t offset; 208 if (new_brk >= current_pcb->mm->brk_end) 209 offset = (int64_t)(new_brk - current_pcb->mm->brk_end); 210 else 211 offset = -(int64_t)(current_pcb->mm->brk_end - new_brk); 212 213 new_brk = mm_do_brk(current_pcb->mm->brk_end, offset); // 扩展堆内存空间 214 215 current_pcb->mm->brk_end = new_brk; 216 return 0; 217 } 218 219 /** 220 * @brief 将堆内存空间加上offset（注意，该系统调用只应在普通进程中调用，而不能是内核线程） 221 * 222 * @param arg0 offset偏移量 223 * @return uint64_t the previous program break 224 */ 225 uint64_t sys_sbrk(struct pt_regs *regs) 226 { 227 uint64_t retval = current_pcb->mm->brk_end; 228 if ((int64_t)regs->r8 > 0) 229 { 230 231 uint64_t new_brk = PAGE_2M_ALIGN(retval + regs->r8); 232 if (new_brk > current_pcb->addr_limit) // 堆地址空间超过限制 233 { 234 kdebug("exceed mem limit, new_brk = %#018lx", new_brk); 235 return -ENOMEM; 236 } 237 } 238 else 239 { 240 if ((__int128_t)current_pcb->mm->brk_end + (__int128_t)regs->r8 < current_pcb->mm->brk_start) 241 return retval; 242 } 243 // kdebug("do brk"); 244 uint64_t new_brk = mm_do_brk(current_pcb->mm->brk_end, (int64_t)regs->r8); // 调整堆内存空间 245 // kdebug("do brk done, new_brk = %#018lx", new_brk); 246 current_pcb->mm->brk_end = new_brk; 247 return retval; 248 } 249 250 /** 251 * @brief 重启计算机 252 * 253 * @return 254 */ 255 uint64_t sys_reboot(struct pt_regs *regs) 256 { 257 // 重启计算机 258 io_out8(0x64, 0xfe); 259 260 return 0; 261 } 262 263 /** 264 * @brief 切换工作目录 265 * 266 * @param dest_path 目标路径 267 * @return 268 +--------------+------------------------+ 269 | 返回码 | 描述 | 270 +--------------+------------------------+ 271 | 0 | 成功 | 272 | EACCESS | 权限不足 | 273 | ELOOP | 解析path时遇到路径循环 | 274 | ENAMETOOLONG | 路径名过长 | 275 | ENOENT | 目标文件或目录不存在 | 276 | ENODIR | 检索期间发现非目录项 | 277 | ENOMEM | 系统内存不足 | 278 | EFAULT | 错误的地址 | 279 | ENAMETOOLONG | 路径过长 | 280 +--------------+------------------------+ 281 */ 282 extern uint64_t sys_chdir(struct pt_regs *regs); 283 284 /** 285 * @brief 获取目录中的数据 286 * 287 * @param fd 文件描述符号 288 * @return uint64_t dirent的总大小 289 */ 290 extern uint64_t sys_getdents(struct pt_regs *regs); 291 292 /** 293 * @brief 执行新的程序 294 * 295 * @param user_path(r8寄存器) 文件路径 296 * @param argv(r9寄存器) 参数列表 297 * @return uint64_t 298 */ 299 uint64_t sys_execve(struct pt_regs *regs) 300 { 301 // kdebug("sys_execve"); 302 char *user_path = (char *)regs->r8; 303 char **argv = (char **)regs->r9; 304 305 int path_len = strnlen_user(user_path, PAGE_4K_SIZE); 306 307 // kdebug("path_len=%d", path_len); 308 if (path_len >= PAGE_4K_SIZE) 309 return -ENAMETOOLONG; 310 else if (path_len <= 0) 311 return -EFAULT; 312 313 char *path = (char *)kmalloc(path_len + 1, 0); 314 if (path == NULL) 315 return -ENOMEM; 316 317 memset(path, 0, path_len + 1); 318 319 // kdebug("before copy file path from user"); 320 // 拷贝文件路径 321 strncpy_from_user(path, user_path, path_len); 322 path[path_len] = '\0'; 323 324 // kdebug("before do_execve, path = %s", path); 325 // 执行新的程序 326 uint64_t retval = do_execve(regs, path, argv, NULL); 327 328 kfree(path); 329 return retval; 330 } 331 332 /** 333 * @brief 等待进程退出 334 * 335 * @param pid 目标进程id 336 * @param status 返回的状态信息 337 * @param options 等待选项 338 * @param rusage 339 * @return uint64_t 340 */ 341 uint64_t sys_wait4(struct pt_regs *regs) 342 { 343 uint64_t pid = regs->r8; 344 int *status = (int *)regs->r9; 345 int options = regs->r10; 346 void *rusage = (void *)regs->r11; 347 348 struct process_control_block *proc = NULL; 349 struct process_control_block *child_proc = NULL; 350 351 // 查找pid为指定值的进程 352 // ps: 这里判断子进程的方法没有按照posix 2008来写。 353 // todo: 根据进程树判断是否为当前进程的子进程 354 // todo: 当进程管理模块拥有pcblist_lock之后，调用之前，应当对其加锁 355 child_proc = process_find_pcb_by_pid(pid); 356 357 if (child_proc == NULL) 358 return -ECHILD; 359 360 // 暂时不支持options选项，该值目前必须为0 361 if (options != 0) 362 return -EINVAL; 363 364 // 如果子进程没有退出，则等待其退出 365 while (child_proc->state != PROC_ZOMBIE) 366 wait_queue_sleep_on_interriptible(¤t_pcb->wait_child_proc_exit); 367 368 // 拷贝子进程的返回码 369 if (likely(status != NULL)) 370 *status = child_proc->exit_code; 371 // copy_to_user(status, (void*)child_proc->exit_code, sizeof(int)); 372 373 process_release_pcb(child_proc); 374 return 0; 375 } 376 377 /** 378 * @brief 进程退出 379 * 380 * @param exit_code 退出返回码 381 * @return uint64_t 382 */ 383 uint64_t sys_exit(struct pt_regs *regs) 384 { 385 return process_do_exit(regs->r8); 386 } 387 388 uint64_t sys_nanosleep(struct pt_regs *regs) 389 { 390 const struct timespec *rqtp = (const struct timespec *)regs->r8; 391 struct timespec *rmtp = (struct timespec *)regs->r9; 392 393 return nanosleep(rqtp, rmtp); 394 } 395 396 ul sys_ahci_end_req(struct pt_regs *regs) 397 { 398 // ahci_end_request(); 399 return 0; 400 } 401 402 // 系统调用的内核入口程序 403 void do_syscall_int(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code) 404 { 405 406 ul ret = system_call_table[regs->rax](regs); 407 regs->rax = ret; // 返回码 408 } 409 uint64_t sys_pipe(struct pt_regs *regs) 410 { 411 return -ENOTSUP; 412 } 413 414 extern uint64_t sys_mkdir(struct pt_regs *regs); 415 416 system_call_t system_call_table[MAX_SYSTEM_CALL_NUM] = { 417 [0] = system_call_not_exists, 418 [1] = sys_put_string, 419 [2] = sys_open, 420 [3] = sys_close, 421 [4] = sys_read, 422 [5] = sys_write, 423 [6] = sys_lseek, 424 [7] = sys_fork, 425 [8] = sys_vfork, 426 [9] = sys_brk, 427 [10] = sys_sbrk, 428 [11] = sys_reboot, 429 [12] = sys_chdir, 430 [13] = sys_getdents, 431 [14] = sys_execve, 432 [15] = sys_wait4, 433 [16] = sys_exit, 434 [17] = sys_mkdir, 435 [18] = sys_nanosleep, 436 [19] = sys_clock, 437 [20] = sys_pipe, 438 [21] = sys_mstat, 439 [22] = sys_unlink_at, 440 [23] = sys_kill, 441 [24] = sys_sigaction, 442 [25] = sys_rt_sigreturn, 443 [26] = sys_getpid, 444 [27] = sys_sched, 445 [28 ... 255] = system_call_not_exists, 446 }; 447