/** * @file process.h * @author longjin * @brief 进程 * @date 2022-01-29 * * @copyright Copyright (c) 2022 * */ #pragma once #include #include #include #include "ptrace.h" #include #include #include #include #if ARCH(I386) || ARCH(X86_64) #include #else #error Unsupported architecture! #endif #include "proc-types.h" // 设置初始进程的PCB #define INITIAL_PROC(proc) \ { \ .state = PROC_UNINTERRUPTIBLE, \ .flags = PF_KTHREAD, \ .preempt_count = 0, \ .signal = 0, \ .cpu_id = 0, \ .mm = &initial_mm, \ .thread = &initial_thread, \ .addr_limit = 0xffffffffffffffff, \ .pid = 0, \ .priority = 2, \ .virtual_runtime = 0, \ .fds = {0}, \ .next_pcb = &proc, \ .parent_pcb = &proc, \ .exit_code = 0, \ .wait_child_proc_exit = 0 \ } /** * @brief 任务状态段结构体 * */ // 设置初始进程的tss #define INITIAL_TSS \ { \ .reserved0 = 0, \ .rsp0 = (ul)(initial_proc_union.stack + STACK_SIZE / sizeof(ul)), \ .rsp1 = (ul)(initial_proc_union.stack + STACK_SIZE / sizeof(ul)), \ .rsp2 = (ul)(initial_proc_union.stack + STACK_SIZE / sizeof(ul)), \ .reserved1 = 0, \ .ist1 = 0xffff800000007c00, \ .ist2 = 0xffff800000007c00, \ .ist3 = 0xffff800000007c00, \ .ist4 = 0xffff800000007c00, \ .ist5 = 0xffff800000007c00, \ .ist6 = 0xffff800000007c00, \ .ist7 = 0xffff800000007c00, \ .reserved2 = 0, \ .reserved3 = 0, \ .io_map_base_addr = 0 \ } #define GET_CURRENT_PCB \ "movq %rsp, %rbx \n\t" \ "andq $-32768, %rbx\n\t" /** * @brief 切换进程上下文 * 先把rbp和rax保存到栈中，然后将rsp和rip保存到prev的thread结构体中 * 然后调用__switch_to切换栈，配置其他信息，最后恢复下一个进程的rax rbp。 */ #define switch_proc(prev, next) \ do \ { \ __asm__ __volatile__("pushq %%rbp \n\t" \ "pushq %%rax \n\t" \ "movq %%rsp, %0 \n\t" \ "movq %2, %%rsp \n\t" \ "leaq switch_proc_ret_addr(%%rip), %%rax \n\t" \ "movq %%rax, %1 \n\t" \ "pushq %3 \n\t" \ "jmp __switch_to \n\t" \ "switch_proc_ret_addr: \n\t" \ "popq %%rax \n\t" \ "popq %%rbp \n\t" \ : "=m"(prev->thread->rsp), "=m"(prev->thread->rip) \ : "m"(next->thread->rsp), "m"(next->thread->rip), "D"(prev), "S"(next) \ : "memory"); \ } while (0) /** * @brief 初始化系统的第一个进程 * */ void process_init(); /** * @brief fork当前进程 * * @param regs 新的寄存器值 * @param clone_flags 克隆标志 * @param stack_start 堆栈开始地址 * @param stack_size 堆栈大小 * @return unsigned long */ unsigned long do_fork(struct pt_regs *regs, unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start, unsigned long stack_size); /** * @brief 根据pid获取进程的pcb * * @param pid * @return struct process_control_block* */ struct process_control_block *process_get_pcb(long pid); /** * @brief 将进程加入到调度器的就绪队列中 * * @param pcb 进程的pcb */ void process_wakeup(struct process_control_block *pcb); /** * @brief 将进程加入到调度器的就绪队列中，并标志当前进程需要被调度 * * @param pcb 进程的pcb */ void process_wakeup_immediately(struct process_control_block *pcb); /** * @brief 使当前进程去执行新的代码 * * @param regs 当前进程的寄存器 * @param path 可执行程序的路径 * @param argv 参数列表 * @param envp 环境变量 * @return ul 错误码 */ ul do_execve(struct pt_regs *regs, char *path, char *argv[], char *envp[]); /** * @brief 释放进程的页表 * * @param pcb 要被释放页表的进程 * @return uint64_t */ uint64_t process_exit_mm(struct process_control_block *pcb); /** * @brief 进程退出时执行的函数 * * @param code 返回码 * @return ul */ ul process_do_exit(ul code); /** * @brief 当子进程退出后向父进程发送通知 * */ void process_exit_notify(); /** * @brief 初始化内核进程 * * @param fn 目标程序的地址 * @param arg 向目标程序传入的参数 * @param flags * @return int */ int kernel_thread(unsigned long (*fn)(unsigned long), unsigned long arg, unsigned long flags); /** * @brief 切换页表 * @param prev 前一个进程的pcb * @param next 下一个进程的pcb * */ #define process_switch_mm(next_pcb) \ do \ { \ asm volatile("movq %0, %%cr3 \n\t" ::"r"(next_pcb->mm->pgd) \ : "memory"); \ } while (0) // flush_tlb(); // 获取当前cpu id #define proc_current_cpu_id (current_pcb->cpu_id) extern unsigned long head_stack_start; // 导出内核层栈基地址（定义在head.S） extern ul _stack_start; extern void ret_from_intr(void); // 导出从中断返回的函数（定义在entry.S） extern struct tss_struct initial_tss[MAX_CPU_NUM]; extern struct mm_struct initial_mm; extern struct thread_struct initial_thread; extern union proc_union initial_proc_union; extern struct process_control_block *initial_proc[MAX_CPU_NUM];