更新多任务与elf加载

CMakeLists.txt

@@ -45,11 +45,6 @@ set_optim_flag("-g -O3") # 默认参数，请一直开启调试符号
 # set_optim_flag("-O3") # 发布开 O3
 # set_optim_flag("-Ofast") #
 
-# add_compile_flag("-w") # 如果你不想编译器输出 warning
-add_link_flag("-w") # 可恶的链接器警告
-
-add_compile_flag("-fvisibility=hidden") # 隐藏符号
-
 # 目标环境
 add_compile_flag("-march=native")
 
@@ -95,11 +90,6 @@ set_optim_flag("-g -O3") # 默认参数，请一直开启调试符号
 # set_optim_flag("-O3") # 测试通过
 # set_optim_flag("-Ofast") #
 
-# add_compile_flag("-w") # 如果你不想编译器输出 warning
-add_link_flag("-w") # 可恶的链接器警告
-
-add_compile_flag("-fvisibility=hidden") # 隐藏符号
-
 # 目标环境
 if("${CMAKE_CXX_COMPILER_ID}" STREQUAL "Clang")
   add_compile_flag("-target i386-none-elf")
@@ -127,7 +117,6 @@ add_compile_flag("-fno-delete-null-pointer-checks") # 不删除程序员进行
 add_compile_flag("-fno-strict-aliasing") # 禁用严格别名规则 (gcc 默认关闭)
 add_compile_flag("-finput-charset=UTF-8 -fexec-charset=UTF-8") # 使用 utf-8 (默认)
 add_compile_flag("-fno-stack-protector") # 不使用栈保护 (默认使用)
-add_compile_flag("-fno-pic -fno-pie") # 不使用 pic 和 pie
 add_compile_flag("-fno-asynchronous-unwind-tables")
 add_compile_flag("-fno-exceptions")
 

cmake/code-gc

@@ -1,3 +1,3 @@
-# 删除重复代码
-add_compile_flag("-ffunction-sections -fdata-sections")
-add_link_flag("-Wl,--gc-sections")
+add_compile_flag("-ffunction-sections -fdata-sections") # 删除重复代码
+add_link_flag("-Wl,--gc-sections") # 删除重复代码
+add_compile_flag("-fvisibility=hidden") # 隐藏符号

cmake/disable-warning

@@ -8,3 +8,6 @@ if("${CMAKE_CXX_COMPILER_ID}" STREQUAL "Clang")
 endif()
 add_compile_flag("-Wno-address-of-packed-member")
 add_compile_flag("-Wno-attributes")
+
+# add_compile_flag("-w") # 如果你不想编译器输出 warning
+add_link_flag("-w") # 可恶的链接器警告

cmake/optim

@@ -1,4 +1,7 @@
 # 优化选项
+
+add_compile_flag("-fpie") # 生成位置无关代码
+
 if("${CMAKE_CXX_COMPILER_ID}" STREQUAL "GNU")
   add_compile_flag("-fmodulo-sched") # 在第一次调度过程之前立即执行摇摆模调度 (gcc 默认关闭)
   add_compile_flag("-fsplit-loops") # 对于循环内的 if 语句，将其分割为两个循环 (gcc 默认关闭)
@@ -10,6 +13,7 @@ if("${CMAKE_CXX_COMPILER_ID}" STREQUAL "GNU")
   add_compile_flag("-fipa-icf") # 对函数和只读变量执行相同的代码折叠 (gcc O2)
   add_compile_flag("-fipa-pta") # 过程间指针分析 (gcc 默认关闭)
 endif()
+
 if("${CMAKE_CXX_COMPILER_ID}" STREQUAL "Clang")
   if(CMAKE_CXX_COMPILER_VERSION VERSION_GREATER_EQUAL 16)
     add_compile_flag("-fcx-limited-range") # 启用涉及复杂算术运算的基本代数扩展 (?)
@@ -30,6 +34,7 @@ if("${CMAKE_CXX_COMPILER_ID}" STREQUAL "Clang")
   add_compile_flag("-fwhole-program-vtables") # 启用整个程序 vtable 优化
   add_compile_flag("-fwrapv") # 将有符号整数溢出视为二进制补码
 endif()
+
 add_compile_flag("-fmerge-all-constants") # 合并所有常量
 add_compile_flag("-fno-keep-static-consts") # 不保留 static 常量
 add_compile_flag("-fomit-frame-pointer") # 删除小函数的栈帧 (gcc O1)

doc/src/.pages

@@ -6,3 +6,4 @@ nav:
   - 历史: history.md
   - 编译: compile.md
   - 内核: kernel
+  - 应用程序: app

doc/src/app/memory.md

@@ -0,0 +1,26 @@
+
+# 应用程序内存布局
+
+## 32 位
+
+`0000 0000 - 6fff ffff` 内核空间
+`7000 0000 - efff ffff` 用户空间
+`f000 0000 - ffff ffff` 内核共享数据
+
+- `70000000 - 8fffffff` 代码段、数据段、bss 段
+- `90000000 - afffffff` 堆
+- `b0000000 - dfffffff` mmap 区域
+- `e0000000 - efffffff` 栈
+- `f0000000 - ffffffff` 内核共享数据
+
+## 64 位
+
+`0000 0000 0000 - 7fff ffff ffff` 内核空间
+`8000 0000 0000 - efff ffff ffff` 用户空间
+`f000 0000 0000 - ffff ffff ffff` 内核共享数据
+
+- `8000 0000 0000 - 8fff ffff ffff` 代码段、数据段、bss 段
+- `9000 0000 0000 - 9fff ffff ffff` 堆
+- `a000 0000 0000 - dfff ffff ffff` mmap 区域
+- `e000 0000 0000 - efff ffff ffff` 栈
+- `f000 0000 0000 - ffff ffff ffff` 内核共享数据

include/define/config/plos.h

@@ -1,7 +1,7 @@
 
 #define SYSCALL_USE_INTERRPUT 0
 
-#define PLOS_LOGGING 2
+#define PLOS_LOGGING 0
 
 #define PLOS_LOGGING_PRINTS 0
 

include/define/define/attribute.h

@@ -118,5 +118,3 @@
 #define FASTCALL __attr(fastcall)
 
 #define vectorize __attr(vectorize(enable))
-
-#define where(expr) __attr(assume(expr))

include/fs/vfs.h

@@ -134,7 +134,7 @@ int vfs_regist(cstr name, vfs_callback_t callback);
 #define PATH_MAX     4096 // 路径最大长度
 #define FILENAME_MAX 256  // 文件名最大长度
 
-vfs_node_t vfs_open(cstr str);
+vfs_node_t vfs_open(cstr _path);
 
 /**
  *\brief 创建文件夹

include/kernel/elf.h

@@ -2,6 +2,4 @@
 #include "../elf.h"
 
 bool  elf32_is_validate(const Elf32Header *hdr);
-void  elf32_load_data(const Elf32Header *elf, byte *ptr);
-u32   elf32_get_max_vaddr(const Elf32Header *hdr);
 usize load_elf(const Elf32Header *elf);

include/kernel/mtask.h

@@ -37,6 +37,30 @@ typedef struct task {
                                 // AVX 4096
 } *task_t;
 
+#ifdef __x86_64__
+#  define ADDR_TASK_CODE  ((usize)0x800000000000) // 代码段、数据段、bss 段
+#  define ADDR_TASK_HEAP  ((usize)0x900000000000) // 堆
+#  define ADDR_TASK_MMAP  ((usize)0xa00000000000) // mmap 区域
+#  define ADDR_TASK_STACK ((usize)0xe00000000000) // 栈
+#  define ADDR_TASK_SHARE ((usize)0xf00000000000) // 内核共享数据
+#  define SIZE_TASK_CODE  (ADDR_TASK_HEAP - ADDR_TASK_CODE)
+#  define SIZE_TASK_HEAP  (ADDR_TASK_MMAP - ADDR_TASK_HEAP)
+#  define SIZE_TASK_MMAP  (ADDR_TASK_STACK - ADDR_TASK_MMAP)
+#  define SIZE_TASK_STACK (ADDR_TASK_SHARE - ADDR_TASK_STACK)
+#  define SIZE_TASK_SHARE (0 - ADDR_TASK_SHARE)
+#else
+#  define ADDR_TASK_CODE  ((usize)0x70000000) // 代码段、数据段、bss 段
+#  define ADDR_TASK_HEAP  ((usize)0x90000000) // 堆
+#  define ADDR_TASK_MMAP  ((usize)0xb0000000) // mmap 区域
+#  define ADDR_TASK_STACK ((usize)0xe0000000) // 栈
+#  define ADDR_TASK_SHARE ((usize)0xf0000000) // 内核共享数据
+#  define SIZE_TASK_CODE  (ADDR_TASK_HEAP - ADDR_TASK_CODE)
+#  define SIZE_TASK_HEAP  (ADDR_TASK_MMAP - ADDR_TASK_HEAP)
+#  define SIZE_TASK_MMAP  (ADDR_TASK_STACK - ADDR_TASK_MMAP)
+#  define SIZE_TASK_STACK (ADDR_TASK_SHARE - ADDR_TASK_STACK)
+#  define SIZE_TASK_SHARE (0 - ADDR_TASK_SHARE)
+#endif
+
 extern task_t current_task;
 
 extern task_t fpu_using_task;  // 当前 fpu 上下文所属的进程

include/kernel/syscall.h

@@ -1,10 +1,14 @@
 #pragma once
 #include <sys/plos-syscall.h>
 
+#ifdef __x86_64__
+typedef isize (*syscall_t)(isize, isize, isize, isize, isize, isize);
+#else
+typedef isize (*syscall_t)(isize, isize, isize, isize, isize);
+#endif
+
 void    syscall_exit(int status);
 int     syscall_fork();
-void   *syscall_getheap();
-u32     syscall_heapsize();
 void   *syscall_mmap(void *start, u32 length);
 void    syscall_munmap(void *start, u32 length);
 ssize_t syscall_read(int fd, void *addr, size_t size);

include/kernel/task/kernel-part

@@ -22,8 +22,6 @@ struct _NAME {
   ThreadState   state;            //
   uint64_t      jiffies;          // 最后一次执行的全局时间片
   task_t        parent;           //
-  u32           alloc_addr;       //
-  u32          *alloc_size;       //
   cir_queue8_t  press_key_fifo;   // 基本输入设备的缓冲区
   cir_queue8_t  release_keyfifo;  // 基本输入设备的缓冲区
   cir_queue8_t  keyfifo;          // 基本输入设备的缓冲区

include/kernel/task/user-part

@@ -13,6 +13,7 @@ struct _NAME {
   u32      signal_mask; //
   timespec starttime;   // 程序开始运行的时间
   timespec cputime;     // 程序实际运行的 CPU 时间
+  usize    heapsize;
 };
 
 #undef _NAME

src/fs/vfs.c

@@ -164,10 +164,10 @@ static vfs_node_t vfs_do_search(vfs_node_t dir, cstr name) {
   return list_first(dir->child, data, streq(name, ((vfs_node_t)data)->name));
 }
 
-vfs_node_t vfs_open(cstr str) {
-  if (str == null) return null;
-  if (str[1] == '\0') return rootdir;
-  char *path = strdup(str + 1);
+vfs_node_t vfs_open(cstr _path) {
+  if (_path == null) return null;
+  if (_path[1] == '\0') return rootdir;
+  char *path = strdup(_path + 1);
   if (path == null) return null;
 
   char      *save_ptr = path;

src/kernel/exec/elf.c

@@ -4,37 +4,25 @@ bool elf32_is_validate(const Elf32Header *hdr) {
   return hdr->ident.magic == ELF_MAGIC;
 }
 
-void print_section_names(const Elf32Header *hdr) {
-  val shdr   = (const Elf32SectionHeader *)((usize)hdr + hdr->shoff);
-  val strtab = (cstr)hdr + shdr[hdr->shstrndx].offset;
+void print_section_names(const Elf32Header *elf) {
+  val shdr   = (const Elf32SectionHeader *)((usize)elf + elf->shoff);
+  val strtab = (cstr)elf + shdr[elf->shstrndx].offset;
   klogd("Section Headers:");
-  for (int i = 0; i < hdr->shnum; i++) {
+  for (int i = 0; i < elf->shnum; i++) {
     klogd("  [%2d] %s", i, strtab + shdr[i].name);
   }
 }
 
-u32 elf32_get_max_vaddr(const Elf32Header *hdr) {
-  var   phdr = (const Elf32ProgramHeader *)((usize)hdr + hdr->phoff);
-  usize max  = 0;
-  for (usize i = 0; i < hdr->phnum; i++) {
-    // 如果memsz大于filesz 说明这是bss段，我们以最大的为准
-    usize size = max(phdr[i].filesz, phdr[i].memsz);
-    max        = max(max, phdr[i].vaddr + size);
-  }
-  return max;
-}
-
 void load_segment(const Elf32ProgramHeader *prog, const void *elf) {
   if (prog->type != ELF_PROGRAM_TYPE_LOAD) return;
-  size_t hi = PADDING_UP(prog->paddr + prog->memsz, PAGE_SIZE);
-  size_t lo = PADDING_DOWN(prog->paddr, PAGE_SIZE);
+  if (prog->memsz < prog->filesz) return;
+  val hi = PADDING_UP(prog->vaddr + prog->memsz, PAGE_SIZE);
+  val lo = PADDING_DOWN(prog->vaddr, PAGE_SIZE);
   for (size_t i = lo; i < hi; i += PAGE_SIZE) {
     page_link(i);
   }
   memcpy((void *)prog->vaddr, elf + prog->offset, prog->filesz);
-  if (prog->memsz > prog->filesz) { // 这个是bss段
-    memset((void *)(prog->vaddr + prog->filesz), 0, prog->memsz - prog->filesz);
-  }
+  memset((void *)prog->vaddr + prog->filesz, 0, prog->memsz - prog->filesz);
 }
 
 usize load_elf(const Elf32Header *elf) {
@@ -45,16 +33,3 @@ usize load_elf(const Elf32Header *elf) {
   print_section_names(elf);
   return elf->entry;
 }
-
-void elf32_load_data(const Elf32Header *elf, byte *ptr) {
-  val p = (const byte *)elf;
-  for (usize i = 0; i < elf->shnum; i++) {
-    val section = (const Elf32SectionHeader *)(p + elf->shoff) + i;
-
-    if (section->type != SHT_PROGBITS || !(section->flags & SHF_ALLOC)) continue;
-
-    memcpy(ptr + section->addr, p + section->offset, section->size);
-  }
-
-  print_section_names(elf);
-}

src/kernel/exec/exec.c

@@ -22,9 +22,7 @@ void task_app() {
   cir_queue8_init(mfifo, 4096, mbuf);
 
   task_set_fifo(current_task, kfifo, mfifo);
-  current_task->alloc_size    = (u32 *)malloc(4);
-  *(current_task->alloc_size) = 2 * 1024 * 1024;
-  u32 pde                     = current_task->cr3;
+  u32 pde = current_task->cr3;
   asm_cli;
   asm_set_cr3(PD_ADDRESS);
   current_task->cr3 = PD_ADDRESS;
@@ -108,19 +106,12 @@ void task_to_user_mode_elf() {
     task_exit(I32_MAX);
     __builtin_unreachable();
   }
-  u32 alloc_addr = (elf32_get_max_vaddr((Elf32Header *)elf_data) & 0xfffff000) + PAGE_SIZE;
-  klogd("alloc_addr = %08x", alloc_addr);
 
-  u32 pg = PADDING_UP(*(current_task->alloc_size), PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
-  for (int i = 0; i < pg + STACK_SIZE; i++) {
-    page_link(alloc_addr + i * PAGE_SIZE);
+  for (usize i = 1; i <= STACK_SIZE; i++) {
+    page_link(0xf0000000 - i * PAGE_SIZE);
   }
-  u32 alloced_esp           = alloc_addr + STACK_SIZE * PAGE_SIZE;
-  alloc_addr               += STACK_SIZE * PAGE_SIZE;
-  iframe->esp               = alloced_esp;
-  current_task->alloc_addr  = alloc_addr;
-  current_task->v86_mode    = 0;
-  iframe->eip               = load_elf((Elf32Header *)elf_data);
+  iframe->esp = 0xf0000000 - STACK_SIZE;
+  iframe->eip = load_elf((Elf32Header *)elf_data);
   klogd("eip = %08x", iframe->eip);
   current_task->user_mode = 1;
   tss.esp0                = current_task->stack_bottom;

src/kernel/io/screen.c

@@ -12,7 +12,7 @@ void printchar(char ch) {
   tty_default->print(tty_default, ch1);
 }
 
-static char eos[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'f', 'J', 'K', 'S', 'T', 'm'};
+static const char eos[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'f', 'J', 'K', 'S', 'T', 'm'};
 // end of string,
 // vt100控制字符中可能的结束符号
 

src/kernel/syscall/read-write.c

@@ -8,13 +8,13 @@
 //   close,
 // };
 
-ssize_t syscall_read(int fd, void *addr, size_t size) {
+isize syscall_read(int fd, void *addr, usize size) {
   if (fd < 0) return -1;
   if (addr == null) return -1;
   return 0;
 }
 
-ssize_t syscall_write(int fd, const void *addr, size_t size) {
+isize syscall_write(int fd, const void *addr, usize size) {
   if (fd < 0) return -1;
   if (addr == null) return -1;
   return 0;