sys_waitpid() improvements (XCC)
[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                 spin_lock(&parent->proc_lock);
256                 TAILQ_INSERT_TAIL(&parent->children, p, sibling_link);
257                 spin_unlock(&parent->proc_lock);
258         } else {
259                 p->ppid = 0;
260         }
261         TAILQ_INIT(&p->children);
262         cv_init(&p->child_wait);
263         p->state = PROC_CREATED; /* shouldn't go through state machine for init */
264         p->env_flags = 0;
265         p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set later
266         p->heap_top = (void*)UTEXT;     /* heap_bottom set in proc_init_procinfo */
267         spinlock_init(&p->mm_lock);
268         TAILQ_INIT(&p->vm_regions); /* could init this in the slab */
269         /* Initialize the vcore lists, we'll build the inactive list so that it includes
270          * all vcores when we initialize procinfo.  Do this before initing procinfo. */
271         TAILQ_INIT(&p->online_vcs);
272         TAILQ_INIT(&p->bulk_preempted_vcs);
273         TAILQ_INIT(&p->inactive_vcs);
274         /* Init procinfo/procdata.  Procinfo's argp/argb are 0'd */
275         proc_init_procinfo(p);
276         proc_init_procdata(p);
277
278         /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
279         SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
280         /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
281         FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
282                         &p->procdata->syseventring,
283                         SYSEVENTRINGSIZE);
284
285         /* Init FS structures TODO: cleanup (might pull this out) */
286         kref_get(&default_ns.kref, 1);
287         p->ns = &default_ns;
288         spinlock_init(&p->fs_env.lock);
289         p->fs_env.umask = parent ? parent->fs_env.umask : S_IWGRP | S_IWOTH;
290         p->fs_env.root = p->ns->root->mnt_root;
291         kref_get(&p->fs_env.root->d_kref, 1);
292         p->fs_env.pwd = parent ? parent->fs_env.pwd : p->fs_env.root;
293         kref_get(&p->fs_env.pwd->d_kref, 1);
294         memset(&p->open_files, 0, sizeof(p->open_files));       /* slightly ghetto */
295         spinlock_init(&p->open_files.lock);
296         p->open_files.max_files = NR_OPEN_FILES_DEFAULT;
297         p->open_files.max_fdset = NR_FILE_DESC_DEFAULT;
298         p->open_files.fd = p->open_files.fd_array;
299         p->open_files.open_fds = (struct fd_set*)&p->open_files.open_fds_init;
300         /* Init the ucq hash lock */
301         p->ucq_hashlock = (struct hashlock*)&p->ucq_hl_noref;
302         hashlock_init(p->ucq_hashlock, HASHLOCK_DEFAULT_SZ);
303
304         atomic_inc(&num_envs);
305         frontend_proc_init(p);
306         printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
307         } // INIT_STRUCT
308         *pp = p;
309         return 0;
310 }
311
312 /* We have a bunch of different ways to make processes.  Call this once the
313  * process is ready to be used by the rest of the system.  For now, this just
314  * means when it is ready to be named via the pidhash.  In the future, we might
315  * push setting the state to CREATED into here. */
316 void __proc_ready(struct proc *p)
317 {
318         /* Tell the ksched about us.  TODO: do we need to worry about the ksched
319          * doing stuff to us before we're added to the pid_hash? */
320         __sched_proc_register(p);
321         spin_lock(&pid_hash_lock);
322         hashtable_insert(pid_hash, (void*)(long)p->pid, p);
323         spin_unlock(&pid_hash_lock);
324 }
325
326 /* Creates a process from the specified file, argvs, and envps.  Tempted to get
327  * rid of proc_alloc's style, but it is so quaint... */
328 struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp)
329 {
330         struct proc *p;
331         error_t r;
332         if ((r = proc_alloc(&p, current)) < 0)
333                 panic("proc_create: %e", r);    /* one of 3 quaint usages of %e */
334         procinfo_pack_args(p->procinfo, argv, envp);
335         assert(load_elf(p, prog) == 0);
336         /* Connect to stdin, stdout, stderr */
337         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0) == 0);
338         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 0) == 1);
339         assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 0) == 2);
340         __proc_ready(p);
341         return p;
342 }
343
344 /* This is called by kref_put(), once the last reference to the process is
345  * gone.  Don't call this otherwise (it will panic).  It will clean up the
346  * address space and deallocate any other used memory. */
347 static void __proc_free(struct kref *kref)
348 {
349         struct proc *p = container_of(kref, struct proc, p_kref);
350         physaddr_t pa;
351
352         printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
353         // All parts of the kernel should have decref'd before __proc_free is called
354         assert(kref_refcnt(&p->p_kref) == 0);
355
356         kref_put(&p->fs_env.root->d_kref);
357         kref_put(&p->fs_env.pwd->d_kref);
358         destroy_vmrs(p);
359         frontend_proc_free(p);  /* TODO: please remove me one day */
360         /* Free any colors allocated to this process */
361         if (p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
362                 for(int i = 0; i < llc_cache->num_colors; i++)
363                         cache_color_free(llc_cache, p->cache_colors_map);
364                 cache_colors_map_free(p->cache_colors_map);
365         }
366         /* Remove us from the pid_hash and give our PID back (in that order). */
367         spin_lock(&pid_hash_lock);
368         if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)(long)p->pid))
369                 panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
370         spin_unlock(&pid_hash_lock);
371         put_free_pid(p->pid);
372         /* Flush all mapped pages in the user portion of the address space */
373         env_user_mem_free(p, 0, UVPT);
374         /* These need to be free again, since they were allocated with a refcnt. */
375         free_cont_pages(p->procinfo, LOG2_UP(PROCINFO_NUM_PAGES));
376         free_cont_pages(p->procdata, LOG2_UP(PROCDATA_NUM_PAGES));
377
378         env_pagetable_free(p);
379         p->env_pgdir = 0;
380         p->env_cr3 = 0;
381
382         atomic_dec(&num_envs);
383
384         /* Dealloc the struct proc */
385         kmem_cache_free(proc_cache, p);
386 }
387
388 /* Whether or not actor can control target.  Note we currently don't need
389  * locking for this. TODO: think about that, esp wrt proc's dying. */
390 bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
391 {
392         return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
393 }
394
395 /* Helper to incref by val.  Using the helper to help debug/interpose on proc
396  * ref counting.  Note that pid2proc doesn't use this interface. */
397 void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val)
398 {
399         kref_get(&p->p_kref, val);
400 }
401
402 /* Helper to decref for debugging.  Don't directly kref_put() for now. */
403 void proc_decref(struct proc *p)
404 {
405         kref_put(&p->p_kref);
406 }
407
408 /* Helper, makes p the 'current' process, dropping the old current/cr3.  This no
409  * longer assumes the passed in reference already counted 'current'.  It will
410  * incref internally when needed. */
411 static void __set_proc_current(struct proc *p)
412 {
413         /* We use the pcpui to access 'current' to cut down on the core_id() calls,
414          * though who know how expensive/painful they are. */
415         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
416         /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
417         if (p != pcpui->cur_proc) {
418                 proc_incref(p, 1);
419                 lcr3(p->env_cr3);
420                 /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
421                  * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
422                  * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
423                  * but this is the fallback. */
424                 if (pcpui->cur_proc)
425                         proc_decref(pcpui->cur_proc);
426                 pcpui->cur_proc = p;
427         }
428 }
429
430 /* Flag says if vcore context is not ready, which is set in init_procdata.  The
431  * process must turn off this flag on vcore0 at some point.  It's off by default
432  * on all other vcores. */
433 static bool scp_is_vcctx_ready(struct preempt_data *vcpd)
434 {
435         return !(atomic_read(&vcpd->flags) & VC_SCP_NOVCCTX);
436 }
437
438 /* Dispatches a _S process to run on the current core.  This should never be
439  * called to "restart" a core.   
440  *
441  * This will always return, regardless of whether or not the calling core is
442  * being given to a process. (it used to pop the tf directly, before we had
443  * cur_tf).
444  *
445  * Since it always returns, it will never "eat" your reference (old
446  * documentation talks about this a bit). */
447 void proc_run_s(struct proc *p)
448 {
449         uint32_t coreid = core_id();
450         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
451         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
452         spin_lock(&p->proc_lock);
453         switch (p->state) {
454                 case (PROC_DYING):
455                         spin_unlock(&p->proc_lock);
456                         printk("[kernel] _S %d not starting due to async death\n", p->pid);
457                         return;
458                 case (PROC_RUNNABLE_S):
459                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
460                         /* We will want to know where this process is running, even if it is
461                          * only in RUNNING_S.  can use the vcoremap, which makes death easy.
462                          * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
463                          * env_tf. */
464                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
465                         p->procinfo->num_vcores = 0;    /* TODO (VC#) */
466                         /* TODO: For now, we won't count this as an active vcore (on the
467                          * lists).  This gets unmapped in resource.c and yield_s, and needs
468                          * work. */
469                         __map_vcore(p, 0, coreid); /* not treated like a true vcore */
470                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
471                         /* incref, since we're saving a reference in owning proc later */
472                         proc_incref(p, 1);
473                         /* lock was protecting the state and VC mapping, not pcpui stuff */
474                         spin_unlock(&p->proc_lock);
475                         /* redundant with proc_startcore, might be able to remove that one*/
476                         __set_proc_current(p);
477                         /* set us up as owning_proc.  ksched bug if there is already one,
478                          * for now.  can simply clear_owning if we want to. */
479                         assert(!pcpui->owning_proc);
480                         pcpui->owning_proc = p;
481                         pcpui->owning_vcoreid = 0; /* TODO (VC#) */
482                         /* TODO: (HSS) set silly state here (__startcore does it instantly) */
483                         /* similar to the old __startcore, start them in vcore context if
484                          * they have notifs and aren't already in vcore context.  o/w, start
485                          * them wherever they were before (could be either vc ctx or not) */
486                         if (!vcpd->notif_disabled && vcpd->notif_pending
487                                                   && scp_is_vcctx_ready(vcpd)) {
488                                 vcpd->notif_disabled = TRUE;
489                                 /* save the _S's tf in the notify slot, build and pop a new one
490                                  * in actual/cur_tf. */
491                                 vcpd->notif_tf = p->env_tf;
492                                 pcpui->cur_tf = &pcpui->actual_tf;
493                                 memset(pcpui->cur_tf, 0, sizeof(struct trapframe));
494                                 proc_init_trapframe(pcpui->cur_tf, 0, p->env_entry,
495                                                     vcpd->transition_stack);
496                         } else {
497                                 /* If they have no transition stack, then they can't receive
498                                  * events.  The most they are getting is a wakeup from the
499                                  * kernel.  They won't even turn off notif_pending, so we'll do
500                                  * that for them. */
501                                 if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
502                                         vcpd->notif_pending = FALSE;
503                                 /* this is one of the few times cur_tf != &actual_tf */
504                                 pcpui->cur_tf = &p->env_tf;
505                         }
506                         /* When the calling core idles, it'll call restartcore and run the
507                          * _S process's context. */
508                         return;
509                 default:
510                         spin_unlock(&p->proc_lock);
511                         panic("Invalid process state %p in %s()!!", p->state, __FUNCTION__);
512         }
513 }
514
515 /* Helper: sends preempt messages to all vcores on the bulk preempt list, and
516  * moves them to the inactive list. */
517 static void __send_bulkp_events(struct proc *p)
518 {
519         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
520         struct event_msg preempt_msg = {0};
521         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online */
522         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
523         /* Send preempt messages for any left on the BP list.  No need to set any
524          * flags, it all was done on the real preempt.  Now we're just telling the
525          * process about any that didn't get restarted and are still preempted. */
526         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list, vc_temp) {
527                 /* Note that if there are no active vcores, send_k_e will post to our
528                  * own vcore, the last of which will be put on the inactive list and be
529                  * the first to be started.  We could have issues with deadlocking,
530                  * since send_k_e() could grab the proclock (if there are no active
531                  * vcores) */
532                 preempt_msg.ev_type = EV_VCORE_PREEMPT;
533                 preempt_msg.ev_arg2 = vcore2vcoreid(p, vc_i);   /* arg2 is 32 bits */
534                 send_kernel_event(p, &preempt_msg, 0);
535                 /* TODO: we may want a TAILQ_CONCAT_HEAD, or something that does that.
536                  * We need a loop for the messages, but not necessarily for the list
537                  * changes.  */
538                 TAILQ_REMOVE(&p->bulk_preempted_vcs, vc_i, list);
539                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc_i, list);
540         }
541 }
542
543 /* Run an _M.  Can be called safely on one that is already running.  Hold the
544  * lock before calling.  Other than state checks, this just starts up the _M's
545  * vcores, much like the second part of give_cores_running.  More specifically,
546  * give_cores_runnable puts cores on the online list, which this then sends
547  * messages to.  give_cores_running immediately puts them on the list and sends
548  * the message.  the two-step style may go out of fashion soon.
549  *
550  * This expects that the "instructions" for which core(s) to run this on will be
551  * in the vcoremap, which needs to be set externally (give_cores()). */
552 void __proc_run_m(struct proc *p)
553 {
554         struct vcore *vc_i;
555         switch (p->state) {
556                 case (PROC_WAITING):
557                 case (PROC_DYING):
558                         warn("ksched tried to run proc %d in state %s\n", p->pid,
559                              procstate2str(p->state));
560                         return;
561                 case (PROC_RUNNABLE_M):
562                         /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
563                          * this process.  It is set outside proc_run.  For the kernel
564                          * message, a0 = struct proc*, a1 = struct trapframe*.   */
565                         if (p->procinfo->num_vcores) {
566                                 __send_bulkp_events(p);
567                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
568                                 /* Up the refcnt, to avoid the n refcnt upping on the
569                                  * destination cores.  Keep in sync with __startcore */
570                                 proc_incref(p, p->procinfo->num_vcores * 2);
571                                 /* Send kernel messages to all online vcores (which were added
572                                  * to the list and mapped in __proc_give_cores()), making them
573                                  * turn online */
574                                 TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
575                                         send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __startcore, (long)p,
576                                                             (long)vcore2vcoreid(p, vc_i),
577                                                             (long)vc_i->nr_preempts_sent,
578                                                             KMSG_ROUTINE);
579                                 }
580                         } else {
581                                 warn("Tried to proc_run() an _M with no vcores!");
582                         }
583                         /* There a subtle race avoidance here (when we unlock after sending
584                          * the message).  __proc_startcore can handle a death message, but
585                          * we can't have the startcore come after the death message.
586                          * Otherwise, it would look like a new process.  So we hold the lock
587                          * til after we send our message, which prevents a possible death
588                          * message.
589                          * - Note there is no guarantee this core's interrupts were on, so
590                          *   it may not get the message for a while... */
591                         return;
592                 case (PROC_RUNNING_M):
593                         return;
594                 default:
595                         /* unlock just so the monitor can call something that might lock*/
596                         spin_unlock(&p->proc_lock);
597                         panic("Invalid process state %p in %s()!!", p->state, __FUNCTION__);
598         }
599 }
600
601 /* Actually runs the given context (trapframe) of process p on the core this
602  * code executes on.  This is called directly by __startcore, which needs to
603  * bypass the routine_kmsg check.  Interrupts should be off when you call this.
604  *
605  * A note on refcnting: this function will not return, and your proc reference
606  * will end up stored in current.  This will make no changes to p's refcnt, so
607  * do your accounting such that there is only the +1 for current.  This means if
608  * it is already in current (like in the trap return path), don't up it.  If
609  * it's already in current and you have another reference (like pid2proc or from
610  * an IPI), then down it (which is what happens in __startcore()).  If it's not
611  * in current and you have one reference, like proc_run(non_current_p), then
612  * also do nothing.  The refcnt for your *p will count for the reference stored
613  * in current. */
614 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
615 {
616         assert(!irq_is_enabled());
617         __set_proc_current(p);
618         /* need to load our silly state, preferably somewhere other than here so we
619          * can avoid the case where the context was just running here.  it's not
620          * sufficient to do it in the "new process" if-block above (could be things
621          * like page faults that cause us to keep the same process, but want a
622          * different context.
623          * for now, we load this silly state here. (TODO) (HSS)
624          * We also need this to be per trapframe, and not per process...
625          * For now / OSDI, only load it when in _S mode.  _M mode was handled in
626          * __startcore.  */
627         if (p->state == PROC_RUNNING_S)
628                 env_pop_ancillary_state(p);
629         /* Clear the current_tf, since it is no longer used */
630         current_tf = 0; /* TODO: might not need this... */
631         env_pop_tf(tf);
632 }
633
634 /* Restarts/runs the current_tf, which must be for the current process, on the
635  * core this code executes on.  Calls an internal function to do the work.
636  *
637  * In case there are pending routine messages, like __death, __preempt, or
638  * __notify, we need to run them.  Alternatively, if there are any, we could
639  * self_ipi, and run the messages immediately after popping back to userspace,
640  * but that would have crappy overhead.
641  *
642  * Refcnting: this will not return, and it assumes that you've accounted for
643  * your reference as if it was the ref for "current" (which is what happens when
644  * returning from local traps and such. */
645 void proc_restartcore(void)
646 {
647         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
648         assert(!pcpui->cur_sysc);
649         /* TODO: can probably remove this enable_irq.  it was an optimization for
650          * RKMs */
651         /* Try and get any interrupts before we pop back to userspace.  If we didn't
652          * do this, we'd just get them in userspace, but this might save us some
653          * effort/overhead. */
654         enable_irq();
655         /* Need ints disabled when we return from processing (race on missing
656          * messages/IPIs) */
657         disable_irq();
658         process_routine_kmsg(pcpui->cur_tf);
659         /* If there is no owning process, just idle, since we don't know what to do.
660          * This could be because the process had been restarted a long time ago and
661          * has since left the core, or due to a KMSG like __preempt or __death. */
662         if (!pcpui->owning_proc) {
663                 abandon_core();
664                 smp_idle();
665         }
666         assert(pcpui->cur_tf);
667         __proc_startcore(pcpui->owning_proc, pcpui->cur_tf);
668 }
669
670 /* Destroys the process.  It will destroy the process and return any cores
671  * to the ksched via the __sched_proc_destroy() CB.
672  *
673  * Here's the way process death works:
674  * 0. grab the lock (protects state transition and core map)
675  * 1. set state to dying.  that keeps the kernel from doing anything for the
676  * process (like proc_running it).
677  * 2. figure out where the process is running (cross-core/async or RUNNING_M)
678  * 3. IPI to clean up those cores (decref, etc).
679  * 4. Unlock
680  * 5. Clean up your core, if applicable
681  * (Last core/kernel thread to decref cleans up and deallocates resources.)
682  *
683  * Note that some cores can be processing async calls, but will eventually
684  * decref.  Should think about this more, like some sort of callback/revocation.
685  *
686  * This function will now always return (it used to not return if the calling
687  * core was dying).  However, when it returns, a kernel message will eventually
688  * come in, making you abandon_core, as if you weren't running.  It may be that
689  * the only reference to p is the one you passed in, and when you decref, it'll
690  * get __proc_free()d. */
691 void proc_destroy(struct proc *p)
692 {
693         uint32_t nr_cores_revoked = 0;
694         struct kthread *sleeper;
695         /* Can't spin on the proc lock with irq disabled.  This is a problem for all
696          * places where we grab the lock, but it is particularly bad for destroy,
697          * since we tend to call this from trap and irq handlers */
698         assert(irq_is_enabled());
699         spin_lock(&p->proc_lock);
700         /* storage for pc_arr is alloced at decl, which is after grabbing the lock*/
701         uint32_t pc_arr[p->procinfo->num_vcores];
702         switch (p->state) {
703                 case PROC_DYING: /* someone else killed this already. */
704                         spin_unlock(&p->proc_lock);
705                         return;
706                 case PROC_CREATED:
707                 case PROC_RUNNABLE_S:
708                 case PROC_WAITING:
709                         break;
710                 case PROC_RUNNABLE_M:
711                 case PROC_RUNNING_M:
712                         /* Need to reclaim any cores this proc might have, even if it's not
713                          * running yet.  Those running will receive a __death */
714                         nr_cores_revoked = __proc_take_allcores(p, pc_arr, FALSE);
715                         break;
716                 case PROC_RUNNING_S:
717                         #if 0
718                         // here's how to do it manually
719                         if (current == p) {
720                                 lcr3(boot_cr3);
721                                 proc_decref(p);         /* this decref is for the cr3 */
722                                 current = NULL;
723                         }
724                         #endif
725                         send_kernel_message(get_pcoreid(p, 0), __death, 0, 0, 0,
726                                             KMSG_ROUTINE);
727                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
728                         // TODO: might need to sort num_vcores too later (VC#)
729                         /* vcore is unmapped on the receive side */
730                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
731                         /* If we ever have RUNNING_S run on non-mgmt cores, we'll need to
732                          * tell the ksched about this now-idle core (after unlocking) */
733                         break;
734                 default:
735                         warn("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
736                              __FUNCTION__);
737                         spin_unlock(&p->proc_lock);
738                         return;
739         }
740         /* At this point, a death IPI should be on its way, either from the
741          * RUNNING_S one, or from proc_take_cores with a __death.  in general,
742          * interrupts should be on when you call proc_destroy locally, but currently
743          * aren't for all things (like traphandlers). */
744         __proc_set_state(p, PROC_DYING);
745         spin_unlock(&p->proc_lock);
746         /* This prevents processes from accessing their old files while dying, and
747          * will help if these files (or similar objects in the future) hold
748          * references to p (preventing a __proc_free()).  Need to unlock before
749          * doing this - the proclock doesn't protect the files (not proc state), and
750          * closing these might block (can't block while spinning). */
751         /* TODO: might need some sync protection */
752         close_all_files(&p->open_files, FALSE);
753         /* Tell the ksched about our death, and which cores we freed up */
754         __sched_proc_destroy(p, pc_arr, nr_cores_revoked);
755         /* Tell our parent about our state change (to DYING) */
756         proc_signal_parent(p);
757 }
758
759 /* Can use this to signal anything that might cause a parent to wait on the
760  * child, such as termination, or (in the future) signals.  Change the state or
761  * whatever before calling. */
762 void proc_signal_parent(struct proc *child)
763 {
764         struct kthread *sleeper;
765         struct proc *parent = pid2proc(child->ppid);
766         if (!parent)
767                 return;
768         cv_signal(&parent->child_wait);
769         /* if the parent was waiting, there's a __launch kthread KMSG out there */
770         proc_decref(parent);
771 }
772
773 /* Called when a parent is done with its child, and no longer wants to track the
774  * child, nor to allow the child to track it. */
775 void proc_disown_child(struct proc *parent, struct proc *child)
776 {
777         /* lock protects from concurrent inserts / removals from the list */
778         spin_lock(&parent->proc_lock);
779         TAILQ_REMOVE(&parent->children, child, sibling_link);
780         /* After this, the child won't be able to get more refs to us, but it may
781          * still have some references in running code. */
782         child->ppid = 0;
783         spin_unlock(&parent->proc_lock);
784         proc_decref(child);     /* ref that was keeping the child alive after dying */
785 }
786
787 /* Turns *p into an MCP.  Needs to be called from a local syscall of a RUNNING_S
788  * process.  Returns 0 if it succeeded, an error code otherwise. */
789 int proc_change_to_m(struct proc *p)
790 {
791         int retval = 0;
792         spin_lock(&p->proc_lock);
793         /* in case userspace erroneously tries to change more than once */
794         if (__proc_is_mcp(p))
795                 goto error_out;
796         switch (p->state) {
797                 case (PROC_RUNNING_S):
798                         /* issue with if we're async or not (need to preempt it)
799                          * either of these should trip it. TODO: (ACR) async core req
800                          * TODO: relies on vcore0 being the caller (VC#) */
801                         if ((current != p) || (get_pcoreid(p, 0) != core_id()))
802                                 panic("We don't handle async RUNNING_S core requests yet.");
803                         /* save the tf so userspace can restart it.  Like in __notify,
804                          * this assumes a user tf is the same as a kernel tf.  We save
805                          * it in the preempt slot so that we can also save the silly
806                          * state. */
807                         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
808                         assert(current_tf);
809                         /* Copy uthread0's context to the notif slot */
810                         vcpd->notif_tf = *current_tf;
811                         clear_owning_proc(core_id());   /* so we don't restart */
812                         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
813                         /* Userspace needs to not fuck with notif_disabled before
814                          * transitioning to _M. */
815                         if (vcpd->notif_disabled) {
816                                 printk("[kernel] user bug: notifs disabled for vcore 0\n");
817                                 vcpd->notif_disabled = FALSE;
818                         }
819                         /* in the async case, we'll need to remotely stop and bundle
820                          * vcore0's TF.  this is already done for the sync case (local
821                          * syscall). */
822                         /* this process no longer runs on its old location (which is
823                          * this core, for now, since we don't handle async calls) */
824                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
825                         // TODO: (VC#) might need to adjust num_vcores
826                         // TODO: (ACR) will need to unmap remotely (receive-side)
827                         __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
828                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
829                         /* change to runnable_m (it's TF is already saved) */
830                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
831                         p->procinfo->is_mcp = TRUE;
832                         spin_unlock(&p->proc_lock);
833                         /* Tell the ksched that we're a real MCP now! */
834                         __sched_proc_change_to_m(p);
835                         return 0;
836                 case (PROC_RUNNABLE_S):
837                         /* Issues: being on the runnable_list, proc_set_state not liking
838                          * it, and not clearly thinking through how this would happen.
839                          * Perhaps an async call that gets serviced after you're
840                          * descheduled? */
841                         warn("Not supporting RUNNABLE_S -> RUNNABLE_M yet.\n");
842                         goto error_out;
843                 case (PROC_DYING):
844                         warn("Dying, core request coming from %d\n", core_id());
845                         goto error_out;
846                 default:
847                         goto error_out;
848         }
849 error_out:
850         spin_unlock(&p->proc_lock);
851         return -EINVAL;
852 }
853
854 /* Old code to turn a RUNNING_M to a RUNNING_S, with the calling context
855  * becoming the new 'thread0'.  Don't use this.  Caller needs to send in a
856  * pc_arr big enough for all vcores.  Will return the number of cores given up
857  * by the proc. */
858 uint32_t __proc_change_to_s(struct proc *p, uint32_t *pc_arr)
859 {
860         uint32_t num_revoked;
861         printk("[kernel] trying to transition _M -> _S (deprecated)!\n");
862         assert(p->state == PROC_RUNNING_M); // TODO: (ACR) async core req
863         /* save the context, to be restarted in _S mode */
864         assert(current_tf);
865         p->env_tf = *current_tf;
866         clear_owning_proc(core_id());   /* so we don't restart */
867         env_push_ancillary_state(p); // TODO: (HSS)
868         /* sending death, since it's not our job to save contexts or anything in
869          * this case. */
870         num_revoked = __proc_take_allcores(p, pc_arr, FALSE);
871         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
872         return num_revoked;
873 }
874
875 /* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  No locking involved, be
876  * careful. */
877 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
878 {
879         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
880 }
881
882 /* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
883  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
884 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
885 {
886         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
887         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
888 }
889
890 /* Helper function.  Try to find the pcoreid for a given virtual core id for
891  * proc p.  No locking involved, be careful.  Use this when you can tolerate a
892  * stale or otherwise 'wrong' answer. */
893 static uint32_t try_get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
894 {
895         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
896 }
897
898 /* Helper function.  Find the pcoreid for a given virtual core id for proc p.
899  * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
900 static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
901 {
902         assert(vcore_is_mapped(p, vcoreid));
903         return try_get_pcoreid(p, vcoreid);
904 }
905
906 /* Helper: saves the SCP's tf state and unmaps vcore 0.  In the future, we'll
907  * probably use vc0's space for env_tf and the silly state. */
908 void __proc_save_context_s(struct proc *p, struct trapframe *tf)
909 {
910         p->env_tf= *tf;
911         env_push_ancillary_state(p);                    /* TODO: (HSS) */
912         __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
913 }
914
915 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
916  * - If RUNNING_S, you just give up your time slice and will eventually return,
917  *   possibly after WAITING on an event.
918  * - If RUNNING_M, you give up the current vcore (which never returns), and
919  *   adjust the amount of cores wanted/granted.
920  * - If you have only one vcore, you switch to WAITING.  There's no 'classic
921  *   yield' for MCPs (at least not now).  When you run again, you'll have one
922  *   guaranteed core, starting from the entry point.
923  *
924  * If the call is being nice, it means different things for SCPs and MCPs.  For
925  * MCPs, it means that it is in response to a preemption (which needs to be
926  * checked).  If there is no preemption pending, just return.  For SCPs, it
927  * means the proc wants to give up the core, but still has work to do.  If not,
928  * the proc is trying to wait on an event.  It's not being nice to others, it
929  * just has no work to do.
930  *
931  * This usually does not return (smp_idle()), so it will eat your reference.
932  * Also note that it needs a non-current/edible reference, since it will abandon
933  * and continue to use the *p (current == 0, no cr3, etc).
934  *
935  * We disable interrupts for most of it too, since we need to protect current_tf
936  * and not race with __notify (which doesn't play well with concurrent
937  * yielders). */
938 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
939 {
940         uint32_t vcoreid, pcoreid = core_id();
941         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[pcoreid];
942         struct vcore *vc;
943         struct preempt_data *vcpd;
944         /* Need to lock to prevent concurrent vcore changes (online, inactive, the
945          * mapping, etc).  This plus checking the nr_preempts is enough to tell if
946          * our vcoreid and cur_tf ought to be here still or if we should abort */
947         spin_lock(&p->proc_lock); /* horrible scalability.  =( */
948         switch (p->state) {
949                 case (PROC_RUNNING_S):
950                         if (!being_nice) {
951                                 /* waiting for an event to unblock us */
952                                 vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
953                                 /* this check is an early optimization (check, signal, check
954                                  * again pattern).  We could also lock before spamming the
955                                  * vcore in event.c */
956                                 if (vcpd->notif_pending) {
957                                         /* they can't handle events, just need to prevent a yield.
958                                          * (note the notif_pendings are collapsed). */
959                                         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
960                                                 vcpd->notif_pending = FALSE;
961                                         goto out_failed;
962                                 }
963                                 /* syncing with event's SCP code.  we set waiting, then check
964                                  * pending.  they set pending, then check waiting.  it's not
965                                  * possible for us to miss the notif *and* for them to miss
966                                  * WAITING.  one (or both) of us will see and make sure the proc
967                                  * wakes up.  */
968                                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
969                                 wrmb(); /* don't let the state write pass the notif read */ 
970                                 if (vcpd->notif_pending) {
971                                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
972                                         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
973                                                 vcpd->notif_pending = FALSE;
974                                         goto out_failed;
975                                 }
976                                 /* if we're here, we want to sleep.  a concurrent event that
977                                  * hasn't already written notif_pending will have seen WAITING,
978                                  * and will be spinning while we do this. */
979                                 __proc_save_context_s(p, current_tf);
980                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
981                         } else {
982                                 /* yielding to allow other processes to run.  we're briefly
983                                  * WAITING, til we are woken up */
984                                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
985                                 __proc_save_context_s(p, current_tf);
986                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
987                                 /* immediately wake up the proc (makes it runnable) */
988                                 proc_wakeup(p);
989                         }
990                         goto out_yield_core;
991                 case (PROC_RUNNING_M):
992                         break;                          /* will handle this stuff below */
993                 case (PROC_DYING):              /* incoming __death */
994                 case (PROC_RUNNABLE_M): /* incoming (bulk) preempt/myield TODO:(BULK) */
995                         goto out_failed;
996                 default:
997                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
998                               __FUNCTION__);
999         }
1000         /* This is which vcore this pcore thinks it is, regardless of any unmappings
1001          * that may have happened remotely (with __PRs waiting to run) */
1002         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1003         vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1004         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1005         /* This is how we detect whether or not a __PR happened. */
1006         if (vc->nr_preempts_sent != vc->nr_preempts_done)
1007                 goto out_failed;
1008         /* Sanity checks.  If we were preempted or are dying, we should have noticed
1009          * by now. */
1010         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
1011         assert(vcoreid == get_vcoreid(p, pcoreid));
1012         /* no reason to be nice, return */
1013         if (being_nice && !vc->preempt_pending)
1014                 goto out_failed;
1015         /* At this point, AFAIK there should be no preempt/death messages on the
1016          * way, and we're on the online list.  So we'll go ahead and do the yielding
1017          * business. */
1018         /* If there's a preempt pending, we don't need to preempt later since we are
1019          * yielding (nice or otherwise).  If not, this is just a regular yield. */
1020         if (vc->preempt_pending) {
1021                 vc->preempt_pending = 0;
1022         } else {
1023                 /* Optional: on a normal yield, check to see if we are putting them
1024                  * below amt_wanted (help with user races) and bail. */
1025                 if (p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted >=
1026                                        p->procinfo->num_vcores)
1027                         goto out_failed;
1028         }
1029         /* Don't let them yield if they are missing a notification.  Userspace must
1030          * not leave vcore context without dealing with notif_pending.  pop_ros_tf()
1031          * handles leaving via uthread context.  This handles leaving via a yield.
1032          *
1033          * This early check is an optimization.  The real check is below when it
1034          * works with the online_vcs list (syncing with event.c and INDIR/IPI
1035          * posting). */
1036         if (vcpd->notif_pending)
1037                 goto out_failed;
1038         /* Now we'll actually try to yield */
1039         printd("[K] Process %d (%p) is yielding on vcore %d\n", p->pid, p,
1040                get_vcoreid(p, coreid));
1041         /* Remove from the online list, add to the yielded list, and unmap
1042          * the vcore, which gives up the core. */
1043         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1044         /* Now that we're off the online list, check to see if an alert made
1045          * it through (event.c sets this) */
1046         wrmb(); /* prev write must hit before reading notif_pending */
1047         /* Note we need interrupts disabled, since a __notify can come in
1048          * and set pending to FALSE */
1049         if (vcpd->notif_pending) {
1050                 /* We lost, put it back on the list and abort the yield */
1051                 TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, vc, list); /* could go HEAD */
1052                 goto out_failed;
1053         }
1054         /* We won the race with event sending, we can safely yield */
1055         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1056         /* Note this protects stuff userspace should look at, which doesn't
1057          * include the TAILQs. */
1058         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1059         /* Next time the vcore starts, it starts fresh */
1060         vcpd->notif_disabled = FALSE;
1061         __unmap_vcore(p, vcoreid);
1062         p->procinfo->num_vcores--;
1063         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] = p->procinfo->num_vcores;
1064         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1065         /* No more vcores?  Then we wait on an event */
1066         if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
1067                 /* consider a ksched op to tell it about us WAITING */
1068                 __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
1069         }
1070         spin_unlock(&p->proc_lock);
1071         /* Hand the now-idle core to the ksched */
1072         __sched_put_idle_core(p, pcoreid);
1073         goto out_yield_core;
1074 out_failed:
1075         /* for some reason we just want to return, either to take a KMSG that cleans
1076          * us up, or because we shouldn't yield (ex: notif_pending). */
1077         spin_unlock(&p->proc_lock);
1078         return;
1079 out_yield_core:                         /* successfully yielded the core */
1080         proc_decref(p);                 /* need to eat the ref passed in */
1081         /* Clean up the core and idle. */
1082         clear_owning_proc(pcoreid);     /* so we don't restart */
1083         abandon_core();
1084         smp_idle();
1085 }
1086
1087 /* Sends a notification (aka active notification, aka IPI) to p's vcore.  We
1088  * only send a notification if one they are enabled.  There's a bunch of weird
1089  * cases with this, and how pending / enabled are signals between the user and
1090  * kernel - check the documentation.  Note that pending is more about messages.
1091  * The process needs to be in vcore_context, and the reason is usually a
1092  * message.  We set pending here in case we were called to prod them into vcore
1093  * context (like via a sys_self_notify).  Also note that this works for _S
1094  * procs, if you send to vcore 0 (and the proc is running). */
1095 void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1096 {
1097         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1098         vcpd->notif_pending = TRUE;
1099         wrmb(); /* must write notif_pending before reading notif_disabled */
1100         if (!vcpd->notif_disabled) {
1101                 /* GIANT WARNING: we aren't using the proc-lock to protect the
1102                  * vcoremap.  We want to be able to use this from interrupt context,
1103                  * and don't want the proc_lock to be an irqsave.  Spurious
1104                  * __notify() kmsgs are okay (it checks to see if the right receiver
1105                  * is current). */
1106                 if (vcore_is_mapped(p, vcoreid)) {
1107                         printd("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
1108                         /* This use of try_get_pcoreid is racy, might be unmapped */
1109                         send_kernel_message(try_get_pcoreid(p, vcoreid), __notify, (long)p,
1110                                             0, 0, KMSG_ROUTINE);
1111                 }
1112         }
1113 }
1114
1115 /* Makes sure p is runnable.  Callers may spam this, so it needs to handle
1116  * repeated calls for the same event.  Callers include event delivery, SCP
1117  * yield, and new SCPs.  Will trigger __sched_.cp_wakeup() CBs.  Will only
1118  * trigger the CB once, regardless of how many times we are called, *until* the
1119  * proc becomes WAITING again, presumably because of something the ksched did.*/
1120 void proc_wakeup(struct proc *p)
1121 {
1122         spin_lock(&p->proc_lock);
1123         if (__proc_is_mcp(p)) {
1124                 /* we only wake up WAITING mcps */
1125                 if (p->state != PROC_WAITING) {
1126                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1127                         return;
1128                 }
1129                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1130                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1131                 __sched_mcp_wakeup(p);
1132                 return;
1133         } else {
1134                 /* SCPs can wake up for a variety of reasons.  the only times we need
1135                  * to do something is if it was waiting or just created.  other cases
1136                  * are either benign (just go out), or potential bugs (_Ms) */
1137                 switch (p->state) {
1138                         case (PROC_CREATED):
1139                         case (PROC_WAITING):
1140                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
1141                                 break;
1142                         case (PROC_RUNNABLE_S):
1143                         case (PROC_RUNNING_S):
1144                         case (PROC_DYING):
1145                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1146                                 return;
1147                         case (PROC_RUNNABLE_M):
1148                         case (PROC_RUNNING_M):
1149                                 warn("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1150                                      __FUNCTION__);
1151                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1152                                 return;
1153                 }
1154                 printd("[kernel] FYI, waking up an _S proc\n"); /* thanks, past brho! */
1155                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1156                 __sched_scp_wakeup(p);
1157         }
1158 }
1159
1160 /* Is the process in multi_mode / is an MCP or not?  */
1161 bool __proc_is_mcp(struct proc *p)
1162 {
1163         /* in lieu of using the amount of cores requested, or having a bunch of
1164          * states (like PROC_WAITING_M and _S), I'll just track it with a bool. */
1165         return p->procinfo->is_mcp;
1166 }
1167
1168 /************************  Preemption Functions  ******************************
1169  * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
1170  *
1171  * Careful about what takes a vcoreid and what takes a pcoreid.  Also, there may
1172  * be weird glitches with setting the state to RUNNABLE_M.  It is somewhat in
1173  * flux.  The num_vcores is changed after take_cores, but some of the messages
1174  * (or local traps) may not yet be ready to handle seeing their future state.
1175  * But they should be, so fix those when they pop up.
1176  *
1177  * Another thing to do would be to make the _core functions take a pcorelist,
1178  * and not just one pcoreid. */
1179
1180 /* Sets a preempt_pending warning for p's vcore, to go off 'when'.  If you care
1181  * about locking, do it before calling.  Takes a vcoreid! */
1182 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when)
1183 {
1184         struct event_msg local_msg = {0};
1185         /* danger with doing this unlocked: preempt_pending is set, but never 0'd,
1186          * since it is unmapped and not dealt with (TODO)*/
1187         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = when;
1188
1189         /* Send the event (which internally checks to see how they want it) */
1190         local_msg.ev_type = EV_PREEMPT_PENDING;
1191         local_msg.ev_arg1 = vcoreid;
1192         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online.
1193          * Caller needs to make sure the core was online/mapped. */
1194         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1195         send_kernel_event(p, &local_msg, vcoreid);
1196
1197         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1198          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1199 }
1200
1201 /* Warns all active vcores of an impending preemption.  Hold the lock if you
1202  * care about the mapping (and you should). */
1203 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when)
1204 {
1205         struct vcore *vc_i;
1206         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1207                 __proc_preempt_warn(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), when);
1208         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1209          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1210 }
1211
1212 // TODO: function to set an alarm, if none is outstanding
1213
1214 /* Raw function to preempt a single core.  If you care about locking, do it
1215  * before calling. */
1216 void __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1217 {
1218         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
1219         struct event_msg preempt_msg = {0};
1220         /* works with nr_preempts_done to signal completion of a preemption */
1221         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].nr_preempts_sent++;
1222         // expects a pcorelist.  assumes pcore is mapped and running_m
1223         __proc_take_corelist(p, &pcoreid, 1, TRUE);
1224         /* Only send the message if we have an online core.  o/w, it would fuck
1225          * us up (deadlock), and hey don't need a message.  the core we just took
1226          * will be the first one to be restarted.  It will look like a notif.  in
1227          * the future, we could send the event if we want, but the caller needs to
1228          * do that (after unlocking). */
1229         if (!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs)) {
1230                 preempt_msg.ev_type = EV_VCORE_PREEMPT;
1231                 preempt_msg.ev_arg2 = vcoreid;
1232                 send_kernel_event(p, &preempt_msg, 0);
1233         }
1234 }
1235
1236 /* Raw function to preempt every vcore.  If you care about locking, do it before
1237  * calling. */
1238 uint32_t __proc_preempt_all(struct proc *p, uint32_t *pc_arr)
1239 {
1240         struct vcore *vc_i;
1241         /* TODO:(BULK) PREEMPT - don't bother with this, set a proc wide flag, or
1242          * just make us RUNNABLE_M.  Note this is also used by __map_vcore. */
1243         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1244                 vc_i->nr_preempts_sent++;
1245         return __proc_take_allcores(p, pc_arr, TRUE);
1246 }
1247
1248 /* Warns and preempts a vcore from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1249  * warning will be for u usec from now.  Returns TRUE if the core belonged to
1250  * the proc (and thus preempted), False if the proc no longer has the core. */
1251 bool proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec)
1252 {
1253         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1254         bool retval = FALSE;
1255         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1256                 /* more of an FYI for brho.  should be harmless to just return. */
1257                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1258                 return FALSE;
1259         }
1260         spin_lock(&p->proc_lock);
1261         if (is_mapped_vcore(p, pcoreid)) {
1262                 __proc_preempt_warn(p, get_vcoreid(p, pcoreid), warn_time);
1263                 __proc_preempt_core(p, pcoreid);
1264                 /* we might have taken the last core */
1265                 if (!p->procinfo->num_vcores)
1266                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1267                 retval = TRUE;
1268         }
1269         spin_unlock(&p->proc_lock);
1270         return retval;
1271 }
1272
1273 /* Warns and preempts all from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1274  * warning will be for u usec from now. */
1275 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec)
1276 {
1277         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
1278         uint32_t num_revoked = 0;
1279         spin_lock(&p->proc_lock);
1280         /* storage for pc_arr is alloced at decl, which is after grabbing the lock*/
1281         uint32_t pc_arr[p->procinfo->num_vcores];
1282         /* DYING could be okay */
1283         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1284                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1285                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1286                 return;
1287         }
1288         __proc_preempt_warnall(p, warn_time);
1289         num_revoked = __proc_preempt_all(p, pc_arr);
1290         assert(!p->procinfo->num_vcores);
1291         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1292         spin_unlock(&p->proc_lock);
1293         /* TODO: when we revise this func, look at __put_idle */
1294         /* Return the cores to the ksched */
1295         if (num_revoked)
1296                 __sched_put_idle_cores(p, pc_arr, num_revoked);
1297 }
1298
1299 /* Give the specific pcore to proc p.  Lots of assumptions, so don't really use
1300  * this.  The proc needs to be _M and prepared for it.  the pcore needs to be
1301  * free, etc. */
1302 void proc_give(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1303 {
1304         warn("Your idlecoremap is now screwed up");     /* TODO (IDLE) */
1305         spin_lock(&p->proc_lock);
1306         // expects a pcorelist, we give it a list of one
1307         __proc_give_cores(p, &pcoreid, 1);
1308         spin_unlock(&p->proc_lock);
1309 }
1310
1311 /* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
1312  * out). */
1313 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *p)
1314 {
1315         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1316         if (pcpui->owning_proc == p) {
1317                 return pcpui->owning_vcoreid;
1318         } else {
1319                 warn("Asked for vcoreid for %p, but %p is pwns", p, pcpui->owning_proc);
1320                 return (uint32_t)-1;
1321         }
1322 }
1323
1324 /* TODO: make all of these static inlines when we gut the env crap */
1325 bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1326 {
1327         return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid;
1328 }
1329
1330 /* Can do this, or just create a new field and save it in the vcoremap */
1331 uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc)
1332 {
1333         return (vc - p->procinfo->vcoremap);
1334 }
1335
1336 struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1337 {
1338         return &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
1339 }
1340
1341 /********** Core granting (bulk and single) ***********/
1342
1343 /* Helper: gives pcore to the process, mapping it to the next available vcore
1344  * from list vc_list.  Returns TRUE if we succeeded (non-empty).  If you pass in
1345  * **vc, we'll tell you which vcore it was. */
1346 static bool __proc_give_a_pcore(struct proc *p, uint32_t pcore,
1347                                 struct vcore_tailq *vc_list, struct vcore **vc)
1348 {
1349         struct vcore *new_vc;
1350         new_vc = TAILQ_FIRST(vc_list);
1351         if (!new_vc)
1352                 return FALSE;
1353         printd("setting vcore %d to pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, new_vc),
1354                pcorelist[i]);
1355         TAILQ_REMOVE(vc_list, new_vc, list);
1356         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1357         __map_vcore(p, vcore2vcoreid(p, new_vc), pcore);
1358         if (vc)
1359                 *vc = new_vc;
1360         return TRUE;
1361 }
1362
1363 static void __proc_give_cores_runnable(struct proc *p, uint32_t *pc_arr,
1364                                        uint32_t num)
1365 {
1366         assert(p->state == PROC_RUNNABLE_M);
1367         assert(num);    /* catch bugs */
1368         /* add new items to the vcoremap */
1369         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);/* unncessary if offline */
1370         p->procinfo->num_vcores += num;
1371         for (int i = 0; i < num; i++) {
1372                 /* Try from the bulk list first */
1373                 if (__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->bulk_preempted_vcs, 0))
1374                         continue;
1375                 /* o/w, try from the inactive list.  at one point, i thought there might
1376                  * be a legit way in which the inactive list could be empty, but that i
1377                  * wanted to catch it via an assert. */
1378                 assert(__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->inactive_vcs, 0));
1379         }
1380         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1381 }
1382
1383 static void __proc_give_cores_running(struct proc *p, uint32_t *pc_arr,
1384                                       uint32_t num)
1385 {
1386         struct vcore *vc_i;
1387         /* Up the refcnt, since num cores are going to start using this
1388          * process and have it loaded in their owning_proc and 'current'. */
1389         proc_incref(p, num * 2);        /* keep in sync with __startcore */
1390         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1391         p->procinfo->num_vcores += num;
1392         assert(TAILQ_EMPTY(&p->bulk_preempted_vcs));
1393         for (int i = 0; i < num; i++) {
1394                 assert(__proc_give_a_pcore(p, pc_arr[i], &p->inactive_vcs, &vc_i));
1395                 send_kernel_message(pc_arr[i], __startcore, (long)p,
1396                                     (long)vcore2vcoreid(p, vc_i), 
1397                                     (long)vc_i->nr_preempts_sent, KMSG_ROUTINE);
1398         }
1399         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1400 }
1401
1402 /* Gives process p the additional num cores listed in pcorelist.  If the proc is
1403  * not RUNNABLE_M or RUNNING_M, this will fail and allocate none of the core
1404  * (and return -1).  If you're RUNNING_M, this will startup your new cores at
1405  * the entry point with their virtual IDs (or restore a preemption).  If you're
1406  * RUNNABLE_M, you should call __proc_run_m after this so that the process can
1407  * start to use its cores.  In either case, this returns 0.
1408  *
1409  * If you're *_S, make sure your core0's TF is set (which is done when coming in
1410  * via arch/trap.c and we are RUNNING_S), change your state, then call this.
1411  * Then call __proc_run_m().
1412  *
1413  * The reason I didn't bring the _S cases from core_request over here is so we
1414  * can keep this family of calls dealing with only *_Ms, to avoiding caring if
1415  * this is called from another core, and to avoid the _S -> _M transition.
1416  *
1417  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1418 int __proc_give_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num)
1419 {
1420         /* should never happen: */
1421         assert(num + p->procinfo->num_vcores <= MAX_NUM_CPUS);
1422         switch (p->state) {
1423                 case (PROC_RUNNABLE_S):
1424                 case (PROC_RUNNING_S):
1425                         warn("Don't give cores to a process in a *_S state!\n");
1426                         return -1;
1427                 case (PROC_DYING):
1428                 case (PROC_WAITING):
1429                         /* can't accept, just fail */
1430                         return -1;
1431                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1432                         __proc_give_cores_runnable(p, pc_arr, num);
1433                         break;
1434                 case (PROC_RUNNING_M):
1435                         __proc_give_cores_running(p, pc_arr, num);
1436                         break;
1437                 default:
1438                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1439                               __FUNCTION__);
1440         }
1441         /* TODO: considering moving to the ksched (hard, due to yield) */
1442         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] += num;
1443         return 0;
1444 }
1445
1446 /********** Core revocation (bulk and single) ***********/
1447
1448 /* Revokes a single vcore from a process (unmaps or sends a KMSG to unmap). */
1449 static void __proc_revoke_core(struct proc *p, uint32_t vcoreid, bool preempt)
1450 {
1451         uint32_t pcoreid = get_pcoreid(p, vcoreid);
1452         struct preempt_data *vcpd;
1453         if (preempt) {
1454                 /* Lock the vcore's state (necessary for preemption recovery) */
1455                 vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1456                 atomic_or(&vcpd->flags, VC_K_LOCK);
1457                 send_kernel_message(pcoreid, __preempt, (long)p, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
1458         } else {
1459                 send_kernel_message(pcoreid, __death, 0, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
1460         }
1461 }
1462
1463 /* Revokes all cores from the process (unmaps or sends a KMSGS). */
1464 static void __proc_revoke_allcores(struct proc *p, bool preempt)
1465 {
1466         struct vcore *vc_i;
1467         /* TODO: if we ever get broadcast messaging, use it here (still need to lock
1468          * the vcores' states for preemption) */
1469         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1470                 __proc_revoke_core(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), preempt);
1471 }
1472
1473 /* Might be faster to scan the vcoremap than to walk the list... */
1474 static void __proc_unmap_allcores(struct proc *p)
1475 {
1476         struct vcore *vc_i;
1477         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1478                 __unmap_vcore(p, vcore2vcoreid(p, vc_i));
1479 }
1480
1481 /* Takes (revoke via kmsg or unmap) from process p the num cores listed in
1482  * pc_arr.  Will preempt if 'preempt' is set.  o/w, no state will be saved, etc.
1483  * Don't use this for taking all of a process's cores.
1484  *
1485  * Make sure you hold the lock when you call this, and make sure that the pcore
1486  * actually belongs to the proc, non-trivial due to other __preempt messages. */
1487 void __proc_take_corelist(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num,
1488                           bool preempt)
1489 {
1490         struct vcore *vc;
1491         uint32_t vcoreid;
1492         assert(p->state & (PROC_RUNNING_M | PROC_RUNNABLE_M));
1493         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1494         for (int i = 0; i < num; i++) {
1495                 vcoreid = get_vcoreid(p, pc_arr[i]);
1496                 /* Sanity check */
1497                 assert(pc_arr[i] == get_pcoreid(p, vcoreid));
1498                 /* Revoke / unmap core */
1499                 if (p->state == PROC_RUNNING_M)
1500                         __proc_revoke_core(p, vcoreid, preempt);
1501                 __unmap_vcore(p, vcoreid);
1502                 /* Change lists for the vcore.  Note, the vcore is already unmapped
1503                  * and/or the messages are already in flight.  The only code that looks
1504                  * at the lists without holding the lock is event code. */
1505                 vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1506                 TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
1507                 /* even for single preempts, we use the inactive list.  bulk preempt is
1508                  * only used for when we take everything. */
1509                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
1510         }
1511         p->procinfo->num_vcores -= num;
1512         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1513         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] -= num;
1514 }
1515
1516 /* Takes all cores from a process (revoke via kmsg or unmap), putting them on
1517  * the appropriate vcore list, and fills pc_arr with the pcores revoked, and
1518  * returns the number of entries in pc_arr.
1519  *
1520  * Make sure pc_arr is big enough to handle num_vcores().
1521  * Make sure you hold the lock when you call this. */
1522 uint32_t __proc_take_allcores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, bool preempt)
1523 {
1524         struct vcore *vc_i, *vc_temp;
1525         uint32_t num = 0;
1526         assert(p->state & (PROC_RUNNING_M | PROC_RUNNABLE_M));
1527         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1528         /* Write out which pcores we're going to take */
1529         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
1530                 pc_arr[num++] = vc_i->pcoreid;
1531         /* Revoke if they are running, and unmap.  Both of these need the online
1532          * list to not be changed yet. */
1533         if (p->state == PROC_RUNNING_M)
1534                 __proc_revoke_allcores(p, preempt);
1535         __proc_unmap_allcores(p);
1536         /* Move the vcores from online to the head of the appropriate list */
1537         TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->online_vcs, list, vc_temp) {
1538                 /* TODO: we may want a TAILQ_CONCAT_HEAD, or something that does that */
1539                 TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc_i, list);
1540                 /* Put the cores on the appropriate list */
1541                 if (preempt)
1542                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->bulk_preempted_vcs, vc_i, list);
1543                 else
1544                         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc_i, list);
1545         }
1546         assert(TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1547         assert(num == p->procinfo->num_vcores);
1548         p->procinfo->num_vcores = 0;
1549         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1550         p->procinfo->res_grant[RES_CORES] = 0;
1551         return num;
1552 }
1553
1554 /* Helper to do the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1555  * calling. */
1556 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid)
1557 {
1558         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid = pcoreid;
1559         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = TRUE;
1560         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid = vcoreid;
1561         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid = TRUE;
1562 }
1563
1564 /* Helper to unmap the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1565  * calling. */
1566 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1567 {
1568         p->procinfo->pcoremap[p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid].valid = FALSE;
1569         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = FALSE;
1570 }
1571
1572 /* Stop running whatever context is on this core and load a known-good cr3.
1573  * Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the process's
1574  * context.
1575  *
1576  * This does not clear the owning proc.  Use the other helper for that. */
1577 void abandon_core(void)
1578 {
1579         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1580         /* Syscalls that don't return will ultimately call abadon_core(), so we need
1581          * to make sure we don't think we are still working on a syscall. */
1582         pcpui->cur_sysc = 0;
1583         if (pcpui->cur_proc)
1584                 __abandon_core();
1585 }
1586
1587 /* Helper to clear the core's owning processor and manage refcnting.  Pass in
1588  * core_id() to save a couple core_id() calls. */
1589 void clear_owning_proc(uint32_t coreid)
1590 {
1591         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1592         struct proc *p = pcpui->owning_proc;
1593         pcpui->owning_proc = 0;
1594         pcpui->owning_vcoreid = 0xdeadbeef;
1595         pcpui->cur_tf = 0;                      /* catch bugs for now (will go away soon) */
1596         if (p)
1597                 proc_decref(p);
1598 }
1599
1600 /* Switches to the address space/context of new_p, doing nothing if we are
1601  * already in new_p.  This won't add extra refcnts or anything, and needs to be
1602  * paired with switch_back() at the end of whatever function you are in.  Don't
1603  * migrate cores in the middle of a pair.  Specifically, the uncounted refs are
1604  * one for the old_proc, which is passed back to the caller, and new_p is
1605  * getting placed in cur_proc. */
1606 struct proc *switch_to(struct proc *new_p)
1607 {
1608         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1609         struct proc *old_proc;
1610         old_proc = pcpui->cur_proc;                                     /* uncounted ref */
1611         /* If we aren't the proc already, then switch to it */
1612         if (old_proc != new_p) {
1613                 pcpui->cur_proc = new_p;                                /* uncounted ref */
1614                 lcr3(new_p->env_cr3);
1615         }
1616         return old_proc;
1617 }
1618
1619 /* This switches back to old_proc from new_p.  Pair it with switch_to(), and
1620  * pass in its return value for old_proc. */
1621 void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc)
1622 {
1623         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1624         if (old_proc != new_p) {
1625                 pcpui->cur_proc = old_proc;
1626                 if (old_proc)
1627                         lcr3(old_proc->env_cr3);
1628                 else
1629                         lcr3(boot_cr3);
1630         }
1631 }
1632
1633 /* Will send a TLB shootdown message to every vcore in the main address space
1634  * (aka, all vcores for now).  The message will take the start and end virtual
1635  * addresses as well, in case we want to be more clever about how much we
1636  * shootdown and batching our messages.  Should do the sanity about rounding up
1637  * and down in this function too.
1638  *
1639  * Would be nice to have a broadcast kmsg at this point.  Note this may send a
1640  * message to the calling core (interrupting it, possibly while holding the
1641  * proc_lock).  We don't need to process routine messages since it's an
1642  * immediate message. */
1643 void proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end)
1644 {
1645         struct vcore *vc_i;
1646         /* TODO: we might be able to avoid locking here in the future (we must hit
1647          * all online, and we can check __mapped).  it'll be complicated. */
1648         spin_lock(&p->proc_lock);
1649         switch (p->state) {
1650                 case (PROC_RUNNING_S):
1651                         tlbflush();
1652                         break;
1653                 case (PROC_RUNNING_M):
1654                         /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
1655                         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
1656                                 send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __tlbshootdown, start, end,
1657                                                     0, KMSG_IMMEDIATE);
1658                         }
1659                         break;
1660                 case (PROC_DYING):
1661                         /* if it is dying, death messages are already on the way to all
1662                          * cores, including ours, which will clear the TLB. */
1663                         break;
1664                 default:
1665                         /* will probably get this when we have the short handlers */
1666                         warn("Unexpected case %s in %s", procstate2str(p->state),
1667                              __FUNCTION__);
1668         }
1669         spin_unlock(&p->proc_lock);
1670 }
1671
1672 /* Helper, used by __startcore and __set_curtf, which sets up cur_tf to run a
1673  * given process's vcore.  Caller needs to set up things like owning_proc and
1674  * whatnot.  Note that we might not have p loaded as current. */
1675 static void __set_curtf_to_vcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
1676                                    uint32_t old_nr_preempts_sent)
1677 {
1678         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
1679         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1680         struct vcore *vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
1681         /* Spin until our vcore's old preemption is done.  When __SC was sent, we
1682          * were told what the nr_preempts_sent was at that time.  Once that many are
1683          * done, it is time for us to run.  This forces a 'happens-before' ordering
1684          * on a __PR of our VC before this __SC of the VC.  Note the nr_done should
1685          * not exceed old_nr_sent, since further __PR are behind this __SC in the
1686          * KMSG queue. */
1687         while (old_nr_preempts_sent != vc->nr_preempts_done)
1688                 cpu_relax();
1689         cmb();  /* read nr_done before any other rd or wr.  CPU mb in the atomic. */
1690         /* Mark that this vcore as no longer preempted.  No danger of clobbering
1691          * other writes, since this would get turned on in __preempt (which can't be
1692          * concurrent with this function on this core), and the atomic is just
1693          * toggling the one bit (a concurrent VC_K_LOCK will work) */
1694         atomic_and(&vcpd->flags, ~VC_PREEMPTED);
1695         /* Once the VC is no longer preempted, we allow it to receive msgs.  We
1696          * could let userspace do it, but handling it here makes it easier for them
1697          * to handle_indirs (when they turn this flag off).  Note the atomics
1698          * provide the needed barriers (cmb and mb on flags). */
1699         atomic_or(&vcpd->flags, VC_CAN_RCV_MSG);
1700         printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1701                core_id(), p->pid, vcoreid);
1702         /* If notifs are disabled, the vcore was in vcore context and we need to
1703          * restart the preempt_tf.  o/w, we give them a fresh vcore (which is also
1704          * what happens the first time a vcore comes online).  No matter what,
1705          * they'll restart in vcore context.  It's just a matter of whether or not
1706          * it is the old, interrupted vcore context. */
1707         if (vcpd->notif_disabled) {
1708                 restore_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1709                 /* copy-in the tf we'll pop, then set all security-related fields */
1710                 pcpui->actual_tf = vcpd->preempt_tf;
1711                 proc_secure_trapframe(&pcpui->actual_tf);
1712         } else { /* not restarting from a preemption, use a fresh vcore */
1713                 assert(vcpd->transition_stack);
1714                 /* TODO: consider 0'ing the FP state.  We're probably leaking. */
1715                 proc_init_trapframe(&pcpui->actual_tf, vcoreid, p->env_entry,
1716                                     vcpd->transition_stack);
1717                 /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
1718                 vcpd->notif_disabled = TRUE;
1719         }
1720         /* cur_tf was built above (in actual_tf), now use it */
1721         pcpui->cur_tf = &pcpui->actual_tf;
1722         /* this cur_tf will get run when the kernel returns / idles */
1723 }
1724
1725 /* Changes calling vcore to be vcoreid.  enable_my_notif tells us about how the
1726  * state calling vcore wants to be left in.  It will look like caller_vcoreid
1727  * was preempted.  Note we don't care about notif_pending.
1728  *
1729  * Will return:
1730  *              0 if we successfully changed to the target vcore.
1731  *              -EBUSY if the target vcore is already mapped (a good kind of failure)
1732  *              -EAGAIN if we failed for some other reason and need to try again.  For
1733  *              example, the caller could be preempted, and we never even attempted to
1734  *              change.
1735  *              -EINVAL some userspace bug */
1736 int proc_change_to_vcore(struct proc *p, uint32_t new_vcoreid,
1737                          bool enable_my_notif)
1738 {
1739         uint32_t caller_vcoreid, pcoreid = core_id();
1740         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[pcoreid];
1741         struct preempt_data *caller_vcpd;
1742         struct vcore *caller_vc, *new_vc;
1743         struct event_msg preempt_msg = {0};
1744         int retval = -EAGAIN;   /* by default, try again */
1745         /* Need to not reach outside the vcoremap, which might be smaller in the
1746          * future, but should always be as big as max_vcores */
1747         if (new_vcoreid >= p->procinfo->max_vcores)
1748                 return -EINVAL;
1749         /* Need to lock to prevent concurrent vcore changes, like in yield. */
1750         spin_lock(&p->proc_lock);
1751         /* new_vcoreid is already runing, abort */
1752         if (vcore_is_mapped(p, new_vcoreid)) {
1753                 retval = -EBUSY;
1754                 goto out_locked;
1755         }
1756         /* Need to make sure our vcore is allowed to switch.  We might have a
1757          * __preempt, __death, etc, coming in.  Similar to yield. */
1758         switch (p->state) {
1759                 case (PROC_RUNNING_M):
1760                         break;                          /* the only case we can proceed */
1761                 case (PROC_RUNNING_S):  /* user bug, just return */
1762                 case (PROC_DYING):              /* incoming __death */
1763                 case (PROC_RUNNABLE_M): /* incoming (bulk) preempt/myield TODO:(BULK) */
1764                         goto out_locked;
1765                 default:
1766                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1767                               __FUNCTION__);
1768         }
1769         /* This is which vcore this pcore thinks it is, regardless of any unmappings
1770          * that may have happened remotely (with __PRs waiting to run) */
1771         caller_vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1772         caller_vc = vcoreid2vcore(p, caller_vcoreid);
1773         caller_vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[caller_vcoreid];
1774         /* This is how we detect whether or not a __PR happened.  If it did, just
1775          * abort and handle the kmsg.  No new __PRs are coming since we hold the
1776          * lock.  This also detects a __PR followed by a __SC for the same VC. */
1777         if (caller_vc->nr_preempts_sent != caller_vc->nr_preempts_done)
1778                 goto out_locked;
1779         /* Sanity checks.  If we were preempted or are dying, we should have noticed
1780          * by now. */
1781         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
1782         assert(caller_vcoreid == get_vcoreid(p, pcoreid));
1783         /* Should only call from vcore context */
1784         if (!caller_vcpd->notif_disabled) {
1785                 retval = -EINVAL;
1786                 printk("[kernel] You tried to change vcores from uthread ctx\n");
1787                 goto out_locked;
1788         }
1789         /* Ok, we're clear to do the switch.  Lets figure out who the new one is */
1790         new_vc = vcoreid2vcore(p, new_vcoreid);
1791         printd("[kernel] changing vcore %d to vcore %d\n", caller_vcoreid,
1792                new_vcoreid);
1793         /* enable_my_notif signals how we'll be restarted */
1794         if (enable_my_notif) {
1795                 /* if they set this flag, then the vcore can just restart from scratch,
1796                  * and we don't care about either the notif_tf or the preempt_tf. */
1797                 caller_vcpd->notif_disabled = FALSE;
1798         } else {
1799                 /* need to set up the calling vcore's tf so that it'll get restarted by
1800                  * __startcore, to make the caller look like it was preempted. */
1801                 caller_vcpd->preempt_tf = *current_tf;
1802                 save_fp_state(&caller_vcpd->preempt_anc);
1803                 /* Mark our core as preempted (for userspace recovery). */
1804                 atomic_or(&caller_vcpd->flags, VC_PREEMPTED);
1805         }
1806         /* Either way, unmap and offline our current vcore */
1807         /* Move the caller from online to inactive */
1808         TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, caller_vc, list);
1809         /* We don't bother with the notif_pending race.  note that notif_pending
1810          * could still be set.  this was a preempted vcore, and userspace will need
1811          * to deal with missed messages (preempt_recover() will handle that) */
1812         TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, caller_vc, list);
1813         /* Move the new one from inactive to online */
1814         TAILQ_REMOVE(&p->inactive_vcs, new_vc, list);
1815         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
1816         /* Change the vcore map */
1817         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1818         __unmap_vcore(p, caller_vcoreid);
1819         __map_vcore(p, new_vcoreid, pcoreid);
1820         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1821         /* Send either a PREEMPT msg or a CHECK_MSGS msg.  If they said to
1822          * enable_my_notif, then all userspace needs is to check messages, not a
1823          * full preemption recovery. */
1824         preempt_msg.ev_type = (enable_my_notif ? EV_CHECK_MSGS : EV_VCORE_PREEMPT);
1825         preempt_msg.ev_arg2 = caller_vcoreid;   /* arg2 is 32 bits */
1826         /* Whenever we send msgs with the proc locked, we need at least 1 online.
1827          * In this case, it's the one we just changed to. */
1828         assert(!TAILQ_EMPTY(&p->online_vcs));
1829         send_kernel_event(p, &preempt_msg, new_vcoreid);
1830         /* So this core knows which vcore is here. (cur_proc and owning_proc are
1831          * already correct): */
1832         pcpui->owning_vcoreid = new_vcoreid;
1833         /* Until we set_curtf, we don't really have a valid current tf.  The stuff
1834          * in that old one is from our previous vcore, not the current
1835          * owning_vcoreid.  This matters for other KMSGS that will run before
1836          * __set_curtf (like __notify). */
1837         pcpui->cur_tf = 0;
1838         /* Need to send a kmsg to finish.  We can't set_curtf til the __PR is done,
1839          * but we can't spin right here while holding the lock (can't spin while
1840          * waiting on a message, roughly) */
1841         send_kernel_message(pcoreid, __set_curtf, (long)p, (long)new_vcoreid,
1842                             (long)new_vc->nr_preempts_sent, KMSG_ROUTINE);
1843         retval = 0;
1844         /* Fall through to exit */
1845 out_locked:
1846         spin_unlock(&p->proc_lock);
1847         return retval;
1848 }
1849
1850 /* Kernel message handler to start a process's context on this core, when the
1851  * core next considers running a process.  Tightly coupled with __proc_run_m().
1852  * Interrupts are disabled. */
1853 void __startcore(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1854 {
1855         uint32_t vcoreid = (uint32_t)a1;
1856         uint32_t coreid = core_id();
1857         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1858         struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
1859         uint32_t old_nr_preempts_sent = (uint32_t)a2;
1860
1861         assert(p_to_run);
1862         /* Can not be any TF from a process here already */
1863         assert(!pcpui->owning_proc);
1864         /* the sender of the kmsg increfed already for this saved ref to p_to_run */
1865         pcpui->owning_proc = p_to_run;
1866         pcpui->owning_vcoreid = vcoreid;
1867         /* sender increfed again, assuming we'd install to cur_proc.  only do this
1868          * if no one else is there.  this is an optimization, since we expect to
1869          * send these __startcores to idles cores, and this saves a scramble to
1870          * incref when all of the cores restartcore/startcore later.  Keep in sync
1871          * with __proc_give_cores() and __proc_run_m(). */
1872         if (!pcpui->cur_proc) {
1873                 pcpui->cur_proc = p_to_run;     /* install the ref to cur_proc */
1874                 lcr3(p_to_run->env_cr3);        /* load the page tables to match cur_proc */
1875         } else {
1876                 proc_decref(p_to_run);          /* can't install, decref the extra one */
1877         }
1878         /* Note we are not necessarily in the cr3 of p_to_run */
1879         /* Now that we sorted refcnts and know p / which vcore it should be, set up
1880          * pcpui->cur_tf so that it will run that particular vcore */
1881         __set_curtf_to_vcoreid(p_to_run, vcoreid, old_nr_preempts_sent);
1882 }
1883
1884 /* Kernel message handler to load a proc's vcore context on this core.  Similar
1885  * to __startcore, except it is used when p already controls the core (e.g.
1886  * change_to).  Since the core is already controlled, pcpui such as owning proc,
1887  * vcoreid, and cur_proc are all already set. */
1888 void __set_curtf(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1889 {
1890         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1891         uint32_t vcoreid = (uint32_t)a1;
1892         uint32_t old_nr_preempts_sent = (uint32_t)a2;
1893         __set_curtf_to_vcoreid(p, vcoreid, old_nr_preempts_sent);
1894 }
1895
1896 /* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif.  Don't
1897  * use the TF we passed in, we care about cur_tf.  Try not to grab locks or
1898  * write access to anything that isn't per-core in here. */
1899 void __notify(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1900 {
1901         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1902         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1903         struct preempt_data *vcpd;
1904         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1905
1906         /* Not the right proc */
1907         if (p != pcpui->owning_proc)
1908                 return;
1909         /* the core might be owned, but not have a valid cur_tf (if we're in the
1910          * process of changing */
1911         if (!pcpui->cur_tf)
1912                 return;
1913         /* Common cur_tf sanity checks.  Note cur_tf could be an _S's env_tf */
1914         assert(!in_kernel(pcpui->cur_tf));
1915         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1916         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1917         /* for SCPs that haven't (and might never) call vc_event_init, like rtld.
1918          * this is harmless for MCPS to check this */
1919         if (!scp_is_vcctx_ready(vcpd))
1920                 return;
1921         printd("received active notification for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1922                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
1923         /* sort signals.  notifs are now masked, like an interrupt gate */
1924         if (vcpd->notif_disabled)
1925                 return;
1926         vcpd->notif_disabled = TRUE;
1927         /* save the old tf in the notify slot, build and pop a new one.  Note that
1928          * silly state isn't our business for a notification. */
1929         vcpd->notif_tf = *pcpui->cur_tf;
1930         memset(pcpui->cur_tf, 0, sizeof(struct trapframe));
1931         proc_init_trapframe(pcpui->cur_tf, vcoreid, p->env_entry,
1932                             vcpd->transition_stack);
1933         /* this cur_tf will get run when the kernel returns / idles */
1934 }
1935
1936 void __preempt(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1937 {
1938         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1939         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1940         struct preempt_data *vcpd;
1941         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1942
1943         assert(p);
1944         if (p != pcpui->owning_proc) {
1945                 panic("__preempt arrived for a process (%p) that was not owning (%p)!",
1946                       p, pcpui->owning_proc);
1947         }
1948         /* Common cur_tf sanity checks */
1949         assert(pcpui->cur_tf);
1950         assert(pcpui->cur_tf == &pcpui->actual_tf);
1951         assert(!in_kernel(pcpui->cur_tf));
1952         vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1953         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1954         printd("[kernel] received __preempt for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1955                p->procinfo->pid, vcoreid, coreid);
1956         /* if notifs are disabled, the vcore is in vcore context (as far as we're
1957          * concerned), and we save it in the preempt slot. o/w, we save the
1958          * process's cur_tf in the notif slot, and it'll appear to the vcore when it
1959          * comes back up that it just took a notification. */
1960         if (vcpd->notif_disabled)
1961                 vcpd->preempt_tf = *pcpui->cur_tf;
1962         else
1963                 vcpd->notif_tf = *pcpui->cur_tf;
1964         /* either way, we save the silly state (FP) */
1965         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1966         /* Mark the vcore as preempted and unlock (was locked by the sender). */
1967         atomic_or(&vcpd->flags, VC_PREEMPTED);
1968         atomic_and(&vcpd->flags, ~VC_K_LOCK);
1969         /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
1970         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
1971         wmb();  /* make sure everything else hits before we finish the preempt */
1972         /* up the nr_done, which signals the next __startcore for this vc */
1973         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].nr_preempts_done++;
1974         /* We won't restart the process later.  current gets cleared later when we
1975          * notice there is no owning_proc and we have nothing to do (smp_idle,
1976          * restartcore, etc) */
1977         clear_owning_proc(coreid);
1978 }
1979
1980 /* Kernel message handler to clean up the core when a process is dying.
1981  * Note this leaves no trace of what was running.
1982  * It's okay if death comes to a core that's already idling and has no current.
1983  * It could happen if a process decref'd before __proc_startcore could incref. */
1984 void __death(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
1985 {
1986         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1987         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
1988         struct proc *p = pcpui->owning_proc;
1989         if (p) {
1990                 vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
1991                 printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1992                        coreid, p->pid, vcoreid);
1993                 /* We won't restart the process later.  current gets cleared later when
1994                  * we notice there is no owning_proc and we have nothing to do
1995                  * (smp_idle, restartcore, etc) */
1996                 clear_owning_proc(coreid);
1997         }
1998 }
1999
2000 /* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
2001  * addresses from a0 to a1. */
2002 void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
2003                     long a2)
2004 {
2005         /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
2006         tlbflush();
2007 }
2008
2009 void print_allpids(void)
2010 {
2011         void print_proc_state(void *item)
2012         {
2013                 struct proc *p = (struct proc*)item;
2014                 assert(p);
2015                 printk("%8d %-10s %6d\n", p->pid, procstate2str(p->state), p->ppid);
2016         }
2017         printk("     PID STATE      Parent    \n");
2018         printk("------------------------------\n");
2019         spin_lock(&pid_hash_lock);
2020         hash_for_each(pid_hash, print_proc_state);
2021         spin_unlock(&pid_hash_lock);
2022 }
2023
2024 void print_proc_info(pid_t pid)
2025 {
2026         int j = 0;
2027         struct proc *child, *p = pid2proc(pid);
2028         struct vcore *vc_i;
2029         if (!p) {
2030                 printk("Bad PID.\n");
2031                 return;
2032         }
2033         spinlock_debug(&p->proc_lock);
2034         //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
2035         printk("struct proc: %p\n", p);
2036         printk("PID: %d\n", p->pid);
2037         printk("PPID: %d\n", p->ppid);
2038         printk("State: %s (%p)\n", procstate2str(p->state), p->state);
2039         printk("Refcnt: %d\n", atomic_read(&p->p_kref.refcount) - 1);
2040         printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
2041         printk("CR3(phys): 0x%08x\n", p->env_cr3);
2042         printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
2043         printk("Vcore Lists (may be in flux w/o locking):\n----------------------\n");
2044         printk("Online:\n");
2045         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
2046                 printk("\tVcore %d -> Pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i), vc_i->pcoreid);
2047         printk("Bulk Preempted:\n");
2048         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list)
2049                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
2050         printk("Inactive / Yielded:\n");
2051         TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->inactive_vcs, list)
2052                 printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
2053         printk("Resources:\n------------------------\n");
2054         for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
2055                 printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
2056                        p->procdata->res_req[i].amt_wanted, p->procinfo->res_grant[i]);
2057         printk("Open Files:\n");
2058         struct files_struct *files = &p->open_files;
2059         spin_lock(&files->lock);
2060         for (int i = 0; i < files->max_files; i++)
2061                 if (files->fd_array[i].fd_file) {
2062                         printk("\tFD: %02d, File: %08p, File name: %s\n", i,
2063                                files->fd_array[i].fd_file,
2064                                file_name(files->fd_array[i].fd_file));
2065                 }
2066         spin_unlock(&files->lock);
2067         printk("Children: (PID (struct proc *))\n");
2068         TAILQ_FOREACH(child, &p->children, sibling_link)
2069                 printk("\t%d (%08p)\n", child->pid, child);
2070         /* no locking / unlocking or refcnting */
2071         // spin_unlock(&p->proc_lock);
2072         proc_decref(p);
2073 }
2074
2075 /* Debugging function, checks what (process, vcore) is supposed to run on this
2076  * pcore.  Meant to be called from smp_idle() before halting. */
2077 void check_my_owner(void)
2078 {
2079         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
2080         void shazbot(void *item)
2081         {
2082                 struct proc *p = (struct proc*)item;
2083                 struct vcore *vc_i;
2084                 assert(p);
2085                 spin_lock(&p->proc_lock);
2086                 TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
2087                         /* this isn't true, a __startcore could be on the way and we're
2088                          * already "online" */
2089                         if (vc_i->pcoreid == core_id()) {
2090                                 /* Immediate message was sent, we should get it when we enable
2091                                  * interrupts, which should cause us to skip cpu_halt() */
2092                                 if (!STAILQ_EMPTY(&pcpui->immed_amsgs))
2093                                         continue;
2094                                 printk("Owned pcore (%d) has no owner, by %08p, vc %d!\n",
2095                                        core_id(), p, vcore2vcoreid(p, vc_i));
2096                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
2097                                 spin_unlock(&pid_hash_lock);
2098                                 monitor(0);
2099                         }
2100                 }
2101                 spin_unlock(&p->proc_lock);
2102         }
2103         assert(!irq_is_enabled());
2104         extern int booting;
2105         if (!booting && !pcpui->owning_proc) {
2106                 spin_lock(&pid_hash_lock);
2107                 hash_for_each(pid_hash, shazbot);
2108                 spin_unlock(&pid_hash_lock);
2109         }
2110 }