Protects cur_tf by disabling interrupts
[akaros.git] / kern / src / process.c
1 /* Copyright (c) 2009, 2010 The Regents of the University of California
2  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
3  * See LICENSE for details. */
4
5 #ifdef __SHARC__
6 #pragma nosharc
7 #endif
8
9 #include <ros/bcq.h>
10 #include <event.h>
11 #include <arch/arch.h>
12 #include <bitmask.h>
13 #include <process.h>
14 #include <atomic.h>
15 #include <smp.h>
16 #include <pmap.h>
17 #include <trap.h>
18 #include <schedule.h>
19 #include <manager.h>
20 #include <stdio.h>
21 #include <assert.h>
22 #include <time.h>
23 #include <hashtable.h>
24 #include <slab.h>
25 #include <sys/queue.h>
26 #include <frontend.h>
27 #include <monitor.h>
28 #include <resource.h>
29 #include <elf.h>
30 #include <arsc_server.h>
31 #include <devfs.h>
32
33 /* Process Lists */
34 struct proc_list proc_runnablelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_runnablelist);
35 spinlock_t runnablelist_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
36 struct kmem_cache *proc_cache;
37
38 /* Tracks which cores are idle, similar to the vcoremap.  Each value is the
39  * physical coreid of an unallocated core. */
40 spinlock_t idle_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
41 uint32_t LCKD(&idle_lock) (RO idlecoremap)[MAX_NUM_CPUS];
42 uint32_t LCKD(&idle_lock) num_idlecores = 0;
43 uint32_t num_mgmtcores = 1;
44
45 /* Helper function to return a core to the idlemap.  It causes some more lock
46  * acquisitions (like in a for loop), but it's a little easier.  Plus, one day
47  * we might be able to do this without locks (for the putting). */
48 void put_idle_core(uint32_t coreid)
49 {
50         spin_lock(&idle_lock);
51         idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
52         spin_unlock(&idle_lock);
53 }
54
55 /* Other helpers, implemented later. */
56 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf);
57 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
58 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
59 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
60 static void __proc_free(struct kref *kref);
61
62 /* PID management. */
63 #define PID_MAX 32767 // goes from 0 to 32767, with 0 reserved
64 static DECL_BITMASK(pid_bmask, PID_MAX + 1);
65 spinlock_t pid_bmask_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
66 struct hashtable *pid_hash;
67 spinlock_t pid_hash_lock; // initialized in proc_init
68
69 /* Finds the next free entry (zero) entry in the pid_bitmask.  Set means busy.
70  * PID 0 is reserved (in proc_init).  A return value of 0 is a failure (and
71  * you'll also see a warning, for now).  Consider doing this with atomics. */
72 static pid_t get_free_pid(void)
73 {
74         static pid_t next_free_pid = 1;
75         pid_t my_pid = 0;
76
77         spin_lock(&pid_bmask_lock);
78         // atomically (can lock for now, then change to atomic_and_return
79         FOR_CIRC_BUFFER(next_free_pid, PID_MAX + 1, i) {
80                 // always points to the next to test
81                 next_free_pid = (next_free_pid + 1) % (PID_MAX + 1);
82                 if (!GET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i)) {
83                         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i);
84                         my_pid = i;
85                         break;
86                 }
87         }
88         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
89         if (!my_pid)
90                 warn("Shazbot!  Unable to find a PID!  You need to deal with this!\n");
91         return my_pid;
92 }
93
94 /* Return a pid to the pid bitmask */
95 static void put_free_pid(pid_t pid)
96 {
97         spin_lock(&pid_bmask_lock);
98         CLR_BITMASK_BIT(pid_bmask, pid);
99         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
100 }
101
102 /* While this could be done with just an assignment, this gives us the
103  * opportunity to check for bad transitions.  Might compile these out later, so
104  * we shouldn't rely on them for sanity checking from userspace.  */
105 int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
106 {
107         uint32_t curstate = p->state;
108         /* Valid transitions:
109          * C   -> RBS
110          * C   -> D
111          * RBS -> RGS
112          * RGS -> RBS
113          * RGS -> W
114          * RGM -> W
115          * W   -> RBS
116          * W   -> RBM
117          * RGS -> RBM
118          * RBM -> RGM
119          * RGM -> RBM
120          * RGM -> RBS
121          * RGS -> D
122          * RGM -> D
123          *
124          * These ought to be implemented later (allowed, not thought through yet).
125          * RBS -> D
126          * RBM -> D
127          */
128         #if 1 // some sort of correctness flag
129         switch (curstate) {
130                 case PROC_CREATED:
131                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_DYING)))
132                                 panic("Invalid State Transition! PROC_CREATED to %02x", state);
133                         break;
134                 case PROC_RUNNABLE_S:
135                         if (!(state & (PROC_RUNNING_S | PROC_DYING)))
136                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_S to %02x", state);
137                         break;
138                 case PROC_RUNNING_S:
139                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
140                                        PROC_DYING)))
141                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_S to %02x", state);
142                         break;
143                 case PROC_WAITING:
144                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M)))
145                                 panic("Invalid State Transition! PROC_WAITING to %02x", state);
146                         break;
147                 case PROC_DYING:
148                         if (state != PROC_CREATED) // when it is reused (TODO)
149                                 panic("Invalid State Transition! PROC_DYING to %02x", state);
150                         break;
151                 case PROC_RUNNABLE_M:
152                         if (!(state & (PROC_RUNNING_M | PROC_DYING)))
153                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_M to %02x", state);
154                         break;
155                 case PROC_RUNNING_M:
156                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
157                                        PROC_DYING)))
158                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_M to %02x", state);
159                         break;
160         }
161         #endif
162         p->state = state;
163         return 0;
164 }
165
166 /* Returns a pointer to the proc with the given pid, or 0 if there is none.
167  * This uses get_not_zero, since it is possible the refcnt is 0, which means the
168  * process is dying and we should not have the ref (and thus return 0).  We need
169  * to lock to protect us from getting p, (someone else removes and frees p),
170  * then get_not_zero() on p.
171  * Don't push the locking into the hashtable without dealing with this. */
172 struct proc *pid2proc(pid_t pid)
173 {
174         spin_lock(&pid_hash_lock);
175         struct proc *p = hashtable_search(pid_hash, (void*)pid);
176         if (p)
177                 if (!kref_get_not_zero(&p->p_kref, 1))
178                         p = 0;
179         spin_unlock(&pid_hash_lock);
180         return p;
181 }
182
183 /* Performs any initialization related to processes, such as create the proc
184  * cache, prep the scheduler, etc.  When this returns, we should be ready to use
185  * any process related function. */
186 void proc_init(void)
187 {
188         /* Catch issues with the vcoremap and TAILQ_ENTRY sizes */
189         static_assert(sizeof(TAILQ_ENTRY(vcore)) == sizeof(void*) * 2);
190         proc_cache = kmem_cache_create("proc", sizeof(struct proc),
191                      MAX(HW_CACHE_ALIGN, __alignof__(struct proc)), 0, 0, 0);
192         /* Init PID mask and hash.  pid 0 is reserved. */
193         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, 0);
194         spinlock_init(&pid_hash_lock);
195         spin_lock(&pid_hash_lock);
196         pid_hash = create_hashtable(100, __generic_hash, __generic_eq);
197         spin_unlock(&pid_hash_lock);
198         schedule_init();
199         /* Init idle cores. Core 0 is the management core. */
200         spin_lock(&idle_lock);
201 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
202         /* assumes core0 is the only management core (NIC and monitor functionality
203          * are run there too.  it just adds the odd cores to the idlecoremap */
204         assert(!(num_cpus % 2));
205         // TODO: consider checking x86 for machines that actually hyperthread
206         num_idlecores = num_cpus >> 1;
207 #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
208         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
209         num_mgmtcores++;
210         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
211         send_kernel_message(2, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
212 #endif
213         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
214                 idlecoremap[i] = (i * 2) + 1;
215 #else
216         // __CONFIG_DISABLE_SMT__
217         #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
218         num_mgmtcores++; // Next core is dedicated to the NIC
219         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
220         #endif
221         #ifdef __CONFIG_APPSERVER__
222         #ifdef __CONFIG_DEDICATED_MONITOR__
223         num_mgmtcores++; // Next core dedicated to running the kernel monitor
224         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
225         // Need to subtract 1 from the num_mgmtcores # to get the cores index
226         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)monitor, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
227         #endif
228         #endif
229 #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
230         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
231         num_mgmtcores++;
232         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
233         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
234 #endif
235         num_idlecores = num_cpus - num_mgmtcores;
236         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
237                 idlecoremap[i] = i + num_mgmtcores;
238 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
239
240         spin_unlock(&idle_lock);
241         atomic_init(&num_envs, 0);
242 }
243
244 /* Be sure you init'd the vcore lists before calling this. */
245 static void proc_init_procinfo(struct proc* p)
246 {
247         p->procinfo->pid = p->pid;
248         p->procinfo->ppid = p->ppid;
249         // TODO: maybe do something smarter here
250 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
251         p->procinfo->max_vcores = num_cpus >> 1;
252 #else
253         p->procinfo->max_vcores = MAX(1,num_cpus-num_mgmtcores);
254 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
255         p->procinfo->tsc_freq = system_timing.tsc_freq;
256         p->procinfo->heap_bottom = (void*)UTEXT;
257         /* 0'ing the arguments.  Some higher function will need to set them */
258         memset(p->procinfo->argp, 0, sizeof(p->procinfo->argp));
259         memset(p->procinfo->argbuf, 0, sizeof(p->procinfo->argbuf));
260         /* 0'ing the vcore/pcore map.  Will link the vcores later. */
261         memset(&p->procinfo->vcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->vcoremap));
262         memset(&p->procinfo->pcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->pcoremap));
263         p->procinfo->num_vcores = 0;
264         p->procinfo->coremap_seqctr = SEQCTR_INITIALIZER;
265         /* For now, we'll go up to the max num_cpus (at runtime).  In the future,
266          * there may be cases where we can have more vcores than num_cpus, but for
267          * now we'll leave it like this. */
268         for (int i = 0; i < num_cpus; i++) {
269                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->inactive_vcs, &p->procinfo->vcoremap[i], list);
270         }
271 }
272
273 static void proc_init_procdata(struct proc *p)
274 {
275         memset(p->procdata, 0, sizeof(struct procdata));
276 }
277
278 /* Allocates and initializes a process, with the given parent.  Currently
279  * writes the *p into **pp, and returns 0 on success, < 0 for an error.
280  * Errors include:
281  *  - ENOFREEPID if it can't get a PID
282  *  - ENOMEM on memory exhaustion */
283 error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent)
284 {
285         error_t r;
286         struct proc *p;
287
288         if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
289                 return -ENOMEM;
290
291         { INITSTRUCT(*p)
292
293         /* one reference for the proc existing, and one for the ref we pass back. */
294         kref_init(&p->p_kref, __proc_free, 2);
295         // Setup the default map of where to get cache colors from
296         p->cache_colors_map = global_cache_colors_map;
297         p->next_cache_color = 0;
298         /* Initialize the address space */
299         if ((r = env_setup_vm(p)) < 0) {
300                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
301                 return r;
302         }
303         if (!(p->pid = get_free_pid())) {
304                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
305                 return -ENOFREEPID;
306         }
307         /* Set the basic status variables. */
308         spinlock_init(&p->proc_lock);
309         p->exitcode = 1337;     /* so we can see processes killed by the kernel */
310         p->ppid = parent ? parent->pid : 0;
311         p->state = PROC_CREATED; /* shouldn't go through state machine for init */
312         p->is_mcp = FALSE;
313         p->env_flags = 0;
314         p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set later
315         p->heap_top = (void*)UTEXT;     /* heap_bottom set in proc_init_procinfo */
316         memset(&p->resources, 0, sizeof(p->resources));
317         memset(&p->env_ancillary_state, 0, sizeof(p->env_ancillary_state));
318         memset(&p->env_tf, 0, sizeof(p->env_tf));
319         spinlock_init(&p->mm_lock);
320         TAILQ_INIT(&p->vm_regions); /* could init this in the slab */
321         /* Initialize the vcore lists, we'll build the inactive list so that it includes
322          * all vcores when we initialize procinfo.  Do this before initing procinfo. */
323         TAILQ_INIT(&p->online_vcs);
324         TAILQ_INIT(&p->bulk_preempted_vcs);
325         TAILQ_INIT(&p->inactive_vcs);
326         /* Init procinfo/procdata.  Procinfo's argp/argb are 0'd */
327         proc_init_procinfo(p);
328         proc_init_procdata(p);
329
330         /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
331         SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
332         /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
333         FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
334                         &p->procdata->syseventring,
335                         SYSEVENTRINGSIZE);
336
337         /* Init FS structures TODO: cleanup (might pull this out) */
338         kref_get(&default_ns.kref, 1);
339         p->ns = &default_ns;
340         spinlock_init(&p->fs_env.lock);
341         p->fs_env.umask = parent ? parent->fs_env.umask : S_IWGRP | S_IWOTH;
342         p->fs_env.root = p->ns->root->mnt_root;
343         kref_get(&p->fs_env.root->d_kref, 1);
344         p->fs_env.pwd = parent ? parent->fs_env.pwd : p->fs_env.root;
345         kref_get(&p->fs_env.pwd->d_kref, 1);
346         memset(&p->open_files, 0, sizeof(p->open_files));       /* slightly ghetto */
347         spinlock_init(&p->open_files.lock);
348         p->open_files.max_files = NR_OPEN_FILES_DEFAULT;
349         p->open_files.max_fdset = NR_FILE_DESC_DEFAULT;
350         p->open_files.fd = p->open_files.fd_array;
351         p->open_files.open_fds = (struct fd_set*)&p->open_files.open_fds_init;
352         /* Init the ucq hash lock */
353         p->ucq_hashlock = (struct hashlock*)&p->ucq_hl_noref;
354         hashlock_init(p->ucq_hashlock, HASHLOCK_DEFAULT_SZ);
355
356         atomic_inc(&num_envs);
357         frontend_proc_init(p);
358         printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
359         } // INIT_STRUCT
360         *pp = p;
361         return 0;
362 }
363
364 /* We have a bunch of different ways to make processes.  Call this once the
365  * process is ready to be used by the rest of the system.  For now, this just
366  * means when it is ready to be named via the pidhash.  In the future, we might
367  * push setting the state to CREATED into here. */
368 void __proc_ready(struct proc *p)
369 {
370         spin_lock(&pid_hash_lock);
371         hashtable_insert(pid_hash, (void*)p->pid, p);
372         spin_unlock(&pid_hash_lock);
373 }
374
375 /* Creates a process from the specified file, argvs, and envps.  Tempted to get
376  * rid of proc_alloc's style, but it is so quaint... */
377 struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp)
378 {
379         struct proc *p;
380         error_t r;
381         if ((r = proc_alloc(&p, current)) < 0)
382                 panic("proc_create: %e", r);    /* one of 3 quaint usages of %e */
383         procinfo_pack_args(p->procinfo, argv, envp);
384         assert(load_elf(p, prog) == 0);
385         /* Connect to stdin, stdout, stderr */
386         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0) == 0);
387         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 0) == 1);
388         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 0) == 2);
389         __proc_ready(p);
390         return p;
391 }
392
393 /* This is called by kref_put(), once the last reference to the process is
394  * gone.  Don't call this otherwise (it will panic).  It will clean up the
395  * address space and deallocate any other used memory. */
396 static void __proc_free(struct kref *kref)
397 {
398         struct proc *p = container_of(kref, struct proc, p_kref);
399         physaddr_t pa;
400
401         printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
402         // All parts of the kernel should have decref'd before __proc_free is called
403         assert(kref_refcnt(&p->p_kref) == 0);
404
405         kref_put(&p->fs_env.root->d_kref);
406         kref_put(&p->fs_env.pwd->d_kref);
407         destroy_vmrs(p);
408         frontend_proc_free(p);  /* TODO: please remove me one day */
409         /* Free any colors allocated to this process */
410         if (p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
411                 for(int i = 0; i < llc_cache->num_colors; i++)
412                         cache_color_free(llc_cache, p->cache_colors_map);
413                 cache_colors_map_free(p->cache_colors_map);
414         }
415         /* Remove us from the pid_hash and give our PID back (in that order). */
416         spin_lock(&pid_hash_lock);
417         if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)p->pid))
418                 panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
419         spin_unlock(&pid_hash_lock);
420         put_free_pid(p->pid);
421         /* Flush all mapped pages in the user portion of the address space */
422         env_user_mem_free(p, 0, UVPT);
423         /* These need to be free again, since they were allocated with a refcnt. */
424         free_cont_pages(p->procinfo, LOG2_UP(PROCINFO_NUM_PAGES));
425         free_cont_pages(p->procdata, LOG2_UP(PROCDATA_NUM_PAGES));
426
427         env_pagetable_free(p);
428         p->env_pgdir = 0;
429         p->env_cr3 = 0;
430
431         atomic_dec(&num_envs);
432
433         /* Dealloc the struct proc */
434         kmem_cache_free(proc_cache, p);
435 }
436
437 /* Whether or not actor can control target.  Note we currently don't need
438  * locking for this. TODO: think about that, esp wrt proc's dying. */
439 bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
440 {
441         return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
442 }
443
444 /* Helper to incref by val.  Using the helper to help debug/interpose on proc
445  * ref counting.  Note that pid2proc doesn't use this interface. */
446 void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val)
447 {
448         kref_get(&p->p_kref, val);
449 }
450
451 /* Helper to decref for debugging.  Don't directly kref_put() for now. */
452 void proc_decref(struct proc *p)
453 {
454         kref_put(&p->p_kref);
455 }
456
457 /* Helper, makes p the 'current' process, dropping the old current/cr3.  Don't
458  * incref - this assumes the passed in reference already counted 'current'. */
459 static void __set_proc_current(struct proc *p)
460 {
461         /* We use the pcpui to access 'current' to cut down on the core_id() calls,
462          * though who know how expensive/painful they are. */
463         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
464         /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
465         if (p != pcpui->cur_proc) {
466                 /* Do not incref here.  We were given the reference to current,
467                  * pre-upped. */
468                 lcr3(p->env_cr3);
469                 /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
470                  * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
471                  * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
472                  * but this is the fallback. */
473                 if (pcpui->cur_proc)
474                         proc_decref(pcpui->cur_proc);
475                 pcpui->cur_proc = p;
476         }
477 }
478
479 /* Dispatches a process to run, either on the current core in the case of a
480  * RUNNABLE_S, or on its partition in the case of a RUNNABLE_M.  This should
481  * never be called to "restart" a core.  This expects that the "instructions"
482  * for which core(s) to run this on will be in the vcoremap, which needs to be
483  * set externally.
484  *
485  * When a process goes from RUNNABLE_M to RUNNING_M, its vcoremap will be
486  * "packed" (no holes in the vcore->pcore mapping), vcore0 will continue to run
487  * it's old core0 context, and the other cores will come in at the entry point.
488  * Including in the case of preemption.
489  *
490  * This won't return if the current core is going to be one of the processes
491  * cores (either for _S mode or for _M if it's in the vcoremap).  proc_run will
492  * eat your reference if it does not return. */
493 void proc_run(struct proc *p)
494 {
495         bool self_ipi_pending = FALSE;
496         struct vcore *vc_i;
497         spin_lock(&p->proc_lock);
498
499         switch (p->state) {
500                 case (PROC_DYING):
501                         spin_unlock(&p->proc_lock);
502                         printk("Process %d not starting due to async death\n", p->pid);
503                         // if we're a worker core, smp_idle, o/w return
504                         if (!management_core())
505                                 smp_idle(); // this never returns
506                         return;
507                 case (PROC_RUNNABLE_S):
508                         assert(current != p);
509                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
510                         /* We will want to know where this process is running, even if it is
511                          * only in RUNNING_S.  can use the vcoremap, which makes death easy.
512                          * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
513                          * env_tf. */
514                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
515                         p->procinfo->num_vcores = 0;    /* TODO (VC#) */
516                         /* TODO: For now, we won't count this as an active vcore (on the
517                          * lists).  This gets unmapped in resource.c and yield_s, and needs
518                          * work. */
519                         __map_vcore(p, 0, core_id()); // sort of.  this needs work.
520                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
521                         /* __set_proc_current assumes the reference we give it is for
522                          * current.  Decref if current is already properly set, otherwise
523                          * ensure current is set. */
524                         if (p == current)
525                                 proc_decref(p);
526                         else
527                                 __set_proc_current(p);
528                         /* We restartcore, instead of startcore, since startcore is a bit
529                          * lower level and we want a chance to process kmsgs before starting
530                          * the process. */
531                         spin_unlock(&p->proc_lock);
532                         current_tf = &p->env_tf;        /* no need for irq disable yet */
533                         proc_restartcore();
534                         break;
535                 case (PROC_RUNNABLE_M):
536                         /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
537                          * this process.  It is set outside proc_run.  For the kernel
538                          * message, a0 = struct proc*, a1 = struct trapframe*.   */
539                         if (p->procinfo->num_vcores) {
540                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
541                                 /* Up the refcnt, since num_vcores are going to start using this
542                                  * process and have it loaded in their 'current'. */
543                                 proc_incref(p, p->procinfo->num_vcores);
544                                 /* If the core we are running on is in the vcoremap, we will get
545                                  * an IPI (once we reenable interrupts) and never return. */
546                                 if (is_mapped_vcore(p, core_id()))
547                                         self_ipi_pending = TRUE;
548                                 /* Send kernel messages to all online vcores (which were added
549                                  * to the list and mapped in __proc_give_cores()), making them
550                                  * turn online */
551                                 TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
552                                         send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __startcore, (long)p,
553                                                             0, 0, KMSG_ROUTINE);
554                                 }
555                         } else {
556                                 warn("Tried to proc_run() an _M with no vcores!");
557                         }
558                         /* Unlock and decref/wait for the IPI if one is pending.  This will
559                          * eat the reference if we aren't returning.
560                          *
561                          * There a subtle race avoidance here.  __proc_startcore can handle
562                          * a death message, but we can't have the startcore come after the
563                          * death message.  Otherwise, it would look like a new process.  So
564                          * we hold the lock til after we send our message, which prevents a
565                          * possible death message.
566                          * - Note there is no guarantee this core's interrupts were on, so
567                          *   it may not get the message for a while... */
568                         spin_unlock(&p->proc_lock);
569                         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
570                         break;
571                 default:
572                         spin_unlock(&p->proc_lock);
573                         panic("Invalid process state %p in proc_run()!!", p->state);
574         }
575 }
576
577 /* Actually runs the given context (trapframe) of process p on the core this
578  * code executes on.  This is called directly by __startcore, which needs to
579  * bypass the routine_kmsg check.  Interrupts should be off when you call this.
580  *
581  * A note on refcnting: this function will not return, and your proc reference
582  * will end up stored in current.  This will make no changes to p's refcnt, so
583  * do your accounting such that there is only the +1 for current.  This means if
584  * it is already in current (like in the trap return path), don't up it.  If
585  * it's already in current and you have another reference (like pid2proc or from
586  * an IPI), then down it (which is what happens in __startcore()).  If it's not
587  * in current and you have one reference, like proc_run(non_current_p), then
588  * also do nothing.  The refcnt for your *p will count for the reference stored
589  * in current. */
590 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
591 {
592         assert(!irq_is_enabled());
593         __set_proc_current(p);
594         /* need to load our silly state, preferably somewhere other than here so we
595          * can avoid the case where the context was just running here.  it's not
596          * sufficient to do it in the "new process" if-block above (could be things
597          * like page faults that cause us to keep the same process, but want a
598          * different context.
599          * for now, we load this silly state here. (TODO) (HSS)
600          * We also need this to be per trapframe, and not per process...
601          * For now / OSDI, only load it when in _S mode.  _M mode was handled in
602          * __startcore.  */
603         if (p->state == PROC_RUNNING_S)
604                 env_pop_ancillary_state(p);
605         /* Clear the current_tf, since it is no longer used */
606         current_tf = 0; /* TODO: might not need this... */
607         env_pop_tf(tf);
608 }
609
610 /* Restarts/runs the current_tf, which must be for the current process, on the
611  * core this code executes on.  Calls an internal function to do the work.
612  *
613  * In case there are pending routine messages, like __death, __preempt, or
614  * __notify, we need to run them.  Alternatively, if there are any, we could
615  * self_ipi, and run the messages immediately after popping back to userspace,
616  * but that would have crappy overhead.
617  *
618  * Refcnting: this will not return, and it assumes that you've accounted for
619  * your reference as if it was the ref for "current" (which is what happens when
620  * returning from local traps and such. */
621 void proc_restartcore(void)
622 {
623         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
624         assert(!pcpui->cur_sysc);
625         /* Need ints disabled when we return from processing (race on missing
626          * messages/IPIs) */
627         disable_irq();
628         process_routine_kmsg(pcpui->cur_tf);
629         /* If there is no cur_tf, it is because the old one was already restarted
630          * (and we weren't interrupting another one to finish).  In which case, we
631          * should just smp_idle() */
632         if (!pcpui->cur_tf) {
633                 abandon_core();
634                 smp_idle();
635         }
636         __proc_startcore(pcpui->cur_proc, pcpui->cur_tf);
637 }
638
639 /*
640  * Destroys the given process.  This may be called from another process, a light
641  * kernel thread (no real process context), asynchronously/cross-core, or from
642  * the process on its own core.
643  *
644  * Here's the way process death works:
645  * 0. grab the lock (protects state transition and core map)
646  * 1. set state to dying.  that keeps the kernel from doing anything for the
647  * process (like proc_running it).
648  * 2. figure out where the process is running (cross-core/async or RUNNING_M)
649  * 3. IPI to clean up those cores (decref, etc).
650  * 4. Unlock
651  * 5. Clean up your core, if applicable
652  * (Last core/kernel thread to decref cleans up and deallocates resources.)
653  *
654  * Note that some cores can be processing async calls, but will eventually
655  * decref.  Should think about this more, like some sort of callback/revocation.
656  *
657  * This function will now always return (it used to not return if the calling
658  * core was dying).  However, when it returns, a kernel message will eventually
659  * come in, making you abandon_core, as if you weren't running.  It may be that
660  * the only reference to p is the one you passed in, and when you decref, it'll
661  * get __proc_free()d. */
662 void proc_destroy(struct proc *p)
663 {
664         bool self_ipi_pending = FALSE;
665         
666         spin_lock(&p->proc_lock);
667         switch (p->state) {
668                 case PROC_DYING: // someone else killed this already.
669                         spin_unlock(&p->proc_lock);
670                         return;
671                 case PROC_RUNNABLE_M:
672                         /* Need to reclaim any cores this proc might have, even though it's
673                          * not running yet. */
674                         __proc_take_allcores(p, 0, 0, 0, 0);
675                         // fallthrough
676                 case PROC_RUNNABLE_S:
677                         // Think about other lists, like WAITING, or better ways to do this
678                         deschedule_proc(p);
679                         break;
680                 case PROC_RUNNING_S:
681                         #if 0
682                         // here's how to do it manually
683                         if (current == p) {
684                                 lcr3(boot_cr3);
685                                 proc_decref(p);         /* this decref is for the cr3 */
686                                 current = NULL;
687                         }
688                         #endif
689                         send_kernel_message(get_pcoreid(p, 0), __death, 0, 0, 0,
690                                             KMSG_ROUTINE);
691                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
692                         // TODO: might need to sort num_vcores too later (VC#)
693                         /* vcore is unmapped on the receive side */
694                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
695                         #if 0
696                         /* right now, RUNNING_S only runs on a mgmt core (0), not cores
697                          * managed by the idlecoremap.  so don't do this yet. */
698                         put_idle_core(get_pcoreid(p, 0));
699                         #endif
700                         break;
701                 case PROC_RUNNING_M:
702                         /* Send the DEATH message to every core running this process, and
703                          * deallocate the cores.
704                          * The rule is that the vcoremap is set before proc_run, and reset
705                          * within proc_destroy */
706                         __proc_take_allcores(p, __death, 0, 0, 0);
707                         break;
708                 case PROC_CREATED:
709                         break;
710                 default:
711                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
712                               __FUNCTION__);
713         }
714         __proc_set_state(p, PROC_DYING);
715         /* This prevents processes from accessing their old files while dying, and
716          * will help if these files (or similar objects in the future) hold
717          * references to p (preventing a __proc_free()). */
718         close_all_files(&p->open_files, FALSE);
719         /* This decref is for the process's existence. */
720         proc_decref(p);
721         /* Unlock.  A death IPI should be on its way, either from the RUNNING_S one,
722          * or from proc_take_cores with a __death.  in general, interrupts should be
723          * on when you call proc_destroy locally, but currently aren't for all
724          * things (like traphandlers). */
725         spin_unlock(&p->proc_lock);
726         return;
727 }
728
729 /* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  No locking involved, be
730  * careful. */
731 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
732 {
733         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
734 }
735
736 /* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
737  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
738 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
739 {
740         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
741         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
742 }
743
744 /* Helper function.  Find the pcoreid for a given virtual core id for proc p.
745  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
746 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
747 {
748         assert(vcore_is_mapped(p, vcoreid));
749         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
750 }
751
752 /* Helper function: yields / wraps up current_tf and schedules the _S */
753 void __proc_yield_s(struct proc *p, struct trapframe *tf)
754 {
755         assert(p->state == PROC_RUNNING_S);
756         p->env_tf= *tf;
757         env_push_ancillary_state(p);                    /* TODO: (HSS) */
758         __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run _S */
759         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
760         schedule_proc(p);
761 }
762
763 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
764  * - If RUNNING_S, you just give up your time slice and will eventually return.
765  * - If RUNNING_M, you give up the current vcore (which never returns), and
766  *   adjust the amount of cores wanted/granted.
767  * - If you have only one vcore, you switch to RUNNABLE_M.  When you run again,
768  *   you'll have one guaranteed core, starting from the entry point.
769  *
770  * - RES_CORES amt_wanted will be the amount running after taking away the
771  *   yielder, unless there are none left, in which case it will be 1.
772  *
773  * If the call is being nice, it means that it is in response to a preemption
774  * (which needs to be checked).  If there is no preemption pending, just return.
775  * No matter what, don't adjust the number of cores wanted.
776  *
777  * This usually does not return (smp_idle()), so it will eat your reference.
778  * Also note that it needs a non-current/edible reference, since it will abandon
779  * and continue to use the *p (current == 0, no cr3, etc).
780  *
781  * We disable interrupts for most of it too, since we need to protect current_tf
782  * and not race with __notify (which doesn't play well with concurrent
783  * yielders). */
784 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
785 {
786         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
787         struct vcore *vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
788         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
789         int8_t state = 0;
790
791         /* no reason to be nice, return */
792         if (being_nice && !vc->preempt_pending)
793                 return;
794
795         spin_lock(&p->proc_lock); /* horrible scalability.  =( */
796
797         /* fate is sealed, return and take the preempt message on the way out.
798          * we're making this check while holding the lock, since the preemptor
799          * should hold the lock when sending messages. */
800         if (vc->preempt_served) {
801                 spin_unlock(&p->proc_lock);
802                 return;
803         }
804         /* no need to preempt later, since we are yielding (nice or otherwise) */
805         if (vc->preempt_pending)
806                 vc->preempt_pending = 0;
807         /* Don't let them yield if they are missing a notification.  Userspace must
808          * not leave vcore context without dealing with notif_pending.  pop_ros_tf()
809          * handles leaving via uthread context.  This handles leaving via a yield.
810          *
811          * This early check is an optimization.  The real check is below when it
812          * works with the online_vcs list (syncing with event.c and INDIR/IPI
813          * posting). */
814         if (vcpd->notif_pending) {
815                 spin_unlock(&p->proc_lock);
816                 return;
817         }
818         disable_irqsave(&state);
819         switch (p->state) {
820                 case (PROC_RUNNING_S):
821                         __proc_yield_s(p, current_tf);  /* current_tf 0'd in abandon core */
822                         break;
823                 case (PROC_RUNNING_M):
824                         printd("[K] Process %d (%p) is yielding on vcore %d\n", p->pid, p,
825                                get_vcoreid(p, core_id()));
826                         /* Remove from the online list, add to the yielded list, and unmap
827                          * the vcore, which gives up the core. */
828                         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
829                         /* Now that we're off the online list, check to see if an alert made
830                          * it through (event.c sets this) */
831                         wrmb(); /* prev write must hit before reading notif_pending */
832                         /* Note we need interrupts disabled, since a __notify can come in
833                          * and set pending to FALSE */
834                         if (vcpd->notif_pending) {
835                                 /* We lost, put it back on the list and abort the yield */
836                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, vc, list); /* could go HEAD */
837                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
838                                 enable_irqsave(&state);
839                                 return;
840                         }
841                         /* We won the race with event sending, we can safely yield */
842                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
843                         /* Note this protects stuff userspace should look at, which doesn't
844                          * include the TAILQs. */
845                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
846                         __unmap_vcore(p, vcoreid);
847                         /* Adjust implied resource desires */
848                         p->resources[RES_CORES].amt_granted = --(p->procinfo->num_vcores);
849                         if (!being_nice)
850                                 p->resources[RES_CORES].amt_wanted = p->procinfo->num_vcores;
851                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
852                         // add to idle list
853                         put_idle_core(core_id());       /* TODO: prod the ksched? */
854                         // last vcore?  then we really want 1, and to yield the gang
855                         if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
856                                 p->resources[RES_CORES].amt_wanted = 1;
857                                 /* wait on an event (not supporting 'being nice' for now */
858                                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
859                         }
860                         break;
861                 case (PROC_DYING):
862                         /* just return and take the death message (which should be otw) */
863                         spin_unlock(&p->proc_lock);
864                         enable_irqsave(&state);
865                         return;
866                 default:
867                         // there are races that can lead to this (async death, preempt, etc)
868                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
869                               __FUNCTION__);
870         }
871         spin_unlock(&p->proc_lock);
872         proc_decref(p);                 /* need to eat the ref passed in */
873         /* TODO: (RMS) If there was a change to the idle cores, try and give our
874          * core to someone who was preempted. */
875         /* Clean up the core and idle.  For mgmt cores, they will ultimately call
876          * manager, which will call schedule() and will repick the yielding proc.
877          *
878          * Need to do this before enabling interrupts, since once we put_idle_core()
879          * and unlock, we could get a startcore. */
880         abandon_core();
881         enable_irqsave(&state); /* arguably unnecessary, smp_idle() will recheck */
882         smp_idle();
883 }
884
885 /* Sends a notification (aka active notification, aka IPI) to p's vcore.  We
886  * only send a notification if one isn't already pending and they are enabled.
887  * There's a bunch of weird cases with this, and how pending / enabled are
888  * signals between the user and kernel - check the documentation.
889  *
890  * If you expect to notify yourself, cleanup state and process_routine_kmsg() */
891 void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
892 {
893         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
894         /* TODO: Currently, there is a race for notif_pending, and multiple senders
895          * can send an IPI.  Worst thing is that the process gets interrupted
896          * briefly and the kernel immediately returns back once it realizes notifs
897          * are masked.  To fix it, we'll need atomic_swapb() (right answer), or not
898          * use a bool. (wrong answer). */
899         if (!vcpd->notif_pending) {
900                 vcpd->notif_pending = TRUE;
901                 wrmb(); /* must write notif_pending before reading notif_enabled */
902                 if (vcpd->notif_enabled) {
903                         /* GIANT WARNING: we aren't using the proc-lock to protect the
904                          * vcoremap.  We want to be able to use this from interrupt context,
905                          * and don't want the proc_lock to be an irqsave.  Spurious
906                          * __notify() kmsgs are okay (it checks to see if the right receiver
907                          * is current). */
908                         if ((p->state & PROC_RUNNING_M) && // TODO: (VC#) (_S state)
909                                       vcore_is_mapped(p, vcoreid)) {
910                                 printd("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
911                                 send_kernel_message(get_pcoreid(p, vcoreid), __notify, (long)p,
912                                                     0, 0, KMSG_ROUTINE);
913                         }
914                 }
915         }
916 }
917
918 /* Hold the lock before calling this.  If the process is WAITING, it will wake
919  * it up and schedule it. */
920 void __proc_wakeup(struct proc *p)
921 {
922         if (p->state != PROC_WAITING)
923                 return;
924         if (__proc_is_mcp(p))
925                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
926         else
927                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
928         schedule_proc(p);
929 }
930
931 /* Is the process in multi_mode / is an MCP or not?  */
932 bool __proc_is_mcp(struct proc *p)
933 {
934         /* in lieu of using the amount of cores requested, or having a bunch of
935          * states (like PROC_WAITING_M and _S), I'll just track it with a bool. */
936         return p->is_mcp;
937 }
938
939 /************************  Preemption Functions  ******************************
940  * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
941  *
942  * Careful about what takes a vcoreid and what takes a pcoreid.  Also, there may
943  * be weird glitches with setting the state to RUNNABLE_M.  It is somewhat in
944  * flux.  The num_vcores is changed after take_cores, but some of the messages
945  * (or local traps) may not yet be ready to handle seeing their future state.
946  * But they should be, so fix those when they pop up.
947  *
948  * TODO: (RMS) we need to actually make the scheduler handle RUNNABLE_Ms and
949  * then schedule these, or change proc_destroy to not assume they need to be
950  * descheduled.
951  *
952  * Another thing to do would be to make the _core functions take a pcorelist,
953  * and not just one pcoreid. */
954
955 /* Sets a preempt_pending warning for p's vcore, to go off 'when'.  If you care
956  * about locking, do it before calling.  Takes a vcoreid! */
957 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when)
958 {
959         struct event_msg local_msg = {0};
960         /* danger with doing this unlocked: preempt_pending is set, but never 0'd,
961          * since it is unmapped and not dealt with (TODO)*/
962         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = when;
963
964         /* Send the event (which internally checks to see how they want it) */
965         local_msg.ev_type = EV_PREEMPT_PENDING;
966         local_msg.ev_arg1 = vcoreid;
967         send_kernel_event(p, &local_msg, vcoreid);
968
969         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
970          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
971 }
972
973 /* Warns all active vcores of an impending preemption.  Hold the lock if you
974  * care about the mapping (and you should). */
975 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when)
976 {
977         struct vcore *vc_i;
978         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
979                 __proc_preempt_warn(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), when);
980         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
981          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
982 }
983
984 // TODO: function to set an alarm, if none is outstanding
985
986 /* Raw function to preempt a single core.  Returns TRUE if the calling core will
987  * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
988 bool __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
989 {
990         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
991
992         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = TRUE;
993         // expects a pcorelist.  assumes pcore is mapped and running_m
994         return __proc_take_cores(p, &pcoreid, 1, __preempt, (long)p, 0, 0);
995 }
996
997 /* Raw function to preempt every vcore.  Returns TRUE if the calling core will
998  * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
999 bool __proc_preempt_all(struct proc *p)
1000 {
1001         /* instead of doing this, we could just preempt_served all possible vcores,
1002          * and not just the active ones.  We would need to sort out a way to deal
1003          * with stale preempt_serveds first.  This might be just as fast anyways. */
1004         struct vcore *vc_i;
1005         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1006                 vc_i->preempt_served = TRUE;
1007         return __proc_take_allcores(p, __preempt, (long)p, 0, 0);
1008 }
1009
1010 /* Warns and preempts a vcore from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1011  * warning will be for u usec from now. */
1012 void proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec)
1013 {
1014         bool self_ipi_pending = FALSE;
1015         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1016
1017         /* DYING could be okay */
1018         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1019                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1020                 return;
1021         }
1022         spin_lock(&p->proc_lock);
1023         if (is_mapped_vcore(p, pcoreid)) {
1024                 __proc_preempt_warn(p, get_vcoreid(p, pcoreid), warn_time);
1025                 self_ipi_pending = __proc_preempt_core(p, pcoreid);
1026         } else {
1027                 warn("Pcore doesn't belong to the process!!");
1028         }
1029         /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
1030          * to schedule it */
1031         #if 0
1032         if (!p->procinfo->num_vcores) {
1033                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1034                 schedule_proc(p);
1035         }
1036         #endif
1037         spin_unlock(&p->proc_lock);
1038 }
1039
1040 /* Warns and preempts all from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1041  * warning will be for u usec from now. */
1042 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec)
1043 {
1044         bool self_ipi_pending = FALSE;
1045         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1046
1047         spin_lock(&p->proc_lock);
1048         /* DYING could be okay */
1049         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1050                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1051                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1052                 return;
1053         }
1054         __proc_preempt_warnall(p, warn_time);
1055         self_ipi_pending = __proc_preempt_all(p);
1056         assert(!p->procinfo->num_vcores);
1057         /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
1058          * to schedule it */
1059         #if 0
1060         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1061         schedule_proc(p);
1062         #endif
1063         spin_unlock(&p->proc_lock);
1064 }
1065
1066 /* Give the specific pcore to proc p.  Lots of assumptions, so don't really use
1067  * this.  The proc needs to be _M and prepared for it.  the pcore needs to be
1068  * free, etc. */
1069 void proc_give(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1070 {
1071         bool self_ipi_pending = FALSE;
1072
1073         spin_lock(&p->proc_lock);
1074         // expects a pcorelist, we give it a list of one
1075         self_ipi_pending = __proc_give_cores(p, &pcoreid, 1);
1076         spin_unlock(&p->proc_lock);
1077         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
1078 }
1079
1080 /* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
1081  * out). */
1082 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
1083 {
1084         uint32_t vcoreid;
1085         // TODO: the code currently doesn't track the vcoreid properly for _S (VC#)
1086         spin_lock(&p->proc_lock);
1087         switch (p->state) {
1088                 case PROC_RUNNING_S:
1089                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1090                         return 0; // TODO: here's the ugly part
1091                 case PROC_RUNNING_M:
1092                         vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
1093                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1094                         return vcoreid;
1095                 case PROC_DYING: // death message is on the way
1096                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1097                         return 0;
1098                 default:
1099                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1100                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1101                               __FUNCTION__);
1102         }
1103 }
1104
1105 /* TODO: make all of these static inlines when we gut the env crap */
1106 bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1107 {
1108         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid;
1109 }
1110
1111 /* Can do this, or just create a new field and save it in the vcoremap */
1112 uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc)
1113 {
1114         return (vc - p->procinfo->vcoremap);
1115 }
1116
1117 struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1118 {
1119         return &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
1120 }
1121
1122 /* Helper: gives pcore to the process, mapping it to the next available vcore */
1123 static void __proc_give_a_pcore(struct proc *p, uint32_t pcore)
1124 {
1125         struct vcore *new_vc;
1126         new_vc = TAILQ_FIRST(&p->inactive_vcs);
1127         /* there are cases where this isn't true; deal with it later */
1128         assert(new_vc);
1129         printd("setting vcore %d to pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, new_vc),
1130                pcorelist[i]);
1131         TAILQ_REMOVE(&p->inactive_vcs, new_vc, list);
1132         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1133         __map_vcore(p, vcore2vcoreid(p, new_vc), pcore);
1134 }
1135
1136 /* Gives process p the additional num cores listed in pcorelist.  You must be
1137  * RUNNABLE_M or RUNNING_M before calling this.  If you're RUNNING_M, this will
1138  * startup your new cores at the entry point with their virtual IDs (or restore
1139  * a preemption).  If you're RUNNABLE_M, you should call proc_run after this so
1140  * that the process can start to use its cores.
1141  *
1142  * If you're *_S, make sure your core0's TF is set (which is done when coming in
1143  * via arch/trap.c and we are RUNNING_S), change your state, then call this.
1144  * Then call proc_run().
1145  *
1146  * The reason I didn't bring the _S cases from core_request over here is so we
1147  * can keep this family of calls dealing with only *_Ms, to avoiding caring if
1148  * this is called from another core, and to avoid the need_to_idle business.
1149  * The other way would be to have this function have the side effect of changing
1150  * state, and finding another way to do the need_to_idle.
1151  *
1152  * The returned bool signals whether or not a stack-crushing IPI will come in
1153  * once you unlock after this function.
1154  *
1155  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1156 bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist, size_t num)
1157 {
1158         bool self_ipi_pending = FALSE;
1159         switch (p->state) {
1160                 case (PROC_RUNNABLE_S):
1161                 case (PROC_RUNNING_S):
1162                         panic("Don't give cores to a process in a *_S state!\n");
1163                         break;
1164                 case (PROC_DYING):
1165                         panic("Attempted to give cores to a DYING process.\n");
1166                         break;
1167                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1168                         // set up vcoremap.  list should be empty, but could be called
1169                         // multiple times before proc_running (someone changed their mind?)
1170                         if (p->procinfo->num_vcores) {
1171                                 printk("[kernel] Yaaaaaarrrrr!  Giving extra cores, are we?\n");
1172                                 // debugging: if we aren't packed, then there's a problem
1173                                 // somewhere, like someone forgot to take vcores after
1174                                 // preempting.
1175                                 for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
1176                                         assert(vcore_is_mapped(p, i));
1177                         }
1178                         // add new items to the vcoremap
1179                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1180                         p->procinfo->num_vcores += num;
1181                         /* TODO: consider bulk preemption */
1182                         for (int i = 0; i < num; i++)
1183                                 __proc_give_a_pcore(p, pcorelist[i]);
1184                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1185                         break;
1186                 case (PROC_RUNNING_M):
1187                         /* Up the refcnt, since num cores are going to start using this
1188                          * process and have it loaded in their 'current'. */
1189                         proc_incref(p, num);
1190                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1191                         p->procinfo->num_vcores += num;
1192                         for (int i = 0; i < num; i++) {
1193                                 __proc_give_a_pcore(p, pcorelist[i]);
1194                                 send_kernel_message(pcorelist[i], __startcore, (long)p, 0, 0,
1195                                                     KMSG_ROUTINE);
1196                                 if (pcorelist[i] == core_id())
1197                                         self_ipi_pending = TRUE;
1198                         }
1199                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1200                         break;
1201                 default:
1202                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1203                               __FUNCTION__);
1204         }
1205         p->resources[RES_CORES].amt_granted += num;
1206         return self_ipi_pending;
1207 }
1208
1209 /* Makes process p's coremap look like pcorelist (add, remove, etc).  Caller
1210  * needs to know what cores are free after this call (removed, failed, etc).
1211  * This info will be returned via corelist and *num.  This will send message to
1212  * any cores that are getting removed.
1213  *
1214  * Before implementing this, we should probably think about when this will be
1215  * used.  Implies preempting for the message.  The more that I think about this,
1216  * the less I like it.  For now, don't use this, and think hard before
1217  * implementing it.
1218  *
1219  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1220 bool __proc_set_allcores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
1221                          size_t *num, amr_t message,TV(a0t) arg0,
1222                          TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
1223 {
1224         panic("Set all cores not implemented.\n");
1225 }
1226
1227 /* Helper for the take_cores calls: takes a specific vcore from p, optionally
1228  * sending the message (or just unmapping), gives the pcore to the idlecoremap,
1229  * and returns TRUE if a self_ipi is pending. */
1230 static bool __proc_take_a_core(struct proc *p, struct vcore *vc, amr_t message,
1231                                long arg0, long arg1, long arg2)
1232 {
1233         bool self_ipi_pending = FALSE;
1234         /* Change lists for the vcore.  We do this before either unmapping or
1235          * sending the message, so the lists represent what will be very soon
1236          * (before we unlock, the messages are in flight). */
1237         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1238         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1239         if (message) {
1240                 if (vc->pcoreid == core_id())
1241                         self_ipi_pending = TRUE;
1242                 send_kernel_message(vc->pcoreid, message, arg0, arg1, arg2,
1243                                     KMSG_ROUTINE);
1244         } else {
1245                 /* if there was a msg, the vcore is unmapped on the receive side.
1246                  * o/w, we need to do it here. */
1247                 __unmap_vcore(p, vcore2vcoreid(p, vc));
1248         }
1249         /* give the pcore back to the idlecoremap */
1250         put_idle_core(vc->pcoreid);
1251         return self_ipi_pending;
1252 }
1253
1254 /* Takes from process p the num cores listed in pcorelist, using the given
1255  * message for the kernel message (__death, __preempt, etc).  Like the others
1256  * in this function group, bool signals whether or not an IPI is pending.
1257  *
1258  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1259 bool __proc_take_cores(struct proc *p, uint32_t *pcorelist, size_t num,
1260                        amr_t message, long arg0, long arg1, long arg2)
1261 {
1262         uint32_t vcoreid;
1263         bool self_ipi_pending = FALSE;
1264         switch (p->state) {
1265                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1266                         assert(!message);
1267                         break;
1268                 case (PROC_RUNNING_M):
1269                         assert(message);
1270                         break;
1271                 default:
1272                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1273                               __FUNCTION__);
1274         }
1275         spin_lock(&idle_lock);
1276         assert((num <= p->procinfo->num_vcores) &&
1277                (num_idlecores + num <= num_cpus));
1278         spin_unlock(&idle_lock);
1279         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1280         for (int i = 0; i < num; i++) {
1281                 vcoreid = get_vcoreid(p, pcorelist[i]);
1282                 /* Sanity check */
1283                 assert(pcorelist[i] == get_pcoreid(p, vcoreid));
1284                 self_ipi_pending = __proc_take_a_core(p, vcoreid2vcore(p, vcoreid),
1285                                                       message, arg0, arg1, arg2);
1286         }
1287         p->procinfo->num_vcores -= num;
1288         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1289         p->resources[RES_CORES].amt_granted -= num;
1290         return self_ipi_pending;
1291 }
1292
1293 /* Takes all cores from a process, which must be in an _M state.  Cores are
1294  * placed back in the idlecoremap.  If there's a message, such as __death or
1295  * __preempt, it will be sent to the cores.  The bool signals whether or not an
1296  * IPI is coming in once you unlock.
1297  *
1298  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1299 bool __proc_take_allcores(struct proc *p, amr_t message, long arg0, long arg1,
1300                           long arg2)
1301 {
1302         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
1303         bool self_ipi_pending = FALSE;
1304         switch (p->state) {
1305                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1306                         assert(!message);
1307                         break;
1308                 case (PROC_RUNNING_M):
1309                         assert(message);
1310                         break;
1311                 default:
1312                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1313                               __FUNCTION__);
1314         }
1315         spin_lock(&idle_lock);
1316         assert(num_idlecores + p->procinfo->num_vcores <= num_cpus); // sanity
1317         spin_unlock(&idle_lock);
1318         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1319         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->online_vcs, list, vc_temp) {
1320                 self_ipi_pending = __proc_take_a_core(p, vc_i,
1321                                                       message, arg0, arg1, arg2);
1322         }
1323         p->procinfo->num_vcores = 0;
1324         assert(TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1325         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1326         p->resources[RES_CORES].amt_granted = 0;
1327         return self_ipi_pending;
1328 }
1329
1330 /* Helper, to be used when a proc management kmsg should be on its way.  This
1331  * used to also unlock and then handle the message, back when the proc_lock was
1332  * an irqsave, and we had an IPI pending.  Now we use routine kmsgs.  If a msg
1333  * is pending, this needs to decref (to eat the reference of the caller) and
1334  * then process the message.  Unlock before calling this, since you might not
1335  * return.
1336  *
1337  * There should already be a kmsg waiting for us, since when we checked state to
1338  * see a message was coming, the message had already been sent before unlocking.
1339  * Note we do not need interrupts enabled for this to work (you can receive a
1340  * message before its IPI by polling), though in most cases they will be.
1341  *
1342  * TODO: consider inlining this, so __FUNCTION__ works (will require effort in
1343  * core_request(). */
1344 void __proc_kmsg_pending(struct proc *p, bool ipi_pending)
1345 {
1346         if (ipi_pending) {
1347                 proc_decref(p);
1348                 process_routine_kmsg(0);
1349                 panic("stack-killing kmsg not found in %s!!!", __FUNCTION__);
1350         }
1351 }
1352
1353 /* Helper to do the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1354  * calling. */
1355 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid)
1356 {
1357         while (p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid)
1358                 cpu_relax();
1359         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid = pcoreid;
1360         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = TRUE;
1361         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid = vcoreid;
1362         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid = TRUE;
1363 }
1364
1365 /* Helper to unmap the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1366  * calling. */
1367 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1368 {
1369         p->procinfo->pcoremap[p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid].valid = FALSE;
1370         wmb();
1371         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = FALSE;
1372 }
1373
1374 /* Stop running whatever context is on this core and load a known-good cr3.
1375  * Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the process's
1376  * context. */
1377 void abandon_core(void)
1378 {
1379         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1380         int8_t state = 0;
1381         /* Syscalls that don't return will ultimately call abadon_core(), so we need
1382          * to make sure we don't think we are still working on a syscall. */
1383         pcpui->cur_sysc = 0;
1384         if (pcpui->cur_proc) {
1385                 disable_irqsave(&state);
1386                 pcpui->cur_tf = 0;      /* shouldn't have one of these without a proc btw */
1387                 __abandon_core();
1388                 enable_irqsave(&state);
1389         }
1390 }
1391
1392 /* Switches to the address space/context of new_p, doing nothing if we are
1393  * already in new_p.  This won't add extra refcnts or anything, and needs to be
1394  * paired with switch_back() at the end of whatever function you are in.  Don't
1395  * migrate cores in the middle of a pair.  Specifically, the uncounted refs are
1396  * one for the old_proc, which is passed back to the caller, and new_p is
1397  * getting placed in cur_proc. */
1398 struct proc *switch_to(struct proc *new_p)
1399 {
1400         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1401         struct proc *old_proc = pcpui->cur_proc;        /* uncounted ref */
1402         /* If we aren't the proc already, then switch to it */
1403         if (old_proc != new_p) {
1404                 pcpui->cur_proc = new_p;                                /* uncounted ref */
1405                 lcr3(new_p->env_cr3);
1406         }
1407         return old_proc;
1408 }
1409
1410 /* This switches back to old_proc from new_p.  Pair it with switch_to(), and
1411  * pass in its return value for old_proc. */
1412 void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc)
1413 {
1414         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1415         if (old_proc != new_p) {
1416                 pcpui->cur_proc = old_proc;
1417                 if (old_proc)
1418                         lcr3(old_proc->env_cr3);
1419                 else
1420                         lcr3(boot_cr3);
1421         }
1422 }
1423
1424 /* Will send a TLB shootdown message to every vcore in the main address space
1425  * (aka, all vcores for now).  The message will take the start and end virtual
1426  * addresses as well, in case we want to be more clever about how much we
1427  * shootdown and batching our messages.  Should do the sanity about rounding up
1428  * and down in this function too.
1429  *
1430  * Would be nice to have a broadcast kmsg at this point.  Note this may send a
1431  * message to the calling core (interrupting it, possibly while holding the
1432  * proc_lock).  We don't need to process routine messages since it's an
1433  * immediate message. */
1434 void proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end)
1435 {
1436         struct vcore *vc_i;
1437         /* TODO: we might be able to avoid locking here in the future (we must hit
1438          * all online, and we can check __mapped).  it'll be complicated. */
1439         spin_lock(&p->proc_lock);
1440         switch (p->state) {
1441                 case (PROC_RUNNING_S):
1442                         tlbflush();
1443                         break;
1444                 case (PROC_RUNNING_M):
1445                         /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
1446                         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
1447                                 send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __tlbshootdown, start, end,
1448                                                     0, KMSG_IMMEDIATE);
1449                         }
1450                         break;
1451                 case (PROC_DYING):
1452                         /* if it is dying, death messages are already on the way to all
1453                          * cores, including ours, which will clear the TLB. */
1454                         break;
1455                 default:
1456                         /* will probably get this when we have the short handlers */
1457                         warn("Unexpected case %s in %s", procstate2str(p->state),
1458                              __FUNCTION__);
1459         }
1460         spin_unlock(&p->proc_lock);
1461 }
1462
1463 /* Kernel message handler to start a process's context on this core, when the
1464  * core next considers running a process.  Tightly coupled with proc_run().
1465  * Interrupts are disabled. */
1466 void __startcore(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1467 {
1468         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1469         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1470         struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
1471         struct preempt_data *vcpd;
1472
1473         assert(p_to_run);
1474         /* Can not be any TF from a process here already */
1475         assert(!pcpui->cur_tf);
1476         /* the sender of the amsg increfed, thinking we weren't running current. */
1477         if (p_to_run == pcpui->cur_proc)
1478                 proc_decref(p_to_run); // how does this assumption match kthreading?
1479         else
1480                 if (pcpui->cur_proc)
1481                         warn("clobbering current!");
1482         /* TODO: assumes no kthreads from other processes, and that we should just
1483          * change this immediately.  This will change (along with the warn())
1484          * eventually, maybe when we figure out the kthread/CG plan. */
1485         __set_proc_current(p_to_run);
1486         vcoreid = get_vcoreid(p_to_run, coreid);
1487         vcpd = &p_to_run->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1488         /* We could let userspace do this, though they come into vcore entry many
1489          * times, and we just need this to happen when the cores comes online the
1490          * first time.  That, and they want this turned on as soon as we know a
1491          * vcore *WILL* be online.  We could also do this earlier, when we map the
1492          * vcore to its pcore, though we don't always have current loaded or
1493          * otherwise mess with the VCPD in those code paths. */
1494         vcpd->can_rcv_msg = TRUE;
1495         printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1496                coreid, p_to_run->pid, vcoreid);
1497         if (seq_is_locked(vcpd->preempt_tf_valid)) {
1498                 __seq_end_write(&vcpd->preempt_tf_valid); /* mark tf as invalid */
1499                 restore_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1500                 /* notif_pending and enabled means the proc wants to receive the IPI,
1501                  * but might have missed it.  copy over the tf so they can restart it
1502                  * later, and give them a fresh vcore. */
1503                 if (vcpd->notif_pending && vcpd->notif_enabled) {
1504                         vcpd->notif_tf = vcpd->preempt_tf; // could memset
1505                         proc_init_trapframe(&pcpui->actual_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
1506                                             vcpd->transition_stack);
1507                         if (!vcpd->transition_stack)
1508                                 warn("No transition stack!");
1509                         vcpd->notif_enabled = FALSE;
1510                         vcpd->notif_pending = FALSE;
1511                 } else {
1512                         /* copy-in the tf we'll pop, then set all security-related fields */
1513                         pcpui->actual_tf = vcpd->preempt_tf;
1514                         proc_secure_trapframe(&pcpui->actual_tf);
1515                 }
1516         } else { /* not restarting from a preemption, use a fresh vcore */
1517                 assert(vcpd->transition_stack);
1518                 /* TODO: consider 0'ing the FP state.  We're probably leaking. */
1519                 proc_init_trapframe(&pcpui->actual_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
1520                                     vcpd->transition_stack);
1521                 /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
1522                 vcpd->notif_enabled = FALSE;
1523         }
1524         /* cur_tf was built above (in actual_tf), now use it */
1525         pcpui->cur_tf = &pcpui->actual_tf;
1526         /* this cur_tf will get run when the kernel returns / idles */
1527 }
1528
1529 /* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif.  Don't
1530  * use the TF we passed in, we care about cur_tf.  Try not to grab locks or
1531  * write access to anything that isn't per-core in here. */
1532 void __notify(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1533 {
1534         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1535         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1536         struct preempt_data *vcpd;
1537         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1538
1539         /* Not the right proc */
1540         if (p != pcpui->cur_proc)
1541                 return;
1542         /* No TF here to notify (could be spurious) */
1543         if (!pcpui->cur_tf)
1544                 return;
1545         /* Common cur_tf sanity checks */
1546         assert(pcpui->cur_tf == &pcpui->actual_tf);
1547         assert(!in_kernel(pcpui->cur_tf));
1548         /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
1549          * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
1550          * after we unmap. */
1551         vcoreid = get_vcoreid(p, coreid);
1552         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1553         printd("received active notification for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1554                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
1555         /* sort signals.  notifs are now masked, like an interrupt gate */
1556         if (!vcpd->notif_enabled)
1557                 return;
1558         vcpd->notif_enabled = FALSE;
1559         vcpd->notif_pending = FALSE; // no longer pending - it made it here
1560         /* save the old tf in the notify slot, build and pop a new one.  Note that
1561          * silly state isn't our business for a notification. */
1562         vcpd->notif_tf = *pcpui->cur_tf;
1563         memset(pcpui->cur_tf, 0, sizeof(struct trapframe));
1564         proc_init_trapframe(pcpui->cur_tf, vcoreid, p->env_entry,
1565                             vcpd->transition_stack);
1566         /* this cur_tf will get run when the kernel returns / idles */
1567 }
1568
1569 void __preempt(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1570 {
1571         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1572         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1573         struct preempt_data *vcpd;
1574         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1575
1576         assert(p);
1577         if (p != pcpui->cur_proc) {
1578                 panic("__preempt arrived for a process (%p) that was not current (%p)!",
1579                       p, pcpui->cur_proc);
1580         }
1581         /* Common cur_tf sanity checks */
1582         assert(pcpui->cur_tf);
1583         assert(pcpui->cur_tf == &pcpui->actual_tf);
1584         assert(!in_kernel(pcpui->cur_tf));
1585         /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
1586          * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
1587          * after we unmap. */
1588         vcoreid = get_vcoreid(p, coreid);
1589         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = FALSE;
1590         /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
1591         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
1592         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1593         printd("[kernel] received __preempt for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1594                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
1595         /* save the process's tf (current_tf) in the preempt slot, save the silly
1596          * state, and signal the state is a valid tf.  when it is 'written,' it is
1597          * valid.  Using the seq_ctrs so userspace can tell between different valid
1598          * versions.  If the TF was already valid, it will panic (if CONFIGed that
1599          * way). */
1600         vcpd->preempt_tf = *pcpui->cur_tf;
1601         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1602         __seq_start_write(&vcpd->preempt_tf_valid);
1603         __unmap_vcore(p, vcoreid);
1604         /* so we no longer run the process.  current gets cleared later when we notice
1605          * current_tf is 0 and we have nothing to do (smp_idle, restartcore, etc) */
1606         pcpui->cur_tf = 0;
1607 }
1608
1609 /* Kernel message handler to clean up the core when a process is dying.
1610  * Note this leaves no trace of what was running.
1611  * It's okay if death comes to a core that's already idling and has no current.
1612  * It could happen if a process decref'd before __proc_startcore could incref. */
1613 void __death(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1614 {
1615         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1616         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1617         if (pcpui->cur_proc) {
1618                 vcoreid = get_vcoreid(pcpui->cur_proc, coreid);
1619                 printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1620                        coreid, pcpui->cur_proc->pid, vcoreid);
1621                 __unmap_vcore(pcpui->cur_proc, vcoreid);
1622         }
1623         /* so we no longer run the process.  current gets cleared later when we notice
1624          * current_tf is 0 and we have nothing to do (smp_idle, restartcore, etc) */
1625         pcpui->cur_tf = 0;
1626 }
1627
1628 /* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
1629  * addresses from a0 to a1. */
1630 void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
1631                     long a2)
1632 {
1633         /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
1634         tlbflush();
1635 }
1636
1637 void print_idlecoremap(void)
1638 {
1639         spin_lock(&idle_lock);
1640         printk("There are %d idle cores.\n", num_idlecores);
1641         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
1642                 printk("idlecoremap[%d] = %d\n", i, idlecoremap[i]);
1643         spin_unlock(&idle_lock);
1644 }
1645
1646 void print_allpids(void)
1647 {
1648         void print_proc_state(void *item)
1649         {
1650                 struct proc *p = (struct proc*)item;
1651                 assert(p);
1652                 printk("%8d %s\n", p->pid, procstate2str(p->state));
1653         }
1654         printk("PID      STATE    \n");
1655         printk("------------------\n");
1656         spin_lock(&pid_hash_lock);
1657         hash_for_each(pid_hash, print_proc_state);
1658         spin_unlock(&pid_hash_lock);
1659 }
1660
1661 void print_proc_info(pid_t pid)
1662 {
1663         int j = 0;
1664         struct proc *p = pid2proc(pid);
1665         struct vcore *vc_i;
1666         if (!p) {
1667                 printk("Bad PID.\n");
1668                 return;
1669         }
1670         spinlock_debug(&p->proc_lock);
1671         //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
1672         printk("struct proc: %p\n", p);
1673         printk("PID: %d\n", p->pid);
1674         printk("PPID: %d\n", p->ppid);
1675         printk("State: 0x%08x (%s)\n", p->state, p->is_mcp ? "M" : "S");
1676         printk("Refcnt: %d\n", atomic_read(&p->p_kref.refcount) - 1);
1677         printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
1678         printk("CR3(phys): 0x%08x\n", p->env_cr3);
1679         printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
1680         printk("Vcore Lists (may be in flux w/o locking):\n----------------------\n");
1681         printk("Online:\n");
1682         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1683                 printk("\tVcore %d -> Pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i), vc_i->pcoreid);
1684         printk("Bulk Preempted:\n");
1685         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list)
1686                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
1687         printk("Inactive / Yielded:\n");
1688         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->inactive_vcs, list)
1689                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
1690         printk("Resources:\n------------------------\n");
1691         for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
1692                 printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
1693                        p->resources[i].amt_wanted, p->resources[i].amt_granted);
1694         printk("Open Files:\n");
1695         struct files_struct *files = &p->open_files;
1696         spin_lock(&files->lock);
1697         for (int i = 0; i < files->max_files; i++)
1698                 if (files->fd_array[i].fd_file) {
1699                         printk("\tFD: %02d, File: %08p, File name: %s\n", i,
1700                                files->fd_array[i].fd_file,
1701                                file_name(files->fd_array[i].fd_file));
1702                 }
1703         spin_unlock(&files->lock);
1704         /* No one cares, and it clutters the terminal */
1705         //printk("Vcore 0's Last Trapframe:\n");
1706         //print_trapframe(&p->env_tf);
1707         /* no locking / unlocking or refcnting */
1708         // spin_unlock(&p->proc_lock);
1709         proc_decref(p);
1710 }