Moves proc runnable list to the ksched
[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
17 /* Process States.  Not 100% on the names yet.  RUNNABLE_* are waiting to go to
18  * RUNNING_*.  For instance, RUNNABLE_M is expecting to go to RUNNING_M.  It
19  * could be waiting for it's timeslice, or possibly for all the cores it asked
20  * for.  You use proc_run() to transition between these states.
21  *
22  * Difference between the _M and the _S states:
23  * - _S : legacy process mode
24  * - RUNNING_M implies *guaranteed* core(s).  You can be a single core in the
25  *   RUNNING_M state.  The guarantee is subject to time slicing, but when you
26  *   run, you get all of your cores.
27  * - The time slicing is at a coarser granularity for _M states.  This means
28  *   that when you run an _S on a core, it should be interrupted/time sliced
29  *   more often, which also means the core should be classified differently for
30  *   a while.  Possibly even using it's local APIC timer.
31  * - A process in an _M state will be informed about changes to its state, e.g.,
32  *   will have a handler run in the event of a page fault
33  */
34
35 #define PROC_CREATED                    0x01
36 #define PROC_RUNNABLE_S                 0x02
37 #define PROC_RUNNING_S                  0x04
38 #define PROC_WAITING                    0x08 // can split out to INT and UINT
39 #define PROC_DYING                              0x10
40 #define PROC_RUNNABLE_M                 0x20
41 #define PROC_RUNNING_M                  0x40
42
43 #define procstate2str(state) ((state)==PROC_CREATED    ? "CREATED"    : \
44                               (state)==PROC_RUNNABLE_S ? "RUNNABLE_S" : \
45                               (state)==PROC_RUNNING_S  ? "RUNNING_S"  : \
46                               (state)==PROC_WAITING    ? "WAITING"    : \
47                               (state)==PROC_DYING      ? "DYING"      : \
48                               (state)==PROC_RUNNABLE_M ? "RUNNABLE_M" : \
49                               (state)==PROC_RUNNING_M  ? "RUNNING_M"  : \
50                                                          "UNKNOWN")
51
52 #include <env.h>
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54 TAILQ_HEAD(proc_list, proc);            /* Declares 'struct proc_list' */
55
56 /* Can use a htable iterator to iterate through all active procs */
57 extern struct hashtable *pid_hash;
58 extern spinlock_t pid_hash_lock;
59
60 /* Initialization */
61 void proc_init(void);
62
63 /* Process management: */
64 error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent);
65 void __proc_ready(struct proc *p);
66 struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp);
67 int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state) WRITES(p->state);
68 struct proc *pid2proc(pid_t pid);
69 bool proc_controls(struct proc *SAFE actor, struct proc *SAFE target);
70 void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val);
71 void proc_decref(struct proc *p);
72 void proc_run(struct proc *SAFE p);
73 void proc_restartcore(void);
74 void proc_destroy(struct proc *SAFE p);
75 void __proc_switch_to_m(struct proc *p);
76 void __proc_switch_to_s(struct proc *p); /* don't call this */
77 void __proc_yield_s(struct proc *p, struct trapframe *tf);
78 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice);
79 void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
80 void __proc_wakeup(struct proc *p);
81 bool __proc_is_mcp(struct proc *p);
82 void proc_change_to_vcore(struct proc *p, uint32_t new_vcoreid,
83                           bool enable_my_notif);
84
85 /* Vcoremap info: */
86 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid);
87 /* TODO: make all of these inline once we gut the Env crap */
88 bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
89 uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc);
90 struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
91
92 /* Process core management.  Only call these if you are RUNNING_M or RUNNABLE_M.
93  * These all adjust the vcoremap and take appropriate actions (like __startcore
94  * if you were already RUNNING_M.  You could be RUNNABLE_M with no vcores when
95  * these are done (basically preempted, and waiting to get run again).
96  *
97  * These are internal functions.  Error checking is to catch bugs, and you
98  * shouldn't call these functions with parameters you are not sure about (like
99  * an invalid corelist).  
100  *
101  * WARNING: YOU MUST HOLD THE PROC_LOCK BEFORE CALLING THESE! */
102 /* Gives process p the additional num cores listed in corelist */
103 void __proc_give_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num);
104 /* Takes from process p the num cores listed in pc_arr */
105 void __proc_take_corelist(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num,
106                           bool preempt);
107 /* Takes all cores, returns the count, fills in pc_arr with their pcoreid */
108 uint32_t __proc_take_allcores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, bool preempt);
109 /* Dumb legacy helper, til we fix the ksched a bit */
110 void __proc_take_allcores_dumb(struct proc *p, bool preempt);
111
112 /* Exposed for kern/src/resource.c for now */
113 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid);
114 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
115
116 /* Preemption management.  Some of these will change */
117 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when);
118 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when);
119 void __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
120 void __proc_preempt_all(struct proc *p);
121 void proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec);
122 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec);
123
124 /* Current / cr3 / context management */
125 struct proc *switch_to(struct proc *new_p);
126 void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc);
127 void abandon_core(void);
128 void clear_owning_proc(uint32_t coreid);
129 void proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end);
130
131 /* Kernel message handlers for process management */
132 void __startcore(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
133                  long a2);
134 void __notify(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2);
135 void __preempt(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2);
136 void __death(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2);
137 void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
138                     long a2);
139
140 /* Arch Specific */
141 void proc_init_trapframe(trapframe_t *SAFE tf, uint32_t vcoreid,
142                          uintptr_t entryp, uintptr_t stack_top);
143 void proc_secure_trapframe(struct trapframe *tf);
144 void __abandon_core(void);
145
146 /* Degubbing */
147 void print_allpids(void);
148 void print_proc_info(pid_t pid);
149
150 #endif /* !ROS_KERN_PROCESS_H */