Proc state work: WAITING helpers and is_mcp helper
[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 <resource.h>
29 #include <elf.h>
30 #include <arsc_server.h>
31 #include <devfs.h>
32
33 /* Process Lists */
34 struct proc_list proc_runnablelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_runnablelist);
35 spinlock_t runnablelist_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
36 struct kmem_cache *proc_cache;
37
38 /* Tracks which cores are idle, similar to the vcoremap.  Each value is the
39  * physical coreid of an unallocated core. */
40 spinlock_t idle_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
41 uint32_t LCKD(&idle_lock) (RO idlecoremap)[MAX_NUM_CPUS];
42 uint32_t LCKD(&idle_lock) num_idlecores = 0;
43 uint32_t num_mgmtcores = 1;
44
45 /* Helper function to return a core to the idlemap.  It causes some more lock
46  * acquisitions (like in a for loop), but it's a little easier.  Plus, one day
47  * we might be able to do this without locks (for the putting). */
48 void put_idle_core(uint32_t coreid)
49 {
50         spin_lock(&idle_lock);
51         idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
52         spin_unlock(&idle_lock);
53 }
54
55 /* Other helpers, implemented later. */
56 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf);
57 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
58 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
59 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
60 static void __proc_free(struct kref *kref);
61
62 /* PID management. */
63 #define PID_MAX 32767 // goes from 0 to 32767, with 0 reserved
64 static DECL_BITMASK(pid_bmask, PID_MAX + 1);
65 spinlock_t pid_bmask_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
66 struct hashtable *pid_hash;
67 spinlock_t pid_hash_lock; // initialized in proc_init
68
69 /* Finds the next free entry (zero) entry in the pid_bitmask.  Set means busy.
70  * PID 0 is reserved (in proc_init).  A return value of 0 is a failure (and
71  * you'll also see a warning, for now).  Consider doing this with atomics. */
72 static pid_t get_free_pid(void)
73 {
74         static pid_t next_free_pid = 1;
75         pid_t my_pid = 0;
76
77         spin_lock(&pid_bmask_lock);
78         // atomically (can lock for now, then change to atomic_and_return
79         FOR_CIRC_BUFFER(next_free_pid, PID_MAX + 1, i) {
80                 // always points to the next to test
81                 next_free_pid = (next_free_pid + 1) % (PID_MAX + 1);
82                 if (!GET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i)) {
83                         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i);
84                         my_pid = i;
85                         break;
86                 }
87         }
88         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
89         if (!my_pid)
90                 warn("Shazbot!  Unable to find a PID!  You need to deal with this!\n");
91         return my_pid;
92 }
93
94 /* Return a pid to the pid bitmask */
95 static void put_free_pid(pid_t pid)
96 {
97         spin_lock(&pid_bmask_lock);
98         CLR_BITMASK_BIT(pid_bmask, pid);
99         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
100 }
101
102 /* While this could be done with just an assignment, this gives us the
103  * opportunity to check for bad transitions.  Might compile these out later, so
104  * we shouldn't rely on them for sanity checking from userspace.  */
105 int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
106 {
107         uint32_t curstate = p->state;
108         /* Valid transitions:
109          * C   -> RBS
110          * C   -> D
111          * RBS -> RGS
112          * RGS -> RBS
113          * RGS -> W
114          * RGM -> W
115          * W   -> RBS
116          * W   -> RBM
117          * RGS -> RBM
118          * RBM -> RGM
119          * RGM -> RBM
120          * RGM -> RBS
121          * RGS -> D
122          * RGM -> D
123          *
124          * These ought to be implemented later (allowed, not thought through yet).
125          * RBS -> D
126          * RBM -> D
127          */
128         #if 1 // some sort of correctness flag
129         switch (curstate) {
130                 case PROC_CREATED:
131                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_DYING)))
132                                 panic("Invalid State Transition! PROC_CREATED to %02x", state);
133                         break;
134                 case PROC_RUNNABLE_S:
135                         if (!(state & (PROC_RUNNING_S | PROC_DYING)))
136                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_S to %02x", state);
137                         break;
138                 case PROC_RUNNING_S:
139                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
140                                        PROC_DYING)))
141                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_S to %02x", state);
142                         break;
143                 case PROC_WAITING:
144                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M)))
145                                 panic("Invalid State Transition! PROC_WAITING to %02x", state);
146                         break;
147                 case PROC_DYING:
148                         if (state != PROC_CREATED) // when it is reused (TODO)
149                                 panic("Invalid State Transition! PROC_DYING to %02x", state);
150                         break;
151                 case PROC_RUNNABLE_M:
152                         if (!(state & (PROC_RUNNING_M | PROC_DYING)))
153                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_M to %02x", state);
154                         break;
155                 case PROC_RUNNING_M:
156                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
157                                        PROC_DYING)))
158                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_M to %02x", state);
159                         break;
160         }
161         #endif
162         p->state = state;
163         return 0;
164 }
165
166 /* Returns a pointer to the proc with the given pid, or 0 if there is none.
167  * This uses get_not_zero, since it is possible the refcnt is 0, which means the
168  * process is dying and we should not have the ref (and thus return 0).  We need
169  * to lock to protect us from getting p, (someone else removes and frees p),
170  * then get_not_zero() on p.
171  * Don't push the locking into the hashtable without dealing with this. */
172 struct proc *pid2proc(pid_t pid)
173 {
174         spin_lock(&pid_hash_lock);
175         struct proc *p = hashtable_search(pid_hash, (void*)pid);
176         if (p)
177                 if (!kref_get_not_zero(&p->p_kref, 1))
178                         p = 0;
179         spin_unlock(&pid_hash_lock);
180         return p;
181 }
182
183 /* Performs any initialization related to processes, such as create the proc
184  * cache, prep the scheduler, etc.  When this returns, we should be ready to use
185  * any process related function. */
186 void proc_init(void)
187 {
188         /* Catch issues with the vcoremap and TAILQ_ENTRY sizes */
189         static_assert(sizeof(TAILQ_ENTRY(vcore)) == sizeof(void*) * 2);
190         proc_cache = kmem_cache_create("proc", sizeof(struct proc),
191                      MAX(HW_CACHE_ALIGN, __alignof__(struct proc)), 0, 0, 0);
192         /* Init PID mask and hash.  pid 0 is reserved. */
193         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, 0);
194         spinlock_init(&pid_hash_lock);
195         spin_lock(&pid_hash_lock);
196         pid_hash = create_hashtable(100, __generic_hash, __generic_eq);
197         spin_unlock(&pid_hash_lock);
198         schedule_init();
199         /* Init idle cores. Core 0 is the management core. */
200         spin_lock(&idle_lock);
201 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
202         /* assumes core0 is the only management core (NIC and monitor functionality
203          * are run there too.  it just adds the odd cores to the idlecoremap */
204         assert(!(num_cpus % 2));
205         // TODO: consider checking x86 for machines that actually hyperthread
206         num_idlecores = num_cpus >> 1;
207 #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
208         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
209         num_mgmtcores++;
210         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
211         send_kernel_message(2, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
212 #endif
213         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
214                 idlecoremap[i] = (i * 2) + 1;
215 #else
216         // __CONFIG_DISABLE_SMT__
217         #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
218         num_mgmtcores++; // Next core is dedicated to the NIC
219         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
220         #endif
221         #ifdef __CONFIG_APPSERVER__
222         #ifdef __CONFIG_DEDICATED_MONITOR__
223         num_mgmtcores++; // Next core dedicated to running the kernel monitor
224         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
225         // Need to subtract 1 from the num_mgmtcores # to get the cores index
226         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)monitor, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
227         #endif
228         #endif
229 #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
230         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
231         num_mgmtcores++;
232         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
233         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
234 #endif
235         num_idlecores = num_cpus - num_mgmtcores;
236         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
237                 idlecoremap[i] = i + num_mgmtcores;
238 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
239
240         spin_unlock(&idle_lock);
241         atomic_init(&num_envs, 0);
242 }
243
244 /* Be sure you init'd the vcore lists before calling this. */
245 static void proc_init_procinfo(struct proc* p)
246 {
247         p->procinfo->pid = p->pid;
248         p->procinfo->ppid = p->ppid;
249         // TODO: maybe do something smarter here
250 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
251         p->procinfo->max_vcores = num_cpus >> 1;
252 #else
253         p->procinfo->max_vcores = MAX(1,num_cpus-num_mgmtcores);
254 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
255         p->procinfo->tsc_freq = system_timing.tsc_freq;
256         p->procinfo->heap_bottom = (void*)UTEXT;
257         /* 0'ing the arguments.  Some higher function will need to set them */
258         memset(p->procinfo->argp, 0, sizeof(p->procinfo->argp));
259         memset(p->procinfo->argbuf, 0, sizeof(p->procinfo->argbuf));
260         /* 0'ing the vcore/pcore map.  Will link the vcores later. */
261         memset(&p->procinfo->vcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->vcoremap));
262         memset(&p->procinfo->pcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->pcoremap));
263         p->procinfo->num_vcores = 0;
264         p->procinfo->coremap_seqctr = SEQCTR_INITIALIZER;
265         /* For now, we'll go up to the max num_cpus (at runtime).  In the future,
266          * there may be cases where we can have more vcores than num_cpus, but for
267          * now we'll leave it like this. */
268         for (int i = 0; i < num_cpus; i++) {
269                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->inactive_vcs, &p->procinfo->vcoremap[i], list);
270         }
271 }
272
273 static void proc_init_procdata(struct proc *p)
274 {
275         memset(p->procdata, 0, sizeof(struct procdata));
276 }
277
278 /* Allocates and initializes a process, with the given parent.  Currently
279  * writes the *p into **pp, and returns 0 on success, < 0 for an error.
280  * Errors include:
281  *  - ENOFREEPID if it can't get a PID
282  *  - ENOMEM on memory exhaustion */
283 error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent)
284 {
285         error_t r;
286         struct proc *p;
287
288         if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
289                 return -ENOMEM;
290
291         { INITSTRUCT(*p)
292
293         /* one reference for the proc existing, and one for the ref we pass back. */
294         kref_init(&p->p_kref, __proc_free, 2);
295         // Setup the default map of where to get cache colors from
296         p->cache_colors_map = global_cache_colors_map;
297         p->next_cache_color = 0;
298         /* Initialize the address space */
299         if ((r = env_setup_vm(p)) < 0) {
300                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
301                 return r;
302         }
303         if (!(p->pid = get_free_pid())) {
304                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
305                 return -ENOFREEPID;
306         }
307         /* Set the basic status variables. */
308         spinlock_init(&p->proc_lock);
309         p->exitcode = 1337;     /* so we can see processes killed by the kernel */
310         p->ppid = parent ? parent->pid : 0;
311         p->state = PROC_CREATED; /* shouldn't go through state machine for init */
312         p->is_mcp = FALSE;
313         p->env_flags = 0;
314         p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set later
315         p->heap_top = (void*)UTEXT;     /* heap_bottom set in proc_init_procinfo */
316         memset(&p->resources, 0, sizeof(p->resources));
317         memset(&p->env_ancillary_state, 0, sizeof(p->env_ancillary_state));
318         memset(&p->env_tf, 0, sizeof(p->env_tf));
319         TAILQ_INIT(&p->vm_regions); /* could init this in the slab */
320         /* Initialize the vcore lists, we'll build the inactive list so that it includes
321          * all vcores when we initialize procinfo.  Do this before initing procinfo. */
322         TAILQ_INIT(&p->online_vcs);
323         TAILQ_INIT(&p->bulk_preempted_vcs);
324         TAILQ_INIT(&p->inactive_vcs);
325         /* Init procinfo/procdata.  Procinfo's argp/argb are 0'd */
326         proc_init_procinfo(p);
327         proc_init_procdata(p);
328
329         /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
330         SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
331         /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
332         FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
333                         &p->procdata->syseventring,
334                         SYSEVENTRINGSIZE);
335
336         /* Init FS structures TODO: cleanup (might pull this out) */
337         kref_get(&default_ns.kref, 1);
338         p->ns = &default_ns;
339         spinlock_init(&p->fs_env.lock);
340         p->fs_env.umask = parent ? parent->fs_env.umask : S_IWGRP | S_IWOTH;
341         p->fs_env.root = p->ns->root->mnt_root;
342         kref_get(&p->fs_env.root->d_kref, 1);
343         p->fs_env.pwd = parent ? parent->fs_env.pwd : p->fs_env.root;
344         kref_get(&p->fs_env.pwd->d_kref, 1);
345         memset(&p->open_files, 0, sizeof(p->open_files));       /* slightly ghetto */
346         spinlock_init(&p->open_files.lock);
347         p->open_files.max_files = NR_OPEN_FILES_DEFAULT;
348         p->open_files.max_fdset = NR_FILE_DESC_DEFAULT;
349         p->open_files.fd = p->open_files.fd_array;
350         p->open_files.open_fds = (struct fd_set*)&p->open_files.open_fds_init;
351         /* Init the ucq hash lock */
352         p->ucq_hashlock = (struct hashlock*)&p->ucq_hl_noref;
353         hashlock_init(p->ucq_hashlock, HASHLOCK_DEFAULT_SZ);
354
355         atomic_inc(&num_envs);
356         frontend_proc_init(p);
357         printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
358         } // INIT_STRUCT
359         *pp = p;
360         return 0;
361 }
362
363 /* We have a bunch of different ways to make processes.  Call this once the
364  * process is ready to be used by the rest of the system.  For now, this just
365  * means when it is ready to be named via the pidhash.  In the future, we might
366  * push setting the state to CREATED into here. */
367 void __proc_ready(struct proc *p)
368 {
369         spin_lock(&pid_hash_lock);
370         hashtable_insert(pid_hash, (void*)p->pid, p);
371         spin_unlock(&pid_hash_lock);
372 }
373
374 /* Creates a process from the specified file, argvs, and envps.  Tempted to get
375  * rid of proc_alloc's style, but it is so quaint... */
376 struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp)
377 {
378         struct proc *p;
379         error_t r;
380         if ((r = proc_alloc(&p, current)) < 0)
381                 panic("proc_create: %e", r);    /* one of 3 quaint usages of %e */
382         procinfo_pack_args(p->procinfo, argv, envp);
383         assert(load_elf(p, prog) == 0);
384         /* Connect to stdin, stdout, stderr */
385         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0) == 0);
386         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 0) == 1);
387         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 0) == 2);
388         __proc_ready(p);
389         return p;
390 }
391
392 /* This is called by kref_put(), once the last reference to the process is
393  * gone.  Don't call this otherwise (it will panic).  It will clean up the
394  * address space and deallocate any other used memory. */
395 static void __proc_free(struct kref *kref)
396 {
397         struct proc *p = container_of(kref, struct proc, p_kref);
398         physaddr_t pa;
399
400         printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
401         // All parts of the kernel should have decref'd before __proc_free is called
402         assert(kref_refcnt(&p->p_kref) == 0);
403
404         kref_put(&p->fs_env.root->d_kref);
405         kref_put(&p->fs_env.pwd->d_kref);
406         destroy_vmrs(p);
407         frontend_proc_free(p);  /* TODO: please remove me one day */
408         /* Free any colors allocated to this process */
409         if (p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
410                 for(int i = 0; i < llc_cache->num_colors; i++)
411                         cache_color_free(llc_cache, p->cache_colors_map);
412                 cache_colors_map_free(p->cache_colors_map);
413         }
414         /* Remove us from the pid_hash and give our PID back (in that order). */
415         spin_lock(&pid_hash_lock);
416         if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)p->pid))
417                 panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
418         spin_unlock(&pid_hash_lock);
419         put_free_pid(p->pid);
420         /* Flush all mapped pages in the user portion of the address space */
421         env_user_mem_free(p, 0, UVPT);
422         /* These need to be free again, since they were allocated with a refcnt. */
423         free_cont_pages(p->procinfo, LOG2_UP(PROCINFO_NUM_PAGES));
424         free_cont_pages(p->procdata, LOG2_UP(PROCDATA_NUM_PAGES));
425
426         env_pagetable_free(p);
427         p->env_pgdir = 0;
428         p->env_cr3 = 0;
429
430         atomic_dec(&num_envs);
431
432         /* Dealloc the struct proc */
433         kmem_cache_free(proc_cache, p);
434 }
435
436 /* Whether or not actor can control target.  Note we currently don't need
437  * locking for this. TODO: think about that, esp wrt proc's dying. */
438 bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
439 {
440         return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
441 }
442
443 /* Helper to incref by val.  Using the helper to help debug/interpose on proc
444  * ref counting.  Note that pid2proc doesn't use this interface. */
445 void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val)
446 {
447         kref_get(&p->p_kref, val);
448 }
449
450 /* Helper to decref for debugging.  Don't directly kref_put() for now. */
451 void proc_decref(struct proc *p)
452 {
453         kref_put(&p->p_kref);
454 }
455
456 /* Helper, makes p the 'current' process, dropping the old current/cr3.  Don't
457  * incref - this assumes the passed in reference already counted 'current'. */
458 static void __set_proc_current(struct proc *p)
459 {
460         /* We use the pcpui to access 'current' to cut down on the core_id() calls,
461          * though who know how expensive/painful they are. */
462         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
463         /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
464         if (p != pcpui->cur_proc) {
465                 /* Do not incref here.  We were given the reference to current,
466                  * pre-upped. */
467                 lcr3(p->env_cr3);
468                 /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
469                  * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
470                  * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
471                  * but this is the fallback. */
472                 if (pcpui->cur_proc)
473                         proc_decref(pcpui->cur_proc);
474                 pcpui->cur_proc = p;
475         }
476 }
477
478 /* Dispatches a process to run, either on the current core in the case of a
479  * RUNNABLE_S, or on its partition in the case of a RUNNABLE_M.  This should
480  * never be called to "restart" a core.  This expects that the "instructions"
481  * for which core(s) to run this on will be in the vcoremap, which needs to be
482  * set externally.
483  *
484  * When a process goes from RUNNABLE_M to RUNNING_M, its vcoremap will be
485  * "packed" (no holes in the vcore->pcore mapping), vcore0 will continue to run
486  * it's old core0 context, and the other cores will come in at the entry point.
487  * Including in the case of preemption.
488  *
489  * This won't return if the current core is going to be one of the processes
490  * cores (either for _S mode or for _M if it's in the vcoremap).  proc_run will
491  * eat your reference if it does not return. */
492 void proc_run(struct proc *p)
493 {
494         bool self_ipi_pending = FALSE;
495         struct vcore *vc_i;
496         spin_lock(&p->proc_lock);
497
498         switch (p->state) {
499                 case (PROC_DYING):
500                         spin_unlock(&p->proc_lock);
501                         printk("Process %d not starting due to async death\n", p->pid);
502                         // if we're a worker core, smp_idle, o/w return
503                         if (!management_core())
504                                 smp_idle(); // this never returns
505                         return;
506                 case (PROC_RUNNABLE_S):
507                         assert(current != p);
508                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
509                         /* We will want to know where this process is running, even if it is
510                          * only in RUNNING_S.  can use the vcoremap, which makes death easy.
511                          * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
512                          * env_tf. */
513                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
514                         p->procinfo->num_vcores = 0;    /* TODO (VC#) */
515                         /* TODO: For now, we won't count this as an active vcore (on the
516                          * lists).  This gets unmapped in resource.c, and needs work. */
517                         __map_vcore(p, 0, core_id()); // sort of.  this needs work.
518                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
519                         /* __set_proc_current assumes the reference we give it is for
520                          * current.  Decref if current is already properly set, otherwise
521                          * ensure current is set. */
522                         if (p == current)
523                                 proc_decref(p);
524                         else
525                                 __set_proc_current(p);
526                         /* We restartcore, instead of startcore, since startcore is a bit
527                          * lower level and we want a chance to process kmsgs before starting
528                          * the process. */
529                         spin_unlock(&p->proc_lock);
530                         current_tf = &p->env_tf;
531                         proc_restartcore();
532                         break;
533                 case (PROC_RUNNABLE_M):
534                         /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
535                          * this process.  It is set outside proc_run.  For the kernel
536                          * message, a0 = struct proc*, a1 = struct trapframe*.   */
537                         if (p->procinfo->num_vcores) {
538                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
539                                 /* Up the refcnt, since num_vcores are going to start using this
540                                  * process and have it loaded in their 'current'. */
541                                 proc_incref(p, p->procinfo->num_vcores);
542                                 /* If the core we are running on is in the vcoremap, we will get
543                                  * an IPI (once we reenable interrupts) and never return. */
544                                 if (is_mapped_vcore(p, core_id()))
545                                         self_ipi_pending = TRUE;
546                                 /* Send kernel messages to all online vcores (which were added
547                                  * to the list and mapped in __proc_give_cores()), making them
548                                  * turn online */
549                                 TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
550                                         send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __startcore, (long)p,
551                                                             0, 0, KMSG_ROUTINE);
552                                 }
553                         } else {
554                                 warn("Tried to proc_run() an _M with no vcores!");
555                         }
556                         /* Unlock and decref/wait for the IPI if one is pending.  This will
557                          * eat the reference if we aren't returning.
558                          *
559                          * There a subtle race avoidance here.  __proc_startcore can handle
560                          * a death message, but we can't have the startcore come after the
561                          * death message.  Otherwise, it would look like a new process.  So
562                          * we hold the lock til after we send our message, which prevents a
563                          * possible death message.
564                          * - Note there is no guarantee this core's interrupts were on, so
565                          *   it may not get the message for a while... */
566                         spin_unlock(&p->proc_lock);
567                         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
568                         break;
569                 default:
570                         spin_unlock(&p->proc_lock);
571                         panic("Invalid process state %p in proc_run()!!", p->state);
572         }
573 }
574
575 /* Actually runs the given context (trapframe) of process p on the core this
576  * code executes on.  This is called directly by __startcore, which needs to
577  * bypass the routine_kmsg check.  Interrupts should be off when you call this.
578  *
579  * A note on refcnting: this function will not return, and your proc reference
580  * will end up stored in current.  This will make no changes to p's refcnt, so
581  * do your accounting such that there is only the +1 for current.  This means if
582  * it is already in current (like in the trap return path), don't up it.  If
583  * it's already in current and you have another reference (like pid2proc or from
584  * an IPI), then down it (which is what happens in __startcore()).  If it's not
585  * in current and you have one reference, like proc_run(non_current_p), then
586  * also do nothing.  The refcnt for your *p will count for the reference stored
587  * in current. */
588 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
589 {
590         assert(!irq_is_enabled());
591         __set_proc_current(p);
592         /* need to load our silly state, preferably somewhere other than here so we
593          * can avoid the case where the context was just running here.  it's not
594          * sufficient to do it in the "new process" if-block above (could be things
595          * like page faults that cause us to keep the same process, but want a
596          * different context.
597          * for now, we load this silly state here. (TODO) (HSS)
598          * We also need this to be per trapframe, and not per process...
599          * For now / OSDI, only load it when in _S mode.  _M mode was handled in
600          * __startcore.  */
601         if (p->state == PROC_RUNNING_S)
602                 env_pop_ancillary_state(p);
603         /* Clear the current_tf, since it is no longer used */
604         current_tf = 0;
605         env_pop_tf(tf);
606 }
607
608 /* Restarts/runs the current_tf, which must be for the current process, on the
609  * core this code executes on.  Calls an internal function to do the work.
610  *
611  * In case there are pending routine messages, like __death, __preempt, or
612  * __notify, we need to run them.  Alternatively, if there are any, we could
613  * self_ipi, and run the messages immediately after popping back to userspace,
614  * but that would have crappy overhead.
615  *
616  * Refcnting: this will not return, and it assumes that you've accounted for
617  * your reference as if it was the ref for "current" (which is what happens when
618  * returning from local traps and such. */
619 void proc_restartcore(void)
620 {
621         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
622         assert(!pcpui->cur_sysc);
623         /* If there is no cur_tf, it is because the old one was already restarted
624          * (and we weren't interrupting another one to finish).  In which case, we
625          * should just smp_idle() */
626         if (!pcpui->cur_tf) {
627                 /* It is possible for us to have current loaded if a kthread restarted
628                  * after the process yielded the core. */
629                 abandon_core();
630                 smp_idle();
631         }
632         /* Need ints disabled when we return from processing (race) */
633         disable_irq();
634         /* Need to be current (set by the caller), in case a kmsg is there that
635          * tries to clobber us. */
636         process_routine_kmsg(pcpui->cur_tf);
637         __proc_startcore(pcpui->cur_proc, pcpui->cur_tf);
638 }
639
640 /*
641  * Destroys the given process.  This may be called from another process, a light
642  * kernel thread (no real process context), asynchronously/cross-core, or from
643  * the process on its own core.
644  *
645  * Here's the way process death works:
646  * 0. grab the lock (protects state transition and core map)
647  * 1. set state to dying.  that keeps the kernel from doing anything for the
648  * process (like proc_running it).
649  * 2. figure out where the process is running (cross-core/async or RUNNING_M)
650  * 3. IPI to clean up those cores (decref, etc).
651  * 4. Unlock
652  * 5. Clean up your core, if applicable
653  * (Last core/kernel thread to decref cleans up and deallocates resources.)
654  *
655  * Note that some cores can be processing async calls, but will eventually
656  * decref.  Should think about this more, like some sort of callback/revocation.
657  *
658  * This will eat your reference if it won't return.  Note that this function
659  * needs to change anyways when we make __death more like __preempt.  (TODO) */
660 void proc_destroy(struct proc *p)
661 {
662         bool self_ipi_pending = FALSE;
663         
664         spin_lock(&p->proc_lock);
665         /* TODO: (DEATH) look at this again when we sort the __death IPI */
666         if (current == p)
667                 self_ipi_pending = TRUE;
668
669         switch (p->state) {
670                 case PROC_DYING: // someone else killed this already.
671                         spin_unlock(&p->proc_lock);
672                         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
673                         return;
674                 case PROC_RUNNABLE_M:
675                         /* Need to reclaim any cores this proc might have, even though it's
676                          * not running yet. */
677                         __proc_take_allcores(p, 0, 0, 0, 0);
678                         // fallthrough
679                 case PROC_RUNNABLE_S:
680                         // Think about other lists, like WAITING, or better ways to do this
681                         deschedule_proc(p);
682                         break;
683                 case PROC_RUNNING_S:
684                         #if 0
685                         // here's how to do it manually
686                         if (current == p) {
687                                 lcr3(boot_cr3);
688                                 proc_decref(p);         /* this decref is for the cr3 */
689                                 current = NULL;
690                         }
691                         #endif
692                         send_kernel_message(get_pcoreid(p, 0), __death, 0, 0, 0,
693                                             KMSG_ROUTINE);
694                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
695                         // TODO: might need to sort num_vcores too later (VC#)
696                         /* vcore is unmapped on the receive side */
697                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
698                         #if 0
699                         /* right now, RUNNING_S only runs on a mgmt core (0), not cores
700                          * managed by the idlecoremap.  so don't do this yet. */
701                         put_idle_core(get_pcoreid(p, 0));
702                         #endif
703                         break;
704                 case PROC_RUNNING_M:
705                         /* Send the DEATH message to every core running this process, and
706                          * deallocate the cores.
707                          * The rule is that the vcoremap is set before proc_run, and reset
708                          * within proc_destroy */
709                         __proc_take_allcores(p, __death, 0, 0, 0);
710                         break;
711                 case PROC_CREATED:
712                         break;
713                 default:
714                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
715                               __FUNCTION__);
716         }
717         __proc_set_state(p, PROC_DYING);
718         /* This prevents processes from accessing their old files while dying, and
719          * will help if these files (or similar objects in the future) hold
720          * references to p (preventing a __proc_free()). */
721         close_all_files(&p->open_files, FALSE);
722         /* This decref is for the process's existence. */
723         proc_decref(p);
724         /* Unlock and possible decref and wait.  A death IPI should be on its way,
725          * either from the RUNNING_S one, or from proc_take_cores with a __death.
726          * in general, interrupts should be on when you call proc_destroy locally,
727          * but currently aren't for all things (like traphandlers). */
728         spin_unlock(&p->proc_lock);
729         /* at this point, we normally have one ref to be eaten in kmsg_pending and
730          * one for every 'current'.  and maybe one for a parent */
731         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
732         return;
733 }
734
735 /* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  No locking involved, be
736  * careful. */
737 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
738 {
739         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
740 }
741
742 /* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
743  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
744 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
745 {
746         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
747         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
748 }
749
750 /* Helper function.  Find the pcoreid for a given virtual core id for proc p.
751  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
752 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
753 {
754         assert(vcore_is_mapped(p, vcoreid));
755         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
756 }
757
758 /* Helper function: yields / wraps up current_tf and schedules the _S */
759 void __proc_yield_s(struct proc *p, struct trapframe *tf)
760 {
761         assert(p->state == PROC_RUNNING_S);
762         p->env_tf= *tf;
763         env_push_ancillary_state(p);                    /* TODO: (HSS) */
764         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
765         schedule_proc(p);
766 }
767
768 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
769  * - If RUNNING_S, you just give up your time slice and will eventually return.
770  * - If RUNNING_M, you give up the current vcore (which never returns), and
771  *   adjust the amount of cores wanted/granted.
772  * - If you have only one vcore, you switch to RUNNABLE_M.  When you run again,
773  *   you'll have one guaranteed core, starting from the entry point.
774  *
775  * - RES_CORES amt_wanted will be the amount running after taking away the
776  *   yielder, unless there are none left, in which case it will be 1.
777  *
778  * If the call is being nice, it means that it is in response to a preemption
779  * (which needs to be checked).  If there is no preemption pending, just return.
780  * No matter what, don't adjust the number of cores wanted.
781  *
782  * This usually does not return (abandon_core()), so it will eat your reference.
783  * */
784 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
785 {
786         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
787         struct vcore *vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
788         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
789
790         /* no reason to be nice, return */
791         if (being_nice && !vc->preempt_pending)
792                 return;
793
794         spin_lock(&p->proc_lock); /* horrible scalability.  =( */
795
796         /* fate is sealed, return and take the preempt message on the way out.
797          * we're making this check while holding the lock, since the preemptor
798          * should hold the lock when sending messages. */
799         if (vc->preempt_served) {
800                 spin_unlock(&p->proc_lock);
801                 return;
802         }
803         /* no need to preempt later, since we are yielding (nice or otherwise) */
804         if (vc->preempt_pending)
805                 vc->preempt_pending = 0;
806         /* Don't let them yield if they are missing a notification.  Userspace must
807          * not leave vcore context without dealing with notif_pending.  pop_ros_tf()
808          * handles leaving via uthread context.  This handles leaving via a yield.
809          *
810          * This early check is an optimization.  The real check is below when it
811          * works with the online_vcs list (syncing with event.c and INDIR/IPI
812          * posting). */
813         if (vcpd->notif_pending) {
814                 spin_unlock(&p->proc_lock);
815                 return;
816         }
817         switch (p->state) {
818                 case (PROC_RUNNING_S):
819                         __proc_yield_s(p, current_tf);  /* current_tf 0'd in abandon core */
820                         break;
821                 case (PROC_RUNNING_M):
822                         printd("[K] Process %d (%p) is yielding on vcore %d\n", p->pid, p,
823                                get_vcoreid(p, core_id()));
824                         /* TODO: (RMS) the Scheduler cannot handle the Runnable Ms (RMS), so
825                          * don't yield the last vcore. */
826                         if (p->procinfo->num_vcores == 1) {
827                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
828                                 return;
829                         }
830                         /* Remove from the online list, add to the yielded list, and unmap
831                          * the vcore, which gives up the core. */
832                         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
833                         /* Now that we're off the online list, check to see if an alert made
834                          * it through (event.c sets this) */
835                         cmb();
836                         if (vcpd->notif_pending) {
837                                 /* We lost, put it back on the list and abort the yield */
838                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, vc, list); /* could go HEAD */
839                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
840                                 return;
841                         }
842                         /* We won the race with event sending, we can safely yield */
843                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
844                         /* Note this protects stuff userspace should look at, which doesn't
845                          * include the TAILQs. */
846                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
847                         __unmap_vcore(p, vcoreid);
848                         /* Adjust implied resource desires */
849                         p->resources[RES_CORES].amt_granted = --(p->procinfo->num_vcores);
850                         if (!being_nice)
851                                 p->resources[RES_CORES].amt_wanted = p->procinfo->num_vcores;
852                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
853                         // add to idle list
854                         put_idle_core(core_id());
855                         // last vcore?  then we really want 1, and to yield the gang
856                         // TODO: (RMS) will actually do this.
857                         if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
858                                 p->resources[RES_CORES].amt_wanted = 1;
859                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
860                                 schedule_proc(p);
861                         }
862                         break;
863                 case (PROC_DYING):
864                         /* just return and take the death message (which should be otw) */
865                         spin_unlock(&p->proc_lock);
866                         return;
867                 default:
868                         // there are races that can lead to this (async death, preempt, etc)
869                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
870                               __FUNCTION__);
871         }
872         spin_unlock(&p->proc_lock);
873         proc_decref(p);                 /* need to eat the ref passed in */
874         /* TODO: (RMS) If there was a change to the idle cores, try and give our
875          * core to someone who was preempted. */
876         /* Clean up the core and idle.  For mgmt cores, they will ultimately call
877          * manager, which will call schedule() and will repick the yielding proc. */
878         abandon_core();
879         smp_idle();
880 }
881
882 /* Sends a notification (aka active notification, aka IPI) to p's vcore.  We
883  * only send a notification if one isn't already pending and they are enabled.
884  * There's a bunch of weird cases with this, and how pending / enabled are
885  * signals between the user and kernel - check the documentation.
886  *
887  * If you expect to notify yourself, cleanup state and process_routine_kmsg() */
888 void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
889 {
890         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
891         /* TODO: Currently, there is a race for notif_pending, and multiple senders
892          * can send an IPI.  Worst thing is that the process gets interrupted
893          * briefly and the kernel immediately returns back once it realizes notifs
894          * are masked.  To fix it, we'll need atomic_swapb() (right answer), or not
895          * use a bool. (wrong answer). */
896         if (!vcpd->notif_pending) {
897                 vcpd->notif_pending = TRUE;
898                 if (vcpd->notif_enabled) {
899                         /* GIANT WARNING: we aren't using the proc-lock to protect the
900                          * vcoremap.  We want to be able to use this from interrupt context,
901                          * and don't want the proc_lock to be an irqsave.  Spurious
902                          * __notify() kmsgs are okay (it checks to see if the right receiver
903                          * is current). */
904                         if ((p->state & PROC_RUNNING_M) && // TODO: (VC#) (_S state)
905                                       vcore_is_mapped(p, vcoreid)) {
906                                 printd("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
907                                 send_kernel_message(get_pcoreid(p, vcoreid), __notify, (long)p,
908                                                     0, 0, KMSG_ROUTINE);
909                         }
910                 }
911         }
912 }
913
914 /* Hold the lock before calling this.  If the process is WAITING, it will wake
915  * it up and schedule it. */
916 void __proc_wakeup(struct proc *p)
917 {
918         if (p->state != PROC_WAITING)
919                 return;
920         if (__proc_is_mcp(p))
921                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
922         else
923                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
924         schedule_proc(p);
925 }
926
927 /* Is the process in multi_mode / is an MCP or not?  */
928 bool __proc_is_mcp(struct proc *p)
929 {
930         /* in lieu of using the amount of cores requested, or having a bunch of
931          * states (like PROC_WAITING_M and _S), I'll just track it with a bool. */
932         return p->is_mcp;
933 }
934
935 /************************  Preemption Functions  ******************************
936  * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
937  *
938  * Careful about what takes a vcoreid and what takes a pcoreid.  Also, there may
939  * be weird glitches with setting the state to RUNNABLE_M.  It is somewhat in
940  * flux.  The num_vcores is changed after take_cores, but some of the messages
941  * (or local traps) may not yet be ready to handle seeing their future state.
942  * But they should be, so fix those when they pop up.
943  *
944  * TODO: (RMS) we need to actually make the scheduler handle RUNNABLE_Ms and
945  * then schedule these, or change proc_destroy to not assume they need to be
946  * descheduled.
947  *
948  * Another thing to do would be to make the _core functions take a pcorelist,
949  * and not just one pcoreid. */
950
951 /* Sets a preempt_pending warning for p's vcore, to go off 'when'.  If you care
952  * about locking, do it before calling.  Takes a vcoreid! */
953 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when)
954 {
955         struct event_msg local_msg = {0};
956         /* danger with doing this unlocked: preempt_pending is set, but never 0'd,
957          * since it is unmapped and not dealt with (TODO)*/
958         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = when;
959
960         /* Send the event (which internally checks to see how they want it) */
961         local_msg.ev_type = EV_PREEMPT_PENDING;
962         local_msg.ev_arg1 = vcoreid;
963         send_kernel_event(p, &local_msg, vcoreid);
964
965         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
966          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
967 }
968
969 /* Warns all active vcores of an impending preemption.  Hold the lock if you
970  * care about the mapping (and you should). */
971 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when)
972 {
973         struct vcore *vc_i;
974         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
975                 __proc_preempt_warn(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), when);
976         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
977          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
978 }
979
980 // TODO: function to set an alarm, if none is outstanding
981
982 /* Raw function to preempt a single core.  Returns TRUE if the calling core will
983  * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
984 bool __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
985 {
986         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
987
988         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = TRUE;
989         // expects a pcorelist.  assumes pcore is mapped and running_m
990         return __proc_take_cores(p, &pcoreid, 1, __preempt, (long)p, 0, 0);
991 }
992
993 /* Raw function to preempt every vcore.  Returns TRUE if the calling core will
994  * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
995 bool __proc_preempt_all(struct proc *p)
996 {
997         /* instead of doing this, we could just preempt_served all possible vcores,
998          * and not just the active ones.  We would need to sort out a way to deal
999          * with stale preempt_serveds first.  This might be just as fast anyways. */
1000         struct vcore *vc_i;
1001         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1002                 vc_i->preempt_served = TRUE;
1003         return __proc_take_allcores(p, __preempt, (long)p, 0, 0);
1004 }
1005
1006 /* Warns and preempts a vcore from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1007  * warning will be for u usec from now. */
1008 void proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec)
1009 {
1010         bool self_ipi_pending = FALSE;
1011         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1012
1013         /* DYING could be okay */
1014         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1015                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1016                 return;
1017         }
1018         spin_lock(&p->proc_lock);
1019         if (is_mapped_vcore(p, pcoreid)) {
1020                 __proc_preempt_warn(p, get_vcoreid(p, pcoreid), warn_time);
1021                 self_ipi_pending = __proc_preempt_core(p, pcoreid);
1022         } else {
1023                 warn("Pcore doesn't belong to the process!!");
1024         }
1025         /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
1026          * to schedule it */
1027         #if 0
1028         if (!p->procinfo->num_vcores) {
1029                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1030                 schedule_proc(p);
1031         }
1032         #endif
1033         spin_unlock(&p->proc_lock);
1034         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
1035 }
1036
1037 /* Warns and preempts all from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1038  * warning will be for u usec from now. */
1039 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec)
1040 {
1041         bool self_ipi_pending = FALSE;
1042         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1043
1044         spin_lock(&p->proc_lock);
1045         /* DYING could be okay */
1046         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1047                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1048                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1049                 return;
1050         }
1051         __proc_preempt_warnall(p, warn_time);
1052         self_ipi_pending = __proc_preempt_all(p);
1053         assert(!p->procinfo->num_vcores);
1054         /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
1055          * to schedule it */
1056         #if 0
1057         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1058         schedule_proc(p);
1059         #endif
1060         spin_unlock(&p->proc_lock);
1061         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
1062 }
1063
1064 /* Give the specific pcore to proc p.  Lots of assumptions, so don't really use
1065  * this.  The proc needs to be _M and prepared for it.  the pcore needs to be
1066  * free, etc. */
1067 void proc_give(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1068 {
1069         bool self_ipi_pending = FALSE;
1070
1071         spin_lock(&p->proc_lock);
1072         // expects a pcorelist, we give it a list of one
1073         self_ipi_pending = __proc_give_cores(p, &pcoreid, 1);
1074         spin_unlock(&p->proc_lock);
1075         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
1076 }
1077
1078 /* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
1079  * out). */
1080 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
1081 {
1082         uint32_t vcoreid;
1083         // TODO: the code currently doesn't track the vcoreid properly for _S (VC#)
1084         spin_lock(&p->proc_lock);
1085         switch (p->state) {
1086                 case PROC_RUNNING_S:
1087                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1088                         return 0; // TODO: here's the ugly part
1089                 case PROC_RUNNING_M:
1090                         vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
1091                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1092                         return vcoreid;
1093                 case PROC_DYING: // death message is on the way
1094                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1095                         return 0;
1096                 default:
1097                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1098                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1099                               __FUNCTION__);
1100         }
1101 }
1102
1103 /* TODO: make all of these static inlines when we gut the env crap */
1104 bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1105 {
1106         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid;
1107 }
1108
1109 /* Can do this, or just create a new field and save it in the vcoremap */
1110 uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc)
1111 {
1112         return (vc - p->procinfo->vcoremap);
1113 }
1114
1115 struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1116 {
1117         return &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
1118 }
1119
1120 /* Helper: gives pcore to the process, mapping it to the next available vcore */
1121 static void __proc_give_a_pcore(struct proc *p, uint32_t pcore)
1122 {
1123         struct vcore *new_vc;
1124         new_vc = TAILQ_FIRST(&p->inactive_vcs);
1125         /* there are cases where this isn't true; deal with it later */
1126         assert(new_vc);
1127         printd("setting vcore %d to pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, new_vc),
1128                pcorelist[i]);
1129         TAILQ_REMOVE(&p->inactive_vcs, new_vc, list);
1130         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1131         __map_vcore(p, vcore2vcoreid(p, new_vc), pcore);
1132 }
1133
1134 /* Gives process p the additional num cores listed in pcorelist.  You must be
1135  * RUNNABLE_M or RUNNING_M before calling this.  If you're RUNNING_M, this will
1136  * startup your new cores at the entry point with their virtual IDs (or restore
1137  * a preemption).  If you're RUNNABLE_M, you should call proc_run after this so
1138  * that the process can start to use its cores.
1139  *
1140  * If you're *_S, make sure your core0's TF is set (which is done when coming in
1141  * via arch/trap.c and we are RUNNING_S), change your state, then call this.
1142  * Then call proc_run().
1143  *
1144  * The reason I didn't bring the _S cases from core_request over here is so we
1145  * can keep this family of calls dealing with only *_Ms, to avoiding caring if
1146  * this is called from another core, and to avoid the need_to_idle business.
1147  * The other way would be to have this function have the side effect of changing
1148  * state, and finding another way to do the need_to_idle.
1149  *
1150  * The returned bool signals whether or not a stack-crushing IPI will come in
1151  * once you unlock after this function.
1152  *
1153  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1154 bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist, size_t num)
1155 {
1156         bool self_ipi_pending = FALSE;
1157         switch (p->state) {
1158                 case (PROC_RUNNABLE_S):
1159                 case (PROC_RUNNING_S):
1160                         panic("Don't give cores to a process in a *_S state!\n");
1161                         break;
1162                 case (PROC_DYING):
1163                         panic("Attempted to give cores to a DYING process.\n");
1164                         break;
1165                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1166                         // set up vcoremap.  list should be empty, but could be called
1167                         // multiple times before proc_running (someone changed their mind?)
1168                         if (p->procinfo->num_vcores) {
1169                                 printk("[kernel] Yaaaaaarrrrr!  Giving extra cores, are we?\n");
1170                                 // debugging: if we aren't packed, then there's a problem
1171                                 // somewhere, like someone forgot to take vcores after
1172                                 // preempting.
1173                                 for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
1174                                         assert(vcore_is_mapped(p, i));
1175                         }
1176                         // add new items to the vcoremap
1177                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1178                         p->procinfo->num_vcores += num;
1179                         /* TODO: consider bulk preemption */
1180                         for (int i = 0; i < num; i++)
1181                                 __proc_give_a_pcore(p, pcorelist[i]);
1182                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1183                         break;
1184                 case (PROC_RUNNING_M):
1185                         /* Up the refcnt, since num cores are going to start using this
1186                          * process and have it loaded in their 'current'. */
1187                         proc_incref(p, num);
1188                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1189                         p->procinfo->num_vcores += num;
1190                         for (int i = 0; i < num; i++) {
1191                                 __proc_give_a_pcore(p, pcorelist[i]);
1192                                 send_kernel_message(pcorelist[i], __startcore, (long)p, 0, 0,
1193                                                     KMSG_ROUTINE);
1194                                 if (pcorelist[i] == core_id())
1195                                         self_ipi_pending = TRUE;
1196                         }
1197                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1198                         break;
1199                 default:
1200                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1201                               __FUNCTION__);
1202         }
1203         p->resources[RES_CORES].amt_granted += num;
1204         return self_ipi_pending;
1205 }
1206
1207 /* Makes process p's coremap look like pcorelist (add, remove, etc).  Caller
1208  * needs to know what cores are free after this call (removed, failed, etc).
1209  * This info will be returned via corelist and *num.  This will send message to
1210  * any cores that are getting removed.
1211  *
1212  * Before implementing this, we should probably think about when this will be
1213  * used.  Implies preempting for the message.  The more that I think about this,
1214  * the less I like it.  For now, don't use this, and think hard before
1215  * implementing it.
1216  *
1217  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1218 bool __proc_set_allcores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
1219                          size_t *num, amr_t message,TV(a0t) arg0,
1220                          TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
1221 {
1222         panic("Set all cores not implemented.\n");
1223 }
1224
1225 /* Helper for the take_cores calls: takes a specific vcore from p, optionally
1226  * sending the message (or just unmapping), gives the pcore to the idlecoremap,
1227  * and returns TRUE if a self_ipi is pending. */
1228 static bool __proc_take_a_core(struct proc *p, struct vcore *vc, amr_t message,
1229                                long arg0, long arg1, long arg2)
1230 {
1231         bool self_ipi_pending = FALSE;
1232         /* Change lists for the vcore.  We do this before either unmapping or
1233          * sending the message, so the lists represent what will be very soon
1234          * (before we unlock, the messages are in flight). */
1235         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1236         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1237         if (message) {
1238                 if (vc->pcoreid == core_id())
1239                         self_ipi_pending = TRUE;
1240                 send_kernel_message(vc->pcoreid, message, arg0, arg1, arg2,
1241                                     KMSG_ROUTINE);
1242         } else {
1243                 /* if there was a msg, the vcore is unmapped on the receive side.
1244                  * o/w, we need to do it here. */
1245                 __unmap_vcore(p, vcore2vcoreid(p, vc));
1246         }
1247         /* give the pcore back to the idlecoremap */
1248         put_idle_core(vc->pcoreid);
1249         return self_ipi_pending;
1250 }
1251
1252 /* Takes from process p the num cores listed in pcorelist, using the given
1253  * message for the kernel message (__death, __preempt, etc).  Like the others
1254  * in this function group, bool signals whether or not an IPI is pending.
1255  *
1256  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1257 bool __proc_take_cores(struct proc *p, uint32_t *pcorelist, size_t num,
1258                        amr_t message, long arg0, long arg1, long arg2)
1259 {
1260         uint32_t vcoreid;
1261         bool self_ipi_pending = FALSE;
1262         switch (p->state) {
1263                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1264                         assert(!message);
1265                         break;
1266                 case (PROC_RUNNING_M):
1267                         assert(message);
1268                         break;
1269                 default:
1270                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1271                               __FUNCTION__);
1272         }
1273         spin_lock(&idle_lock);
1274         assert((num <= p->procinfo->num_vcores) &&
1275                (num_idlecores + num <= num_cpus));
1276         spin_unlock(&idle_lock);
1277         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1278         for (int i = 0; i < num; i++) {
1279                 vcoreid = get_vcoreid(p, pcorelist[i]);
1280                 /* Sanity check */
1281                 assert(pcorelist[i] == get_pcoreid(p, vcoreid));
1282                 self_ipi_pending = __proc_take_a_core(p, vcoreid2vcore(p, vcoreid),
1283                                                       message, arg0, arg1, arg2);
1284         }
1285         p->procinfo->num_vcores -= num;
1286         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1287         p->resources[RES_CORES].amt_granted -= num;
1288         return self_ipi_pending;
1289 }
1290
1291 /* Takes all cores from a process, which must be in an _M state.  Cores are
1292  * placed back in the idlecoremap.  If there's a message, such as __death or
1293  * __preempt, it will be sent to the cores.  The bool signals whether or not an
1294  * IPI is coming in once you unlock.
1295  *
1296  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1297 bool __proc_take_allcores(struct proc *p, amr_t message, long arg0, long arg1,
1298                           long arg2)
1299 {
1300         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
1301         bool self_ipi_pending = FALSE;
1302         switch (p->state) {
1303                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1304                         assert(!message);
1305                         break;
1306                 case (PROC_RUNNING_M):
1307                         assert(message);
1308                         break;
1309                 default:
1310                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1311                               __FUNCTION__);
1312         }
1313         spin_lock(&idle_lock);
1314         assert(num_idlecores + p->procinfo->num_vcores <= num_cpus); // sanity
1315         spin_unlock(&idle_lock);
1316         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1317         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->online_vcs, list, vc_temp) {
1318                 self_ipi_pending = __proc_take_a_core(p, vc_i,
1319                                                       message, arg0, arg1, arg2);
1320         }
1321         p->procinfo->num_vcores = 0;
1322         assert(TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1323         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1324         p->resources[RES_CORES].amt_granted = 0;
1325         return self_ipi_pending;
1326 }
1327
1328 /* Helper, to be used when a proc management kmsg should be on its way.  This
1329  * used to also unlock and then handle the message, back when the proc_lock was
1330  * an irqsave, and we had an IPI pending.  Now we use routine kmsgs.  If a msg
1331  * is pending, this needs to decref (to eat the reference of the caller) and
1332  * then process the message.  Unlock before calling this, since you might not
1333  * return.
1334  *
1335  * There should already be a kmsg waiting for us, since when we checked state to
1336  * see a message was coming, the message had already been sent before unlocking.
1337  * Note we do not need interrupts enabled for this to work (you can receive a
1338  * message before its IPI by polling), though in most cases they will be.
1339  *
1340  * TODO: consider inlining this, so __FUNCTION__ works (will require effort in
1341  * core_request(). */
1342 void __proc_kmsg_pending(struct proc *p, bool ipi_pending)
1343 {
1344         if (ipi_pending) {
1345                 proc_decref(p);
1346                 process_routine_kmsg(0);
1347                 panic("stack-killing kmsg not found in %s!!!", __FUNCTION__);
1348         }
1349 }
1350
1351 /* Helper to do the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1352  * calling. */
1353 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid)
1354 {
1355         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid = pcoreid;
1356         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = TRUE;
1357         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid = vcoreid;
1358         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid = TRUE;
1359 }
1360
1361 /* Helper to unmap the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1362  * calling. */
1363 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1364 {
1365         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = FALSE;
1366         p->procinfo->pcoremap[p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid].valid = FALSE;
1367 }
1368
1369 /* Stop running whatever context is on this core, load a known-good cr3, and
1370  * 'idle'.  Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the
1371  * process's context. */
1372 void abandon_core(void)
1373 {
1374         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1375         /* Syscalls that don't return will ultimately call abadon_core(), so we need
1376          * to make sure we don't think we are still working on a syscall. */
1377         pcpui->cur_sysc = 0;
1378         if (pcpui->cur_proc) {
1379                 pcpui->cur_tf = 0;
1380                 __abandon_core();
1381         }
1382 }
1383
1384 /* Switches to the address space/context of new_p, doing nothing if we are
1385  * already in new_p.  This won't add extra refcnts or anything, and needs to be
1386  * paired with switch_back() at the end of whatever function you are in.  Don't
1387  * migrate cores in the middle of a pair.  Specifically, the uncounted refs are
1388  * one for the old_proc, which is passed back to the caller, and new_p is
1389  * getting placed in cur_proc. */
1390 struct proc *switch_to(struct proc *new_p)
1391 {
1392         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1393         struct proc *old_proc = pcpui->cur_proc;        /* uncounted ref */
1394         /* If we aren't the proc already, then switch to it */
1395         if (old_proc != new_p) {
1396                 pcpui->cur_proc = new_p;                                /* uncounted ref */
1397                 lcr3(new_p->env_cr3);
1398         }
1399         return old_proc;
1400 }
1401
1402 /* This switches back to old_proc from new_p.  Pair it with switch_to(), and
1403  * pass in its return value for old_proc. */
1404 void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc)
1405 {
1406         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1407         if (old_proc != new_p) {
1408                 pcpui->cur_proc = old_proc;
1409                 if (old_proc)
1410                         lcr3(old_proc->env_cr3);
1411                 else
1412                         lcr3(boot_cr3);
1413         }
1414 }
1415
1416 /* Will send a TLB shootdown message to every vcore in the main address space
1417  * (aka, all vcores for now).  The message will take the start and end virtual
1418  * addresses as well, in case we want to be more clever about how much we
1419  * shootdown and batching our messages.  Should do the sanity about rounding up
1420  * and down in this function too.
1421  *
1422  * Hold the proc_lock before calling this.
1423  *
1424  * Would be nice to have a broadcast kmsg at this point.  Note this may send a
1425  * message to the calling core (interrupting it, possibly while holding the
1426  * proc_lock).  We don't need to process routine messages since it's an
1427  * immediate message. */
1428 void __proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end)
1429 {
1430         struct vcore *vc_i;
1431         switch (p->state) {
1432                 case (PROC_RUNNING_S):
1433                         tlbflush();
1434                         break;
1435                 case (PROC_RUNNING_M):
1436                         /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
1437                         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
1438                                 send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __tlbshootdown, start, end,
1439                                                     0, KMSG_IMMEDIATE);
1440                         }
1441                         break;
1442                 case (PROC_DYING):
1443                         /* if it is dying, death messages are already on the way to all
1444                          * cores, including ours, which will clear the TLB. */
1445                         break;
1446                 default:
1447                         /* will probably get this when we have the short handlers */
1448                         warn("Unexpected case %s in %s", procstate2str(p->state),
1449                              __FUNCTION__);
1450         }
1451 }
1452
1453 /* Kernel message handler to start a process's context on this core.  Tightly
1454  * coupled with proc_run().  Interrupts are disabled. */
1455 void __startcore(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1456 {
1457         uint32_t pcoreid = core_id(), vcoreid;
1458         struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
1459         struct trapframe local_tf;
1460         struct preempt_data *vcpd;
1461
1462         assert(p_to_run);
1463         /* the sender of the amsg increfed, thinking we weren't running current. */
1464         if (p_to_run == current)
1465                 proc_decref(p_to_run);
1466         vcoreid = get_vcoreid(p_to_run, pcoreid);
1467         vcpd = &p_to_run->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1468         /* We could let userspace do this, though they come into vcore entry many
1469          * times, and we just need this to happen when the cores comes online the
1470          * first time.  That, and they want this turned on as soon as we know a
1471          * vcore *WILL* be online.  We could also do this earlier, when we map the
1472          * vcore to its pcore, though we don't always have current loaded or
1473          * otherwise mess with the VCPD in those code paths. */
1474         vcpd->can_rcv_msg = TRUE;
1475         printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1476                pcoreid, p_to_run->pid, vcoreid);
1477         if (seq_is_locked(vcpd->preempt_tf_valid)) {
1478                 __seq_end_write(&vcpd->preempt_tf_valid); /* mark tf as invalid */
1479                 restore_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1480                 /* notif_pending and enabled means the proc wants to receive the IPI,
1481                  * but might have missed it.  copy over the tf so they can restart it
1482                  * later, and give them a fresh vcore. */
1483                 if (vcpd->notif_pending && vcpd->notif_enabled) {
1484                         vcpd->notif_tf = vcpd->preempt_tf; // could memset
1485                         proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
1486                                             vcpd->transition_stack);
1487                         if (!vcpd->transition_stack)
1488                                 warn("No transition stack!");
1489                         vcpd->notif_enabled = FALSE;
1490                         vcpd->notif_pending = FALSE;
1491                 } else {
1492                         /* copy-in the tf we'll pop, then set all security-related fields */
1493                         local_tf = vcpd->preempt_tf;
1494                         proc_secure_trapframe(&local_tf);
1495                 }
1496         } else { /* not restarting from a preemption, use a fresh vcore */
1497                 assert(vcpd->transition_stack);
1498                 proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
1499                                     vcpd->transition_stack);
1500                 /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
1501                 vcpd->notif_enabled = FALSE;
1502         }
1503         __proc_startcore(p_to_run, &local_tf); // TODO: (HSS) pass silly state *?
1504 }
1505
1506 /* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif.  Make
1507  * sure that you are passing in a user tf (otherwise, it's a bug).  Try not to
1508  * grab locks or write access to anything that isn't per-core in here. */
1509 void __notify(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1510 {
1511         struct user_trapframe local_tf;
1512         struct preempt_data *vcpd;
1513         uint32_t vcoreid;
1514         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1515
1516         if (p != current)
1517                 return;
1518         assert(!in_kernel(tf));
1519         /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
1520          * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
1521          * after we unmap. */
1522         assert(tf == current_tf);
1523         vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
1524         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1525         printd("received active notification for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1526                p->procinfo->pid, vcoreid, core_id());
1527         /* sort signals.  notifs are now masked, like an interrupt gate */
1528         if (!vcpd->notif_enabled)
1529                 return;
1530         vcpd->notif_enabled = FALSE;
1531         vcpd->notif_pending = FALSE; // no longer pending - it made it here
1532         /* save the old tf in the notify slot, build and pop a new one.  Note that
1533          * silly state isn't our business for a notification. */
1534         // TODO: this is assuming the struct user_tf is the same as a regular TF
1535         vcpd->notif_tf = *tf;
1536         memset(&local_tf, 0, sizeof(local_tf));
1537         proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p->env_entry,
1538                             vcpd->transition_stack);
1539         __proc_startcore(p, &local_tf);
1540 }
1541
1542 void __preempt(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1543 {
1544         struct preempt_data *vcpd;
1545         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1546         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1547
1548         if (p != current)
1549                 panic("__preempt arrived for a process (%p) that was not current (%p)!",
1550                       p, current);
1551         assert(!in_kernel(tf));
1552         /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
1553          * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
1554          * after we unmap. */
1555         vcoreid = get_vcoreid(p, coreid);
1556         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = FALSE;
1557         /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
1558         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
1559         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1560         printd("[kernel] received __preempt for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1561                p->procinfo->pid, vcoreid, core_id());
1562
1563         /* save the old tf in the preempt slot, save the silly state, and signal the
1564          * state is a valid tf.  when it is 'written,' it is valid.  Using the
1565          * seq_ctrs so userspace can tell between different valid versions.  If the
1566          * TF was already valid, it will panic (if CONFIGed that way). */
1567         // TODO: this is assuming the struct user_tf is the same as a regular TF
1568         vcpd->preempt_tf = *tf;
1569         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1570         __seq_start_write(&vcpd->preempt_tf_valid);
1571         __unmap_vcore(p, vcoreid);
1572         abandon_core();
1573         smp_idle();
1574 }
1575
1576 /* Kernel message handler to clean up the core when a process is dying.
1577  * Note this leaves no trace of what was running.
1578  * It's okay if death comes to a core that's already idling and has no current.
1579  * It could happen if a process decref'd before __proc_startcore could incref. */
1580 void __death(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1581 {
1582         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1583         if (current) {
1584                 vcoreid = get_vcoreid(current, coreid);
1585                 printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1586                        coreid, current->pid, vcoreid);
1587                 __unmap_vcore(current, vcoreid);
1588         }
1589         abandon_core();
1590         smp_idle();
1591 }
1592
1593 /* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
1594  * addresses from a0 to a1. */
1595 void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
1596                     long a2)
1597 {
1598         /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
1599         tlbflush();
1600 }
1601
1602 void print_idlecoremap(void)
1603 {
1604         spin_lock(&idle_lock);
1605         printk("There are %d idle cores.\n", num_idlecores);
1606         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
1607                 printk("idlecoremap[%d] = %d\n", i, idlecoremap[i]);
1608         spin_unlock(&idle_lock);
1609 }
1610
1611 void print_allpids(void)
1612 {
1613         void print_proc_state(void *item)
1614         {
1615                 struct proc *p = (struct proc*)item;
1616                 assert(p);
1617                 printk("%8d %s\n", p->pid, procstate2str(p->state));
1618         }
1619         printk("PID      STATE    \n");
1620         printk("------------------\n");
1621         spin_lock(&pid_hash_lock);
1622         hash_for_each(pid_hash, print_proc_state);
1623         spin_unlock(&pid_hash_lock);
1624 }
1625
1626 void print_proc_info(pid_t pid)
1627 {
1628         int j = 0;
1629         struct proc *p = pid2proc(pid);
1630         struct vcore *vc_i;
1631         if (!p) {
1632                 printk("Bad PID.\n");
1633                 return;
1634         }
1635         spinlock_debug(&p->proc_lock);
1636         //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
1637         printk("struct proc: %p\n", p);
1638         printk("PID: %d\n", p->pid);
1639         printk("PPID: %d\n", p->ppid);
1640         printk("State: 0x%08x (%s)\n", p->state, p->is_mcp ? "M" : "S");
1641         printk("Refcnt: %d\n", atomic_read(&p->p_kref.refcount) - 1);
1642         printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
1643         printk("CR3(phys): 0x%08x\n", p->env_cr3);
1644         printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
1645         printk("Vcore Lists (may be in flux w/o locking):\n----------------------\n");
1646         printk("Online:\n");
1647         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1648                 printk("\tVcore %d -> Pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i), vc_i->pcoreid);
1649         printk("Bulk Preempted:\n");
1650         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list)
1651                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
1652         printk("Inactive / Yielded:\n");
1653         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->inactive_vcs, list)
1654                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
1655         printk("Resources:\n------------------------\n");
1656         for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
1657                 printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
1658                        p->resources[i].amt_wanted, p->resources[i].amt_granted);
1659         printk("Open Files:\n");
1660         struct files_struct *files = &p->open_files;
1661         spin_lock(&files->lock);
1662         for (int i = 0; i < files->max_files; i++)
1663                 if (files->fd_array[i].fd_file) {
1664                         printk("\tFD: %02d, File: %08p, File name: %s\n", i,
1665                                files->fd_array[i].fd_file,
1666                                file_name(files->fd_array[i].fd_file));
1667                 }
1668         spin_unlock(&files->lock);
1669         /* No one cares, and it clutters the terminal */
1670         //printk("Vcore 0's Last Trapframe:\n");
1671         //print_trapframe(&p->env_tf);
1672         /* no locking / unlocking or refcnting */
1673         // spin_unlock(&p->proc_lock);
1674         proc_decref(p);
1675 }