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