SYS_abort_syscall (XCC)
[akaros.git] / kern / src / process.c
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 #ifdef __SHARC__
6 #pragma nosharc
7 #endif
8
9 #include <ros/bcq.h>
10 #include <event.h>
11 #include <arch/arch.h>
12 #include <bitmask.h>
13 #include <process.h>
14 #include <atomic.h>
15 #include <smp.h>
16 #include <pmap.h>
17 #include <trap.h>
18 #include <schedule.h>
19 #include <manager.h>
20 #include <stdio.h>
21 #include <assert.h>
22 #include <time.h>
23 #include <hashtable.h>
24 #include <slab.h>
25 #include <sys/queue.h>
26 #include <frontend.h>
27 #include <monitor.h>
28 #include <elf.h>
29 #include <arsc_server.h>
30 #include <devfs.h>
31
32 struct kmem_cache *proc_cache;
33
34 /* Other helpers, implemented later. */
35 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
36 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
37 static uint32_t try_get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
38 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
39 static void __proc_free(struct kref *kref);
40 static bool scp_is_vcctx_ready(struct preempt_data *vcpd);
41 static void save_vc_fp_state(struct preempt_data *vcpd);
42 static void restore_vc_fp_state(struct preempt_data *vcpd);
43
44 /* PID management. */
45 #define PID_MAX 32767 // goes from 0 to 32767, with 0 reserved
46 static DECL_BITMASK(pid_bmask, PID_MAX + 1);
47 spinlock_t pid_bmask_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
48 struct hashtable *pid_hash;
49 spinlock_t pid_hash_lock; // initialized in proc_init
50
51 /* Finds the next free entry (zero) entry in the pid_bitmask.  Set means busy.
52  * PID 0 is reserved (in proc_init).  A return value of 0 is a failure (and
53  * you'll also see a warning, for now).  Consider doing this with atomics. */
54 static pid_t get_free_pid(void)
55 {
56         static pid_t next_free_pid = 1;
57         pid_t my_pid = 0;
58
59         spin_lock(&pid_bmask_lock);
60         // atomically (can lock for now, then change to atomic_and_return
61         FOR_CIRC_BUFFER(next_free_pid, PID_MAX + 1, i) {
62                 // always points to the next to test
63                 next_free_pid = (next_free_pid + 1) % (PID_MAX + 1);
64                 if (!GET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i)) {
65                         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i);
66                         my_pid = i;
67                         break;
68                 }
69         }
70         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
71         if (!my_pid)
72                 warn("Shazbot!  Unable to find a PID!  You need to deal with this!\n");
73         return my_pid;
74 }
75
76 /* Return a pid to the pid bitmask */
77 static void put_free_pid(pid_t pid)
78 {
79         spin_lock(&pid_bmask_lock);
80         CLR_BITMASK_BIT(pid_bmask, pid);
81         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
82 }
83
84 /* While this could be done with just an assignment, this gives us the
85  * opportunity to check for bad transitions.  Might compile these out later, so
86  * we shouldn't rely on them for sanity checking from userspace.  */
87 int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
88 {
89         uint32_t curstate = p->state;
90         /* Valid transitions:
91          * C   -> RBS
92          * C   -> D
93          * RBS -> RGS
94          * RGS -> RBS
95          * RGS -> W
96          * RGM -> W
97          * W   -> RBS
98          * W   -> RGS
99          * W   -> RBM
100          * W   -> D
101          * RGS -> RBM
102          * RBM -> RGM
103          * RGM -> RBM
104          * RGM -> RBS
105          * RGS -> D
106          * RGM -> D
107          *
108          * These ought to be implemented later (allowed, not thought through yet).
109          * RBS -> D
110          * RBM -> D
111          */
112         #if 1 // some sort of correctness flag
113         switch (curstate) {
114                 case PROC_CREATED:
115                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_DYING)))
116                                 panic("Invalid State Transition! PROC_CREATED to %02x", state);
117                         break;
118                 case PROC_RUNNABLE_S:
119                         if (!(state & (PROC_RUNNING_S | PROC_DYING)))
120                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_S to %02x", state);
121                         break;
122                 case PROC_RUNNING_S:
123                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
124                                        PROC_DYING)))
125                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_S to %02x", state);
126                         break;
127                 case PROC_WAITING:
128                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNING_S | PROC_RUNNABLE_M |
129                                        PROC_DYING)))
130                                 panic("Invalid State Transition! PROC_WAITING to %02x", state);
131                         break;
132                 case PROC_DYING:
133                         if (state != PROC_CREATED) // when it is reused (TODO)
134                                 panic("Invalid State Transition! PROC_DYING to %02x", state);
135                         break;
136                 case PROC_RUNNABLE_M:
137                         if (!(state & (PROC_RUNNING_M | PROC_DYING)))
138                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_M to %02x", state);
139                         break;
140                 case PROC_RUNNING_M:
141                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
142                                        PROC_DYING)))
143                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_M to %02x", state);
144                         break;
145         }
146         #endif
147         p->state = state;
148         return 0;
149 }
150
151 /* Returns a pointer to the proc with the given pid, or 0 if there is none.
152  * This uses get_not_zero, since it is possible the refcnt is 0, which means the
153  * process is dying and we should not have the ref (and thus return 0).  We need
154  * to lock to protect us from getting p, (someone else removes and frees p),
155  * then get_not_zero() on p.
156  * Don't push the locking into the hashtable without dealing with this. */
157 struct proc *pid2proc(pid_t pid)
158 {
159         spin_lock(&pid_hash_lock);
160         struct proc *p = hashtable_search(pid_hash, (void*)(long)pid);
161         if (p)
162                 if (!kref_get_not_zero(&p->p_kref, 1))
163                         p = 0;
164         spin_unlock(&pid_hash_lock);
165         return p;
166 }
167
168 /* Performs any initialization related to processes, such as create the proc
169  * cache, prep the scheduler, etc.  When this returns, we should be ready to use
170  * any process related function. */
171 void proc_init(void)
172 {
173         /* Catch issues with the vcoremap and TAILQ_ENTRY sizes */
174         static_assert(sizeof(TAILQ_ENTRY(vcore)) == sizeof(void*) * 2);
175         proc_cache = kmem_cache_create("proc", sizeof(struct proc),
176                      MAX(ARCH_CL_SIZE, __alignof__(struct proc)), 0, 0, 0);
177         /* Init PID mask and hash.  pid 0 is reserved. */
178         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, 0);
179         spinlock_init(&pid_hash_lock);
180         spin_lock(&pid_hash_lock);
181         pid_hash = create_hashtable(100, __generic_hash, __generic_eq);
182         spin_unlock(&pid_hash_lock);
183         schedule_init();
184
185         atomic_init(&num_envs, 0);
186 }
187
188 /* Be sure you init'd the vcore lists before calling this. */
189 static void proc_init_procinfo(struct proc* p)
190 {
191         p->procinfo->pid = p->pid;
192         p->procinfo->ppid = p->ppid;
193         p->procinfo->max_vcores = max_vcores(p);
194         p->procinfo->tsc_freq = system_timing.tsc_freq;
195         p->procinfo->timing_overhead = system_timing.timing_overhead;
196         p->procinfo->heap_bottom = 0;
197         /* 0'ing the arguments.  Some higher function will need to set them */
198         memset(p->procinfo->argp, 0, sizeof(p->procinfo->argp));
199         memset(p->procinfo->argbuf, 0, sizeof(p->procinfo->argbuf));
200         memset(p->procinfo->res_grant, 0, sizeof(p->procinfo->res_grant));
201         /* 0'ing the vcore/pcore map.  Will link the vcores later. */
202         memset(&p->procinfo->vcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->vcoremap));
203         memset(&p->procinfo->pcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->pcoremap));
204         p->procinfo->num_vcores = 0;
205         p->procinfo->is_mcp = FALSE;
206         p->procinfo->coremap_seqctr = SEQCTR_INITIALIZER;
207         /* For now, we'll go up to the max num_cpus (at runtime).  In the future,
208          * there may be cases where we can have more vcores than num_cpus, but for
209          * now we'll leave it like this. */
210         for (int i = 0; i < num_cpus; i++) {
211                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->inactive_vcs, &p->procinfo->vcoremap[i], list);
212         }
213 }
214
215 static void proc_init_procdata(struct proc *p)
216 {
217         memset(p->procdata, 0, sizeof(struct procdata));
218         /* processes can't go into vc context on vc 0 til they unset this.  This is
219          * for processes that block before initing uthread code (like rtld). */
220         atomic_set(&p->procdata->vcore_preempt_data[0].flags, VC_SCP_NOVCCTX);
221 }
222
223 /* Allocates and initializes a process, with the given parent.  Currently
224  * writes the *p into **pp, and returns 0 on success, < 0 for an error.
225  * Errors include:
226  *  - ENOFREEPID if it can't get a PID
227  *  - ENOMEM on memory exhaustion */
228 error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent)
229 {
230         error_t r;
231         struct proc *p;
232
233         if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
234                 return -ENOMEM;
235         /* zero everything by default, other specific items are set below */
236         memset(p, 0, sizeof(struct proc));
237
238         { INITSTRUCT(*p)
239
240         /* only one ref, which we pass back.  the old 'existence' ref is managed by
241          * the ksched */
242         kref_init(&p->p_kref, __proc_free, 1);
243         // Setup the default map of where to get cache colors from
244         p->cache_colors_map = global_cache_colors_map;
245         p->next_cache_color = 0;
246         /* Initialize the address space */
247         if ((r = env_setup_vm(p)) < 0) {
248                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
249                 return r;
250         }
251         if (!(p->pid = get_free_pid())) {
252                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
253                 return -ENOFREEPID;
254         }
255         /* Set the basic status variables. */
256         spinlock_init(&p->proc_lock);
257         p->exitcode = 1337;     /* so we can see processes killed by the kernel */
258         if (parent) {
259                 p->ppid = parent->pid;
260                 /* using the CV's lock to protect anything related to child waiting */
261                 cv_lock(&parent->child_wait);
262                 TAILQ_INSERT_TAIL(&parent->children, p, sibling_link);
263                 cv_unlock(&parent->child_wait);
264         } else {
265                 p->ppid = 0;
266         }
267         TAILQ_INIT(&p->children);
268         cv_init(&p->child_wait);
269         p->state = PROC_CREATED; /* shouldn't go through state machine for init */
270         p->env_flags = 0;
271         p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set later
272         p->heap_top = 0;
273         spinlock_init(&p->mm_lock);
274         TAILQ_INIT(&p->vm_regions); /* could init this in the slab */
275         /* Initialize the vcore lists, we'll build the inactive list so that it
276          * includes all vcores when we initialize procinfo.  Do this before initing
277          * procinfo. */
278         TAILQ_INIT(&p->online_vcs);
279         TAILQ_INIT(&p->bulk_preempted_vcs);
280         TAILQ_INIT(&p->inactive_vcs);
281         /* Init procinfo/procdata.  Procinfo's argp/argb are 0'd */
282         proc_init_procinfo(p);
283         proc_init_procdata(p);
284
285         /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
286         SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
287         /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
288         FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
289                         &p->procdata->syseventring,
290                         SYSEVENTRINGSIZE);
291
292         /* Init FS structures TODO: cleanup (might pull this out) */
293         kref_get(&default_ns.kref, 1);
294         p->ns = &default_ns;
295         spinlock_init(&p->fs_env.lock);
296         p->fs_env.umask = parent ? parent->fs_env.umask : S_IWGRP | S_IWOTH;
297         p->fs_env.root = p->ns->root->mnt_root;
298         kref_get(&p->fs_env.root->d_kref, 1);
299         p->fs_env.pwd = parent ? parent->fs_env.pwd : p->fs_env.root;
300         kref_get(&p->fs_env.pwd->d_kref, 1);
301         memset(&p->open_files, 0, sizeof(p->open_files));       /* slightly ghetto */
302         spinlock_init(&p->open_files.lock);
303         p->open_files.max_files = NR_OPEN_FILES_DEFAULT;
304         p->open_files.max_fdset = NR_FILE_DESC_DEFAULT;
305         p->open_files.fd = p->open_files.fd_array;
306         p->open_files.open_fds = (struct fd_set*)&p->open_files.open_fds_init;
307         /* Init the ucq hash lock */
308         p->ucq_hashlock = (struct hashlock*)&p->ucq_hl_noref;
309         hashlock_init_irqsave(p->ucq_hashlock, HASHLOCK_DEFAULT_SZ);
310
311         atomic_inc(&num_envs);
312         frontend_proc_init(p);
313         //plan9setup(p, parent);
314         //devalarm_init(p);
315         TAILQ_INIT(&p->abortable_sleepers);
316         spinlock_init_irqsave(&p->abort_list_lock);
317         printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
318         } // INIT_STRUCT
319         *pp = p;
320         return 0;
321 }
322
323 /* We have a bunch of different ways to make processes.  Call this once the
324  * process is ready to be used by the rest of the system.  For now, this just
325  * means when it is ready to be named via the pidhash.  In the future, we might
326  * push setting the state to CREATED into here. */
327 void __proc_ready(struct proc *p)
328 {
329         /* Tell the ksched about us.  TODO: do we need to worry about the ksched
330          * doing stuff to us before we're added to the pid_hash? */
331         __sched_proc_register(p);
332         spin_lock(&pid_hash_lock);
333         hashtable_insert(pid_hash, (void*)(long)p->pid, p);
334         spin_unlock(&pid_hash_lock);
335 }
336
337 /* Creates a process from the specified file, argvs, and envps.  Tempted to get
338  * rid of proc_alloc's style, but it is so quaint... */
339 struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp)
340 {
341         struct proc *p;
342         error_t r;
343         if ((r = proc_alloc(&p, current)) < 0)
344                 panic("proc_create: %e", r);    /* one of 3 quaint usages of %e */
345         procinfo_pack_args(p->procinfo, argv, envp);
346         assert(load_elf(p, prog) == 0);
347         /* Connect to stdin, stdout, stderr */
348         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0) == 0);
349         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 0) == 1);
350         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 0) == 2);
351         __proc_ready(p);
352         return p;
353 }
354
355 /* This is called by kref_put(), once the last reference to the process is
356  * gone.  Don't call this otherwise (it will panic).  It will clean up the
357  * address space and deallocate any other used memory. */
358 static void __proc_free(struct kref *kref)
359 {
360         struct proc *p = container_of(kref, struct proc, p_kref);
361         physaddr_t pa;
362
363         printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
364         // All parts of the kernel should have decref'd before __proc_free is called
365         assert(kref_refcnt(&p->p_kref) == 0);
366         assert(TAILQ_EMPTY(&p->alarmset.list));
367
368         /* close plan9 dot and slash and free fgrp fd and fgrp */
369         kref_put(&p->fs_env.root->d_kref);
370         kref_put(&p->fs_env.pwd->d_kref);
371         destroy_vmrs(p);
372         frontend_proc_free(p);  /* TODO: please remove me one day */
373         /* Free any colors allocated to this process */
374         if (p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
375                 for(int i = 0; i < llc_cache->num_colors; i++)
376                         cache_color_free(llc_cache, p->cache_colors_map);
377                 cache_colors_map_free(p->cache_colors_map);
378         }
379         /* Remove us from the pid_hash and give our PID back (in that order). */
380         spin_lock(&pid_hash_lock);
381         if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)(long)p->pid))
382                 panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
383         spin_unlock(&pid_hash_lock);
384         put_free_pid(p->pid);
385         /* Flush all mapped pages in the user portion of the address space */
386         env_user_mem_free(p, 0, UVPT);
387         /* These need to be free again, since they were allocated with a refcnt. */
388         free_cont_pages(p->procinfo, LOG2_UP(PROCINFO_NUM_PAGES));
389         free_cont_pages(p->procdata, LOG2_UP(PROCDATA_NUM_PAGES));
390
391         env_pagetable_free(p);
392         p->env_pgdir = 0;
393         p->env_cr3 = 0;
394
395         atomic_dec(&num_envs);
396
397         /* Dealloc the struct proc */
398         kmem_cache_free(proc_cache, p);
399 }
400
401 /* Whether or not actor can control target.  TODO: do something reasonable here.
402  * Just checking for the parent is a bit limiting.  Could walk the parent-child
403  * tree, check user ids, or some combination.  Make sure actors can always
404  * control themselves. */
405 bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
406 {
407         return TRUE;
408         #if 0 /* Example: */
409         return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
410         #endif
411 }
412
413 /* Helper to incref by val.  Using the helper to help debug/interpose on proc
414  * ref counting.  Note that pid2proc doesn't use this interface. */
415 void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val)
416 {
417         kref_get(&p->p_kref, val);
418 }
419
420 /* Helper to decref for debugging.  Don't directly kref_put() for now. */
421 void proc_decref(struct proc *p)
422 {
423         kref_put(&p->p_kref);
424 }
425
426 /* Helper, makes p the 'current' process, dropping the old current/cr3.  This no
427  * longer assumes the passed in reference already counted 'current'.  It will
428  * incref internally when needed. */
429 static void __set_proc_current(struct proc *p)
430 {
431         /* We use the pcpui to access 'current' to cut down on the core_id() calls,
432          * though who know how expensive/painful they are. */
433         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
434         /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
435         if (p != pcpui->cur_proc) {
436                 proc_incref(p, 1);
437                 lcr3(p->env_cr3);
438                 /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
439                  * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
440                  * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
441                  * but this is the fallback. */
442                 if (pcpui->cur_proc)
443                         proc_decref(pcpui->cur_proc);
444                 pcpui->cur_proc = p;
445         }
446 }
447
448 /* Flag says if vcore context is not ready, which is set in init_procdata.  The
449  * process must turn off this flag on vcore0 at some point.  It's off by default
450  * on all other vcores. */
451 static bool scp_is_vcctx_ready(struct preempt_data *vcpd)
452 {
453         return !(atomic_read(&vcpd->flags) & VC_SCP_NOVCCTX);
454 }
455
456 /* Dispatches a _S process to run on the current core.  This should never be
457  * called to "restart" a core.   
458  *
459  * This will always return, regardless of whether or not the calling core is
460  * being given to a process. (it used to pop the tf directly, before we had
461  * cur_ctx).
462  *
463  * Since it always returns, it will never "eat" your reference (old
464  * documentation talks about this a bit). */
465 void proc_run_s(struct proc *p)
466 {
467         uint32_t coreid = core_id();
468         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
469         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
470         spin_lock(&p->proc_lock);
471         switch (p->state) {
472                 case (PROC_DYING):
473                         spin_unlock(&p->proc_lock);
474                         printk("[kernel] _S %d not starting due to async death\n", p->pid);
475                         return;
476                 case (PROC_RUNNABLE_S):
477                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
478                         /* We will want to know where this process is running, even if it is
479                          * only in RUNNING_S.  can use the vcoremap, which makes death easy.
480                          * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
481                          * scp_ctx. */
482                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
483                         p->procinfo->num_vcores = 0;    /* TODO (VC#) */
484                         /* TODO: For now, we won't count this as an active vcore (on the
485                          * lists).  This gets unmapped in resource.c and yield_s, and needs
486                          * work. */
487                         __map_vcore(p, 0, coreid); /* not treated like a true vcore */
488                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
489                         /* incref, since we're saving a reference in owning proc later */
490                         proc_incref(p, 1);
491                         /* lock was protecting the state and VC mapping, not pcpui stuff */
492                         spin_unlock(&p->proc_lock);
493                         /* redundant with proc_startcore, might be able to remove that one*/
494                         __set_proc_current(p);
495                         /* set us up as owning_proc.  ksched bug if there is already one,
496                          * for now.  can simply clear_owning if we want to. */
497                         assert(!pcpui->owning_proc);
498                         pcpui->owning_proc = p;
499                         pcpui->owning_vcoreid = 0; /* TODO (VC#) */
500                         restore_vc_fp_state(vcpd);
501                         /* similar to the old __startcore, start them in vcore context if
502                          * they have notifs and aren't already in vcore context.  o/w, start
503                          * them wherever they were before (could be either vc ctx or not) */
504                         if (!vcpd->notif_disabled && vcpd->notif_pending
505                                                   && scp_is_vcctx_ready(vcpd)) {
506                                 vcpd->notif_disabled = TRUE;
507                                 /* save the _S's ctx in the uthread slot, build and pop a new
508                                  * one in actual/cur_ctx. */
509                                 vcpd->uthread_ctx = p->scp_ctx;
510                                 pcpui->cur_ctx = &pcpui->actual_ctx;
511                                 memset(pcpui->cur_ctx, 0, sizeof(struct user_context));
512                                 proc_init_ctx(pcpui->cur_ctx, 0, p->env_entry,
513                                               vcpd->transition_stack, vcpd->vcore_tls_desc);
514                         } else {
515                                 /* If they have no transition stack, then they can't receive
516                                  * events.  The most they are getting is a wakeup from the
517                                  * kernel.  They won't even turn off notif_pending, so we'll do
518                                  * that for them. */
519                                 if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
520                                         vcpd->notif_pending = FALSE;
521                                 /* this is one of the few times cur_ctx != &actual_ctx */
522                                 pcpui->cur_ctx = &p->scp_ctx;
523                         }
524                         /* When the calling core idles, it'll call restartcore and run the
525                          * _S process's context. */
526                         return;
527                 default:
528                         spin_unlock(&p->proc_lock);
529                         panic("Invalid process state %p in %s()!!", p->state, __FUNCTION__);
530         }
531 }
532
533 /* Helper: sends preempt messages to all vcores on the bulk preempt list, and
534  * moves them to the inactive list. */
535 static void __send_bulkp_events(struct proc *p)
536 {
537         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
538         struct event_msg preempt_msg = {0};
539         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online */
540         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
541         /* Send preempt messages for any left on the BP list.  No need to set any
542          * flags, it all was done on the real preempt.  Now we're just telling the
543          * process about any that didn't get restarted and are still preempted. */
544         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list, vc_temp) {
545                 /* Note that if there are no active vcores, send_k_e will post to our
546                  * own vcore, the last of which will be put on the inactive list and be
547                  * the first to be started.  We could have issues with deadlocking,
548                  * since send_k_e() could grab the proclock (if there are no active
549                  * vcores) */
550                 preempt_msg.ev_type = EV_VCORE_PREEMPT;
551                 preempt_msg.ev_arg2 = vcore2vcoreid(p, vc_i);   /* arg2 is 32 bits */
552                 send_kernel_event(p, &preempt_msg, 0);
553                 /* TODO: we may want a TAILQ_CONCAT_HEAD, or something that does that.
554                  * We need a loop for the messages, but not necessarily for the list
555                  * changes.  */
556                 TAILQ_REMOVE(&p->bulk_preempted_vcs, vc_i, list);
557                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc_i, list);
558         }
559 }
560
561 /* Run an _M.  Can be called safely on one that is already running.  Hold the
562  * lock before calling.  Other than state checks, this just starts up the _M's
563  * vcores, much like the second part of give_cores_running.  More specifically,
564  * give_cores_runnable puts cores on the online list, which this then sends
565  * messages to.  give_cores_running immediately puts them on the list and sends
566  * the message.  the two-step style may go out of fashion soon.
567  *
568  * This expects that the "instructions" for which core(s) to run this on will be
569  * in the vcoremap, which needs to be set externally (give_cores()). */
570 void __proc_run_m(struct proc *p)
571 {
572         struct vcore *vc_i;
573         switch (p->state) {
574                 case (PROC_WAITING):
575                 case (PROC_DYING):
576                         warn("ksched tried to run proc %d in state %s\n", p->pid,
577                              procstate2str(p->state));
578                         return;
579                 case (PROC_RUNNABLE_M):
580                         /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
581                          * this process.  It is set outside proc_run. */
582                         if (p->procinfo->num_vcores) {
583                                 __send_bulkp_events(p);
584                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
585                                 /* Up the refcnt, to avoid the n refcnt upping on the
586                                  * destination cores.  Keep in sync with __startcore */
587                                 proc_incref(p, p->procinfo->num_vcores * 2);
588                                 /* Send kernel messages to all online vcores (which were added
589                                  * to the list and mapped in __proc_give_cores()), making them
590                                  * turn online */
591                                 TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
592                                         send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __startcore, (long)p,
593                                                             (long)vcore2vcoreid(p, vc_i),
594                                                             (long)vc_i->nr_preempts_sent,
595                                                             KMSG_ROUTINE);
596                                 }
597                         } else {
598                                 warn("Tried to proc_run() an _M with no vcores!");
599                         }
600                         /* There a subtle race avoidance here (when we unlock after sending
601                          * the message).  __proc_startcore can handle a death message, but
602                          * we can't have the startcore come after the death message.
603                          * Otherwise, it would look like a new process.  So we hold the lock
604                          * til after we send our message, which prevents a possible death
605                          * message.
606                          * - Note there is no guarantee this core's interrupts were on, so
607                          *   it may not get the message for a while... */
608                         return;
609                 case (PROC_RUNNING_M):
610                         return;
611                 default:
612                         /* unlock just so the monitor can call something that might lock*/
613                         spin_unlock(&p->proc_lock);
614                         panic("Invalid process state %p in %s()!!", p->state, __FUNCTION__);
615         }
616 }
617
618 /* You must disable IRQs and PRKM before calling this.
619  *
620  * Actually runs the given context (trapframe) of process p on the core this
621  * code executes on.  This is called directly by __startcore, which needs to
622  * bypass the routine_kmsg check.  Interrupts should be off when you call this.
623  *
624  * A note on refcnting: this function will not return, and your proc reference
625  * will end up stored in current.  This will make no changes to p's refcnt, so
626  * do your accounting such that there is only the +1 for current.  This means if
627  * it is already in current (like in the trap return path), don't up it.  If
628  * it's already in current and you have another reference (like pid2proc or from
629  * an IPI), then down it (which is what happens in __startcore()).  If it's not
630  * in current and you have one reference, like proc_run(non_current_p), then
631  * also do nothing.  The refcnt for your *p will count for the reference stored
632  * in current. */
633 void __proc_startcore(struct proc *p, struct user_context *ctx)
634 {
635         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
636         assert(!irq_is_enabled());
637         /* Should never have ktask still set.  If we do, future syscalls could try
638          * to block later and lose track of our address space. */
639         assert(!pcpui->cur_kthread->is_ktask);
640         __set_proc_current(p);
641         /* Clear the current_ctx, since it is no longer used */
642         current_ctx = 0;        /* TODO: might not need this... */
643         proc_pop_ctx(ctx);
644 }
645
646 /* Restarts/runs the current_ctx, which must be for the current process, on the
647  * core this code executes on.  Calls an internal function to do the work.
648  *
649  * In case there are pending routine messages, like __death, __preempt, or
650  * __notify, we need to run them.  Alternatively, if there are any, we could
651  * self_ipi, and run the messages immediately after popping back to userspace,
652  * but that would have crappy overhead. */
653 void proc_restartcore(void)
654 {
655         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
656         assert(!pcpui->cur_kthread->sysc);
657         /* TODO: can probably remove this enable_irq.  it was an optimization for
658          * RKMs */
659         /* Try and get any interrupts before we pop back to userspace.  If we didn't
660          * do this, we'd just get them in userspace, but this might save us some
661          * effort/overhead. */
662         enable_irq();
663         /* Need ints disabled when we return from PRKM (race on missing
664          * messages/IPIs) */
665         disable_irq();
666         process_routine_kmsg();
667         /* If there is no owning process, just idle, since we don't know what to do.
668          * This could be because the process had been restarted a long time ago and
669          * has since left the core, or due to a KMSG like __preempt or __death. */
670         if (!pcpui->owning_proc) {
671                 abandon_core();
672                 smp_idle();
673         }
674         assert(pcpui->cur_ctx);
675         __proc_startcore(pcpui->owning_proc, pcpui->cur_ctx);
676 }
677
678 /* Destroys the process.  It will destroy the process and return any cores
679  * to the ksched via the __sched_proc_destroy() CB.
680  *
681  * Here's the way process death works:
682  * 0. grab the lock (protects state transition and core map)
683  * 1. set state to dying.  that keeps the kernel from doing anything for the
684  * process (like proc_running it).
685  * 2. figure out where the process is running (cross-core/async or RUNNING_M)
686  * 3. IPI to clean up those cores (decref, etc).
687  * 4. Unlock
688  * 5. Clean up your core, if applicable
689  * (Last core/kernel thread to decref cleans up and deallocates resources.)
690  *
691  * Note that some cores can be processing async calls, but will eventually
692  * decref.  Should think about this more, like some sort of callback/revocation.
693  *
694  * This function will now always return (it used to not return if the calling
695  * core was dying).  However, when it returns, a kernel message will eventually
696  * come in, making you abandon_core, as if you weren't running.  It may be that
697  * the only reference to p is the one you passed in, and when you decref, it'll
698  * get __proc_free()d. */
699 void proc_destroy(struct proc *p)
700 {
701         uint32_t nr_cores_revoked = 0;
702         struct kthread *sleeper;
703         struct proc *child_i, *temp;
704         /* Can't spin on the proc lock with irq disabled.  This is a problem for all
705          * places where we grab the lock, but it is particularly bad for destroy,
706          * since we tend to call this from trap and irq handlers */
707         assert(irq_is_enabled());
708         spin_lock(&p->proc_lock);
709         /* storage for pc_arr is alloced at decl, which is after grabbing the lock*/
710         uint32_t pc_arr[p->procinfo->num_vcores];
711         switch (p->state) {
712                 case PROC_DYING: /* someone else killed this already. */
713                         spin_unlock(&p->proc_lock);
714                         return;
715                 case PROC_CREATED:
716                 case PROC_RUNNABLE_S:
717                 case PROC_WAITING:
718                         break;
719                 case PROC_RUNNABLE_M:
720                 case PROC_RUNNING_M:
721                         /* Need to reclaim any cores this proc might have, even if it's not
722                          * running yet.  Those running will receive a __death */
723                         nr_cores_revoked = __proc_take_allcores(p, pc_arr, FALSE);
724                         break;
725                 case PROC_RUNNING_S:
726                         #if 0
727                         // here's how to do it manually
728                         if (current == p) {
729                                 lcr3(boot_cr3);
730                                 proc_decref(p);         /* this decref is for the cr3 */
731                                 current = NULL;
732                         }
733                         #endif
734                         send_kernel_message(get_pcoreid(p, 0), __death, 0, 0, 0,
735                                             KMSG_ROUTINE);
736                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
737                         // TODO: might need to sort num_vcores too later (VC#)
738                         /* vcore is unmapped on the receive side */
739                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
740                         /* If we ever have RUNNING_S run on non-mgmt cores, we'll need to
741                          * tell the ksched about this now-idle core (after unlocking) */
742                         break;
743                 default:
744                         warn("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
745                              __FUNCTION__);
746                         spin_unlock(&p->proc_lock);
747                         return;
748         }
749         /* At this point, a death IPI should be on its way, either from the
750          * RUNNING_S one, or from proc_take_cores with a __death.  in general,
751          * interrupts should be on when you call proc_destroy locally, but currently
752          * aren't for all things (like traphandlers). */
753         __proc_set_state(p, PROC_DYING);
754         /* Disown any children.  If we want to have init inherit or something,
755          * change __disown to set the ppid accordingly and concat this with init's
756          * list (instead of emptying it like disown does).  Careful of lock ordering
757          * between procs (need to lock to protect lists) */
758         TAILQ_FOREACH_SAFE(child_i, &p->children, sibling_link, temp) {
759                 int ret = __proc_disown_child(p, child_i);
760                 /* should never fail, lock should cover the race.  invariant: any child
761                  * on the list should have us as a parent */
762                 assert(!ret);
763         }
764         spin_unlock(&p->proc_lock);
765         /* Wake any of our kthreads waiting on children, so they can abort */
766         cv_broadcast(&p->child_wait);
767         /* we need to close files here, and not in free, since we could have a
768          * refcnt indirectly related to one of our files.  specifically, if we have
769          * a parent sleeping on our pipe, that parent won't wake up to decref until
770          * the pipe closes.  And if the parent doesnt decref, we don't free.
771          * alternatively, we could send a SIGCHILD to the parent, but that would
772          * require parent's to never ignore that signal (or risk never reaping) */
773         //close_9ns_files(p);
774         close_all_files(&p->open_files, FALSE);
775         /* Tell the ksched about our death, and which cores we freed up */
776         __sched_proc_destroy(p, pc_arr, nr_cores_revoked);
777         /* Tell our parent about our state change (to DYING) */
778         proc_signal_parent(p);
779 }
780
781 /* Can use this to signal anything that might cause a parent to wait on the
782  * child, such as termination, or (in the future) signals.  Change the state or
783  * whatever before calling. */
784 void proc_signal_parent(struct proc *child)
785 {
786         struct kthread *sleeper;
787         struct proc *parent = pid2proc(child->ppid);
788         if (!parent)
789                 return;
790         /* there could be multiple kthreads sleeping for various reasons.  even an
791          * SCP could have multiple async syscalls. */
792         cv_broadcast(&parent->child_wait);
793         /* if the parent was waiting, there's a __launch kthread KMSG out there */
794         proc_decref(parent);
795 }
796
797 /* Called when a parent is done with its child, and no longer wants to track the
798  * child, nor to allow the child to track it.  Call with a lock (cv) held.
799  * Returns 0 if we disowned, -1 on failure. */
800 int __proc_disown_child(struct proc *parent, struct proc *child)
801 {
802         /* Bail out if the child has already been reaped */
803         if (!child->ppid)
804                 return -1;
805         assert(child->ppid == parent->pid);
806         /* lock protects from concurrent inserts / removals from the list */
807         TAILQ_REMOVE(&parent->children, child, sibling_link);
808         /* After this, the child won't be able to get more refs to us, but it may
809          * still have some references in running code. */
810         child->ppid = 0;
811         proc_decref(child);     /* ref that was keeping the child alive after dying */
812         return 0;
813 }
814
815 /* Turns *p into an MCP.  Needs to be called from a local syscall of a RUNNING_S
816  * process.  Returns 0 if it succeeded, an error code otherwise. */
817 int proc_change_to_m(struct proc *p)
818 {
819         int retval = 0;
820         spin_lock(&p->proc_lock);
821         /* in case userspace erroneously tries to change more than once */
822         if (__proc_is_mcp(p))
823                 goto error_out;
824         switch (p->state) {
825                 case (PROC_RUNNING_S):
826                         /* issue with if we're async or not (need to preempt it)
827                          * either of these should trip it. TODO: (ACR) async core req
828                          * TODO: relies on vcore0 being the caller (VC#) */
829                         if ((current != p) || (get_pcoreid(p, 0) != core_id()))
830                                 panic("We don't handle async RUNNING_S core requests yet.");
831                         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
832                         assert(current_ctx);
833                         /* Copy uthread0's context to VC 0's uthread slot */
834                         vcpd->uthread_ctx = *current_ctx;
835                         clear_owning_proc(core_id());   /* so we don't restart */
836                         save_vc_fp_state(vcpd);
837                         /* Userspace needs to not fuck with notif_disabled before
838                          * transitioning to _M. */
839                         if (vcpd->notif_disabled) {
840                                 printk("[kernel] user bug: notifs disabled for vcore 0\n");
841                                 vcpd->notif_disabled = FALSE;
842                         }
843                         /* in the async case, we'll need to remotely stop and bundle
844                          * vcore0's TF.  this is already done for the sync case (local
845                          * syscall). */
846                         /* this process no longer runs on its old location (which is
847                          * this core, for now, since we don't handle async calls) */
848                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
849                         // TODO: (VC#) might need to adjust num_vcores
850                         // TODO: (ACR) will need to unmap remotely (receive-side)
851                         __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
852                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
853                         /* change to runnable_m (it's TF is already saved) */
854                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
855                         p->procinfo->is_mcp = TRUE;
856                         spin_unlock(&p->proc_lock);
857                         /* Tell the ksched that we're a real MCP now! */
858                         __sched_proc_change_to_m(p);
859                         return 0;
860                 case (PROC_RUNNABLE_S):
861                         /* Issues: being on the runnable_list, proc_set_state not liking
862                          * it, and not clearly thinking through how this would happen.
863                          * Perhaps an async call that gets serviced after you're
864                          * descheduled? */
865                         warn("Not supporting RUNNABLE_S -> RUNNABLE_M yet.\n");
866                         goto error_out;
867                 case (PROC_DYING):
868                         warn("Dying, core request coming from %d\n", core_id());
869                         goto error_out;
870                 default:
871                         goto error_out;
872         }
873 error_out:
874         spin_unlock(&p->proc_lock);
875         return -EINVAL;
876 }
877
878 /* Old code to turn a RUNNING_M to a RUNNING_S, with the calling context
879  * becoming the new 'thread0'.  Don't use this.  Caller needs to send in a
880  * pc_arr big enough for all vcores.  Will return the number of cores given up
881  * by the proc. */
882 uint32_t __proc_change_to_s(struct proc *p, uint32_t *pc_arr)
883 {
884         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
885         uint32_t num_revoked;
886         printk("[kernel] trying to transition _M -> _S (deprecated)!\n");
887         assert(p->state == PROC_RUNNING_M); // TODO: (ACR) async core req
888         /* save the context, to be restarted in _S mode */
889         assert(current_ctx);
890         p->scp_ctx = *current_ctx;
891         clear_owning_proc(core_id());   /* so we don't restart */
892         save_vc_fp_state(vcpd);
893         /* sending death, since it's not our job to save contexts or anything in
894          * this case. */
895         num_revoked = __proc_take_allcores(p, pc_arr, FALSE);
896         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
897         return num_revoked;
898 }
899
900 /* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  No locking involved, be
901  * careful. */
902 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
903 {
904         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
905 }
906
907 /* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
908  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
909 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
910 {
911         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
912         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
913 }
914
915 /* Helper function.  Try to find the pcoreid for a given virtual core id for
916  * proc p.  No locking involved, be careful.  Use this when you can tolerate a
917  * stale or otherwise 'wrong' answer. */
918 static uint32_t try_get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
919 {
920         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
921 }
922
923 /* Helper function.  Find the pcoreid for a given virtual core id for proc p.
924  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
925 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
926 {
927         assert(vcore_is_mapped(p, vcoreid));
928         return try_get_pcoreid(p, vcoreid);
929 }
930
931 /* Saves the FP state of the calling core into VCPD.  Pairs with
932  * restore_vc_fp_state().  On x86, the best case overhead of the flags:
933  *              FNINIT: 36 ns
934  *              FXSAVE: 46 ns
935  *              FXRSTR: 42 ns
936  *              Flagged FXSAVE: 50 ns
937  *              Flagged FXRSTR: 66 ns
938  *              Excess flagged FXRSTR: 42 ns
939  * If we don't do it, we'll need to initialize every VCPD at process creation
940  * time with a good FPU state (x86 control words are initialized as 0s, like the
941  * rest of VCPD). */
942 static void save_vc_fp_state(struct preempt_data *vcpd)
943 {
944         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
945         vcpd->rflags |= VC_FPU_SAVED;
946 }
947
948 /* Conditionally restores the FP state from VCPD.  If the state was not valid,
949  * we don't bother restoring and just initialize the FPU. */
950 static void restore_vc_fp_state(struct preempt_data *vcpd)
951 {
952         if (vcpd->rflags & VC_FPU_SAVED) {
953                 restore_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
954                 vcpd->rflags &= ~VC_FPU_SAVED;
955         } else {
956                 init_fp_state();
957         }
958 }
959
960 /* Helper for SCPs, saves the core's FPU state into the VCPD vc0 slot */
961 void __proc_save_fpu_s(struct proc *p)
962 {
963         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
964         save_vc_fp_state(vcpd);
965 }
966
967 /* Helper: saves the SCP's GP tf state and unmaps vcore 0.  This does *not* save
968  * the FPU state.
969  *
970  * In the future, we'll probably use vc0's space for scp_ctx and the silly
971  * state.  If we ever do that, we'll need to stop using scp_ctx (soon to be in
972  * VCPD) as a location for pcpui->cur_ctx to point (dangerous) */
973 void __proc_save_context_s(struct proc *p, struct user_context *ctx)
974 {
975         p->scp_ctx = *ctx;
976         __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
977 }
978
979 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
980  * - If RUNNING_S, you just give up your time slice and will eventually return,
981  *   possibly after WAITING on an event.
982  * - If RUNNING_M, you give up the current vcore (which never returns), and
983  *   adjust the amount of cores wanted/granted.
984  * - If you have only one vcore, you switch to WAITING.  There's no 'classic
985  *   yield' for MCPs (at least not now).  When you run again, you'll have one
986  *   guaranteed core, starting from the entry point.
987  *
988  * If the call is being nice, it means different things for SCPs and MCPs.  For
989  * MCPs, it means that it is in response to a preemption (which needs to be
990  * checked).  If there is no preemption pending, just return.  For SCPs, it
991  * means the proc wants to give up the core, but still has work to do.  If not,
992  * the proc is trying to wait on an event.  It's not being nice to others, it
993  * just has no work to do.
994  *
995  * This usually does not return (smp_idle()), so it will eat your reference.
996  * Also note that it needs a non-current/edible reference, since it will abandon
997  * and continue to use the *p (current == 0, no cr3, etc).
998  *
999  * We disable interrupts for most of it too, since we need to protect
1000  * current_ctx and not race with __notify (which doesn't play well with
1001  * concurrent yielders). */
1002 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
1003 {
1004         uint32_t vcoreid, pcoreid = core_id();
1005         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[pcoreid];
1006         struct vcore *vc;
1007         struct preempt_data *vcpd;
1008         /* Need to lock to prevent concurrent vcore changes (online, inactive, the
1009          * mapping, etc).  This plus checking the nr_preempts is enough to tell if
1010          * our vcoreid and cur_ctx ought to be here still or if we should abort */
1011         spin_lock(&p->proc_lock); /* horrible scalability.  =( */
1012         switch (p->state) {
1013                 case (PROC_RUNNING_S):
1014                         if (!being_nice) {
1015                                 /* waiting for an event to unblock us */
1016                                 vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
1017                                 /* syncing with event's SCP code.  we set waiting, then check
1018                                  * pending.  they set pending, then check waiting.  it's not
1019                                  * possible for us to miss the notif *and* for them to miss
1020                                  * WAITING.  one (or both) of us will see and make sure the proc
1021                                  * wakes up.  */
1022                                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
1023                                 wrmb(); /* don't let the state write pass the notif read */ 
1024                                 if (vcpd->notif_pending) {
1025                                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
1026                                         /* they can't handle events, just need to prevent a yield.
1027                                          * (note the notif_pendings are collapsed). */
1028                                         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
1029                                                 vcpd->notif_pending = FALSE;
1030                                         goto out_failed;
1031                                 }
1032                                 /* if we're here, we want to sleep.  a concurrent event that
1033                                  * hasn't already written notif_pending will have seen WAITING,
1034                                  * and will be spinning while we do this. */
1035                                 __proc_save_context_s(p, current_ctx);
1036                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1037                         } else {
1038                                 /* yielding to allow other processes to run.  we're briefly
1039                                  * WAITING, til we are woken up */
1040                                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
1041                                 __proc_save_context_s(p, current_ctx);
1042                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1043                                 /* immediately wake up the proc (makes it runnable) */
1044                                 proc_wakeup(p);
1045                         }
1046                         goto out_yield_core;
1047                 case (PROC_RUNNING_M):
1048                         break;                          /* will handle this stuff below */
1049                 case (PROC_DYING):              /* incoming __death */
1050                 case (PROC_RUNNABLE_M): /* incoming (bulk) preempt/myield TODO:(BULK) */
1051                         goto out_failed;
1052                 default:
1053                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1054                               __FUNCTION__);
1055         }
1056         /* This is which vcore this pcore thinks it is, regardless of any unmappings
1057          * that may have happened remotely (with __PRs waiting to run) */
1058         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1059         vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1060         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1061         /* This is how we detect whether or not a __PR happened. */
1062         if (vc->nr_preempts_sent != vc->nr_preempts_done)
1063                 goto out_failed;
1064         /* Sanity checks.  If we were preempted or are dying, we should have noticed
1065          * by now. */
1066         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
1067         assert(vcoreid == get_vcoreid(p, pcoreid));
1068         /* no reason to be nice, return */
1069         if (being_nice && !vc->preempt_pending)
1070                 goto out_failed;
1071         /* At this point, AFAIK there should be no preempt/death messages on the
1072          * way, and we're on the online list.  So we'll go ahead and do the yielding
1073          * business. */
1074         /* If there's a preempt pending, we don't need to preempt later since we are
1075          * yielding (nice or otherwise).  If not, this is just a regular yield. */
1076         if (vc->preempt_pending) {
1077                 vc->preempt_pending = 0;
1078         } else {
1079                 /* Optional: on a normal yield, check to see if we are putting them
1080                  * below amt_wanted (help with user races) and bail. */
1081                 if (p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted >=
1082                                        p->procinfo->num_vcores)
1083                         goto out_failed;
1084         }
1085         /* Don't let them yield if they are missing a notification.  Userspace must
1086          * not leave vcore context without dealing with notif_pending.
1087          * pop_user_ctx() handles leaving via uthread context.  This handles leaving
1088          * via a yield.
1089          *
1090          * This early check is an optimization.  The real check is below when it
1091          * works with the online_vcs list (syncing with event.c and INDIR/IPI
1092          * posting). */
1093         if (vcpd->notif_pending)
1094                 goto out_failed;
1095         /* Now we'll actually try to yield */
1096         printd("[K] Process %d (%p) is yielding on vcore %d\n", p->pid, p,
1097                get_vcoreid(p, pcoreid));
1098         /* Remove from the online list, add to the yielded list, and unmap
1099          * the vcore, which gives up the core. */
1100         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1101         /* Now that we're off the online list, check to see if an alert made
1102          * it through (event.c sets this) */
1103         wrmb(); /* prev write must hit before reading notif_pending */
1104         /* Note we need interrupts disabled, since a __notify can come in
1105          * and set pending to FALSE */
1106         if (vcpd->notif_pending) {
1107                 /* We lost, put it back on the list and abort the yield.  If we ever
1108                  * build an myield, we'll need a way to deal with this for all vcores */
1109                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, vc, list); /* could go HEAD */
1110                 goto out_failed;
1111         }
1112         /* Not really a kmsg, but it acts like one w.r.t. proc mgmt */
1113         pcpui_trace_kmsg(pcpui, (uintptr_t)proc_yield);
1114         /* We won the race with event sending, we can safely yield */
1115         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1116         /* Note this protects stuff userspace should look at, which doesn't
1117          * include the TAILQs. */
1118         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1119         /* Next time the vcore starts, it starts fresh */
1120         vcpd->notif_disabled = FALSE;
1121         __unmap_vcore(p, vcoreid);
1122         p->procinfo->num_vcores--;
1123         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] = p->procinfo->num_vcores;
1124         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1125         /* No more vcores?  Then we wait on an event */
1126         if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
1127                 /* consider a ksched op to tell it about us WAITING */
1128                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
1129         }
1130         spin_unlock(&p->proc_lock);
1131         /* Hand the now-idle core to the ksched */
1132         __sched_put_idle_core(p, pcoreid);
1133         goto out_yield_core;
1134 out_failed:
1135         /* for some reason we just want to return, either to take a KMSG that cleans
1136          * us up, or because we shouldn't yield (ex: notif_pending). */
1137         spin_unlock(&p->proc_lock);
1138         return;
1139 out_yield_core:                         /* successfully yielded the core */
1140         proc_decref(p);                 /* need to eat the ref passed in */
1141         /* Clean up the core and idle. */
1142         clear_owning_proc(pcoreid);     /* so we don't restart */
1143         abandon_core();
1144         smp_idle();
1145 }
1146
1147 /* Sends a notification (aka active notification, aka IPI) to p's vcore.  We
1148  * only send a notification if one they are enabled.  There's a bunch of weird
1149  * cases with this, and how pending / enabled are signals between the user and
1150  * kernel - check the documentation.  Note that pending is more about messages.
1151  * The process needs to be in vcore_context, and the reason is usually a
1152  * message.  We set pending here in case we were called to prod them into vcore
1153  * context (like via a sys_self_notify).  Also note that this works for _S
1154  * procs, if you send to vcore 0 (and the proc is running). */
1155 void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1156 {
1157         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1158         vcpd->notif_pending = TRUE;
1159         wrmb(); /* must write notif_pending before reading notif_disabled */
1160         if (!vcpd->notif_disabled) {
1161                 /* GIANT WARNING: we aren't using the proc-lock to protect the
1162                  * vcoremap.  We want to be able to use this from interrupt context,
1163                  * and don't want the proc_lock to be an irqsave.  Spurious
1164                  * __notify() kmsgs are okay (it checks to see if the right receiver
1165                  * is current). */
1166                 if (vcore_is_mapped(p, vcoreid)) {
1167                         printd("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
1168                         /* This use of try_get_pcoreid is racy, might be unmapped */
1169                         send_kernel_message(try_get_pcoreid(p, vcoreid), __notify, (long)p,
1170                                             0, 0, KMSG_ROUTINE);
1171                 }
1172         }
1173 }
1174
1175 /* Makes sure p is runnable.  Callers may spam this, so it needs to handle
1176  * repeated calls for the same event.  Callers include event delivery, SCP
1177  * yield, and new SCPs.  Will trigger __sched_.cp_wakeup() CBs.  Will only
1178  * trigger the CB once, regardless of how many times we are called, *until* the
1179  * proc becomes WAITING again, presumably because of something the ksched did.*/
1180 void proc_wakeup(struct proc *p)
1181 {
1182         spin_lock(&p->proc_lock);
1183         if (__proc_is_mcp(p)) {
1184                 /* we only wake up WAITING mcps */
1185                 if (p->state != PROC_WAITING) {
1186                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1187                         return;
1188                 }
1189                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1190                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1191                 __sched_mcp_wakeup(p);
1192                 return;
1193         } else {
1194                 /* SCPs can wake up for a variety of reasons.  the only times we need
1195                  * to do something is if it was waiting or just created.  other cases
1196                  * are either benign (just go out), or potential bugs (_Ms) */
1197                 switch (p->state) {
1198                         case (PROC_CREATED):
1199                         case (PROC_WAITING):
1200                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
1201                                 break;
1202                         case (PROC_RUNNABLE_S):
1203                         case (PROC_RUNNING_S):
1204                         case (PROC_DYING):
1205                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1206                                 return;
1207                         case (PROC_RUNNABLE_M):
1208                         case (PROC_RUNNING_M):
1209                                 warn("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1210                                      __FUNCTION__);
1211                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1212                                 return;
1213                 }
1214                 printd("[kernel] FYI, waking up an _S proc\n"); /* thanks, past brho! */
1215                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1216                 __sched_scp_wakeup(p);
1217         }
1218 }
1219
1220 /* Is the process in multi_mode / is an MCP or not?  */
1221 bool __proc_is_mcp(struct proc *p)
1222 {
1223         /* in lieu of using the amount of cores requested, or having a bunch of
1224          * states (like PROC_WAITING_M and _S), I'll just track it with a bool. */
1225         return p->procinfo->is_mcp;
1226 }
1227
1228 /************************  Preemption Functions  ******************************
1229  * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
1230  *
1231  * Careful about what takes a vcoreid and what takes a pcoreid.  Also, there may
1232  * be weird glitches with setting the state to RUNNABLE_M.  It is somewhat in
1233  * flux.  The num_vcores is changed after take_cores, but some of the messages
1234  * (or local traps) may not yet be ready to handle seeing their future state.
1235  * But they should be, so fix those when they pop up.
1236  *
1237  * Another thing to do would be to make the _core functions take a pcorelist,
1238  * and not just one pcoreid. */
1239
1240 /* Sets a preempt_pending warning for p's vcore, to go off 'when'.  If you care
1241  * about locking, do it before calling.  Takes a vcoreid! */
1242 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when)
1243 {
1244         struct event_msg local_msg = {0};
1245         /* danger with doing this unlocked: preempt_pending is set, but never 0'd,
1246          * since it is unmapped and not dealt with (TODO)*/
1247         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = when;
1248
1249         /* Send the event (which internally checks to see how they want it) */
1250         local_msg.ev_type = EV_PREEMPT_PENDING;
1251         local_msg.ev_arg1 = vcoreid;
1252         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online.
1253          * Caller needs to make sure the core was online/mapped. */
1254         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1255         send_kernel_event(p, &local_msg, vcoreid);
1256
1257         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1258          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1259 }
1260
1261 /* Warns all active vcores of an impending preemption.  Hold the lock if you
1262  * care about the mapping (and you should). */
1263 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when)
1264 {
1265         struct vcore *vc_i;
1266         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1267                 __proc_preempt_warn(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), when);
1268         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1269          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1270 }
1271
1272 // TODO: function to set an alarm, if none is outstanding
1273
1274 /* Raw function to preempt a single core.  If you care about locking, do it
1275  * before calling. */
1276 void __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1277 {
1278         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
1279         struct event_msg preempt_msg = {0};
1280         /* works with nr_preempts_done to signal completion of a preemption */
1281         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].nr_preempts_sent++;
1282         // expects a pcorelist.  assumes pcore is mapped and running_m
1283         __proc_take_corelist(p, &pcoreid, 1, TRUE);
1284         /* Only send the message if we have an online core.  o/w, it would fuck
1285          * us up (deadlock), and hey don't need a message.  the core we just took
1286          * will be the first one to be restarted.  It will look like a notif.  in
1287          * the future, we could send the event if we want, but the caller needs to
1288          * do that (after unlocking). */
1289         if (!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs)) {
1290                 preempt_msg.ev_type = EV_VCORE_PREEMPT;
1291                 preempt_msg.ev_arg2 = vcoreid;
1292                 send_kernel_event(p, &preempt_msg, 0);
1293         }
1294 }
1295
1296 /* Raw function to preempt every vcore.  If you care about locking, do it before
1297  * calling. */
1298 uint32_t __proc_preempt_all(struct proc *p, uint32_t *pc_arr)
1299 {
1300         struct vcore *vc_i;
1301         /* TODO:(BULK) PREEMPT - don't bother with this, set a proc wide flag, or
1302          * just make us RUNNABLE_M.  Note this is also used by __map_vcore. */
1303         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1304                 vc_i->nr_preempts_sent++;
1305         return __proc_take_allcores(p, pc_arr, TRUE);
1306 }
1307
1308 /* Warns and preempts a vcore from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1309  * warning will be for u usec from now.  Returns TRUE if the core belonged to
1310  * the proc (and thus preempted), False if the proc no longer has the core. */
1311 bool proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec)
1312 {
1313         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1314         bool retval = FALSE;
1315         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1316                 /* more of an FYI for brho.  should be harmless to just return. */
1317                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1318                 return FALSE;
1319         }
1320         spin_lock(&p->proc_lock);
1321         if (is_mapped_vcore(p, pcoreid)) {
1322                 __proc_preempt_warn(p, get_vcoreid(p, pcoreid), warn_time);
1323                 __proc_preempt_core(p, pcoreid);
1324                 /* we might have taken the last core */
1325                 if (!p->procinfo->num_vcores)
1326                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1327                 retval = TRUE;
1328         }
1329         spin_unlock(&p->proc_lock);
1330         return retval;
1331 }
1332
1333 /* Warns and preempts all from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1334  * warning will be for u usec from now. */
1335 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec)
1336 {
1337         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1338         uint32_t num_revoked = 0;
1339         spin_lock(&p->proc_lock);
1340         /* storage for pc_arr is alloced at decl, which is after grabbing the lock*/
1341         uint32_t pc_arr[p->procinfo->num_vcores];
1342         /* DYING could be okay */
1343         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1344                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1345                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1346                 return;
1347         }
1348         __proc_preempt_warnall(p, warn_time);
1349         num_revoked = __proc_preempt_all(p, pc_arr);
1350         assert(!p->procinfo->num_vcores);
1351         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1352         spin_unlock(&p->proc_lock);
1353         /* TODO: when we revise this func, look at __put_idle */
1354         /* Return the cores to the ksched */
1355         if (num_revoked)
1356                 __sched_put_idle_cores(p, pc_arr, num_revoked);
1357 }
1358
1359 /* Give the specific pcore to proc p.  Lots of assumptions, so don't really use
1360  * this.  The proc needs to be _M and prepared for it.  the pcore needs to be
1361  * free, etc. */
1362 void proc_give(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1363 {
1364         warn("Your idlecoremap is now screwed up");     /* TODO (IDLE) */
1365         spin_lock(&p->proc_lock);
1366         // expects a pcorelist, we give it a list of one
1367         __proc_give_cores(p, &pcoreid, 1);
1368         spin_unlock(&p->proc_lock);
1369 }
1370
1371 /* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
1372  * out). */
1373 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *p)
1374 {
1375         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1376         if (pcpui->owning_proc == p) {
1377                 return pcpui->owning_vcoreid;
1378         } else {
1379                 warn("Asked for vcoreid for %p, but %p is pwns", p, pcpui->owning_proc);
1380                 return (uint32_t)-1;
1381         }
1382 }
1383
1384 /* TODO: make all of these static inlines when we gut the env crap */
1385 bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1386 {
1387         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid;
1388 }
1389
1390 /* Can do this, or just create a new field and save it in the vcoremap */
1391 uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc)
1392 {
1393         return (vc - p->procinfo->vcoremap);
1394 }
1395
1396 struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1397 {
1398         return &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
1399 }
1400
1401 /********** Core granting (bulk and single) ***********/
1402
1403 /* Helper: gives pcore to the process, mapping it to the next available vcore
1404  * from list vc_list.  Returns TRUE if we succeeded (non-empty).  If you pass in
1405  * **vc, we'll tell you which vcore it was. */
1406 static bool __proc_give_a_pcore(struct proc *p, uint32_t pcore,
1407                                 struct vcore_tailq *vc_list, struct vcore **vc)
1408 {
1409         struct vcore *new_vc;
1410         new_vc = TAILQ_FIRST(vc_list);
1411         if (!new_vc)
1412                 return FALSE;
1413         printd("setting vcore %d to pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, new_vc),
1414                pcore);
1415         TAILQ_REMOVE(vc_list, new_vc, list);
1416         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1417         __map_vcore(p, vcore2vcoreid(p, new_vc), pcore);
1418         if (vc)
1419                 *vc = new_vc;
1420         return TRUE;
1421 }
1422
1423 static void __proc_give_cores_runnable(struct proc *p, uint32_t *pc_arr,
1424                                        uint32_t num)
1425 {
1426         assert(p->state == PROC_RUNNABLE_M);
1427         assert(num);    /* catch bugs */
1428         /* add new items to the vcoremap */
1429         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);/* unncessary if offline */
1430         p->procinfo->num_vcores += num;
1431         for (int i = 0; i < num; i++) {
1432                 /* Try from the bulk list first */
1433                 if (__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->bulk_preempted_vcs, 0))
1434                         continue;
1435                 /* o/w, try from the inactive list.  at one point, i thought there might
1436                  * be a legit way in which the inactive list could be empty, but that i
1437                  * wanted to catch it via an assert. */
1438                 assert(__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->inactive_vcs, 0));
1439         }
1440         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1441 }
1442
1443 static void __proc_give_cores_running(struct proc *p, uint32_t *pc_arr,
1444                                       uint32_t num)
1445 {
1446         struct vcore *vc_i;
1447         /* Up the refcnt, since num cores are going to start using this
1448          * process and have it loaded in their owning_proc and 'current'. */
1449         proc_incref(p, num * 2);        /* keep in sync with __startcore */
1450         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1451         p->procinfo->num_vcores += num;
1452         assert(TAILQ_EMPTY(&p->bulk_preempted_vcs));
1453         for (int i = 0; i < num; i++) {
1454                 assert(__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->inactive_vcs, &vc_i));
1455                 send_kernel_message(pc_arr[i], __startcore, (long)p,
1456                                     (long)vcore2vcoreid(p, vc_i), 
1457                                     (long)vc_i->nr_preempts_sent, KMSG_ROUTINE);
1458         }
1459         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1460 }
1461
1462 /* Gives process p the additional num cores listed in pcorelist.  If the proc is
1463  * not RUNNABLE_M or RUNNING_M, this will fail and allocate none of the core
1464  * (and return -1).  If you're RUNNING_M, this will startup your new cores at
1465  * the entry point with their virtual IDs (or restore a preemption).  If you're
1466  * RUNNABLE_M, you should call __proc_run_m after this so that the process can
1467  * start to use its cores.  In either case, this returns 0.
1468  *
1469  * If you're *_S, make sure your core0's TF is set (which is done when coming in
1470  * via arch/trap.c and we are RUNNING_S), change your state, then call this.
1471  * Then call __proc_run_m().
1472  *
1473  * The reason I didn't bring the _S cases from core_request over here is so we
1474  * can keep this family of calls dealing with only *_Ms, to avoiding caring if
1475  * this is called from another core, and to avoid the _S -> _M transition.
1476  *
1477  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1478 int __proc_give_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num)
1479 {
1480         /* should never happen: */
1481         assert(num + p->procinfo->num_vcores <= MAX_NUM_CPUS);
1482         switch (p->state) {
1483                 case (PROC_RUNNABLE_S):
1484                 case (PROC_RUNNING_S):
1485                         warn("Don't give cores to a process in a *_S state!\n");
1486                         return -1;
1487                 case (PROC_DYING):
1488                 case (PROC_WAITING):
1489                         /* can't accept, just fail */
1490                         return -1;
1491                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1492                         __proc_give_cores_runnable(p, pc_arr, num);
1493                         break;
1494                 case (PROC_RUNNING_M):
1495                         __proc_give_cores_running(p, pc_arr, num);
1496                         break;
1497                 default:
1498                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1499                               __FUNCTION__);
1500         }
1501         /* TODO: considering moving to the ksched (hard, due to yield) */
1502         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] += num;
1503         return 0;
1504 }
1505
1506 /********** Core revocation (bulk and single) ***********/
1507
1508 /* Revokes a single vcore from a process (unmaps or sends a KMSG to unmap). */
1509 static void __proc_revoke_core(struct proc *p, uint32_t vcoreid, bool preempt)
1510 {
1511         uint32_t pcoreid = get_pcoreid(p, vcoreid);
1512         struct preempt_data *vcpd;
1513         if (preempt) {
1514                 /* Lock the vcore's state (necessary for preemption recovery) */
1515                 vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1516                 atomic_or(&vcpd->flags, VC_K_LOCK);
1517                 send_kernel_message(pcoreid, __preempt, (long)p, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
1518         } else {
1519                 send_kernel_message(pcoreid, __death, 0, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
1520         }
1521 }
1522
1523 /* Revokes all cores from the process (unmaps or sends a KMSGS). */
1524 static void __proc_revoke_allcores(struct proc *p, bool preempt)
1525 {
1526         struct vcore *vc_i;
1527         /* TODO: if we ever get broadcast messaging, use it here (still need to lock
1528          * the vcores' states for preemption) */
1529         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1530                 __proc_revoke_core(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), preempt);
1531 }
1532
1533 /* Might be faster to scan the vcoremap than to walk the list... */
1534 static void __proc_unmap_allcores(struct proc *p)
1535 {
1536         struct vcore *vc_i;
1537         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1538                 __unmap_vcore(p, vcore2vcoreid(p, vc_i));
1539 }
1540
1541 /* Takes (revoke via kmsg or unmap) from process p the num cores listed in
1542  * pc_arr.  Will preempt if 'preempt' is set.  o/w, no state will be saved, etc.
1543  * Don't use this for taking all of a process's cores.
1544  *
1545  * Make sure you hold the lock when you call this, and make sure that the pcore
1546  * actually belongs to the proc, non-trivial due to other __preempt messages. */
1547 void __proc_take_corelist(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num,
1548                           bool preempt)
1549 {
1550         struct vcore *vc;
1551         uint32_t vcoreid;
1552         assert(p->state & (PROC_RUNNING_M | PROC_RUNNABLE_M));
1553         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1554         for (int i = 0; i < num; i++) {
1555                 vcoreid = get_vcoreid(p, pc_arr[i]);
1556                 /* Sanity check */
1557                 assert(pc_arr[i] == get_pcoreid(p, vcoreid));
1558                 /* Revoke / unmap core */
1559                 if (p->state == PROC_RUNNING_M)
1560                         __proc_revoke_core(p, vcoreid, preempt);
1561                 __unmap_vcore(p, vcoreid);
1562                 /* Change lists for the vcore.  Note, the vcore is already unmapped
1563                  * and/or the messages are already in flight.  The only code that looks
1564                  * at the lists without holding the lock is event code. */
1565                 vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1566                 TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1567                 /* even for single preempts, we use the inactive list.  bulk preempt is
1568                  * only used for when we take everything. */
1569                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1570         }
1571         p->procinfo->num_vcores -= num;
1572         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1573         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] -= num;
1574 }
1575
1576 /* Takes all cores from a process (revoke via kmsg or unmap), putting them on
1577  * the appropriate vcore list, and fills pc_arr with the pcores revoked, and
1578  * returns the number of entries in pc_arr.
1579  *
1580  * Make sure pc_arr is big enough to handle num_vcores().
1581  * Make sure you hold the lock when you call this. */
1582 uint32_t __proc_take_allcores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, bool preempt)
1583 {
1584         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
1585         uint32_t num = 0;
1586         assert(p->state & (PROC_RUNNING_M | PROC_RUNNABLE_M));
1587         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1588         /* Write out which pcores we're going to take */
1589         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1590                 pc_arr[num++] = vc_i->pcoreid;
1591         /* Revoke if they are running, and unmap.  Both of these need the online
1592          * list to not be changed yet. */
1593         if (p->state == PROC_RUNNING_M)
1594                 __proc_revoke_allcores(p, preempt);
1595         __proc_unmap_allcores(p);
1596         /* Move the vcores from online to the head of the appropriate list */
1597         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->online_vcs, list, vc_temp) {
1598                 /* TODO: we may want a TAILQ_CONCAT_HEAD, or something that does that */
1599                 TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc_i, list);
1600                 /* Put the cores on the appropriate list */
1601                 if (preempt)
1602                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->bulk_preempted_vcs, vc_i, list);
1603                 else
1604                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc_i, list);
1605         }
1606         assert(TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1607         assert(num == p->procinfo->num_vcores);
1608         p->procinfo->num_vcores = 0;
1609         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1610         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] = 0;
1611         return num;
1612 }
1613
1614 /* Helper to do the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1615  * calling. */
1616 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid)
1617 {
1618         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid = pcoreid;
1619         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = TRUE;
1620         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid = vcoreid;
1621         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid = TRUE;
1622 }
1623
1624 /* Helper to unmap the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1625  * calling. */
1626 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1627 {
1628         p->procinfo->pcoremap[p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid].valid = FALSE;
1629         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = FALSE;
1630 }
1631
1632 /* Stop running whatever context is on this core and load a known-good cr3.
1633  * Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the process's
1634  * context.
1635  *
1636  * This does not clear the owning proc.  Use the other helper for that. */
1637 void abandon_core(void)
1638 {
1639         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1640         /* Syscalls that don't return will ultimately call abadon_core(), so we need
1641          * to make sure we don't think we are still working on a syscall. */
1642         pcpui->cur_kthread->sysc = 0;
1643         pcpui->cur_kthread->errbuf = 0; /* just in case */
1644         if (pcpui->cur_proc)
1645                 __abandon_core();
1646 }
1647
1648 /* Helper to clear the core's owning processor and manage refcnting.  Pass in
1649  * core_id() to save a couple core_id() calls. */
1650 void clear_owning_proc(uint32_t coreid)
1651 {
1652         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1653         struct proc *p = pcpui->owning_proc;
1654         pcpui->owning_proc = 0;
1655         pcpui->owning_vcoreid = 0xdeadbeef;
1656         pcpui->cur_ctx = 0;                     /* catch bugs for now (may go away) */
1657         if (p)
1658                 proc_decref(p);
1659 }
1660
1661 /* Switches to the address space/context of new_p, doing nothing if we are
1662  * already in new_p.  This won't add extra refcnts or anything, and needs to be
1663  * paired with switch_back() at the end of whatever function you are in.  Don't
1664  * migrate cores in the middle of a pair.  Specifically, the uncounted refs are
1665  * one for the old_proc, which is passed back to the caller, and new_p is
1666  * getting placed in cur_proc. */
1667 struct proc *switch_to(struct proc *new_p)
1668 {
1669         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1670         struct proc *old_proc;
1671         old_proc = pcpui->cur_proc;                                     /* uncounted ref */
1672         /* If we aren't the proc already, then switch to it */
1673         if (old_proc != new_p) {
1674                 pcpui->cur_proc = new_p;                                /* uncounted ref */
1675                 lcr3(new_p->env_cr3);
1676         }
1677         return old_proc;
1678 }
1679
1680 /* This switches back to old_proc from new_p.  Pair it with switch_to(), and
1681  * pass in its return value for old_proc. */
1682 void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc)
1683 {
1684         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1685         if (old_proc != new_p) {
1686                 pcpui->cur_proc = old_proc;
1687                 if (old_proc)
1688                         lcr3(old_proc->env_cr3);
1689                 else
1690                         lcr3(boot_cr3);
1691         }
1692 }
1693
1694 /* Will send a TLB shootdown message to every vcore in the main address space
1695  * (aka, all vcores for now).  The message will take the start and end virtual
1696  * addresses as well, in case we want to be more clever about how much we
1697  * shootdown and batching our messages.  Should do the sanity about rounding up
1698  * and down in this function too.
1699  *
1700  * Would be nice to have a broadcast kmsg at this point.  Note this may send a
1701  * message to the calling core (interrupting it, possibly while holding the
1702  * proc_lock).  We don't need to process routine messages since it's an
1703  * immediate message. */
1704 void proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end)
1705 {
1706         struct vcore *vc_i;
1707         /* TODO: we might be able to avoid locking here in the future (we must hit
1708          * all online, and we can check __mapped).  it'll be complicated. */
1709         spin_lock(&p->proc_lock);
1710         switch (p->state) {
1711                 case (PROC_RUNNING_S):
1712                         tlbflush();
1713                         break;
1714                 case (PROC_RUNNING_M):
1715                         /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
1716                         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
1717                                 send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __tlbshootdown, start, end,
1718                                                     0, KMSG_IMMEDIATE);
1719                         }
1720                         break;
1721                 case (PROC_DYING):
1722                         /* if it is dying, death messages are already on the way to all
1723                          * cores, including ours, which will clear the TLB. */
1724                         break;
1725                 default:
1726                         /* will probably get this when we have the short handlers */
1727                         warn("Unexpected case %s in %s", procstate2str(p->state),
1728                              __FUNCTION__);
1729         }
1730         spin_unlock(&p->proc_lock);
1731 }
1732
1733 /* Helper, used by __startcore and __set_curctx, which sets up cur_ctx to run a
1734  * given process's vcore.  Caller needs to set up things like owning_proc and
1735  * whatnot.  Note that we might not have p loaded as current. */
1736 static void __set_curctx_to_vcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
1737                                     uint32_t old_nr_preempts_sent)
1738 {
1739         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1740         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1741         struct vcore *vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1742         /* Spin until our vcore's old preemption is done.  When __SC was sent, we
1743          * were told what the nr_preempts_sent was at that time.  Once that many are
1744          * done, it is time for us to run.  This forces a 'happens-before' ordering
1745          * on a __PR of our VC before this __SC of the VC.  Note the nr_done should
1746          * not exceed old_nr_sent, since further __PR are behind this __SC in the
1747          * KMSG queue. */
1748         while (old_nr_preempts_sent != vc->nr_preempts_done)
1749                 cpu_relax();
1750         cmb();  /* read nr_done before any other rd or wr.  CPU mb in the atomic. */
1751         /* Mark that this vcore as no longer preempted.  No danger of clobbering
1752          * other writes, since this would get turned on in __preempt (which can't be
1753          * concurrent with this function on this core), and the atomic is just
1754          * toggling the one bit (a concurrent VC_K_LOCK will work) */
1755         atomic_and(&vcpd->flags, ~VC_PREEMPTED);
1756         /* Once the VC is no longer preempted, we allow it to receive msgs.  We
1757          * could let userspace do it, but handling it here makes it easier for them
1758          * to handle_indirs (when they turn this flag off).  Note the atomics
1759          * provide the needed barriers (cmb and mb on flags). */
1760         atomic_or(&vcpd->flags, VC_CAN_RCV_MSG);
1761         printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1762                core_id(), p->pid, vcoreid);
1763         /* If notifs are disabled, the vcore was in vcore context and we need to
1764          * restart the vcore_ctx.  o/w, we give them a fresh vcore (which is also
1765          * what happens the first time a vcore comes online).  No matter what,
1766          * they'll restart in vcore context.  It's just a matter of whether or not
1767          * it is the old, interrupted vcore context. */
1768         if (vcpd->notif_disabled) {
1769                 /* copy-in the tf we'll pop, then set all security-related fields */
1770                 pcpui->actual_ctx = vcpd->vcore_ctx;
1771                 proc_secure_ctx(&pcpui->actual_ctx);
1772         } else { /* not restarting from a preemption, use a fresh vcore */
1773                 assert(vcpd->transition_stack);
1774                 proc_init_ctx(&pcpui->actual_ctx, vcoreid, p->env_entry,
1775                               vcpd->transition_stack, vcpd->vcore_tls_desc);
1776                 /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
1777                 vcpd->notif_disabled = TRUE;
1778         }
1779         /* Regardless of whether or not we have a 'fresh' VC, we need to restore the
1780          * FPU state for the VC according to VCPD (which means either a saved FPU
1781          * state or a brand new init).  Starting a fresh VC is just referring to the
1782          * GP context we run.  The vcore itself needs to have the FPU state loaded
1783          * from when it previously ran and was saved (or a fresh FPU if it wasn't
1784          * saved).  For fresh FPUs, the main purpose is for limiting info leakage.
1785          * I think VCs that don't need FPU state for some reason (like having a
1786          * current_uthread) can handle any sort of FPU state, since it gets sorted
1787          * when they pop their next uthread.
1788          *
1789          * Note this can cause a GP fault on x86 if the state is corrupt.  In lieu
1790          * of reading in the huge FP state and mucking with mxcsr_mask, we should
1791          * handle this like a KPF on user code. */
1792         restore_vc_fp_state(vcpd);
1793         /* cur_ctx was built above (in actual_ctx), now use it */
1794         pcpui->cur_ctx = &pcpui->actual_ctx;
1795         /* this cur_ctx will get run when the kernel returns / idles */
1796 }
1797
1798 /* Changes calling vcore to be vcoreid.  enable_my_notif tells us about how the
1799  * state calling vcore wants to be left in.  It will look like caller_vcoreid
1800  * was preempted.  Note we don't care about notif_pending.
1801  *
1802  * Will return:
1803  *              0 if we successfully changed to the target vcore.
1804  *              -EBUSY if the target vcore is already mapped (a good kind of failure)
1805  *              -EAGAIN if we failed for some other reason and need to try again.  For
1806  *              example, the caller could be preempted, and we never even attempted to
1807  *              change.
1808  *              -EINVAL some userspace bug */
1809 int proc_change_to_vcore(struct proc *p, uint32_t new_vcoreid,
1810                          bool enable_my_notif)
1811 {
1812         uint32_t caller_vcoreid, pcoreid = core_id();
1813         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[pcoreid];
1814         struct preempt_data *caller_vcpd;
1815         struct vcore *caller_vc, *new_vc;
1816         struct event_msg preempt_msg = {0};
1817         int retval = -EAGAIN;   /* by default, try again */
1818         /* Need to not reach outside the vcoremap, which might be smaller in the
1819          * future, but should always be as big as max_vcores */
1820         if (new_vcoreid >= p->procinfo->max_vcores)
1821                 return -EINVAL;
1822         /* Need to lock to prevent concurrent vcore changes, like in yield. */
1823         spin_lock(&p->proc_lock);
1824         /* new_vcoreid is already runing, abort */
1825         if (vcore_is_mapped(p, new_vcoreid)) {
1826                 retval = -EBUSY;
1827                 goto out_locked;
1828         }
1829         /* Need to make sure our vcore is allowed to switch.  We might have a
1830          * __preempt, __death, etc, coming in.  Similar to yield. */
1831         switch (p->state) {
1832                 case (PROC_RUNNING_M):
1833                         break;                          /* the only case we can proceed */
1834                 case (PROC_RUNNING_S):  /* user bug, just return */
1835                 case (PROC_DYING):              /* incoming __death */
1836                 case (PROC_RUNNABLE_M): /* incoming (bulk) preempt/myield TODO:(BULK) */
1837                         goto out_locked;
1838                 default:
1839                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1840                               __FUNCTION__);
1841         }
1842         /* This is which vcore this pcore thinks it is, regardless of any unmappings
1843          * that may have happened remotely (with __PRs waiting to run) */
1844         caller_vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1845         caller_vc = vcoreid2vcore(p, caller_vcoreid);
1846         caller_vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[caller_vcoreid];
1847         /* This is how we detect whether or not a __PR happened.  If it did, just
1848          * abort and handle the kmsg.  No new __PRs are coming since we hold the
1849          * lock.  This also detects a __PR followed by a __SC for the same VC. */
1850         if (caller_vc->nr_preempts_sent != caller_vc->nr_preempts_done)
1851                 goto out_locked;
1852         /* Sanity checks.  If we were preempted or are dying, we should have noticed
1853          * by now. */
1854         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
1855         assert(caller_vcoreid == get_vcoreid(p, pcoreid));
1856         /* Should only call from vcore context */
1857         if (!caller_vcpd->notif_disabled) {
1858                 retval = -EINVAL;
1859                 printk("[kernel] You tried to change vcores from uthread ctx\n");
1860                 goto out_locked;
1861         }
1862         /* Ok, we're clear to do the switch.  Lets figure out who the new one is */
1863         new_vc = vcoreid2vcore(p, new_vcoreid);
1864         printd("[kernel] changing vcore %d to vcore %d\n", caller_vcoreid,
1865                new_vcoreid);
1866         /* enable_my_notif signals how we'll be restarted */
1867         if (enable_my_notif) {
1868                 /* if they set this flag, then the vcore can just restart from scratch,
1869                  * and we don't care about either the uthread_ctx or the vcore_ctx. */
1870                 caller_vcpd->notif_disabled = FALSE;
1871                 /* Don't need to save the FPU.  There should be no uthread or other
1872                  * reason to return to the FPU state. */
1873         } else {
1874                 /* need to set up the calling vcore's ctx so that it'll get restarted by
1875                  * __startcore, to make the caller look like it was preempted. */
1876                 caller_vcpd->vcore_ctx = *current_ctx;
1877                 save_vc_fp_state(caller_vcpd);
1878                 /* Mark our core as preempted (for userspace recovery). */
1879                 atomic_or(&caller_vcpd->flags, VC_PREEMPTED);
1880         }
1881         /* Either way, unmap and offline our current vcore */
1882         /* Move the caller from online to inactive */
1883         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, caller_vc, list);
1884         /* We don't bother with the notif_pending race.  note that notif_pending
1885          * could still be set.  this was a preempted vcore, and userspace will need
1886          * to deal with missed messages (preempt_recover() will handle that) */
1887         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, caller_vc, list);
1888         /* Move the new one from inactive to online */
1889         TAILQ_REMOVE(&p->inactive_vcs, new_vc, list);
1890         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1891         /* Change the vcore map */
1892         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1893         __unmap_vcore(p, caller_vcoreid);
1894         __map_vcore(p, new_vcoreid, pcoreid);
1895         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1896         /* Send either a PREEMPT msg or a CHECK_MSGS msg.  If they said to
1897          * enable_my_notif, then all userspace needs is to check messages, not a
1898          * full preemption recovery. */
1899         preempt_msg.ev_type = (enable_my_notif ? EV_CHECK_MSGS : EV_VCORE_PREEMPT);
1900         preempt_msg.ev_arg2 = caller_vcoreid;   /* arg2 is 32 bits */
1901         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online.
1902          * In this case, it's the one we just changed to. */
1903         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1904         send_kernel_event(p, &preempt_msg, new_vcoreid);
1905         /* So this core knows which vcore is here. (cur_proc and owning_proc are
1906          * already correct): */
1907         pcpui->owning_vcoreid = new_vcoreid;
1908         /* Until we set_curctx, we don't really have a valid current tf.  The stuff
1909          * in that old one is from our previous vcore, not the current
1910          * owning_vcoreid.  This matters for other KMSGS that will run before
1911          * __set_curctx (like __notify). */
1912         pcpui->cur_ctx = 0;
1913         /* Need to send a kmsg to finish.  We can't set_curctx til the __PR is done,
1914          * but we can't spin right here while holding the lock (can't spin while
1915          * waiting on a message, roughly) */
1916         send_kernel_message(pcoreid, __set_curctx, (long)p, (long)new_vcoreid,
1917                             (long)new_vc->nr_preempts_sent, KMSG_ROUTINE);
1918         retval = 0;
1919         /* Fall through to exit */
1920 out_locked:
1921         spin_unlock(&p->proc_lock);
1922         return retval;
1923 }
1924
1925 /* Kernel message handler to start a process's context on this core, when the
1926  * core next considers running a process.  Tightly coupled with __proc_run_m().
1927  * Interrupts are disabled. */
1928 void __startcore(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1929 {
1930         uint32_t vcoreid = (uint32_t)a1;
1931         uint32_t coreid = core_id();
1932         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1933         struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
1934         uint32_t old_nr_preempts_sent = (uint32_t)a2;
1935
1936         assert(p_to_run);
1937         /* Can not be any TF from a process here already */
1938         assert(!pcpui->owning_proc);
1939         /* the sender of the kmsg increfed already for this saved ref to p_to_run */
1940         pcpui->owning_proc = p_to_run;
1941         pcpui->owning_vcoreid = vcoreid;
1942         /* sender increfed again, assuming we'd install to cur_proc.  only do this
1943          * if no one else is there.  this is an optimization, since we expect to
1944          * send these __startcores to idles cores, and this saves a scramble to
1945          * incref when all of the cores restartcore/startcore later.  Keep in sync
1946          * with __proc_give_cores() and __proc_run_m(). */
1947         if (!pcpui->cur_proc) {
1948                 pcpui->cur_proc = p_to_run;     /* install the ref to cur_proc */
1949                 lcr3(p_to_run->env_cr3);        /* load the page tables to match cur_proc */
1950         } else {
1951                 proc_decref(p_to_run);          /* can't install, decref the extra one */
1952         }
1953         /* Note we are not necessarily in the cr3 of p_to_run */
1954         /* Now that we sorted refcnts and know p / which vcore it should be, set up
1955          * pcpui->cur_ctx so that it will run that particular vcore */
1956         __set_curctx_to_vcoreid(p_to_run, vcoreid, old_nr_preempts_sent);
1957 }
1958
1959 /* Kernel message handler to load a proc's vcore context on this core.  Similar
1960  * to __startcore, except it is used when p already controls the core (e.g.
1961  * change_to).  Since the core is already controlled, pcpui such as owning proc,
1962  * vcoreid, and cur_proc are all already set. */
1963 void __set_curctx(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1964 {
1965         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1966         uint32_t vcoreid = (uint32_t)a1;
1967         uint32_t old_nr_preempts_sent = (uint32_t)a2;
1968         __set_curctx_to_vcoreid(p, vcoreid, old_nr_preempts_sent);
1969 }
1970
1971 /* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif.  Try
1972  * not to grab locks or write access to anything that isn't per-core in here. */
1973 void __notify(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1974 {
1975         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1976         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1977         struct preempt_data *vcpd;
1978         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1979
1980         /* Not the right proc */
1981         if (p != pcpui->owning_proc)
1982                 return;
1983         /* the core might be owned, but not have a valid cur_ctx (if we're in the
1984          * process of changing */
1985         if (!pcpui->cur_ctx)
1986                 return;
1987         /* Common cur_ctx sanity checks.  Note cur_ctx could be an _S's scp_ctx */
1988         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1989         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1990         /* for SCPs that haven't (and might never) call vc_event_init, like rtld.
1991          * this is harmless for MCPS to check this */
1992         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
1993                 return;
1994         printd("received active notification for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1995                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
1996         /* sort signals.  notifs are now masked, like an interrupt gate */
1997         if (vcpd->notif_disabled)
1998                 return;
1999         vcpd->notif_disabled = TRUE;
2000         /* save the old ctx in the uthread slot, build and pop a new one.  Note that
2001          * silly state isn't our business for a notification. */
2002         vcpd->uthread_ctx = *pcpui->cur_ctx;
2003         memset(pcpui->cur_ctx, 0, sizeof(struct user_context));
2004         proc_init_ctx(pcpui->cur_ctx, vcoreid, p->env_entry,
2005                       vcpd->transition_stack, vcpd->vcore_tls_desc);
2006         /* this cur_ctx will get run when the kernel returns / idles */
2007 }
2008
2009 void __preempt(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
2010 {
2011         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
2012         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
2013         struct preempt_data *vcpd;
2014         struct proc *p = (struct proc*)a0;
2015
2016         assert(p);
2017         if (p != pcpui->owning_proc) {
2018                 panic("__preempt arrived for a process (%p) that was not owning (%p)!",
2019                       p, pcpui->owning_proc);
2020         }
2021         /* Common cur_ctx sanity checks */
2022         assert(pcpui->cur_ctx);
2023         assert(pcpui->cur_ctx == &pcpui->actual_ctx);
2024         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
2025         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
2026         printd("[kernel] received __preempt for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
2027                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
2028         /* if notifs are disabled, the vcore is in vcore context (as far as we're
2029          * concerned), and we save it in the vcore slot. o/w, we save the process's
2030          * cur_ctx in the uthread slot, and it'll appear to the vcore when it comes
2031          * back up the uthread just took a notification. */
2032         if (vcpd->notif_disabled)
2033                 vcpd->vcore_ctx = *pcpui->cur_ctx;
2034         else
2035                 vcpd->uthread_ctx = *pcpui->cur_ctx;
2036         /* Userspace in a preemption handler on another core might be copying FP
2037          * state from memory (VCPD) at the moment, and if so we don't want to
2038          * clobber it.  In this rare case, our current core's FPU state should be
2039          * the same as whatever is in VCPD, so this shouldn't be necessary, but the
2040          * arch-specific save function might do something other than write out
2041          * bit-for-bit the exact same data.  Checking STEALING suffices, since we
2042          * hold the K_LOCK (preventing userspace from starting a fresh STEALING
2043          * phase concurrently). */
2044         if (!(atomic_read(&vcpd->flags) & VC_UTHREAD_STEALING))
2045                 save_vc_fp_state(vcpd);
2046         /* Mark the vcore as preempted and unlock (was locked by the sender). */
2047         atomic_or(&vcpd->flags, VC_PREEMPTED);
2048         atomic_and(&vcpd->flags, ~VC_K_LOCK);
2049         /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
2050         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
2051         wmb();  /* make sure everything else hits before we finish the preempt */
2052         /* up the nr_done, which signals the next __startcore for this vc */
2053         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].nr_preempts_done++;
2054         /* We won't restart the process later.  current gets cleared later when we
2055          * notice there is no owning_proc and we have nothing to do (smp_idle,
2056          * restartcore, etc) */
2057         clear_owning_proc(coreid);
2058 }
2059
2060 /* Kernel message handler to clean up the core when a process is dying.
2061  * Note this leaves no trace of what was running.
2062  * It's okay if death comes to a core that's already idling and has no current.
2063  * It could happen if a process decref'd before __proc_startcore could incref. */
2064 void __death(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
2065 {
2066         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
2067         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
2068         struct proc *p = pcpui->owning_proc;
2069         if (p) {
2070                 vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
2071                 printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
2072                        coreid, p->pid, vcoreid);
2073                 /* We won't restart the process later.  current gets cleared later when
2074                  * we notice there is no owning_proc and we have nothing to do
2075                  * (smp_idle, restartcore, etc) */
2076                 clear_owning_proc(coreid);
2077         }
2078 }
2079
2080 /* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
2081  * addresses from a0 to a1. */
2082 void __tlbshootdown(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
2083 {
2084         /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
2085         tlbflush();
2086 }
2087
2088 void print_allpids(void)
2089 {
2090         void print_proc_state(void *item)
2091         {
2092                 struct proc *p = (struct proc*)item;
2093                 assert(p);
2094                 printk("%8d %-10s %6d\n", p->pid, procstate2str(p->state), p->ppid);
2095         }
2096         printk("     PID STATE      Parent    \n");
2097         printk("------------------------------\n");
2098         spin_lock(&pid_hash_lock);
2099         hash_for_each(pid_hash, print_proc_state);
2100         spin_unlock(&pid_hash_lock);
2101 }
2102
2103 void print_proc_info(pid_t pid)
2104 {
2105         int j = 0;
2106         struct proc *child, *p = pid2proc(pid);
2107         struct vcore *vc_i;
2108         if (!p) {
2109                 printk("Bad PID.\n");
2110                 return;
2111         }
2112         spinlock_debug(&p->proc_lock);
2113         //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
2114         printk("struct proc: %p\n", p);
2115         printk("PID: %d\n", p->pid);
2116         printk("PPID: %d\n", p->ppid);
2117         printk("State: %s (%p)\n", procstate2str(p->state), p->state);
2118         printk("Refcnt: %d\n", atomic_read(&p->p_kref.refcount) - 1);
2119         printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
2120         printk("CR3(phys): %p\n", p->env_cr3);
2121         printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
2122         printk("Vcore Lists (may be in flux w/o locking):\n----------------------\n");
2123         printk("Online:\n");
2124         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
2125                 printk("\tVcore %d -> Pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i), vc_i->pcoreid);
2126         printk("Bulk Preempted:\n");
2127         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list)
2128                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
2129         printk("Inactive / Yielded:\n");
2130         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->inactive_vcs, list)
2131                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
2132         printk("Resources:\n------------------------\n");
2133         for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
2134                 printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
2135                        p->procdata->res_req[i].amt_wanted, p->procinfo->res_grant[i]);
2136         printk("Open Files:\n");
2137         struct files_struct *files = &p->open_files;
2138         spin_lock(&files->lock);
2139         for (int i = 0; i < files->max_files; i++)
2140                 if (files->fd_array[i].fd_file) {
2141                         printk("\tFD: %02d, File: %p, File name: %s\n", i,
2142                                files->fd_array[i].fd_file,
2143                                file_name(files->fd_array[i].fd_file));
2144                 }
2145         spin_unlock(&files->lock);
2146         printk("Children: (PID (struct proc *))\n");
2147         TAILQ_FOREACH(child, &p->children, sibling_link)
2148                 printk("\t%d (%p)\n", child->pid, child);
2149         /* no locking / unlocking or refcnting */
2150         // spin_unlock(&p->proc_lock);
2151         proc_decref(p);
2152 }
2153
2154 /* Debugging function, checks what (process, vcore) is supposed to run on this
2155  * pcore.  Meant to be called from smp_idle() before halting. */
2156 void check_my_owner(void)
2157 {
2158         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
2159         void shazbot(void *item)
2160         {
2161                 struct proc *p = (struct proc*)item;
2162                 struct vcore *vc_i;
2163                 assert(p);
2164                 spin_lock(&p->proc_lock);
2165                 TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
2166                         /* this isn't true, a __startcore could be on the way and we're
2167                          * already "online" */
2168                         if (vc_i->pcoreid == core_id()) {
2169                                 /* Immediate message was sent, we should get it when we enable
2170                                  * interrupts, which should cause us to skip cpu_halt() */
2171                                 if (!STAILQ_EMPTY(&pcpui->immed_amsgs))
2172                                         continue;
2173                                 printk("Owned pcore (%d) has no owner, by %p, vc %d!\n",
2174                                        core_id(), p, vcore2vcoreid(p, vc_i));
2175                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
2176                                 spin_unlock(&pid_hash_lock);
2177                                 monitor(0);
2178                         }
2179                 }
2180                 spin_unlock(&p->proc_lock);
2181         }
2182         assert(!irq_is_enabled());
2183         extern int booting;
2184         if (!booting && !pcpui->owning_proc) {
2185                 spin_lock(&pid_hash_lock);
2186                 hash_for_each(pid_hash, shazbot);
2187                 spin_unlock(&pid_hash_lock);
2188         }
2189 }