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