0d28cff7141f30910974c9078d0248aa6c9af0fc
[akaros.git] / kern / include / process.h
1 /* Copyright (c) 2009, 2010 The Regents of the University of California
2  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
3  * See LICENSE for details.
4  *
5  * All things processes!  As we move away from the old envs to processes,
6  * we'll move things into here that are designed for multicore processes. */
7
8 #ifndef ROS_KERN_PROCESS_H
9 #define ROS_KERN_PROCESS_H
10
11 #include <ros/common.h>
12 #include <ros/event.h>
13 #include <trap.h>
14 #include <atomic.h>
15 #include <kref.h>
16 #include <schedule.h>
17
18 /* Process States.  Not 100% on the names yet.  RUNNABLE_* are waiting to go to
19  * RUNNING_*.  For instance, RUNNABLE_M is expecting to go to RUNNING_M.  It
20  * could be waiting for it's timeslice, or possibly for all the cores it asked
21  * for.
22  *
23  * Difference between the _M and the _S states:
24  * - _S : legacy process mode
25  * - RUNNING_M implies *guaranteed* core(s).  You can be a single core in the
26  *   RUNNING_M state.  The guarantee is subject to time slicing, but when you
27  *   run, you get all of your cores.
28  * - The time slicing is at a coarser granularity for _M states.  This means
29  *   that when you run an _S on a core, it should be interrupted/time sliced
30  *   more often, which also means the core should be classified differently for
31  *   a while.  Possibly even using its local APIC timer.
32  * - A process in an _M state will be informed about changes to its state, e.g.,
33  *   will have a handler run in the event of a page fault
34  */
35
36 #define PROC_CREATED                    0x01
37 #define PROC_RUNNABLE_S                 0x02
38 #define PROC_RUNNING_S                  0x04
39 #define PROC_WAITING                    0x08 // can split out to INT and UINT
40 #define PROC_DYING                              0x10
41 #define PROC_RUNNABLE_M                 0x20
42 #define PROC_RUNNING_M                  0x40
43
44 #define procstate2str(state) ((state)==PROC_CREATED    ? "CREATED"    : \
45                               (state)==PROC_RUNNABLE_S ? "RUNNABLE_S" : \
46                               (state)==PROC_RUNNING_S  ? "RUNNING_S"  : \
47                               (state)==PROC_WAITING    ? "WAITING"    : \
48                               (state)==PROC_DYING      ? "DYING"      : \
49                               (state)==PROC_RUNNABLE_M ? "RUNNABLE_M" : \
50                               (state)==PROC_RUNNING_M  ? "RUNNING_M"  : \
51                                                          "UNKNOWN")
52
53 #include <env.h>
54
55 /* Can use a htable iterator to iterate through all active procs */
56 extern struct hashtable *pid_hash;
57 extern spinlock_t pid_hash_lock;
58
59 /* Initialization */
60 void proc_init(void);
61
62 /* Process management: */
63 error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent);
64 void __proc_ready(struct proc *p);
65 struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp);
66 int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state) WRITES(p->state);
67 struct proc *pid2proc(pid_t pid);
68 bool proc_controls(struct proc *SAFE actor, struct proc *SAFE target);
69 void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val);
70 void proc_decref(struct proc *p);
71 void proc_run_s(struct proc *p);
72 void __proc_run_m(struct proc *p);
73 void proc_restartcore(void);
74 bool __proc_destroy(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t *nr_revoked);
75 int __proc_change_to_m(struct proc *p);
76 void __proc_yield_s(struct proc *p, struct trapframe *tf);
77 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice);
78 void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
79 void __proc_wakeup(struct proc *p);
80 bool __proc_is_mcp(struct proc *p);
81 void proc_change_to_vcore(struct proc *p, uint32_t new_vcoreid,
82                           bool enable_my_notif);
83
84 /* Vcoremap info: */
85 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid);
86 /* TODO: make all of these inline once we gut the Env crap */
87 bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
88 uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc);
89 struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
90
91 /* Process core management.  Only call these if you are RUNNING_M or RUNNABLE_M.
92  * These all adjust the vcoremap and take appropriate actions (like __startcore
93  * if you were already RUNNING_M.  You could be RUNNABLE_M with no vcores when
94  * these are done (basically preempted, and waiting to get run again).
95  *
96  * These are internal functions.  Error checking is to catch bugs, and you
97  * shouldn't call these functions with parameters you are not sure about (like
98  * an invalid corelist).  
99  *
100  * WARNING: YOU MUST HOLD THE PROC_LOCK BEFORE CALLING THESE! */
101 /* Gives process p the additional num cores listed in corelist */
102 int __proc_give_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num);
103 /* Takes from process p the num cores listed in pc_arr */
104 void __proc_take_corelist(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num,
105                           bool preempt);
106 /* Takes all cores, returns the count, fills in pc_arr with their pcoreid */
107 uint32_t __proc_take_allcores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, bool preempt);
108
109 /* Exposed for kern/src/resource.c for now */
110 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid);
111 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
112
113 /* Preemption management.  Some of these will change */
114 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when);
115 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when);
116 void __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
117 uint32_t __proc_preempt_all(struct proc *p, uint32_t *pc_arr);
118 void proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec);
119 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec);
120
121 /* Current / cr3 / context management */
122 struct proc *switch_to(struct proc *new_p);
123 void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc);
124 void abandon_core(void);
125 void clear_owning_proc(uint32_t coreid);
126 void proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end);
127
128 /* Kernel message handlers for process management */
129 void __startcore(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
130                  long a2);
131 void __notify(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2);
132 void __preempt(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2);
133 void __death(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2);
134 void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
135                     long a2);
136
137 /* Arch Specific */
138 void proc_init_trapframe(trapframe_t *SAFE tf, uint32_t vcoreid,
139                          uintptr_t entryp, uintptr_t stack_top);
140 void proc_secure_trapframe(struct trapframe *tf);
141 void __abandon_core(void);
142
143 /* Degubbing */
144 void print_allpids(void);
145 void print_proc_info(pid_t pid);
146
147 #endif /* !ROS_KERN_PROCESS_H */