Fixes sys_waitpid() to handle concurrent waiters
[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, trapframe_t *tf);
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(HW_CACHE_ALIGN, __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->heap_bottom = (void*)UTEXT;
192         /* 0'ing the arguments.  Some higher function will need to set them */
193         memset(p->procinfo->argp, 0, sizeof(p->procinfo->argp));
194         memset(p->procinfo->argbuf, 0, sizeof(p->procinfo->argbuf));
195         memset(p->procinfo->res_grant, 0, sizeof(p->procinfo->res_grant));
196         /* 0'ing the vcore/pcore map.  Will link the vcores later. */
197         memset(&p->procinfo->vcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->vcoremap));
198         memset(&p->procinfo->pcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->pcoremap));
199         p->procinfo->num_vcores = 0;
200         p->procinfo->is_mcp = FALSE;
201         p->procinfo->coremap_seqctr = SEQCTR_INITIALIZER;
202         /* For now, we'll go up to the max num_cpus (at runtime).  In the future,
203          * there may be cases where we can have more vcores than num_cpus, but for
204          * now we'll leave it like this. */
205         for (int i = 0; i < num_cpus; i++) {
206                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->inactive_vcs, &p->procinfo->vcoremap[i], list);
207         }
208 }
209
210 static void proc_init_procdata(struct proc *p)
211 {
212         memset(p->procdata, 0, sizeof(struct procdata));
213         /* processes can't go into vc context on vc 0 til they unset this.  This is
214          * for processes that block before initing uthread code (like rtld). */
215         atomic_set(&p->procdata->vcore_preempt_data[0].flags, VC_SCP_NOVCCTX);
216 }
217
218 /* Allocates and initializes a process, with the given parent.  Currently
219  * writes the *p into **pp, and returns 0 on success, < 0 for an error.
220  * Errors include:
221  *  - ENOFREEPID if it can't get a PID
222  *  - ENOMEM on memory exhaustion */
223 error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent)
224 {
225         error_t r;
226         struct proc *p;
227
228         if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
229                 return -ENOMEM;
230         /* zero everything by default, other specific items are set below */
231         memset(p, 0, sizeof(struct proc));
232
233         { INITSTRUCT(*p)
234
235         /* only one ref, which we pass back.  the old 'existence' ref is managed by
236          * the ksched */
237         kref_init(&p->p_kref, __proc_free, 1);
238         // Setup the default map of where to get cache colors from
239         p->cache_colors_map = global_cache_colors_map;
240         p->next_cache_color = 0;
241         /* Initialize the address space */
242         if ((r = env_setup_vm(p)) < 0) {
243                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
244                 return r;
245         }
246         if (!(p->pid = get_free_pid())) {
247                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
248                 return -ENOFREEPID;
249         }
250         /* Set the basic status variables. */
251         spinlock_init(&p->proc_lock);
252         p->exitcode = 1337;     /* so we can see processes killed by the kernel */
253         if (parent) {
254                 p->ppid = parent->pid;
255                 /* using the CV's lock to protect anything related to child waiting */
256                 cv_lock(&parent->child_wait);
257                 TAILQ_INSERT_TAIL(&parent->children, p, sibling_link);
258                 cv_unlock(&parent->child_wait);
259         } else {
260                 p->ppid = 0;
261         }
262         TAILQ_INIT(&p->children);
263         cv_init(&p->child_wait);
264         p->state = PROC_CREATED; /* shouldn't go through state machine for init */
265         p->env_flags = 0;
266         p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set later
267         p->heap_top = (void*)UTEXT;     /* heap_bottom set in proc_init_procinfo */
268         spinlock_init(&p->mm_lock);
269         TAILQ_INIT(&p->vm_regions); /* could init this in the slab */
270         /* Initialize the vcore lists, we'll build the inactive list so that it includes
271          * all vcores when we initialize procinfo.  Do this before initing procinfo. */
272         TAILQ_INIT(&p->online_vcs);
273         TAILQ_INIT(&p->bulk_preempted_vcs);
274         TAILQ_INIT(&p->inactive_vcs);
275         /* Init procinfo/procdata.  Procinfo's argp/argb are 0'd */
276         proc_init_procinfo(p);
277         proc_init_procdata(p);
278
279         /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
280         SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
281         /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
282         FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
283                         &p->procdata->syseventring,
284                         SYSEVENTRINGSIZE);
285
286         /* Init FS structures TODO: cleanup (might pull this out) */
287         kref_get(&default_ns.kref, 1);
288         p->ns = &default_ns;
289         spinlock_init(&p->fs_env.lock);
290         p->fs_env.umask = parent ? parent->fs_env.umask : S_IWGRP | S_IWOTH;
291         p->fs_env.root = p->ns->root->mnt_root;
292         kref_get(&p->fs_env.root->d_kref, 1);
293         p->fs_env.pwd = parent ? parent->fs_env.pwd : p->fs_env.root;
294         kref_get(&p->fs_env.pwd->d_kref, 1);
295         memset(&p->open_files, 0, sizeof(p->open_files));       /* slightly ghetto */
296         spinlock_init(&p->open_files.lock);
297         p->open_files.max_files = NR_OPEN_FILES_DEFAULT;
298         p->open_files.max_fdset = NR_FILE_DESC_DEFAULT;
299         p->open_files.fd = p->open_files.fd_array;
300         p->open_files.open_fds = (struct fd_set*)&p->open_files.open_fds_init;
301         /* Init the ucq hash lock */
302         p->ucq_hashlock = (struct hashlock*)&p->ucq_hl_noref;
303         hashlock_init(p->ucq_hashlock, HASHLOCK_DEFAULT_SZ);
304
305         atomic_inc(&num_envs);
306         frontend_proc_init(p);
307         printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
308         } // INIT_STRUCT
309         *pp = p;
310         return 0;
311 }
312
313 /* We have a bunch of different ways to make processes.  Call this once the
314  * process is ready to be used by the rest of the system.  For now, this just
315  * means when it is ready to be named via the pidhash.  In the future, we might
316  * push setting the state to CREATED into here. */
317 void __proc_ready(struct proc *p)
318 {
319         /* Tell the ksched about us.  TODO: do we need to worry about the ksched
320          * doing stuff to us before we're added to the pid_hash? */
321         __sched_proc_register(p);
322         spin_lock(&pid_hash_lock);
323         hashtable_insert(pid_hash, (void*)(long)p->pid, p);
324         spin_unlock(&pid_hash_lock);
325 }
326
327 /* Creates a process from the specified file, argvs, and envps.  Tempted to get
328  * rid of proc_alloc's style, but it is so quaint... */
329 struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp)
330 {
331         struct proc *p;
332         error_t r;
333         if ((r = proc_alloc(&p, current)) < 0)
334                 panic("proc_create: %e", r);    /* one of 3 quaint usages of %e */
335         procinfo_pack_args(p->procinfo, argv, envp);
336         assert(load_elf(p, prog) == 0);
337         /* Connect to stdin, stdout, stderr */
338         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0) == 0);
339         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 0) == 1);
340         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 0) == 2);
341         __proc_ready(p);
342         return p;
343 }
344
345 /* This is called by kref_put(), once the last reference to the process is
346  * gone.  Don't call this otherwise (it will panic).  It will clean up the
347  * address space and deallocate any other used memory. */
348 static void __proc_free(struct kref *kref)
349 {
350         struct proc *p = container_of(kref, struct proc, p_kref);
351         physaddr_t pa;
352
353         printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
354         // All parts of the kernel should have decref'd before __proc_free is called
355         assert(kref_refcnt(&p->p_kref) == 0);
356
357         kref_put(&p->fs_env.root->d_kref);
358         kref_put(&p->fs_env.pwd->d_kref);
359         destroy_vmrs(p);
360         frontend_proc_free(p);  /* TODO: please remove me one day */
361         /* Free any colors allocated to this process */
362         if (p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
363                 for(int i = 0; i < llc_cache->num_colors; i++)
364                         cache_color_free(llc_cache, p->cache_colors_map);
365                 cache_colors_map_free(p->cache_colors_map);
366         }
367         /* Remove us from the pid_hash and give our PID back (in that order). */
368         spin_lock(&pid_hash_lock);
369         if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)(long)p->pid))
370                 panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
371         spin_unlock(&pid_hash_lock);
372         put_free_pid(p->pid);
373         /* Flush all mapped pages in the user portion of the address space */
374         env_user_mem_free(p, 0, UVPT);
375         /* These need to be free again, since they were allocated with a refcnt. */
376         free_cont_pages(p->procinfo, LOG2_UP(PROCINFO_NUM_PAGES));
377         free_cont_pages(p->procdata, LOG2_UP(PROCDATA_NUM_PAGES));
378
379         env_pagetable_free(p);
380         p->env_pgdir = 0;
381         p->env_cr3 = 0;
382
383         atomic_dec(&num_envs);
384
385         /* Dealloc the struct proc */
386         kmem_cache_free(proc_cache, p);
387 }
388
389 /* Whether or not actor can control target.  Note we currently don't need
390  * locking for this. TODO: think about that, esp wrt proc's dying. */
391 bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
392 {
393         return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
394 }
395
396 /* Helper to incref by val.  Using the helper to help debug/interpose on proc
397  * ref counting.  Note that pid2proc doesn't use this interface. */
398 void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val)
399 {
400         kref_get(&p->p_kref, val);
401 }
402
403 /* Helper to decref for debugging.  Don't directly kref_put() for now. */
404 void proc_decref(struct proc *p)
405 {
406         kref_put(&p->p_kref);
407 }
408
409 /* Helper, makes p the 'current' process, dropping the old current/cr3.  This no
410  * longer assumes the passed in reference already counted 'current'.  It will
411  * incref internally when needed. */
412 static void __set_proc_current(struct proc *p)
413 {
414         /* We use the pcpui to access 'current' to cut down on the core_id() calls,
415          * though who know how expensive/painful they are. */
416         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
417         /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
418         if (p != pcpui->cur_proc) {
419                 proc_incref(p, 1);
420                 lcr3(p->env_cr3);
421                 /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
422                  * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
423                  * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
424                  * but this is the fallback. */
425                 if (pcpui->cur_proc)
426                         proc_decref(pcpui->cur_proc);
427                 pcpui->cur_proc = p;
428         }
429 }
430
431 /* Flag says if vcore context is not ready, which is set in init_procdata.  The
432  * process must turn off this flag on vcore0 at some point.  It's off by default
433  * on all other vcores. */
434 static bool scp_is_vcctx_ready(struct preempt_data *vcpd)
435 {
436         return !(atomic_read(&vcpd->flags) & VC_SCP_NOVCCTX);
437 }
438
439 /* Dispatches a _S process to run on the current core.  This should never be
440  * called to "restart" a core.   
441  *
442  * This will always return, regardless of whether or not the calling core is
443  * being given to a process. (it used to pop the tf directly, before we had
444  * cur_tf).
445  *
446  * Since it always returns, it will never "eat" your reference (old
447  * documentation talks about this a bit). */
448 void proc_run_s(struct proc *p)
449 {
450         uint32_t coreid = core_id();
451         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
452         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
453         spin_lock(&p->proc_lock);
454         switch (p->state) {
455                 case (PROC_DYING):
456                         spin_unlock(&p->proc_lock);
457                         printk("[kernel] _S %d not starting due to async death\n", p->pid);
458                         return;
459                 case (PROC_RUNNABLE_S):
460                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
461                         /* We will want to know where this process is running, even if it is
462                          * only in RUNNING_S.  can use the vcoremap, which makes death easy.
463                          * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
464                          * env_tf. */
465                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
466                         p->procinfo->num_vcores = 0;    /* TODO (VC#) */
467                         /* TODO: For now, we won't count this as an active vcore (on the
468                          * lists).  This gets unmapped in resource.c and yield_s, and needs
469                          * work. */
470                         __map_vcore(p, 0, coreid); /* not treated like a true vcore */
471                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
472                         /* incref, since we're saving a reference in owning proc later */
473                         proc_incref(p, 1);
474                         /* lock was protecting the state and VC mapping, not pcpui stuff */
475                         spin_unlock(&p->proc_lock);
476                         /* redundant with proc_startcore, might be able to remove that one*/
477                         __set_proc_current(p);
478                         /* set us up as owning_proc.  ksched bug if there is already one,
479                          * for now.  can simply clear_owning if we want to. */
480                         assert(!pcpui->owning_proc);
481                         pcpui->owning_proc = p;
482                         pcpui->owning_vcoreid = 0; /* TODO (VC#) */
483                         /* TODO: (HSS) set silly state here (__startcore does it instantly) */
484                         /* similar to the old __startcore, start them in vcore context if
485                          * they have notifs and aren't already in vcore context.  o/w, start
486                          * them wherever they were before (could be either vc ctx or not) */
487                         if (!vcpd->notif_disabled && vcpd->notif_pending
488                                                   && scp_is_vcctx_ready(vcpd)) {
489                                 vcpd->notif_disabled = TRUE;
490                                 /* save the _S's tf in the notify slot, build and pop a new one
491                                  * in actual/cur_tf. */
492                                 vcpd->notif_tf = p->env_tf;
493                                 pcpui->cur_tf = &pcpui->actual_tf;
494                                 memset(pcpui->cur_tf, 0, sizeof(struct trapframe));
495                                 proc_init_trapframe(pcpui->cur_tf, 0, p->env_entry,
496                                                     vcpd->transition_stack);
497                         } else {
498                                 /* If they have no transition stack, then they can't receive
499                                  * events.  The most they are getting is a wakeup from the
500                                  * kernel.  They won't even turn off notif_pending, so we'll do
501                                  * that for them. */
502                                 if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
503                                         vcpd->notif_pending = FALSE;
504                                 /* this is one of the few times cur_tf != &actual_tf */
505                                 pcpui->cur_tf = &p->env_tf;
506                         }
507                         /* When the calling core idles, it'll call restartcore and run the
508                          * _S process's context. */
509                         return;
510                 default:
511                         spin_unlock(&p->proc_lock);
512                         panic("Invalid process state %p in %s()!!", p->state, __FUNCTION__);
513         }
514 }
515
516 /* Helper: sends preempt messages to all vcores on the bulk preempt list, and
517  * moves them to the inactive list. */
518 static void __send_bulkp_events(struct proc *p)
519 {
520         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
521         struct event_msg preempt_msg = {0};
522         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online */
523         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
524         /* Send preempt messages for any left on the BP list.  No need to set any
525          * flags, it all was done on the real preempt.  Now we're just telling the
526          * process about any that didn't get restarted and are still preempted. */
527         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list, vc_temp) {
528                 /* Note that if there are no active vcores, send_k_e will post to our
529                  * own vcore, the last of which will be put on the inactive list and be
530                  * the first to be started.  We could have issues with deadlocking,
531                  * since send_k_e() could grab the proclock (if there are no active
532                  * vcores) */
533                 preempt_msg.ev_type = EV_VCORE_PREEMPT;
534                 preempt_msg.ev_arg2 = vcore2vcoreid(p, vc_i);   /* arg2 is 32 bits */
535                 send_kernel_event(p, &preempt_msg, 0);
536                 /* TODO: we may want a TAILQ_CONCAT_HEAD, or something that does that.
537                  * We need a loop for the messages, but not necessarily for the list
538                  * changes.  */
539                 TAILQ_REMOVE(&p->bulk_preempted_vcs, vc_i, list);
540                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc_i, list);
541         }
542 }
543
544 /* Run an _M.  Can be called safely on one that is already running.  Hold the
545  * lock before calling.  Other than state checks, this just starts up the _M's
546  * vcores, much like the second part of give_cores_running.  More specifically,
547  * give_cores_runnable puts cores on the online list, which this then sends
548  * messages to.  give_cores_running immediately puts them on the list and sends
549  * the message.  the two-step style may go out of fashion soon.
550  *
551  * This expects that the "instructions" for which core(s) to run this on will be
552  * in the vcoremap, which needs to be set externally (give_cores()). */
553 void __proc_run_m(struct proc *p)
554 {
555         struct vcore *vc_i;
556         switch (p->state) {
557                 case (PROC_WAITING):
558                 case (PROC_DYING):
559                         warn("ksched tried to run proc %d in state %s\n", p->pid,
560                              procstate2str(p->state));
561                         return;
562                 case (PROC_RUNNABLE_M):
563                         /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
564                          * this process.  It is set outside proc_run.  For the kernel
565                          * message, a0 = struct proc*, a1 = struct trapframe*.   */
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, trapframe_t *tf)
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_tf, since it is no longer used */
631         current_tf = 0; /* TODO: might not need this... */
632         env_pop_tf(tf);
633 }
634
635 /* Restarts/runs the current_tf, 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(pcpui->cur_tf);
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_tf);
668         __proc_startcore(pcpui->owning_proc, pcpui->cur_tf);
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                         /* save the tf so userspace can restart it.  Like in __notify,
811                          * this assumes a user tf is the same as a kernel tf.  We save
812                          * it in the preempt slot so that we can also save the silly
813                          * state. */
814                         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
815                         assert(current_tf);
816                         /* Copy uthread0's context to the notif slot */
817                         vcpd->notif_tf = *current_tf;
818                         clear_owning_proc(core_id());   /* so we don't restart */
819                         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
820                         /* Userspace needs to not fuck with notif_disabled before
821                          * transitioning to _M. */
822                         if (vcpd->notif_disabled) {
823                                 printk("[kernel] user bug: notifs disabled for vcore 0\n");
824                                 vcpd->notif_disabled = FALSE;
825                         }
826                         /* in the async case, we'll need to remotely stop and bundle
827                          * vcore0's TF.  this is already done for the sync case (local
828                          * syscall). */
829                         /* this process no longer runs on its old location (which is
830                          * this core, for now, since we don't handle async calls) */
831                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
832                         // TODO: (VC#) might need to adjust num_vcores
833                         // TODO: (ACR) will need to unmap remotely (receive-side)
834                         __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
835                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
836                         /* change to runnable_m (it's TF is already saved) */
837                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
838                         p->procinfo->is_mcp = TRUE;
839                         spin_unlock(&p->proc_lock);
840                         /* Tell the ksched that we're a real MCP now! */
841                         __sched_proc_change_to_m(p);
842                         return 0;
843                 case (PROC_RUNNABLE_S):
844                         /* Issues: being on the runnable_list, proc_set_state not liking
845                          * it, and not clearly thinking through how this would happen.
846                          * Perhaps an async call that gets serviced after you're
847                          * descheduled? */
848                         warn("Not supporting RUNNABLE_S -> RUNNABLE_M yet.\n");
849                         goto error_out;
850                 case (PROC_DYING):
851                         warn("Dying, core request coming from %d\n", core_id());
852                         goto error_out;
853                 default:
854                         goto error_out;
855         }
856 error_out:
857         spin_unlock(&p->proc_lock);
858         return -EINVAL;
859 }
860
861 /* Old code to turn a RUNNING_M to a RUNNING_S, with the calling context
862  * becoming the new 'thread0'.  Don't use this.  Caller needs to send in a
863  * pc_arr big enough for all vcores.  Will return the number of cores given up
864  * by the proc. */
865 uint32_t __proc_change_to_s(struct proc *p, uint32_t *pc_arr)
866 {
867         uint32_t num_revoked;
868         printk("[kernel] trying to transition _M -> _S (deprecated)!\n");
869         assert(p->state == PROC_RUNNING_M); // TODO: (ACR) async core req
870         /* save the context, to be restarted in _S mode */
871         assert(current_tf);
872         p->env_tf = *current_tf;
873         clear_owning_proc(core_id());   /* so we don't restart */
874         env_push_ancillary_state(p); // TODO: (HSS)
875         /* sending death, since it's not our job to save contexts or anything in
876          * this case. */
877         num_revoked = __proc_take_allcores(p, pc_arr, FALSE);
878         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
879         return num_revoked;
880 }
881
882 /* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  No locking involved, be
883  * careful. */
884 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
885 {
886         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
887 }
888
889 /* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
890  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
891 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
892 {
893         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
894         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
895 }
896
897 /* Helper function.  Try to find the pcoreid for a given virtual core id for
898  * proc p.  No locking involved, be careful.  Use this when you can tolerate a
899  * stale or otherwise 'wrong' answer. */
900 static uint32_t try_get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
901 {
902         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
903 }
904
905 /* Helper function.  Find the pcoreid for a given virtual core id for proc p.
906  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
907 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
908 {
909         assert(vcore_is_mapped(p, vcoreid));
910         return try_get_pcoreid(p, vcoreid);
911 }
912
913 /* Helper: saves the SCP's tf state and unmaps vcore 0.  In the future, we'll
914  * probably use vc0's space for env_tf and the silly state. */
915 void __proc_save_context_s(struct proc *p, struct trapframe *tf)
916 {
917         p->env_tf= *tf;
918         env_push_ancillary_state(p);                    /* TODO: (HSS) */
919         __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
920 }
921
922 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
923  * - If RUNNING_S, you just give up your time slice and will eventually return,
924  *   possibly after WAITING on an event.
925  * - If RUNNING_M, you give up the current vcore (which never returns), and
926  *   adjust the amount of cores wanted/granted.
927  * - If you have only one vcore, you switch to WAITING.  There's no 'classic
928  *   yield' for MCPs (at least not now).  When you run again, you'll have one
929  *   guaranteed core, starting from the entry point.
930  *
931  * If the call is being nice, it means different things for SCPs and MCPs.  For
932  * MCPs, it means that it is in response to a preemption (which needs to be
933  * checked).  If there is no preemption pending, just return.  For SCPs, it
934  * means the proc wants to give up the core, but still has work to do.  If not,
935  * the proc is trying to wait on an event.  It's not being nice to others, it
936  * just has no work to do.
937  *
938  * This usually does not return (smp_idle()), so it will eat your reference.
939  * Also note that it needs a non-current/edible reference, since it will abandon
940  * and continue to use the *p (current == 0, no cr3, etc).
941  *
942  * We disable interrupts for most of it too, since we need to protect current_tf
943  * and not race with __notify (which doesn't play well with concurrent
944  * yielders). */
945 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
946 {
947         uint32_t vcoreid, pcoreid = core_id();
948         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[pcoreid];
949         struct vcore *vc;
950         struct preempt_data *vcpd;
951         /* Need to lock to prevent concurrent vcore changes (online, inactive, the
952          * mapping, etc).  This plus checking the nr_preempts is enough to tell if
953          * our vcoreid and cur_tf ought to be here still or if we should abort */
954         spin_lock(&p->proc_lock); /* horrible scalability.  =( */
955         switch (p->state) {
956                 case (PROC_RUNNING_S):
957                         if (!being_nice) {
958                                 /* waiting for an event to unblock us */
959                                 vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
960                                 /* this check is an early optimization (check, signal, check
961                                  * again pattern).  We could also lock before spamming the
962                                  * vcore in event.c */
963                                 if (vcpd->notif_pending) {
964                                         /* they can't handle events, just need to prevent a yield.
965                                          * (note the notif_pendings are collapsed). */
966                                         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
967                                                 vcpd->notif_pending = FALSE;
968                                         goto out_failed;
969                                 }
970                                 /* syncing with event's SCP code.  we set waiting, then check
971                                  * pending.  they set pending, then check waiting.  it's not
972                                  * possible for us to miss the notif *and* for them to miss
973                                  * WAITING.  one (or both) of us will see and make sure the proc
974                                  * wakes up.  */
975                                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
976                                 wrmb(); /* don't let the state write pass the notif read */ 
977                                 if (vcpd->notif_pending) {
978                                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
979                                         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
980                                                 vcpd->notif_pending = FALSE;
981                                         goto out_failed;
982                                 }
983                                 /* if we're here, we want to sleep.  a concurrent event that
984                                  * hasn't already written notif_pending will have seen WAITING,
985                                  * and will be spinning while we do this. */
986                                 __proc_save_context_s(p, current_tf);
987                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
988                         } else {
989                                 /* yielding to allow other processes to run.  we're briefly
990                                  * WAITING, til we are woken up */
991                                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
992                                 __proc_save_context_s(p, current_tf);
993                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
994                                 /* immediately wake up the proc (makes it runnable) */
995                                 proc_wakeup(p);
996                         }
997                         goto out_yield_core;
998                 case (PROC_RUNNING_M):
999                         break;                          /* will handle this stuff below */
1000                 case (PROC_DYING):              /* incoming __death */
1001                 case (PROC_RUNNABLE_M): /* incoming (bulk) preempt/myield TODO:(BULK) */
1002                         goto out_failed;
1003                 default:
1004                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1005                               __FUNCTION__);
1006         }
1007         /* This is which vcore this pcore thinks it is, regardless of any unmappings
1008          * that may have happened remotely (with __PRs waiting to run) */
1009         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1010         vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1011         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1012         /* This is how we detect whether or not a __PR happened. */
1013         if (vc->nr_preempts_sent != vc->nr_preempts_done)
1014                 goto out_failed;
1015         /* Sanity checks.  If we were preempted or are dying, we should have noticed
1016          * by now. */
1017         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
1018         assert(vcoreid == get_vcoreid(p, pcoreid));
1019         /* no reason to be nice, return */
1020         if (being_nice && !vc->preempt_pending)
1021                 goto out_failed;
1022         /* At this point, AFAIK there should be no preempt/death messages on the
1023          * way, and we're on the online list.  So we'll go ahead and do the yielding
1024          * business. */
1025         /* If there's a preempt pending, we don't need to preempt later since we are
1026          * yielding (nice or otherwise).  If not, this is just a regular yield. */
1027         if (vc->preempt_pending) {
1028                 vc->preempt_pending = 0;
1029         } else {
1030                 /* Optional: on a normal yield, check to see if we are putting them
1031                  * below amt_wanted (help with user races) and bail. */
1032                 if (p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted >=
1033                                        p->procinfo->num_vcores)
1034                         goto out_failed;
1035         }
1036         /* Don't let them yield if they are missing a notification.  Userspace must
1037          * not leave vcore context without dealing with notif_pending.  pop_ros_tf()
1038          * handles leaving via uthread context.  This handles leaving via a yield.
1039          *
1040          * This early check is an optimization.  The real check is below when it
1041          * works with the online_vcs list (syncing with event.c and INDIR/IPI
1042          * posting). */
1043         if (vcpd->notif_pending)
1044                 goto out_failed;
1045         /* Now we'll actually try to yield */
1046         printd("[K] Process %d (%p) is yielding on vcore %d\n", p->pid, p,
1047                get_vcoreid(p, coreid));
1048         /* Remove from the online list, add to the yielded list, and unmap
1049          * the vcore, which gives up the core. */
1050         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1051         /* Now that we're off the online list, check to see if an alert made
1052          * it through (event.c sets this) */
1053         wrmb(); /* prev write must hit before reading notif_pending */
1054         /* Note we need interrupts disabled, since a __notify can come in
1055          * and set pending to FALSE */
1056         if (vcpd->notif_pending) {
1057                 /* We lost, put it back on the list and abort the yield */
1058                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, vc, list); /* could go HEAD */
1059                 goto out_failed;
1060         }
1061         /* We won the race with event sending, we can safely yield */
1062         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1063         /* Note this protects stuff userspace should look at, which doesn't
1064          * include the TAILQs. */
1065         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1066         /* Next time the vcore starts, it starts fresh */
1067         vcpd->notif_disabled = FALSE;
1068         __unmap_vcore(p, vcoreid);
1069         p->procinfo->num_vcores--;
1070         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] = p->procinfo->num_vcores;
1071         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1072         /* No more vcores?  Then we wait on an event */
1073         if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
1074                 /* consider a ksched op to tell it about us WAITING */
1075                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
1076         }
1077         spin_unlock(&p->proc_lock);
1078         /* Hand the now-idle core to the ksched */
1079         __sched_put_idle_core(p, pcoreid);
1080         goto out_yield_core;
1081 out_failed:
1082         /* for some reason we just want to return, either to take a KMSG that cleans
1083          * us up, or because we shouldn't yield (ex: notif_pending). */
1084         spin_unlock(&p->proc_lock);
1085         return;
1086 out_yield_core:                         /* successfully yielded the core */
1087         proc_decref(p);                 /* need to eat the ref passed in */
1088         /* Clean up the core and idle. */
1089         clear_owning_proc(pcoreid);     /* so we don't restart */
1090         abandon_core();
1091         smp_idle();
1092 }
1093
1094 /* Sends a notification (aka active notification, aka IPI) to p's vcore.  We
1095  * only send a notification if one they are enabled.  There's a bunch of weird
1096  * cases with this, and how pending / enabled are signals between the user and
1097  * kernel - check the documentation.  Note that pending is more about messages.
1098  * The process needs to be in vcore_context, and the reason is usually a
1099  * message.  We set pending here in case we were called to prod them into vcore
1100  * context (like via a sys_self_notify).  Also note that this works for _S
1101  * procs, if you send to vcore 0 (and the proc is running). */
1102 void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1103 {
1104         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1105         vcpd->notif_pending = TRUE;
1106         wrmb(); /* must write notif_pending before reading notif_disabled */
1107         if (!vcpd->notif_disabled) {
1108                 /* GIANT WARNING: we aren't using the proc-lock to protect the
1109                  * vcoremap.  We want to be able to use this from interrupt context,
1110                  * and don't want the proc_lock to be an irqsave.  Spurious
1111                  * __notify() kmsgs are okay (it checks to see if the right receiver
1112                  * is current). */
1113                 if (vcore_is_mapped(p, vcoreid)) {
1114                         printd("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
1115                         /* This use of try_get_pcoreid is racy, might be unmapped */
1116                         send_kernel_message(try_get_pcoreid(p, vcoreid), __notify, (long)p,
1117                                             0, 0, KMSG_ROUTINE);
1118                 }
1119         }
1120 }
1121
1122 /* Makes sure p is runnable.  Callers may spam this, so it needs to handle
1123  * repeated calls for the same event.  Callers include event delivery, SCP
1124  * yield, and new SCPs.  Will trigger __sched_.cp_wakeup() CBs.  Will only
1125  * trigger the CB once, regardless of how many times we are called, *until* the
1126  * proc becomes WAITING again, presumably because of something the ksched did.*/
1127 void proc_wakeup(struct proc *p)
1128 {
1129         spin_lock(&p->proc_lock);
1130         if (__proc_is_mcp(p)) {
1131                 /* we only wake up WAITING mcps */
1132                 if (p->state != PROC_WAITING) {
1133                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1134                         return;
1135                 }
1136                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1137                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1138                 __sched_mcp_wakeup(p);
1139                 return;
1140         } else {
1141                 /* SCPs can wake up for a variety of reasons.  the only times we need
1142                  * to do something is if it was waiting or just created.  other cases
1143                  * are either benign (just go out), or potential bugs (_Ms) */
1144                 switch (p->state) {
1145                         case (PROC_CREATED):
1146                         case (PROC_WAITING):
1147                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
1148                                 break;
1149                         case (PROC_RUNNABLE_S):
1150                         case (PROC_RUNNING_S):
1151                         case (PROC_DYING):
1152                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1153                                 return;
1154                         case (PROC_RUNNABLE_M):
1155                         case (PROC_RUNNING_M):
1156                                 warn("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1157                                      __FUNCTION__);
1158                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1159                                 return;
1160                 }
1161                 printd("[kernel] FYI, waking up an _S proc\n"); /* thanks, past brho! */
1162                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1163                 __sched_scp_wakeup(p);
1164         }
1165 }
1166
1167 /* Is the process in multi_mode / is an MCP or not?  */
1168 bool __proc_is_mcp(struct proc *p)
1169 {
1170         /* in lieu of using the amount of cores requested, or having a bunch of
1171          * states (like PROC_WAITING_M and _S), I'll just track it with a bool. */
1172         return p->procinfo->is_mcp;
1173 }
1174
1175 /************************  Preemption Functions  ******************************
1176  * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
1177  *
1178  * Careful about what takes a vcoreid and what takes a pcoreid.  Also, there may
1179  * be weird glitches with setting the state to RUNNABLE_M.  It is somewhat in
1180  * flux.  The num_vcores is changed after take_cores, but some of the messages
1181  * (or local traps) may not yet be ready to handle seeing their future state.
1182  * But they should be, so fix those when they pop up.
1183  *
1184  * Another thing to do would be to make the _core functions take a pcorelist,
1185  * and not just one pcoreid. */
1186
1187 /* Sets a preempt_pending warning for p's vcore, to go off 'when'.  If you care
1188  * about locking, do it before calling.  Takes a vcoreid! */
1189 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when)
1190 {
1191         struct event_msg local_msg = {0};
1192         /* danger with doing this unlocked: preempt_pending is set, but never 0'd,
1193          * since it is unmapped and not dealt with (TODO)*/
1194         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = when;
1195
1196         /* Send the event (which internally checks to see how they want it) */
1197         local_msg.ev_type = EV_PREEMPT_PENDING;
1198         local_msg.ev_arg1 = vcoreid;
1199         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online.
1200          * Caller needs to make sure the core was online/mapped. */
1201         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1202         send_kernel_event(p, &local_msg, vcoreid);
1203
1204         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1205          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1206 }
1207
1208 /* Warns all active vcores of an impending preemption.  Hold the lock if you
1209  * care about the mapping (and you should). */
1210 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when)
1211 {
1212         struct vcore *vc_i;
1213         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1214                 __proc_preempt_warn(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), when);
1215         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1216          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1217 }
1218
1219 // TODO: function to set an alarm, if none is outstanding
1220
1221 /* Raw function to preempt a single core.  If you care about locking, do it
1222  * before calling. */
1223 void __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1224 {
1225         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
1226         struct event_msg preempt_msg = {0};
1227         /* works with nr_preempts_done to signal completion of a preemption */
1228         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].nr_preempts_sent++;
1229         // expects a pcorelist.  assumes pcore is mapped and running_m
1230         __proc_take_corelist(p, &pcoreid, 1, TRUE);
1231         /* Only send the message if we have an online core.  o/w, it would fuck
1232          * us up (deadlock), and hey don't need a message.  the core we just took
1233          * will be the first one to be restarted.  It will look like a notif.  in
1234          * the future, we could send the event if we want, but the caller needs to
1235          * do that (after unlocking). */
1236         if (!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs)) {
1237                 preempt_msg.ev_type = EV_VCORE_PREEMPT;
1238                 preempt_msg.ev_arg2 = vcoreid;
1239                 send_kernel_event(p, &preempt_msg, 0);
1240         }
1241 }
1242
1243 /* Raw function to preempt every vcore.  If you care about locking, do it before
1244  * calling. */
1245 uint32_t __proc_preempt_all(struct proc *p, uint32_t *pc_arr)
1246 {
1247         struct vcore *vc_i;
1248         /* TODO:(BULK) PREEMPT - don't bother with this, set a proc wide flag, or
1249          * just make us RUNNABLE_M.  Note this is also used by __map_vcore. */
1250         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1251                 vc_i->nr_preempts_sent++;
1252         return __proc_take_allcores(p, pc_arr, TRUE);
1253 }
1254
1255 /* Warns and preempts a vcore from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1256  * warning will be for u usec from now.  Returns TRUE if the core belonged to
1257  * the proc (and thus preempted), False if the proc no longer has the core. */
1258 bool proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec)
1259 {
1260         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1261         bool retval = FALSE;
1262         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1263                 /* more of an FYI for brho.  should be harmless to just return. */
1264                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1265                 return FALSE;
1266         }
1267         spin_lock(&p->proc_lock);
1268         if (is_mapped_vcore(p, pcoreid)) {
1269                 __proc_preempt_warn(p, get_vcoreid(p, pcoreid), warn_time);
1270                 __proc_preempt_core(p, pcoreid);
1271                 /* we might have taken the last core */
1272                 if (!p->procinfo->num_vcores)
1273                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1274                 retval = TRUE;
1275         }
1276         spin_unlock(&p->proc_lock);
1277         return retval;
1278 }
1279
1280 /* Warns and preempts all from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1281  * warning will be for u usec from now. */
1282 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec)
1283 {
1284         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1285         uint32_t num_revoked = 0;
1286         spin_lock(&p->proc_lock);
1287         /* storage for pc_arr is alloced at decl, which is after grabbing the lock*/
1288         uint32_t pc_arr[p->procinfo->num_vcores];
1289         /* DYING could be okay */
1290         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1291                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1292                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1293                 return;
1294         }
1295         __proc_preempt_warnall(p, warn_time);
1296         num_revoked = __proc_preempt_all(p, pc_arr);
1297         assert(!p->procinfo->num_vcores);
1298         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1299         spin_unlock(&p->proc_lock);
1300         /* TODO: when we revise this func, look at __put_idle */
1301         /* Return the cores to the ksched */
1302         if (num_revoked)
1303                 __sched_put_idle_cores(p, pc_arr, num_revoked);
1304 }
1305
1306 /* Give the specific pcore to proc p.  Lots of assumptions, so don't really use
1307  * this.  The proc needs to be _M and prepared for it.  the pcore needs to be
1308  * free, etc. */
1309 void proc_give(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1310 {
1311         warn("Your idlecoremap is now screwed up");     /* TODO (IDLE) */
1312         spin_lock(&p->proc_lock);
1313         // expects a pcorelist, we give it a list of one
1314         __proc_give_cores(p, &pcoreid, 1);
1315         spin_unlock(&p->proc_lock);
1316 }
1317
1318 /* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
1319  * out). */
1320 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *p)
1321 {
1322         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1323         if (pcpui->owning_proc == p) {
1324                 return pcpui->owning_vcoreid;
1325         } else {
1326                 warn("Asked for vcoreid for %p, but %p is pwns", p, pcpui->owning_proc);
1327                 return (uint32_t)-1;
1328         }
1329 }
1330
1331 /* TODO: make all of these static inlines when we gut the env crap */
1332 bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1333 {
1334         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid;
1335 }
1336
1337 /* Can do this, or just create a new field and save it in the vcoremap */
1338 uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc)
1339 {
1340         return (vc - p->procinfo->vcoremap);
1341 }
1342
1343 struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1344 {
1345         return &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
1346 }
1347
1348 /********** Core granting (bulk and single) ***********/
1349
1350 /* Helper: gives pcore to the process, mapping it to the next available vcore
1351  * from list vc_list.  Returns TRUE if we succeeded (non-empty).  If you pass in
1352  * **vc, we'll tell you which vcore it was. */
1353 static bool __proc_give_a_pcore(struct proc *p, uint32_t pcore,
1354                                 struct vcore_tailq *vc_list, struct vcore **vc)
1355 {
1356         struct vcore *new_vc;
1357         new_vc = TAILQ_FIRST(vc_list);
1358         if (!new_vc)
1359                 return FALSE;
1360         printd("setting vcore %d to pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, new_vc),
1361                pcorelist[i]);
1362         TAILQ_REMOVE(vc_list, new_vc, list);
1363         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1364         __map_vcore(p, vcore2vcoreid(p, new_vc), pcore);
1365         if (vc)
1366                 *vc = new_vc;
1367         return TRUE;
1368 }
1369
1370 static void __proc_give_cores_runnable(struct proc *p, uint32_t *pc_arr,
1371                                        uint32_t num)
1372 {
1373         assert(p->state == PROC_RUNNABLE_M);
1374         assert(num);    /* catch bugs */
1375         /* add new items to the vcoremap */
1376         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);/* unncessary if offline */
1377         p->procinfo->num_vcores += num;
1378         for (int i = 0; i < num; i++) {
1379                 /* Try from the bulk list first */
1380                 if (__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->bulk_preempted_vcs, 0))
1381                         continue;
1382                 /* o/w, try from the inactive list.  at one point, i thought there might
1383                  * be a legit way in which the inactive list could be empty, but that i
1384                  * wanted to catch it via an assert. */
1385                 assert(__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->inactive_vcs, 0));
1386         }
1387         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1388 }
1389
1390 static void __proc_give_cores_running(struct proc *p, uint32_t *pc_arr,
1391                                       uint32_t num)
1392 {
1393         struct vcore *vc_i;
1394         /* Up the refcnt, since num cores are going to start using this
1395          * process and have it loaded in their owning_proc and 'current'. */
1396         proc_incref(p, num * 2);        /* keep in sync with __startcore */
1397         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1398         p->procinfo->num_vcores += num;
1399         assert(TAILQ_EMPTY(&p->bulk_preempted_vcs));
1400         for (int i = 0; i < num; i++) {
1401                 assert(__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->inactive_vcs, &vc_i));
1402                 send_kernel_message(pc_arr[i], __startcore, (long)p,
1403                                     (long)vcore2vcoreid(p, vc_i), 
1404                                     (long)vc_i->nr_preempts_sent, KMSG_ROUTINE);
1405         }
1406         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1407 }
1408
1409 /* Gives process p the additional num cores listed in pcorelist.  If the proc is
1410  * not RUNNABLE_M or RUNNING_M, this will fail and allocate none of the core
1411  * (and return -1).  If you're RUNNING_M, this will startup your new cores at
1412  * the entry point with their virtual IDs (or restore a preemption).  If you're
1413  * RUNNABLE_M, you should call __proc_run_m after this so that the process can
1414  * start to use its cores.  In either case, this returns 0.
1415  *
1416  * If you're *_S, make sure your core0's TF is set (which is done when coming in
1417  * via arch/trap.c and we are RUNNING_S), change your state, then call this.
1418  * Then call __proc_run_m().
1419  *
1420  * The reason I didn't bring the _S cases from core_request over here is so we
1421  * can keep this family of calls dealing with only *_Ms, to avoiding caring if
1422  * this is called from another core, and to avoid the _S -> _M transition.
1423  *
1424  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1425 int __proc_give_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num)
1426 {
1427         /* should never happen: */
1428         assert(num + p->procinfo->num_vcores <= MAX_NUM_CPUS);
1429         switch (p->state) {
1430                 case (PROC_RUNNABLE_S):
1431                 case (PROC_RUNNING_S):
1432                         warn("Don't give cores to a process in a *_S state!\n");
1433                         return -1;
1434                 case (PROC_DYING):
1435                 case (PROC_WAITING):
1436                         /* can't accept, just fail */
1437                         return -1;
1438                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1439                         __proc_give_cores_runnable(p, pc_arr, num);
1440                         break;
1441                 case (PROC_RUNNING_M):
1442                         __proc_give_cores_running(p, pc_arr, num);
1443                         break;
1444                 default:
1445                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1446                               __FUNCTION__);
1447         }
1448         /* TODO: considering moving to the ksched (hard, due to yield) */
1449         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] += num;
1450         return 0;
1451 }
1452
1453 /********** Core revocation (bulk and single) ***********/
1454
1455 /* Revokes a single vcore from a process (unmaps or sends a KMSG to unmap). */
1456 static void __proc_revoke_core(struct proc *p, uint32_t vcoreid, bool preempt)
1457 {
1458         uint32_t pcoreid = get_pcoreid(p, vcoreid);
1459         struct preempt_data *vcpd;
1460         if (preempt) {
1461                 /* Lock the vcore's state (necessary for preemption recovery) */
1462                 vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1463                 atomic_or(&vcpd->flags, VC_K_LOCK);
1464                 send_kernel_message(pcoreid, __preempt, (long)p, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
1465         } else {
1466                 send_kernel_message(pcoreid, __death, 0, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
1467         }
1468 }
1469
1470 /* Revokes all cores from the process (unmaps or sends a KMSGS). */
1471 static void __proc_revoke_allcores(struct proc *p, bool preempt)
1472 {
1473         struct vcore *vc_i;
1474         /* TODO: if we ever get broadcast messaging, use it here (still need to lock
1475          * the vcores' states for preemption) */
1476         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1477                 __proc_revoke_core(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), preempt);
1478 }
1479
1480 /* Might be faster to scan the vcoremap than to walk the list... */
1481 static void __proc_unmap_allcores(struct proc *p)
1482 {
1483         struct vcore *vc_i;
1484         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1485                 __unmap_vcore(p, vcore2vcoreid(p, vc_i));
1486 }
1487
1488 /* Takes (revoke via kmsg or unmap) from process p the num cores listed in
1489  * pc_arr.  Will preempt if 'preempt' is set.  o/w, no state will be saved, etc.
1490  * Don't use this for taking all of a process's cores.
1491  *
1492  * Make sure you hold the lock when you call this, and make sure that the pcore
1493  * actually belongs to the proc, non-trivial due to other __preempt messages. */
1494 void __proc_take_corelist(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num,
1495                           bool preempt)
1496 {
1497         struct vcore *vc;
1498         uint32_t vcoreid;
1499         assert(p->state & (PROC_RUNNING_M | PROC_RUNNABLE_M));
1500         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1501         for (int i = 0; i < num; i++) {
1502                 vcoreid = get_vcoreid(p, pc_arr[i]);
1503                 /* Sanity check */
1504                 assert(pc_arr[i] == get_pcoreid(p, vcoreid));
1505                 /* Revoke / unmap core */
1506                 if (p->state == PROC_RUNNING_M)
1507                         __proc_revoke_core(p, vcoreid, preempt);
1508                 __unmap_vcore(p, vcoreid);
1509                 /* Change lists for the vcore.  Note, the vcore is already unmapped
1510                  * and/or the messages are already in flight.  The only code that looks
1511                  * at the lists without holding the lock is event code. */
1512                 vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1513                 TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1514                 /* even for single preempts, we use the inactive list.  bulk preempt is
1515                  * only used for when we take everything. */
1516                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1517         }
1518         p->procinfo->num_vcores -= num;
1519         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1520         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] -= num;
1521 }
1522
1523 /* Takes all cores from a process (revoke via kmsg or unmap), putting them on
1524  * the appropriate vcore list, and fills pc_arr with the pcores revoked, and
1525  * returns the number of entries in pc_arr.
1526  *
1527  * Make sure pc_arr is big enough to handle num_vcores().
1528  * Make sure you hold the lock when you call this. */
1529 uint32_t __proc_take_allcores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, bool preempt)
1530 {
1531         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
1532         uint32_t num = 0;
1533         assert(p->state & (PROC_RUNNING_M | PROC_RUNNABLE_M));
1534         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1535         /* Write out which pcores we're going to take */
1536         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1537                 pc_arr[num++] = vc_i->pcoreid;
1538         /* Revoke if they are running, and unmap.  Both of these need the online
1539          * list to not be changed yet. */
1540         if (p->state == PROC_RUNNING_M)
1541                 __proc_revoke_allcores(p, preempt);
1542         __proc_unmap_allcores(p);
1543         /* Move the vcores from online to the head of the appropriate list */
1544         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->online_vcs, list, vc_temp) {
1545                 /* TODO: we may want a TAILQ_CONCAT_HEAD, or something that does that */
1546                 TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc_i, list);
1547                 /* Put the cores on the appropriate list */
1548                 if (preempt)
1549                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->bulk_preempted_vcs, vc_i, list);
1550                 else
1551                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc_i, list);
1552         }
1553         assert(TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1554         assert(num == p->procinfo->num_vcores);
1555         p->procinfo->num_vcores = 0;
1556         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1557         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] = 0;
1558         return num;
1559 }
1560
1561 /* Helper to do the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1562  * calling. */
1563 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid)
1564 {
1565         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid = pcoreid;
1566         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = TRUE;
1567         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid = vcoreid;
1568         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid = TRUE;
1569 }
1570
1571 /* Helper to unmap the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1572  * calling. */
1573 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1574 {
1575         p->procinfo->pcoremap[p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid].valid = FALSE;
1576         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = FALSE;
1577 }
1578
1579 /* Stop running whatever context is on this core and load a known-good cr3.
1580  * Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the process's
1581  * context.
1582  *
1583  * This does not clear the owning proc.  Use the other helper for that. */
1584 void abandon_core(void)
1585 {
1586         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1587         /* Syscalls that don't return will ultimately call abadon_core(), so we need
1588          * to make sure we don't think we are still working on a syscall. */
1589         pcpui->cur_sysc = 0;
1590         if (pcpui->cur_proc)
1591                 __abandon_core();
1592 }
1593
1594 /* Helper to clear the core's owning processor and manage refcnting.  Pass in
1595  * core_id() to save a couple core_id() calls. */
1596 void clear_owning_proc(uint32_t coreid)
1597 {
1598         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1599         struct proc *p = pcpui->owning_proc;
1600         pcpui->owning_proc = 0;
1601         pcpui->owning_vcoreid = 0xdeadbeef;
1602         pcpui->cur_tf = 0;                      /* catch bugs for now (will go away soon) */
1603         if (p)
1604                 proc_decref(p);
1605 }
1606
1607 /* Switches to the address space/context of new_p, doing nothing if we are
1608  * already in new_p.  This won't add extra refcnts or anything, and needs to be
1609  * paired with switch_back() at the end of whatever function you are in.  Don't
1610  * migrate cores in the middle of a pair.  Specifically, the uncounted refs are
1611  * one for the old_proc, which is passed back to the caller, and new_p is
1612  * getting placed in cur_proc. */
1613 struct proc *switch_to(struct proc *new_p)
1614 {
1615         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1616         struct proc *old_proc;
1617         old_proc = pcpui->cur_proc;                                     /* uncounted ref */
1618         /* If we aren't the proc already, then switch to it */
1619         if (old_proc != new_p) {
1620                 pcpui->cur_proc = new_p;                                /* uncounted ref */
1621                 lcr3(new_p->env_cr3);
1622         }
1623         return old_proc;
1624 }
1625
1626 /* This switches back to old_proc from new_p.  Pair it with switch_to(), and
1627  * pass in its return value for old_proc. */
1628 void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc)
1629 {
1630         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1631         if (old_proc != new_p) {
1632                 pcpui->cur_proc = old_proc;
1633                 if (old_proc)
1634                         lcr3(old_proc->env_cr3);
1635                 else
1636                         lcr3(boot_cr3);
1637         }
1638 }
1639
1640 /* Will send a TLB shootdown message to every vcore in the main address space
1641  * (aka, all vcores for now).  The message will take the start and end virtual
1642  * addresses as well, in case we want to be more clever about how much we
1643  * shootdown and batching our messages.  Should do the sanity about rounding up
1644  * and down in this function too.
1645  *
1646  * Would be nice to have a broadcast kmsg at this point.  Note this may send a
1647  * message to the calling core (interrupting it, possibly while holding the
1648  * proc_lock).  We don't need to process routine messages since it's an
1649  * immediate message. */
1650 void proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end)
1651 {
1652         struct vcore *vc_i;
1653         /* TODO: we might be able to avoid locking here in the future (we must hit
1654          * all online, and we can check __mapped).  it'll be complicated. */
1655         spin_lock(&p->proc_lock);
1656         switch (p->state) {
1657                 case (PROC_RUNNING_S):
1658                         tlbflush();
1659                         break;
1660                 case (PROC_RUNNING_M):
1661                         /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
1662                         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
1663                                 send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __tlbshootdown, start, end,
1664                                                     0, KMSG_IMMEDIATE);
1665                         }
1666                         break;
1667                 case (PROC_DYING):
1668                         /* if it is dying, death messages are already on the way to all
1669                          * cores, including ours, which will clear the TLB. */
1670                         break;
1671                 default:
1672                         /* will probably get this when we have the short handlers */
1673                         warn("Unexpected case %s in %s", procstate2str(p->state),
1674                              __FUNCTION__);
1675         }
1676         spin_unlock(&p->proc_lock);
1677 }
1678
1679 /* Helper, used by __startcore and __set_curtf, which sets up cur_tf to run a
1680  * given process's vcore.  Caller needs to set up things like owning_proc and
1681  * whatnot.  Note that we might not have p loaded as current. */
1682 static void __set_curtf_to_vcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
1683                                    uint32_t old_nr_preempts_sent)
1684 {
1685         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1686         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1687         struct vcore *vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1688         /* Spin until our vcore's old preemption is done.  When __SC was sent, we
1689          * were told what the nr_preempts_sent was at that time.  Once that many are
1690          * done, it is time for us to run.  This forces a 'happens-before' ordering
1691          * on a __PR of our VC before this __SC of the VC.  Note the nr_done should
1692          * not exceed old_nr_sent, since further __PR are behind this __SC in the
1693          * KMSG queue. */
1694         while (old_nr_preempts_sent != vc->nr_preempts_done)
1695                 cpu_relax();
1696         cmb();  /* read nr_done before any other rd or wr.  CPU mb in the atomic. */
1697         /* Mark that this vcore as no longer preempted.  No danger of clobbering
1698          * other writes, since this would get turned on in __preempt (which can't be
1699          * concurrent with this function on this core), and the atomic is just
1700          * toggling the one bit (a concurrent VC_K_LOCK will work) */
1701         atomic_and(&vcpd->flags, ~VC_PREEMPTED);
1702         /* Once the VC is no longer preempted, we allow it to receive msgs.  We
1703          * could let userspace do it, but handling it here makes it easier for them
1704          * to handle_indirs (when they turn this flag off).  Note the atomics
1705          * provide the needed barriers (cmb and mb on flags). */
1706         atomic_or(&vcpd->flags, VC_CAN_RCV_MSG);
1707         printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1708                core_id(), p->pid, vcoreid);
1709         /* If notifs are disabled, the vcore was in vcore context and we need to
1710          * restart the preempt_tf.  o/w, we give them a fresh vcore (which is also
1711          * what happens the first time a vcore comes online).  No matter what,
1712          * they'll restart in vcore context.  It's just a matter of whether or not
1713          * it is the old, interrupted vcore context. */
1714         if (vcpd->notif_disabled) {
1715                 restore_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1716                 /* copy-in the tf we'll pop, then set all security-related fields */
1717                 pcpui->actual_tf = vcpd->preempt_tf;
1718                 proc_secure_trapframe(&pcpui->actual_tf);
1719         } else { /* not restarting from a preemption, use a fresh vcore */
1720                 assert(vcpd->transition_stack);
1721                 /* TODO: consider 0'ing the FP state.  We're probably leaking. */
1722                 proc_init_trapframe(&pcpui->actual_tf, vcoreid, p->env_entry,
1723                                     vcpd->transition_stack);
1724                 /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
1725                 vcpd->notif_disabled = TRUE;
1726         }
1727         /* cur_tf was built above (in actual_tf), now use it */
1728         pcpui->cur_tf = &pcpui->actual_tf;
1729         /* this cur_tf will get run when the kernel returns / idles */
1730 }
1731
1732 /* Changes calling vcore to be vcoreid.  enable_my_notif tells us about how the
1733  * state calling vcore wants to be left in.  It will look like caller_vcoreid
1734  * was preempted.  Note we don't care about notif_pending.
1735  *
1736  * Will return:
1737  *              0 if we successfully changed to the target vcore.
1738  *              -EBUSY if the target vcore is already mapped (a good kind of failure)
1739  *              -EAGAIN if we failed for some other reason and need to try again.  For
1740  *              example, the caller could be preempted, and we never even attempted to
1741  *              change.
1742  *              -EINVAL some userspace bug */
1743 int proc_change_to_vcore(struct proc *p, uint32_t new_vcoreid,
1744                          bool enable_my_notif)
1745 {
1746         uint32_t caller_vcoreid, pcoreid = core_id();
1747         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[pcoreid];
1748         struct preempt_data *caller_vcpd;
1749         struct vcore *caller_vc, *new_vc;
1750         struct event_msg preempt_msg = {0};
1751         int retval = -EAGAIN;   /* by default, try again */
1752         /* Need to not reach outside the vcoremap, which might be smaller in the
1753          * future, but should always be as big as max_vcores */
1754         if (new_vcoreid >= p->procinfo->max_vcores)
1755                 return -EINVAL;
1756         /* Need to lock to prevent concurrent vcore changes, like in yield. */
1757         spin_lock(&p->proc_lock);
1758         /* new_vcoreid is already runing, abort */
1759         if (vcore_is_mapped(p, new_vcoreid)) {
1760                 retval = -EBUSY;
1761                 goto out_locked;
1762         }
1763         /* Need to make sure our vcore is allowed to switch.  We might have a
1764          * __preempt, __death, etc, coming in.  Similar to yield. */
1765         switch (p->state) {
1766                 case (PROC_RUNNING_M):
1767                         break;                          /* the only case we can proceed */
1768                 case (PROC_RUNNING_S):  /* user bug, just return */
1769                 case (PROC_DYING):              /* incoming __death */
1770                 case (PROC_RUNNABLE_M): /* incoming (bulk) preempt/myield TODO:(BULK) */
1771                         goto out_locked;
1772                 default:
1773                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1774                               __FUNCTION__);
1775         }
1776         /* This is which vcore this pcore thinks it is, regardless of any unmappings
1777          * that may have happened remotely (with __PRs waiting to run) */
1778         caller_vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1779         caller_vc = vcoreid2vcore(p, caller_vcoreid);
1780         caller_vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[caller_vcoreid];
1781         /* This is how we detect whether or not a __PR happened.  If it did, just
1782          * abort and handle the kmsg.  No new __PRs are coming since we hold the
1783          * lock.  This also detects a __PR followed by a __SC for the same VC. */
1784         if (caller_vc->nr_preempts_sent != caller_vc->nr_preempts_done)
1785                 goto out_locked;
1786         /* Sanity checks.  If we were preempted or are dying, we should have noticed
1787          * by now. */
1788         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
1789         assert(caller_vcoreid == get_vcoreid(p, pcoreid));
1790         /* Should only call from vcore context */
1791         if (!caller_vcpd->notif_disabled) {
1792                 retval = -EINVAL;
1793                 printk("[kernel] You tried to change vcores from uthread ctx\n");
1794                 goto out_locked;
1795         }
1796         /* Ok, we're clear to do the switch.  Lets figure out who the new one is */
1797         new_vc = vcoreid2vcore(p, new_vcoreid);
1798         printd("[kernel] changing vcore %d to vcore %d\n", caller_vcoreid,
1799                new_vcoreid);
1800         /* enable_my_notif signals how we'll be restarted */
1801         if (enable_my_notif) {
1802                 /* if they set this flag, then the vcore can just restart from scratch,
1803                  * and we don't care about either the notif_tf or the preempt_tf. */
1804                 caller_vcpd->notif_disabled = FALSE;
1805         } else {
1806                 /* need to set up the calling vcore's tf so that it'll get restarted by
1807                  * __startcore, to make the caller look like it was preempted. */
1808                 caller_vcpd->preempt_tf = *current_tf;
1809                 save_fp_state(&caller_vcpd->preempt_anc);
1810                 /* Mark our core as preempted (for userspace recovery). */
1811                 atomic_or(&caller_vcpd->flags, VC_PREEMPTED);
1812         }
1813         /* Either way, unmap and offline our current vcore */
1814         /* Move the caller from online to inactive */
1815         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, caller_vc, list);
1816         /* We don't bother with the notif_pending race.  note that notif_pending
1817          * could still be set.  this was a preempted vcore, and userspace will need
1818          * to deal with missed messages (preempt_recover() will handle that) */
1819         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, caller_vc, list);
1820         /* Move the new one from inactive to online */
1821         TAILQ_REMOVE(&p->inactive_vcs, new_vc, list);
1822         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1823         /* Change the vcore map */
1824         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1825         __unmap_vcore(p, caller_vcoreid);
1826         __map_vcore(p, new_vcoreid, pcoreid);
1827         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1828         /* Send either a PREEMPT msg or a CHECK_MSGS msg.  If they said to
1829          * enable_my_notif, then all userspace needs is to check messages, not a
1830          * full preemption recovery. */
1831         preempt_msg.ev_type = (enable_my_notif ? EV_CHECK_MSGS : EV_VCORE_PREEMPT);
1832         preempt_msg.ev_arg2 = caller_vcoreid;   /* arg2 is 32 bits */
1833         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online.
1834          * In this case, it's the one we just changed to. */
1835         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1836         send_kernel_event(p, &preempt_msg, new_vcoreid);
1837         /* So this core knows which vcore is here. (cur_proc and owning_proc are
1838          * already correct): */
1839         pcpui->owning_vcoreid = new_vcoreid;
1840         /* Until we set_curtf, we don't really have a valid current tf.  The stuff
1841          * in that old one is from our previous vcore, not the current
1842          * owning_vcoreid.  This matters for other KMSGS that will run before
1843          * __set_curtf (like __notify). */
1844         pcpui->cur_tf = 0;
1845         /* Need to send a kmsg to finish.  We can't set_curtf til the __PR is done,
1846          * but we can't spin right here while holding the lock (can't spin while
1847          * waiting on a message, roughly) */
1848         send_kernel_message(pcoreid, __set_curtf, (long)p, (long)new_vcoreid,
1849                             (long)new_vc->nr_preempts_sent, KMSG_ROUTINE);
1850         retval = 0;
1851         /* Fall through to exit */
1852 out_locked:
1853         spin_unlock(&p->proc_lock);
1854         return retval;
1855 }
1856
1857 /* Kernel message handler to start a process's context on this core, when the
1858  * core next considers running a process.  Tightly coupled with __proc_run_m().
1859  * Interrupts are disabled. */
1860 void __startcore(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1861 {
1862         uint32_t vcoreid = (uint32_t)a1;
1863         uint32_t coreid = core_id();
1864         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1865         struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
1866         uint32_t old_nr_preempts_sent = (uint32_t)a2;
1867
1868         assert(p_to_run);
1869         /* Can not be any TF from a process here already */
1870         assert(!pcpui->owning_proc);
1871         /* the sender of the kmsg increfed already for this saved ref to p_to_run */
1872         pcpui->owning_proc = p_to_run;
1873         pcpui->owning_vcoreid = vcoreid;
1874         /* sender increfed again, assuming we'd install to cur_proc.  only do this
1875          * if no one else is there.  this is an optimization, since we expect to
1876          * send these __startcores to idles cores, and this saves a scramble to
1877          * incref when all of the cores restartcore/startcore later.  Keep in sync
1878          * with __proc_give_cores() and __proc_run_m(). */
1879         if (!pcpui->cur_proc) {
1880                 pcpui->cur_proc = p_to_run;     /* install the ref to cur_proc */
1881                 lcr3(p_to_run->env_cr3);        /* load the page tables to match cur_proc */
1882         } else {
1883                 proc_decref(p_to_run);          /* can't install, decref the extra one */
1884         }
1885         /* Note we are not necessarily in the cr3 of p_to_run */
1886         /* Now that we sorted refcnts and know p / which vcore it should be, set up
1887          * pcpui->cur_tf so that it will run that particular vcore */
1888         __set_curtf_to_vcoreid(p_to_run, vcoreid, old_nr_preempts_sent);
1889 }
1890
1891 /* Kernel message handler to load a proc's vcore context on this core.  Similar
1892  * to __startcore, except it is used when p already controls the core (e.g.
1893  * change_to).  Since the core is already controlled, pcpui such as owning proc,
1894  * vcoreid, and cur_proc are all already set. */
1895 void __set_curtf(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1896 {
1897         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1898         uint32_t vcoreid = (uint32_t)a1;
1899         uint32_t old_nr_preempts_sent = (uint32_t)a2;
1900         __set_curtf_to_vcoreid(p, vcoreid, old_nr_preempts_sent);
1901 }
1902
1903 /* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif.  Don't
1904  * use the TF we passed in, we care about cur_tf.  Try not to grab locks or
1905  * write access to anything that isn't per-core in here. */
1906 void __notify(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1907 {
1908         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1909         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1910         struct preempt_data *vcpd;
1911         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1912
1913         /* Not the right proc */
1914         if (p != pcpui->owning_proc)
1915                 return;
1916         /* the core might be owned, but not have a valid cur_tf (if we're in the
1917          * process of changing */
1918         if (!pcpui->cur_tf)
1919                 return;
1920         /* Common cur_tf sanity checks.  Note cur_tf could be an _S's env_tf */
1921         assert(!in_kernel(pcpui->cur_tf));
1922         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1923         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1924         /* for SCPs that haven't (and might never) call vc_event_init, like rtld.
1925          * this is harmless for MCPS to check this */
1926         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
1927                 return;
1928         printd("received active notification for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1929                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
1930         /* sort signals.  notifs are now masked, like an interrupt gate */
1931         if (vcpd->notif_disabled)
1932                 return;
1933         vcpd->notif_disabled = TRUE;
1934         /* save the old tf in the notify slot, build and pop a new one.  Note that
1935          * silly state isn't our business for a notification. */
1936         vcpd->notif_tf = *pcpui->cur_tf;
1937         memset(pcpui->cur_tf, 0, sizeof(struct trapframe));
1938         proc_init_trapframe(pcpui->cur_tf, vcoreid, p->env_entry,
1939                             vcpd->transition_stack);
1940         /* this cur_tf will get run when the kernel returns / idles */
1941 }
1942
1943 void __preempt(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1944 {
1945         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1946         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1947         struct preempt_data *vcpd;
1948         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1949
1950         assert(p);
1951         if (p != pcpui->owning_proc) {
1952                 panic("__preempt arrived for a process (%p) that was not owning (%p)!",
1953                       p, pcpui->owning_proc);
1954         }
1955         /* Common cur_tf sanity checks */
1956         assert(pcpui->cur_tf);
1957         assert(pcpui->cur_tf == &pcpui->actual_tf);
1958         assert(!in_kernel(pcpui->cur_tf));
1959         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1960         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1961         printd("[kernel] received __preempt for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1962                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
1963         /* if notifs are disabled, the vcore is in vcore context (as far as we're
1964          * concerned), and we save it in the preempt slot. o/w, we save the
1965          * process's cur_tf in the notif slot, and it'll appear to the vcore when it
1966          * comes back up that it just took a notification. */
1967         if (vcpd->notif_disabled)
1968                 vcpd->preempt_tf = *pcpui->cur_tf;
1969         else
1970                 vcpd->notif_tf = *pcpui->cur_tf;
1971         /* either way, we save the silly state (FP) */
1972         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1973         /* Mark the vcore as preempted and unlock (was locked by the sender). */
1974         atomic_or(&vcpd->flags, VC_PREEMPTED);
1975         atomic_and(&vcpd->flags, ~VC_K_LOCK);
1976         /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
1977         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
1978         wmb();  /* make sure everything else hits before we finish the preempt */
1979         /* up the nr_done, which signals the next __startcore for this vc */
1980         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].nr_preempts_done++;
1981         /* We won't restart the process later.  current gets cleared later when we
1982          * notice there is no owning_proc and we have nothing to do (smp_idle,
1983          * restartcore, etc) */
1984         clear_owning_proc(coreid);
1985 }
1986
1987 /* Kernel message handler to clean up the core when a process is dying.
1988  * Note this leaves no trace of what was running.
1989  * It's okay if death comes to a core that's already idling and has no current.
1990  * It could happen if a process decref'd before __proc_startcore could incref. */
1991 void __death(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1992 {
1993         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1994         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1995         struct proc *p = pcpui->owning_proc;
1996         if (p) {
1997                 vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1998                 printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1999                        coreid, p->pid, vcoreid);
2000                 /* We won't restart the process later.  current gets cleared later when
2001                  * we notice there is no owning_proc and we have nothing to do
2002                  * (smp_idle, restartcore, etc) */
2003                 clear_owning_proc(coreid);
2004         }
2005 }
2006
2007 /* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
2008  * addresses from a0 to a1. */
2009 void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
2010                     long a2)
2011 {
2012         /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
2013         tlbflush();
2014 }
2015
2016 void print_allpids(void)
2017 {
2018         void print_proc_state(void *item)
2019         {
2020                 struct proc *p = (struct proc*)item;
2021                 assert(p);
2022                 printk("%8d %-10s %6d\n", p->pid, procstate2str(p->state), p->ppid);
2023         }
2024         printk("     PID STATE      Parent    \n");
2025         printk("------------------------------\n");
2026         spin_lock(&pid_hash_lock);
2027         hash_for_each(pid_hash, print_proc_state);
2028         spin_unlock(&pid_hash_lock);
2029 }
2030
2031 void print_proc_info(pid_t pid)
2032 {
2033         int j = 0;
2034         struct proc *child, *p = pid2proc(pid);
2035         struct vcore *vc_i;
2036         if (!p) {
2037                 printk("Bad PID.\n");
2038                 return;
2039         }
2040         spinlock_debug(&p->proc_lock);
2041         //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
2042         printk("struct proc: %p\n", p);
2043         printk("PID: %d\n", p->pid);
2044         printk("PPID: %d\n", p->ppid);
2045         printk("State: %s (%p)\n", procstate2str(p->state), p->state);
2046         printk("Refcnt: %d\n", atomic_read(&p->p_kref.refcount) - 1);
2047         printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
2048         printk("CR3(phys): 0x%08x\n", p->env_cr3);
2049         printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
2050         printk("Vcore Lists (may be in flux w/o locking):\n----------------------\n");
2051         printk("Online:\n");
2052         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
2053                 printk("\tVcore %d -> Pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i), vc_i->pcoreid);
2054         printk("Bulk Preempted:\n");
2055         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list)
2056                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
2057         printk("Inactive / Yielded:\n");
2058         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->inactive_vcs, list)
2059                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
2060         printk("Resources:\n------------------------\n");
2061         for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
2062                 printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
2063                        p->procdata->res_req[i].amt_wanted, p->procinfo->res_grant[i]);
2064         printk("Open Files:\n");
2065         struct files_struct *files = &p->open_files;
2066         spin_lock(&files->lock);
2067         for (int i = 0; i < files->max_files; i++)
2068                 if (files->fd_array[i].fd_file) {
2069                         printk("\tFD: %02d, File: %08p, File name: %s\n", i,
2070                                files->fd_array[i].fd_file,
2071                                file_name(files->fd_array[i].fd_file));
2072                 }
2073         spin_unlock(&files->lock);
2074         printk("Children: (PID (struct proc *))\n");
2075         TAILQ_FOREACH(child, &p->children, sibling_link)
2076                 printk("\t%d (%08p)\n", child->pid, child);
2077         /* no locking / unlocking or refcnting */
2078         // spin_unlock(&p->proc_lock);
2079         proc_decref(p);
2080 }
2081
2082 /* Debugging function, checks what (process, vcore) is supposed to run on this
2083  * pcore.  Meant to be called from smp_idle() before halting. */
2084 void check_my_owner(void)
2085 {
2086         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
2087         void shazbot(void *item)
2088         {
2089                 struct proc *p = (struct proc*)item;
2090                 struct vcore *vc_i;
2091                 assert(p);
2092                 spin_lock(&p->proc_lock);
2093                 TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
2094                         /* this isn't true, a __startcore could be on the way and we're
2095                          * already "online" */
2096                         if (vc_i->pcoreid == core_id()) {
2097                                 /* Immediate message was sent, we should get it when we enable
2098                                  * interrupts, which should cause us to skip cpu_halt() */
2099                                 if (!STAILQ_EMPTY(&pcpui->immed_amsgs))
2100                                         continue;
2101                                 printk("Owned pcore (%d) has no owner, by %08p, vc %d!\n",
2102                                        core_id(), p, vcore2vcoreid(p, vc_i));
2103                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
2104                                 spin_unlock(&pid_hash_lock);
2105                                 monitor(0);
2106                         }
2107                 }
2108                 spin_unlock(&p->proc_lock);
2109         }
2110         assert(!irq_is_enabled());
2111         extern int booting;
2112         if (!booting && !pcpui->owning_proc) {
2113                 spin_lock(&pid_hash_lock);
2114                 hash_for_each(pid_hash, shazbot);
2115                 spin_unlock(&pid_hash_lock);
2116         }
2117 }