Monitor enhancements
[akaros.git] / kern / src / process.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2009 The Regents of the University of California
3  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
4  * See LICENSE for details.
5  */
6
7 #ifdef __SHARC__
8 #pragma nosharc
9 #endif
10
11 #include <ros/bcq.h>
12 #include <arch/arch.h>
13 #include <arch/bitmask.h>
14 #include <process.h>
15 #include <atomic.h>
16 #include <smp.h>
17 #include <pmap.h>
18 #include <trap.h>
19 #include <schedule.h>
20 #include <manager.h>
21 #include <stdio.h>
22 #include <assert.h>
23 #include <timing.h>
24 #include <hashtable.h>
25 #include <slab.h>
26 #include <sys/queue.h>
27 #include <frontend.h>
28 #include <monitor.h>
29 #include <resource.h>
30
31 /* Process Lists */
32 struct proc_list proc_runnablelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_runnablelist);
33 spinlock_t runnablelist_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
34 struct kmem_cache *proc_cache;
35
36 /* Tracks which cores are idle, similar to the vcoremap.  Each value is the
37  * physical coreid of an unallocated core. */
38 spinlock_t idle_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
39 uint32_t LCKD(&idle_lock) (RO idlecoremap)[MAX_NUM_CPUS];
40 uint32_t LCKD(&idle_lock) num_idlecores = 0;
41 uint32_t num_mgmtcores = 1;
42
43 /* Helper function to return a core to the idlemap.  It causes some more lock
44  * acquisitions (like in a for loop), but it's a little easier.  Plus, one day
45  * we might be able to do this without locks (for the putting). */
46 void put_idle_core(uint32_t coreid)
47 {
48         spin_lock(&idle_lock);
49 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ /* often a good check, but hurts performance */
50         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
51                 if (idlecoremap[i] == coreid)
52                         warn("Core %d added to the freelist twice!", coreid);
53 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
54         idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
55         spin_unlock(&idle_lock);
56 }
57
58 /* Other helpers, implemented later. */
59 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf);
60 static uint32_t get_free_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev);
61 static uint32_t get_busy_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev);
62 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
63 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid);
64
65 /* PID management. */
66 #define PID_MAX 32767 // goes from 0 to 32767, with 0 reserved
67 static DECL_BITMASK(pid_bmask, PID_MAX + 1);
68 spinlock_t pid_bmask_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
69 struct hashtable *pid_hash;
70 spinlock_t pid_hash_lock; // initialized in proc_init
71
72 /* Finds the next free entry (zero) entry in the pid_bitmask.  Set means busy.
73  * PID 0 is reserved (in proc_init).  A return value of 0 is a failure (and
74  * you'll also see a warning, for now).  Consider doing this with atomics. */
75 static pid_t get_free_pid(void)
76 {
77         static pid_t next_free_pid = 1;
78         pid_t my_pid = 0;
79
80         spin_lock(&pid_bmask_lock);
81         // atomically (can lock for now, then change to atomic_and_return
82         FOR_CIRC_BUFFER(next_free_pid, PID_MAX + 1, i) {
83                 // always points to the next to test
84                 next_free_pid = (next_free_pid + 1) % (PID_MAX + 1);
85                 if (!GET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i)) {
86                         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i);
87                         my_pid = i;
88                         break;
89                 }
90         }
91         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
92         if (!my_pid)
93                 warn("Shazbot!  Unable to find a PID!  You need to deal with this!\n");
94         return my_pid;
95 }
96
97 /* Return a pid to the pid bitmask */
98 static void put_free_pid(pid_t pid)
99 {
100         spin_lock(&pid_bmask_lock);
101         CLR_BITMASK_BIT(pid_bmask, pid);
102         spin_unlock(&pid_bmask_lock);
103 }
104
105 /* While this could be done with just an assignment, this gives us the
106  * opportunity to check for bad transitions.  Might compile these out later, so
107  * we shouldn't rely on them for sanity checking from userspace.  */
108 int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
109 {
110         uint32_t curstate = p->state;
111         /* Valid transitions:
112          * C   -> RBS
113          * RBS -> RGS
114          * RGS -> RBS
115          * RGS -> W
116          * W   -> RBS
117          * RGS -> RBM
118          * RBM -> RGM
119          * RGM -> RBM
120          * RGM -> RBS
121          * RGS -> D
122          * RGM -> D
123          *
124          * These ought to be implemented later (allowed, not thought through yet).
125          * RBS -> D
126          * RBM -> D
127          *
128          * This isn't allowed yet, should be later.  Is definitely causable.
129          * C   -> D
130          */
131         #if 1 // some sort of correctness flag
132         switch (curstate) {
133                 case PROC_CREATED:
134                         if (state != PROC_RUNNABLE_S)
135                                 panic("Invalid State Transition! PROC_CREATED to %02x", state);
136                         break;
137                 case PROC_RUNNABLE_S:
138                         if (!(state & (PROC_RUNNING_S | PROC_DYING)))
139                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_S to %02x", state);
140                         break;
141                 case PROC_RUNNING_S:
142                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
143                                        PROC_DYING)))
144                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_S to %02x", state);
145                         break;
146                 case PROC_WAITING:
147                         if (state != PROC_RUNNABLE_S)
148                                 panic("Invalid State Transition! PROC_WAITING to %02x", state);
149                         break;
150                 case PROC_DYING:
151                         if (state != PROC_CREATED) // when it is reused (TODO)
152                                 panic("Invalid State Transition! PROC_DYING to %02x", state);
153                         break;
154                 case PROC_RUNNABLE_M:
155                         if (!(state & (PROC_RUNNING_M | PROC_DYING)))
156                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_M to %02x", state);
157                         break;
158                 case PROC_RUNNING_M:
159                         if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_DYING)))
160                                 panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_M to %02x", state);
161                         break;
162         }
163         #endif
164         p->state = state;
165         return 0;
166 }
167
168 /* Returns a pointer to the proc with the given pid, or 0 if there is none */
169 struct proc *pid2proc(pid_t pid)
170 {
171         spin_lock(&pid_hash_lock);
172         struct proc *p = hashtable_search(pid_hash, (void*)pid);
173         spin_unlock(&pid_hash_lock);
174         /* if the refcnt was 0, decref and return 0 (we failed). (TODO) */
175         if (p)
176                 proc_incref(p, 1); // TODO:(REF) to do this all atomically and not panic
177         return p;
178 }
179
180 /* Performs any initialization related to processes, such as create the proc
181  * cache, prep the scheduler, etc.  When this returns, we should be ready to use
182  * any process related function. */
183 void proc_init(void)
184 {
185         proc_cache = kmem_cache_create("proc", sizeof(struct proc),
186                      MAX(HW_CACHE_ALIGN, __alignof__(struct proc)), 0, 0, 0);
187         /* Init PID mask and hash.  pid 0 is reserved. */
188         SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, 0);
189         spinlock_init(&pid_hash_lock);
190         spin_lock(&pid_hash_lock);
191         pid_hash = create_hashtable(100, __generic_hash, __generic_eq);
192         spin_unlock(&pid_hash_lock);
193         schedule_init();
194         /* Init idle cores. Core 0 is the management core. */
195         spin_lock(&idle_lock);
196 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
197         /* assumes core0 is the only management core (NIC and monitor functionality
198          * are run there too.  it just adds the odd cores to the idlecoremap */
199         assert(!(num_cpus % 2));
200         // TODO: consider checking x86 for machines that actually hyperthread
201         num_idlecores = num_cpus >> 1;
202         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
203                 idlecoremap[i] = (i * 2) + 1;
204 #else
205         #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
206         num_mgmtcores++; // Next core is dedicated to the NIC
207         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
208         #endif
209         #ifdef __CONFIG_APPSERVER__
210         #ifdef __CONFIG_DEDICATED_MONITOR__
211         num_mgmtcores++; // Next core dedicated to running the kernel monitor
212         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
213         // Need to subtract 1 from the num_mgmtcores # to get the cores index
214         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)monitor, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
215         #endif
216         #endif
217         num_idlecores = num_cpus - num_mgmtcores;
218         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
219                 idlecoremap[i] = i + num_mgmtcores;
220 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
221         spin_unlock(&idle_lock);
222         atomic_init(&num_envs, 0);
223 }
224
225 void
226 proc_init_procinfo(struct proc* p)
227 {
228         memset(&p->procinfo->vcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->vcoremap));
229         memset(&p->procinfo->pcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->pcoremap));
230         p->procinfo->num_vcores = 0;
231         p->procinfo->coremap_seqctr = SEQCTR_INITIALIZER;
232         // TODO: change these too
233         p->procinfo->pid = p->pid;
234         p->procinfo->ppid = p->ppid;
235         p->procinfo->tsc_freq = system_timing.tsc_freq;
236         // TODO: maybe do something smarter here
237 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
238         p->procinfo->max_vcores = num_cpus >> 1;
239 #else
240         p->procinfo->max_vcores = MAX(1,num_cpus-num_mgmtcores);
241 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
242 }
243
244 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
245 bool is_real_proc(struct proc *p)
246 {
247         // the real proc has no true proc pointer
248         return !p->true_proc;
249 }
250
251 /* Make a _S process to represent a vcore in a traditional threading/scheduling
252  * model.  Should be able to proc_run this once it's done.  Hold the parent's
253  * lock when you call this. */
254 int fake_proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent, uint32_t vcoreid)
255 {
256         error_t r;
257         struct proc *p;
258
259         /* So we can call this anytime we want to run a vcore, including vcore0,
260          * which is the true_proc / parent.  Probably horribly broken. */
261         if (!vcoreid) {
262                 *pp = parent;
263                 return 0;
264         }
265
266         if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
267                 return -ENOMEM;
268
269         spinlock_init(&p->proc_lock);
270         p->pid = parent->pid;
271         p->ppid = parent->ppid;
272         p->exitcode = 0;
273         p->state = PROC_RUNNING_M;
274         p->env_refcnt = 2;
275         p->env_entry = parent->env_entry;
276         p->cache_colors_map = parent->cache_colors_map;
277         p->next_cache_color = parent->next_cache_color;
278         p->heap_top = (void*)0xdeadbeef; // shouldn't use this.  poisoning.
279         p->env_pgdir = parent->env_pgdir;
280         p->env_cr3 = parent->env_cr3;
281         p->procinfo = parent->procinfo;
282         p->procdata = parent->procdata;
283         /* Don't use ARSCs, they aren't turned on */
284         // p->syscallbackring = not happening
285         p->true_proc = parent;
286         p->vcoreid = vcoreid;
287         /* there is a slight race on the old vcore mapping.  for a brief period, it
288          * is unmapped, but still tracked by the parent.  it's between the unmapping
289          * and the freeing (where the vcore_procs[i] is cleared, which we need to
290          * hold on to until the fake_proc has abandoned core.  a brief spin should
291          * be okay. */
292         spin_on(parent->vcore_procs[vcoreid]);
293         assert(!parent->vcore_procs[vcoreid]);
294         /* map us to the true parent vcoremap */
295         parent->vcore_procs[vcoreid] = p;
296         parent->env_refcnt++;
297
298         memset(&p->env_ancillary_state, 0, sizeof(p->env_ancillary_state));
299         /* env_tf is 0'd in init_trapframe */
300         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
301         proc_init_trapframe(&p->env_tf, vcoreid, p->env_entry,
302                             vcpd->transition_stack);
303
304         *pp = p;
305         atomic_inc(&num_envs);
306
307         printd("[%08x] fake process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
308         return 0;
309 }
310 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
311
312 /* Allocates and initializes a process, with the given parent.  Currently
313  * writes the *p into **pp, and returns 0 on success, < 0 for an error.
314  * Errors include:
315  *  - ENOFREEPID if it can't get a PID
316  *  - ENOMEM on memory exhaustion */
317 static error_t proc_alloc(struct proc *SAFE*SAFE pp, pid_t parent_id)
318 {
319         error_t r;
320         struct proc *p;
321
322         if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
323                 return -ENOMEM;
324
325         { INITSTRUCT(*p)
326
327         // Setup the default map of where to get cache colors from
328         p->cache_colors_map = global_cache_colors_map;
329         p->next_cache_color = 0;
330
331         /* Initialize the address space */
332         if ((r = env_setup_vm(p)) < 0) {
333                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
334                 return r;
335         }
336
337         /* Get a pid, then store a reference in the pid_hash */
338         if (!(p->pid = get_free_pid())) {
339                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
340                 return -ENOFREEPID;
341         }
342         spin_lock(&pid_hash_lock);
343         hashtable_insert(pid_hash, (void*)p->pid, p);
344         spin_unlock(&pid_hash_lock);
345
346         /* Set the basic status variables. */
347         spinlock_init(&p->proc_lock);
348         p->exitcode = 0;
349         p->ppid = parent_id;
350         p->state = PROC_CREATED; // shouldn't go through state machine for init
351         p->env_refcnt = 2; // one for the object, one for the ref we pass back
352         p->env_flags = 0;
353         p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set in load_icode
354         p->procinfo->heap_bottom = (void*)UTEXT;
355         p->heap_top = (void*)UTEXT;
356         memset(&p->resources, 0, sizeof(p->resources));
357         memset(&p->env_ancillary_state, 0, sizeof(p->env_ancillary_state));
358         memset(&p->env_tf, 0, sizeof(p->env_tf));
359
360         /* Initialize the contents of the e->procinfo structure */
361         proc_init_procinfo(p);
362         /* Initialize the contents of the e->procdata structure */
363
364         /* Initialize the generic syscall ring buffer */
365         SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syscallring);
366         /* Initialize the backend of the syscall ring buffer */
367         BACK_RING_INIT(&p->syscallbackring,
368                        &p->procdata->syscallring,
369                        SYSCALLRINGSIZE);
370
371         /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
372         SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
373         /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
374         FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
375                         &p->procdata->syseventring,
376                         SYSEVENTRINGSIZE);
377         *pp = p;
378         atomic_inc(&num_envs);
379
380 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
381         p->true_proc = 0;
382         p->vcoreid = 0;
383         memset(p->vcore_procs, 0, sizeof(p->vcore_procs));
384 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
385
386         frontend_proc_init(p);
387
388         printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
389         } // INIT_STRUCT
390         return 0;
391 }
392
393 /* Creates a process from the specified binary, which is of size size.
394  * Currently, the binary must be a contiguous block of memory, which needs to
395  * change.  On any failure, it just panics, which ought to be sorted. */
396 struct proc *proc_create(uint8_t *binary, size_t size)
397 {
398         struct proc *p;
399         error_t r;
400         pid_t curid;
401
402         curid = (current ? current->pid : 0);
403         if ((r = proc_alloc(&p, curid)) < 0)
404                 panic("proc_create: %e", r); // one of 3 quaint usages of %e.
405         if(binary != NULL)
406                 env_load_icode(p, NULL, binary, size);
407         return p;
408 }
409
410 /* This is called by proc_decref, once the last reference to the process is
411  * gone.  Don't call this otherwise (it will panic).  It will clean up the
412  * address space and deallocate any other used memory. */
413 static void __proc_free(struct proc *p)
414 {
415         physaddr_t pa;
416
417         printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
418         // All parts of the kernel should have decref'd before __proc_free is called
419         assert(p->env_refcnt == 0);
420
421 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
422         if (!is_real_proc(p)) {
423                 printd("Fake proc on core %d unmapping from parent\n", core_id());
424                 p->true_proc->vcore_procs[p->vcoreid] = 0; /* unmap self */
425                 proc_decref(p->true_proc, 1); // might deadlock
426                 kmem_cache_free(proc_cache, p);
427                 return;
428         } else {
429                 /* make sure the kids are dead before spinning */
430                 if (current && !is_real_proc(current)) {
431                         __abandon_core();
432                 }
433                 /* spin til my peeps are dead */
434                 for (int i = 0; i < MAX_NUM_CPUS; i++) {
435                         for (int j = 0; p->vcore_procs[i]; j++) {
436                                 cpu_relax();
437                                 if (j == 10000) {
438                                         printd("Core %d stalled while waiting on peep %d\n",
439                                                core_id(), i);
440                                         //send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[i].pcoreid,
441                                         //                    __death, 0, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
442                                 }
443                         }
444                 }
445         }
446         assert(is_real_proc(p));
447         printd("Core %d really trying to free proc %d (%p)\n", core_id(), p->pid, p);
448 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
449
450         frontend_proc_free(p);
451
452         // Free any colors allocated to this process
453         if(p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
454                 for(int i=0; i<llc_cache->num_colors; i++)
455                         cache_color_free(llc_cache, p->cache_colors_map);
456                 cache_colors_map_free(p->cache_colors_map);
457         }
458
459         // Flush all mapped pages in the user portion of the address space
460         env_user_mem_free(p, 0, UVPT);
461         /* These need to be free again, since they were allocated with a refcnt. */
462         free_cont_pages(p->procinfo, LOG2_UP(PROCINFO_NUM_PAGES));
463         free_cont_pages(p->procdata, LOG2_UP(PROCDATA_NUM_PAGES));
464
465         env_pagetable_free(p);
466         p->env_pgdir = 0;
467         p->env_cr3 = 0;
468
469         /* Remove self from the pid hash, return PID.  Note the reversed order. */
470         spin_lock(&pid_hash_lock);
471         if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)p->pid))
472                 panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
473         spin_unlock(&pid_hash_lock);
474         put_free_pid(p->pid);
475         atomic_dec(&num_envs);
476
477         /* Dealloc the struct proc */
478         kmem_cache_free(proc_cache, p);
479 }
480
481 /* Whether or not actor can control target.  Note we currently don't need
482  * locking for this. TODO: think about that, esp wrt proc's dying. */
483 bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
484 {
485         return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
486 }
487
488 /* Dispatches a process to run, either on the current core in the case of a
489  * RUNNABLE_S, or on its partition in the case of a RUNNABLE_M.  This should
490  * never be called to "restart" a core.  This expects that the "instructions"
491  * for which core(s) to run this on will be in the vcoremap, which needs to be
492  * set externally.
493  *
494  * When a process goes from RUNNABLE_M to RUNNING_M, its vcoremap will be
495  * "packed" (no holes in the vcore->pcore mapping), vcore0 will continue to run
496  * it's old core0 context, and the other cores will come in at the entry point.
497  * Including in the case of preemption.
498  *
499  * This won't return if the current core is going to be one of the processes
500  * cores (either for _S mode or for _M if it's in the vcoremap).  proc_run will
501  * eat your reference if it does not return. */
502 void proc_run(struct proc *p)
503 {
504         bool self_ipi_pending = FALSE;
505         spin_lock(&p->proc_lock);
506
507 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
508         /* this filth is so the state won't affect how it's run.  whenever we call
509          * proc_run, we think we are RUNNABLE_S.  prob issues with DYING. */
510         switch (p->state) {
511                 case (PROC_DYING):
512                         spin_unlock(&p->proc_lock);
513                         printk("Process %d not starting due to async death\n", p->pid);
514                         if (!management_core())
515                                 smp_idle(); // this never returns
516                         return;
517                 case (PROC_RUNNABLE_S):
518                         assert(current != p);
519                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
520                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
521                         p->procinfo->num_vcores = 0;
522                         __map_vcore(p, p->vcoreid, core_id());
523                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
524                         // fallthru
525                 case (PROC_RUNNING_M):
526                         if (p == current)
527                                 p->env_refcnt--; // TODO: (REF) use incref
528                         spin_unlock(&p->proc_lock);
529                         // TODO: HSS!!
530                         // restore fp state from the preempt slot?
531                         disable_irq();
532                         __proc_startcore(p, &p->env_tf);
533                         break;
534                 default:
535                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
536                               __FUNCTION__);
537         }
538         return;
539 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
540
541         switch (p->state) {
542                 case (PROC_DYING):
543                         spin_unlock(&p->proc_lock);
544                         printk("Process %d not starting due to async death\n", p->pid);
545                         // if we're a worker core, smp_idle, o/w return
546                         if (!management_core())
547                                 smp_idle(); // this never returns
548                         return;
549                 case (PROC_RUNNABLE_S):
550                         assert(current != p);
551                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
552                         /* We will want to know where this process is running, even if it is
553                          * only in RUNNING_S.  can use the vcoremap, which makes death easy.
554                          * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
555                          * env_tf. */
556                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
557                         p->procinfo->num_vcores = 0;
558                         __map_vcore(p, 0, core_id()); // sort of.  this needs work.
559                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
560                         /* __proc_startcore assumes the reference we give it is for current.
561                          * Decref if current is already properly set. */
562                         if (p == current)
563                                 p->env_refcnt--; // TODO: (REF) use incref
564                         /* We don't want to process routine messages here, since it's a bit
565                          * different than when we perform a syscall in this process's
566                          * context.  We want interrupts disabled so that if there was a
567                          * routine message on the way, we'll get the interrupt once we pop
568                          * back to userspace.  */
569                         spin_unlock(&p->proc_lock);
570                         disable_irq();
571                         __proc_startcore(p, &p->env_tf);
572                         break;
573                 case (PROC_RUNNABLE_M):
574                         /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
575                          * this process.  It is set outside proc_run.  For the kernel
576                          * message, a0 = struct proc*, a1 = struct trapframe*.   */
577                         if (p->procinfo->num_vcores) {
578                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
579                                 /* Up the refcnt, since num_vcores are going to start using this
580                                  * process and have it loaded in their 'current'. */
581                                 p->env_refcnt += p->procinfo->num_vcores; // TODO: (REF) use incref
582                                 /* If the core we are running on is in the vcoremap, we will get
583                                  * an IPI (once we reenable interrupts) and never return. */
584                                 if (is_mapped_vcore(p, core_id()))
585                                         self_ipi_pending = TRUE;
586                                 for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
587                                         send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[i].pcoreid,
588                                                             (void *)__startcore, (void *)p, 0, 0,
589                                                             KMSG_ROUTINE);
590                         } else {
591                                 warn("Tried to proc_run() an _M with no vcores!");
592                         }
593                         /* Unlock and decref/wait for the IPI if one is pending.  This will
594                          * eat the reference if we aren't returning.
595                          *
596                          * There a subtle race avoidance here.  __proc_startcore can handle
597                          * a death message, but we can't have the startcore come after the
598                          * death message.  Otherwise, it would look like a new process.  So
599                          * we hold the lock til after we send our message, which prevents a
600                          * possible death message.
601                          * - Note there is no guarantee this core's interrupts were on, so
602                          *   it may not get the message for a while... */
603                         spin_unlock(&p->proc_lock);
604                         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
605                         break;
606                 default:
607                         spin_unlock(&p->proc_lock);
608                         panic("Invalid process state %p in proc_run()!!", p->state);
609         }
610 }
611
612 /* Actually runs the given context (trapframe) of process p on the core this
613  * code executes on.  This is called directly by __startcore, which needs to
614  * bypass the routine_kmsg check.  Interrupts should be off when you call this.
615  *
616  * A note on refcnting: this function will not return, and your proc reference
617  * will end up stored in current.  This will make no changes to p's refcnt, so
618  * do your accounting such that there is only the +1 for current.  This means if
619  * it is already in current (like in the trap return path), don't up it.  If
620  * it's already in current and you have another reference (like pid2proc or from
621  * an IPI), then down it (which is what happens in __startcore()).  If it's not
622  * in current and you have one reference, like proc_run(non_current_p), then
623  * also do nothing.  The refcnt for your *p will count for the reference stored
624  * in current. */
625 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
626 {
627         assert(!irq_is_enabled());
628         /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
629         if (p != current) {
630                 /* Do not incref here.  We were given the reference to current,
631                  * pre-upped. */
632                 lcr3(p->env_cr3);
633                 /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
634                  * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
635                  * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
636                  * but is the fallback. */
637                 if (current)
638                         proc_decref(current, 1);
639                 set_current_proc(p);
640         }
641         /* need to load our silly state, preferably somewhere other than here so we
642          * can avoid the case where the context was just running here.  it's not
643          * sufficient to do it in the "new process" if-block above (could be things
644          * like page faults that cause us to keep the same process, but want a
645          * different context.
646          * for now, we load this silly state here. (TODO) (HSS)
647          * We also need this to be per trapframe, and not per process...
648          * For now / OSDI, only load it when in _S mode.  _M mode was handled in
649          * __startcore.  */
650         if (p->state == PROC_RUNNING_S)
651                 env_pop_ancillary_state(p);
652         env_pop_tf(tf);
653 }
654
655 /* Restarts the given context (trapframe) of process p on the core this code
656  * executes on.  Calls an internal function to do the work.
657  *
658  * In case there are pending routine messages, like __death, __preempt, or
659  * __notify, we need to run them.  Alternatively, if there are any, we could
660  * self_ipi, and run the messages immediately after popping back to userspace,
661  * but that would have crappy overhead.
662  *
663  * Refcnting: this will not return, and it assumes that you've accounted for
664  * your reference as if it was the ref for "current" (which is what happens when
665  * returning from local traps and such. */
666 void proc_restartcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
667 {
668         /* Need ints disabled when we return from processing (race) */
669         disable_irq();
670         process_routine_kmsg();
671         __proc_startcore(p, tf);
672 }
673
674 /*
675  * Destroys the given process.  This may be called from another process, a light
676  * kernel thread (no real process context), asynchronously/cross-core, or from
677  * the process on its own core.
678  *
679  * Here's the way process death works:
680  * 0. grab the lock (protects state transition and core map)
681  * 1. set state to dying.  that keeps the kernel from doing anything for the
682  * process (like proc_running it).
683  * 2. figure out where the process is running (cross-core/async or RUNNING_M)
684  * 3. IPI to clean up those cores (decref, etc).
685  * 4. Unlock
686  * 5. Clean up your core, if applicable
687  * (Last core/kernel thread to decref cleans up and deallocates resources.)
688  *
689  * Note that some cores can be processing async calls, but will eventually
690  * decref.  Should think about this more, like some sort of callback/revocation.
691  *
692  * This will eat your reference if it won't return.  Note that this function
693  * needs to change anyways when we make __death more like __preempt.  (TODO) */
694 void proc_destroy(struct proc *p)
695 {
696         bool self_ipi_pending = FALSE;
697
698 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
699         /* in case a fake proc tries to kill themselves directly */
700         if (!is_real_proc(p)) {
701                 printd("Trying to destroy a fake proc, will kill true proc\n");
702                 proc_destroy(p->true_proc);
703                 return;
704         }
705 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
706
707         spin_lock(&p->proc_lock);
708
709         /* TODO: (DEATH) look at this again when we sort the __death IPI */
710 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
711         if ((current == p) || (current && (current->true_proc == p)))
712 #else
713         if (current == p)
714 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
715                 self_ipi_pending = TRUE;
716
717         switch (p->state) {
718                 case PROC_DYING: // someone else killed this already.
719                         spin_unlock(&p->proc_lock);
720                         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
721                         return;
722                 case PROC_RUNNABLE_M:
723                         /* Need to reclaim any cores this proc might have, even though it's
724                          * not running yet. */
725                         __proc_take_allcores(p, NULL, NULL, NULL, NULL);
726                         // fallthrough
727                 case PROC_RUNNABLE_S:
728                         // Think about other lists, like WAITING, or better ways to do this
729                         deschedule_proc(p);
730                         break;
731                 case PROC_RUNNING_S:
732                         #if 0
733                         // here's how to do it manually
734                         if (current == p) {
735                                 lcr3(boot_cr3);
736                                 proc_decref(p, 1); // this decref is for the cr3
737                                 current = NULL;
738                         }
739                         #endif
740                         send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[0].pcoreid, __death,
741                                            (void *SNT)0, (void *SNT)0, (void *SNT)0,
742                                            KMSG_ROUTINE);
743                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
744                         // TODO: might need to sort num_vcores too later (VC#)
745                         /* vcore is unmapped on the receive side */
746                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
747                         #if 0
748                         /* right now, RUNNING_S only runs on a mgmt core (0), not cores
749                          * managed by the idlecoremap.  so don't do this yet. */
750                         put_idle_core(p->procinfo->vcoremap[0].pcoreid);
751                         #endif
752                         break;
753                 case PROC_RUNNING_M:
754                         /* Send the DEATH message to every core running this process, and
755                          * deallocate the cores.
756                          * The rule is that the vcoremap is set before proc_run, and reset
757                          * within proc_destroy */
758                         __proc_take_allcores(p, __death, (void *SNT)0, (void *SNT)0,
759                                              (void *SNT)0);
760                         break;
761                 default:
762                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
763                               __FUNCTION__);
764         }
765         __proc_set_state(p, PROC_DYING);
766         /* this decref is for the process in general */
767         p->env_refcnt--; // TODO (REF)
768         //proc_decref(p, 1);
769
770         /* Unlock and possible decref and wait.  A death IPI should be on its way,
771          * either from the RUNNING_S one, or from proc_take_cores with a __death.
772          * in general, interrupts should be on when you call proc_destroy locally,
773          * but currently aren't for all things (like traphandlers). */
774         spin_unlock(&p->proc_lock);
775         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
776         return;
777 }
778
779 /* Helper function.  Starting from prev, it will find the next free vcoreid,
780  * which is the next vcore that is not valid.
781  * You better hold the lock before calling this. */
782 static uint32_t get_free_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev)
783 {
784         uint32_t i;
785         for (i = prev; i < MAX_NUM_CPUS; i++)
786                 if (!p->procinfo->vcoremap[i].valid)
787                         break;
788         if (i + 1 >= MAX_NUM_CPUS)
789                 warn("At the end of the vcorelist.  Might want to check that out.");
790         return i;
791 }
792
793 /* Helper function.  Starting from prev, it will find the next busy vcoreid,
794  * which is the next vcore that is valid.
795  * You better hold the lock before calling this. */
796 static uint32_t get_busy_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev)
797 {
798         uint32_t i;
799         for (i = prev; i < MAX_NUM_CPUS; i++)
800                 if (p->procinfo->vcoremap[i].valid)
801                         break;
802         if (i + 1 >= MAX_NUM_CPUS)
803                 warn("At the end of the vcorelist.  Might want to check that out.");
804         return i;
805 }
806
807 /* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  Hold the lock before
808  * calling. */
809 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
810 {
811         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
812 }
813
814 /* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
815  * You better hold the lock before calling this.  Panics on failure. */
816 static uint32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
817 {
818         assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
819         return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
820 }
821
822 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
823  * - If RUNNING_S, you just give up your time slice and will eventually return.
824  * - If RUNNING_M, you give up the current vcore (which never returns), and
825  *   adjust the amount of cores wanted/granted.
826  * - If you have only one vcore, you switch to RUNNABLE_M.  When you run again,
827  *   you'll have one guaranteed core, starting from the entry point.
828  *
829  * - RES_CORES amt_wanted will be the amount running after taking away the
830  *   yielder, unless there are none left, in which case it will be 1.
831  *
832  * If the call is being nice, it means that it is in response to a preemption
833  * (which needs to be checked).  If there is no preemption pending, just return.
834  * No matter what, don't adjust the number of cores wanted.
835  *
836  * This usually does not return (abandon_core()), so it will eat your reference.
837  * */
838 void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
839 {
840         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
841         struct vcore *vc = &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
842
843 #ifdef __CONFIG_OSDI__
844         bool new_idle_core = FALSE;
845 #endif /* __CONFIG_OSDI__ */
846
847         /* no reason to be nice, return */
848         if (being_nice && !vc->preempt_pending)
849                 return;
850
851 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
852         if (p->state == (PROC_RUNNING_M | PROC_DYING))
853                 return;
854 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
855
856         spin_lock(&p->proc_lock); /* horrible scalability.  =( */
857
858         /* fate is sealed, return and take the preempt message on the way out.
859          * we're making this check while holding the lock, since the preemptor
860          * should hold the lock when sending messages. */
861         if (vc->preempt_served) {
862                 spin_unlock(&p->proc_lock);
863                 return;
864         }
865         /* no need to preempt later, since we are yielding (nice or otherwise) */
866         if (vc->preempt_pending)
867                 vc->preempt_pending = 0;
868
869         switch (p->state) {
870                 case (PROC_RUNNING_S):
871                         p->env_tf= *current_tf;
872                         env_push_ancillary_state(p); // TODO: (HSS)
873                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
874                         schedule_proc(p);
875                         break;
876                 case (PROC_RUNNING_M):
877                         printd("[K] Process %d (%p) is yielding on vcore %d\n", p->pid, p,
878                                get_vcoreid(p, core_id()));
879                         /* TODO: (RMS) the Scheduler cannot handle the Runnable Ms (RMS), so
880                          * don't yield the last vcore.  It's ghetto and for OSDI, but it
881                          * needs to be fixed for all builds, not just CONFIG_OSDI. */
882                         if (p->procinfo->num_vcores == 1) {
883                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
884                                 return;
885                         }
886                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
887                         // give up core
888                         __unmap_vcore(p, get_vcoreid(p, core_id()));
889                         p->resources[RES_CORES].amt_granted = --(p->procinfo->num_vcores);
890                         if (!being_nice)
891                                 p->resources[RES_CORES].amt_wanted = p->procinfo->num_vcores;
892                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
893                         // add to idle list
894                         put_idle_core(core_id());
895 #ifdef __CONFIG_OSDI__
896                         new_idle_core = TRUE;
897 #endif /* __CONFIG_OSDI__ */
898                         // last vcore?  then we really want 1, and to yield the gang
899                         // TODO: (RMS) will actually do this.
900                         if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
901                                 p->resources[RES_CORES].amt_wanted = 1;
902                                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
903                                 schedule_proc(p);
904                         }
905                         break;
906                 default:
907                         // there are races that can lead to this (async death, preempt, etc)
908                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
909                               __FUNCTION__);
910         }
911         spin_unlock(&p->proc_lock);
912         proc_decref(p, 1); // need to eat the ref passed in.
913 #ifdef __CONFIG_OSDI__
914         /* If there was a change to the idle cores, try and give our core to someone who was
915          * preempted.  core_request likely won't return.  if that happens, p's
916          * context ought to be cleaned up in the proc_startcore of the new guy. (if
917          * we actually yielded)
918          * TODO: (RMS) do this more intelligently e.g.: kick_scheduler(); */
919         extern struct proc *victim;
920         if (new_idle_core && victim) {
921                 /* this ghetto victim pointer is not an edible reference, and core
922                  * request will eat it when it doesn't return. */
923                 proc_incref(victim, 1);
924                 core_request(victim);
925                 proc_decref(victim, 1);
926         }
927 #endif /* __CONFIG_OSDI__ */
928         /* Clean up the core and idle.  For mgmt cores, they will ultimately call
929          * manager, which will call schedule() and will repick the yielding proc. */
930         abandon_core();
931 }
932
933 /* If you expect to notify yourself, cleanup state and process_routine_kmsg() */
934 void do_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid, unsigned int notif,
935                struct notif_event *ne)
936 {
937         printd("sending notif %d to proc %p\n", notif, p);
938         assert(notif < MAX_NR_NOTIF);
939         if (ne)
940                 assert(notif == ne->ne_type);
941
942         struct notif_method *nm = &p->procdata->notif_methods[notif];
943         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
944
945         printd("nm = %p, vcpd = %p\n", nm, vcpd);
946         /* enqueue notif message or toggle bits */
947         if (ne && nm->flags & NOTIF_MSG) {
948                 if (bcq_enqueue(&vcpd->notif_evts, ne, NR_PERCORE_EVENTS, 4)) {
949                         atomic_inc((atomic_t)&vcpd->event_overflows); // careful here
950                         SET_BITMASK_BIT_ATOMIC(vcpd->notif_bmask, notif);
951                 }
952         } else {
953                 SET_BITMASK_BIT_ATOMIC(vcpd->notif_bmask, notif);
954         }
955
956         /* Active notification */
957         /* TODO: Currently, there is a race for notif_pending, and multiple senders
958          * can send an IPI.  Worst thing is that the process gets interrupted
959          * briefly and the kernel immediately returns back once it realizes notifs
960          * are masked.  To fix it, we'll need atomic_swapb() (right answer), or not
961          * use a bool. (wrong answer). */
962         if (nm->flags & NOTIF_IPI && !vcpd->notif_pending) {
963                 vcpd->notif_pending = TRUE;
964                 if (vcpd->notif_enabled) {
965                         /* GIANT WARNING: we aren't using the proc-lock to protect the
966                          * vcoremap.  We want to be able to use this from interrupt context,
967                          * and don't want the proc_lock to be an irqsave.
968                          */
969                         if ((p->state & PROC_RUNNING_M) && // TODO: (VC#) (_S state)
970                                       (p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid)) {
971                                 printd("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
972                                 send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid,
973                                                     __notify, p, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
974                         } else { // TODO: think about this, fallback, etc
975                                 warn("Vcore unmapped, not receiving an active notif");
976                         }
977                 }
978         }
979 }
980
981 /* Sends notification number notif to proc p.  Meant for generic notifications /
982  * reference implementation.  do_notify does the real work.  This one mostly
983  * just determines where the notif should be sent, other checks, etc.
984  * Specifically, it handles the parameters of notif_methods.  If you happen to
985  * notify yourself, make sure you process routine kmsgs. */
986 void proc_notify(struct proc *p, unsigned int notif, struct notif_event *ne)
987 {
988         assert(notif < MAX_NR_NOTIF); // notifs start at 0
989         struct notif_method *nm = &p->procdata->notif_methods[notif];
990         struct notif_event local_ne;
991
992         /* Caller can opt to not send an NE, in which case we use the notif */
993         if (!ne) {
994                 ne = &local_ne;
995                 ne->ne_type = notif;
996         }
997
998         if (!(nm->flags & NOTIF_WANTED))
999                 return;
1000         do_notify(p, nm->vcoreid, ne->ne_type, ne);
1001 }
1002
1003 /************************  Preemption Functions  ******************************
1004  * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
1005  *
1006  * Careful about what takes a vcoreid and what takes a pcoreid.  Also, there may
1007  * be weird glitches with setting the state to RUNNABLE_M.  It is somewhat in
1008  * flux.  The num_vcores is changed after take_cores, but some of the messages
1009  * (or local traps) may not yet be ready to handle seeing their future state.
1010  * But they should be, so fix those when they pop up.
1011  *
1012  * TODO: (RMS) we need to actually make the scheduler handle RUNNABLE_Ms and
1013  * then schedule these, or change proc_destroy to not assume they need to be
1014  * descheduled.
1015  *
1016  * Another thing to do would be to make the _core functions take a pcorelist,
1017  * and not just one pcoreid. */
1018
1019 /* Sets a preempt_pending warning for p's vcore, to go off 'when'.  If you care
1020  * about locking, do it before calling.  Takes a vcoreid! */
1021 void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when)
1022 {
1023         /* danger with doing this unlocked: preempt_pending is set, but never 0'd,
1024          * since it is unmapped and not dealt with (TODO)*/
1025         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = when;
1026         /* notify, if they want to hear about this event.  regardless of how they
1027          * want it, we can send this as a bit.  Subject to change. */
1028         if (p->procdata->notif_methods[NE_PREEMPT_PENDING].flags | NOTIF_WANTED)
1029                 do_notify(p, vcoreid, NE_PREEMPT_PENDING, 0);
1030         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1031          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1032 }
1033
1034 /* Warns all active vcores of an impending preemption.  Hold the lock if you
1035  * care about the mapping (and you should). */
1036 void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when)
1037 {
1038         uint32_t active_vcoreid = 0;
1039         for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
1040                 active_vcoreid = get_busy_vcoreid(p, active_vcoreid);
1041                 __proc_preempt_warn(p, active_vcoreid, when);
1042                 active_vcoreid++;
1043         }
1044         /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
1045          * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
1046 }
1047
1048 // TODO: function to set an alarm, if none is outstanding
1049
1050 /* Raw function to preempt a single core.  Returns TRUE if the calling core will
1051  * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
1052 bool __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1053 {
1054         uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
1055
1056         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = TRUE;
1057         // expects a pcorelist.  assumes pcore is mapped and running_m
1058         return __proc_take_cores(p, &pcoreid, 1, __preempt, p, 0, 0);
1059 }
1060
1061 /* Raw function to preempt every vcore.  Returns TRUE if the calling core will
1062  * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
1063 bool __proc_preempt_all(struct proc *p)
1064 {
1065         /* instead of doing this, we could just preempt_served all possible vcores,
1066          * and not just the active ones.  We would need to sort out a way to deal
1067          * with stale preempt_serveds first.  This might be just as fast anyways. */
1068         uint32_t active_vcoreid = 0;
1069         for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
1070                 active_vcoreid = get_busy_vcoreid(p, active_vcoreid);
1071                 p->procinfo->vcoremap[active_vcoreid].preempt_served = TRUE;
1072                 active_vcoreid++;
1073         }
1074         return __proc_take_allcores(p, __preempt, p, 0, 0);
1075 }
1076
1077 /* Warns and preempts a vcore from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1078  * warning will be for u usec from now. */
1079 void proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec)
1080 {
1081         bool self_ipi_pending = FALSE;
1082         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec * 1000000 / system_timing.tsc_freq;
1083
1084         /* DYING could be okay */
1085         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1086                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1087                 return;
1088         }
1089         spin_lock(&p->proc_lock);
1090         if (is_mapped_vcore(p, pcoreid)) {
1091                 __proc_preempt_warn(p, get_vcoreid(p, pcoreid), warn_time);
1092                 self_ipi_pending = __proc_preempt_core(p, pcoreid);
1093         } else {
1094                 warn("Pcore doesn't belong to the process!!");
1095         }
1096         /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
1097          * to schedule it */
1098         #if 0
1099         if (!p->procinfo->num_vcores) {
1100                 __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1101                 schedule_proc(p);
1102         }
1103         #endif
1104         spin_unlock(&p->proc_lock);
1105         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
1106 }
1107
1108 /* Warns and preempts all from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
1109  * warning will be for u usec from now. */
1110 void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec)
1111 {
1112         bool self_ipi_pending = FALSE;
1113         uint64_t warn_time = read_tsc() + usec * 1000000 / system_timing.tsc_freq;
1114
1115         spin_lock(&p->proc_lock);
1116         /* DYING could be okay */
1117         if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
1118                 warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
1119                 spin_unlock(&p->proc_lock);
1120                 return;
1121         }
1122         __proc_preempt_warnall(p, warn_time);
1123         self_ipi_pending = __proc_preempt_all(p);
1124         assert(!p->procinfo->num_vcores);
1125         /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
1126          * to schedule it */
1127         #if 0
1128         __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
1129         schedule_proc(p);
1130         #endif
1131         spin_unlock(&p->proc_lock);
1132         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
1133 }
1134
1135 /* Give the specific pcore to proc p.  Lots of assumptions, so don't really use
1136  * this.  The proc needs to be _M and prepared for it.  the pcore needs to be
1137  * free, etc. */
1138 void proc_give(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
1139 {
1140         bool self_ipi_pending = FALSE;
1141
1142         spin_lock(&p->proc_lock);
1143         // expects a pcorelist, we give it a list of one
1144         self_ipi_pending = __proc_give_cores(p, &pcoreid, 1);
1145         spin_unlock(&p->proc_lock);
1146         __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
1147 }
1148
1149 /* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
1150  * out). */
1151 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
1152 {
1153         uint32_t vcoreid;
1154         // TODO: the code currently doesn't track the vcoreid properly for _S (VC#)
1155         spin_lock(&p->proc_lock);
1156         switch (p->state) {
1157                 case PROC_RUNNING_S:
1158                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1159                         return 0; // TODO: here's the ugly part
1160                 case PROC_RUNNING_M:
1161                         vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
1162                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1163                         return vcoreid;
1164                 case PROC_DYING: // death message is on the way
1165                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1166                         return 0;
1167                 default:
1168                         spin_unlock(&p->proc_lock);
1169                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1170                               __FUNCTION__);
1171         }
1172 }
1173
1174 /* Gives process p the additional num cores listed in pcorelist.  You must be
1175  * RUNNABLE_M or RUNNING_M before calling this.  If you're RUNNING_M, this will
1176  * startup your new cores at the entry point with their virtual IDs (or restore
1177  * a preemption).  If you're RUNNABLE_M, you should call proc_run after this so
1178  * that the process can start to use its cores.
1179  *
1180  * If you're *_S, make sure your core0's TF is set (which is done when coming in
1181  * via arch/trap.c and we are RUNNING_S), change your state, then call this.
1182  * Then call proc_run().
1183  *
1184  * The reason I didn't bring the _S cases from core_request over here is so we
1185  * can keep this family of calls dealing with only *_Ms, to avoiding caring if
1186  * this is called from another core, and to avoid the need_to_idle business.
1187  * The other way would be to have this function have the side effect of changing
1188  * state, and finding another way to do the need_to_idle.
1189  *
1190  * The returned bool signals whether or not a stack-crushing IPI will come in
1191  * once you unlock after this function.
1192  *
1193  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1194 bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist, size_t num)
1195 { TRUSTEDBLOCK
1196 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
1197         assert(is_real_proc(p));
1198 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1199         bool self_ipi_pending = FALSE;
1200         uint32_t free_vcoreid = 0;
1201         switch (p->state) {
1202                 case (PROC_RUNNABLE_S):
1203                 case (PROC_RUNNING_S):
1204                         panic("Don't give cores to a process in a *_S state!\n");
1205                         break;
1206                 case (PROC_DYING):
1207                         panic("Attempted to give cores to a DYING process.\n");
1208                         break;
1209                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1210                         // set up vcoremap.  list should be empty, but could be called
1211                         // multiple times before proc_running (someone changed their mind?)
1212                         if (p->procinfo->num_vcores) {
1213                                 printk("[kernel] Yaaaaaarrrrr!  Giving extra cores, are we?\n");
1214                                 // debugging: if we aren't packed, then there's a problem
1215                                 // somewhere, like someone forgot to take vcores after
1216                                 // preempting.
1217                                 for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
1218                                         assert(p->procinfo->vcoremap[i].valid);
1219                         }
1220                         // add new items to the vcoremap
1221 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
1222                         __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
1223                         // want an extra one since res_req jacked on on our transition
1224                         p->env_refcnt++;
1225 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1226                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1227                         for (int i = 0; i < num; i++) {
1228                                 // find the next free slot, which should be the next one
1229                                 free_vcoreid = get_free_vcoreid(p, free_vcoreid);
1230                                 printd("setting vcore %d to pcore %d\n", free_vcoreid,
1231                                        pcorelist[i]);
1232                                 __map_vcore(p, free_vcoreid, pcorelist[i]);
1233                                 p->procinfo->num_vcores++;
1234 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
1235                                 struct proc *fake_proc;
1236                                 /* every vcore is a fake proc */
1237                                 fake_proc_alloc(&fake_proc, p, free_vcoreid);
1238                                 local_schedule_proc(pcorelist[i], fake_proc);
1239 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1240                         }
1241                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1242                         break;
1243                 case (PROC_RUNNING_M):
1244                         /* Up the refcnt, since num cores are going to start using this
1245                          * process and have it loaded in their 'current'. */
1246                         // TODO: (REF) use proc_incref once we have atomics
1247 #ifndef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ // the refcnt is done in fake_proc_alloc
1248                         p->env_refcnt += num;
1249 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1250                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1251                         for (int i = 0; i < num; i++) {
1252                                 free_vcoreid = get_free_vcoreid(p, free_vcoreid);
1253                                 printd("setting vcore %d to pcore %d\n", free_vcoreid,
1254                                        pcorelist[i]);
1255                                 __map_vcore(p, free_vcoreid, pcorelist[i]);
1256                                 p->procinfo->num_vcores++;
1257 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
1258                                 struct proc *fake_proc;
1259                                 fake_proc_alloc(&fake_proc, p, free_vcoreid);
1260                                 local_schedule_proc(pcorelist[i], fake_proc);
1261 #else
1262                                 send_kernel_message(pcorelist[i], __startcore, p, 0, 0,
1263                                                     KMSG_ROUTINE);
1264 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1265                                 if (pcorelist[i] == core_id())
1266                                         self_ipi_pending = TRUE;
1267                         }
1268                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1269                         break;
1270                 default:
1271                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1272                               __FUNCTION__);
1273         }
1274         p->resources[RES_CORES].amt_granted += num;
1275         return self_ipi_pending;
1276 }
1277
1278 /* Makes process p's coremap look like pcorelist (add, remove, etc).  Caller
1279  * needs to know what cores are free after this call (removed, failed, etc).
1280  * This info will be returned via corelist and *num.  This will send message to
1281  * any cores that are getting removed.
1282  *
1283  * Before implementing this, we should probably think about when this will be
1284  * used.  Implies preempting for the message.  The more that I think about this,
1285  * the less I like it.  For now, don't use this, and think hard before
1286  * implementing it.
1287  *
1288  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1289 bool __proc_set_allcores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
1290                          size_t *num, amr_t message,TV(a0t) arg0,
1291                          TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
1292 {
1293         panic("Set all cores not implemented.\n");
1294 }
1295
1296 /* Takes from process p the num cores listed in pcorelist, using the given
1297  * message for the kernel message (__death, __preempt, etc).  Like the others
1298  * in this function group, bool signals whether or not an IPI is pending.
1299  *
1300  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1301 bool __proc_take_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
1302                        size_t num, amr_t message, TV(a0t) arg0,
1303                        TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
1304 { TRUSTEDBLOCK
1305 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
1306         assert(is_real_proc(p));
1307         assert(0);
1308 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1309         uint32_t vcoreid, pcoreid;
1310         bool self_ipi_pending = FALSE;
1311         switch (p->state) {
1312                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1313                         assert(!message);
1314                         break;
1315                 case (PROC_RUNNING_M):
1316                         assert(message);
1317                         break;
1318                 default:
1319                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1320                               __FUNCTION__);
1321         }
1322         spin_lock(&idle_lock);
1323         assert((num <= p->procinfo->num_vcores) &&
1324                (num_idlecores + num <= num_cpus));
1325         spin_unlock(&idle_lock);
1326         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1327         for (int i = 0; i < num; i++) {
1328                 vcoreid = get_vcoreid(p, pcorelist[i]);
1329                 // while ugly, this is done to facilitate merging with take_all_cores
1330                 pcoreid = p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
1331                 assert(pcoreid == pcorelist[i]);
1332                 if (message) {
1333                         if (pcoreid == core_id())
1334                                 self_ipi_pending = TRUE;
1335                         send_kernel_message(pcoreid, message, arg0, arg1, arg2,
1336                                             KMSG_ROUTINE);
1337                 } else {
1338                         /* if there was a msg, the vcore is unmapped on the receive side.
1339                          * o/w, we need to do it here. */
1340                         __unmap_vcore(p, vcoreid);
1341                 }
1342                 // give the pcore back to the idlecoremap
1343                 put_idle_core(pcoreid);
1344         }
1345         p->procinfo->num_vcores -= num;
1346         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1347         p->resources[RES_CORES].amt_granted -= num;
1348         return self_ipi_pending;
1349 }
1350
1351 /* Takes all cores from a process, which must be in an _M state.  Cores are
1352  * placed back in the idlecoremap.  If there's a message, such as __death or
1353  * __preempt, it will be sent to the cores.  The bool signals whether or not an
1354  * IPI is coming in once you unlock.
1355  *
1356  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
1357 bool __proc_take_allcores(struct proc *SAFE p, amr_t message,
1358                           TV(a0t) arg0, TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
1359 {
1360 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
1361         assert(is_real_proc(p));
1362 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1363         uint32_t active_vcoreid = 0, pcoreid;
1364         bool self_ipi_pending = FALSE;
1365         switch (p->state) {
1366                 case (PROC_RUNNABLE_M):
1367                         assert(!message);
1368                         break;
1369                 case (PROC_RUNNING_M):
1370                         assert(message);
1371                         break;
1372                 default:
1373                         panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
1374                               __FUNCTION__);
1375         }
1376         spin_lock(&idle_lock);
1377         assert(num_idlecores + p->procinfo->num_vcores <= num_cpus); // sanity
1378         spin_unlock(&idle_lock);
1379         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1380 #ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
1381         /* Decref each child, so they will free themselves when they unmap */
1382         for (int i = 1; i < MAX_NUM_CPUS; i++) {
1383                 if (p->vcore_procs[i])
1384                         proc_decref(p->vcore_procs[i], 1);
1385         }
1386 #endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
1387         for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
1388                 // find next active vcore
1389                 active_vcoreid = get_busy_vcoreid(p, active_vcoreid);
1390                 pcoreid = p->procinfo->vcoremap[active_vcoreid].pcoreid;
1391                 if (message) {
1392                         if (pcoreid == core_id())
1393                                 self_ipi_pending = TRUE;
1394                         send_kernel_message(pcoreid, message, arg0, arg1, arg2,
1395                                             KMSG_ROUTINE);
1396                 } else {
1397                         /* if there was a msg, the vcore is unmapped on the receive side.
1398                          * o/w, we need to do it here. */
1399                         __unmap_vcore(p, active_vcoreid);
1400                 }
1401                 // give the pcore back to the idlecoremap
1402                 put_idle_core(pcoreid);
1403                 active_vcoreid++; // for the next loop, skip the one we just used
1404         }
1405         p->procinfo->num_vcores = 0;
1406         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
1407         p->resources[RES_CORES].amt_granted = 0;
1408         return self_ipi_pending;
1409 }
1410
1411 /* Helper, to be used when a proc management kmsg should be on its way.  This
1412  * used to also unlock and then handle the message, back when the proc_lock was
1413  * an irqsave, and we had an IPI pending.  Now we use routine kmsgs.  If a msg
1414  * is pending, this needs to decref (to eat the reference of the caller) and
1415  * then process the message.  Unlock before calling this, since you might not
1416  * return.
1417  *
1418  * There should already be a kmsg waiting for us, since when we checked state to
1419  * see a message was coming, the message had already been sent before unlocking.
1420  * Note we do not need interrupts enabled for this to work (you can receive a
1421  * message before its IPI by polling), though in most cases they will be.
1422  *
1423  * TODO: consider inlining this, so __FUNCTION__ works (will require effort in
1424  * core_request(). */
1425 void __proc_kmsg_pending(struct proc *p, bool ipi_pending)
1426 {
1427         if (ipi_pending) {
1428                 proc_decref(p, 1);
1429                 process_routine_kmsg();
1430                 panic("stack-killing kmsg not found in %s!!!", __FUNCTION__);
1431         }
1432 }
1433
1434 /* Helper to do the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1435  * calling. */
1436 void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid)
1437 {
1438         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid = pcoreid;
1439         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = TRUE;
1440         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid = vcoreid;
1441         p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid = TRUE;
1442 }
1443
1444 /* Helper to unmap the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
1445  * calling. */
1446 void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
1447 {
1448         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = FALSE;
1449         p->procinfo->pcoremap[p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid].valid = FALSE;
1450 }
1451
1452 /* This takes a referenced process and ups the refcnt by count.  If the refcnt
1453  * was already 0, then someone has a bug, so panic.  Check out the Documentation
1454  * for brutal details about refcnting.
1455  *
1456  * Implementation aside, the important thing is that we atomically increment
1457  * only if it wasn't already 0.  If it was 0, panic.
1458  *
1459  * TODO: (REF) change to use CAS / atomics. */
1460 void proc_incref(struct proc *p, size_t count)
1461 {
1462         spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
1463         if (p->env_refcnt)
1464                 p->env_refcnt += count;
1465         else
1466                 panic("Tried to incref a proc with no existing references!");
1467         spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
1468 }
1469
1470 /* When the kernel is done with a process, it decrements its reference count.
1471  * When the count hits 0, no one is using it and it should be freed.  "Last one
1472  * out" actually finalizes the death of the process.  This is tightly coupled
1473  * with the previous function (incref)
1474  *
1475  * TODO: (REF) change to use CAS.  Note that when we do so, we may be holding
1476  * the process lock when calling __proc_free().  Think about what order to do
1477  * those calls in (unlock, then decref?), and the race with someone unlocking
1478  * while someone else is __proc_free()ing. */
1479 void proc_decref(struct proc *p, size_t count)
1480 {
1481         spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
1482         p->env_refcnt -= count;
1483         size_t refcnt = p->env_refcnt; // need to copy this in so it's not reloaded
1484         spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
1485         // if we hit 0, no one else will increment and we can check outside the lock
1486         if (!refcnt)
1487                 __proc_free(p);
1488         if (refcnt < 0)
1489                 panic("Too many decrefs!");
1490 }
1491
1492 /* Stop running whatever context is on this core, load a known-good cr3, and
1493  * 'idle'.  Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the
1494  * process's context. */
1495 void abandon_core(void)
1496 {
1497         if (current)
1498                 __abandon_core();
1499         smp_idle();
1500 }
1501
1502 /* Will send a TLB shootdown message to every vcore in the main address space
1503  * (aka, all vcores for now).  The message will take the start and end virtual
1504  * addresses as well, in case we want to be more clever about how much we
1505  * shootdown and batching our messages.  Should do the sanity about rounding up
1506  * and down in this function too.
1507  *
1508  * Hold the proc_lock before calling this.
1509  *
1510  * Would be nice to have a broadcast kmsg at this point.  Note this may send a
1511  * message to the calling core (interrupting it, possibly while holding the
1512  * proc_lock).  We don't need to process routine messages since it's an
1513  * immediate message. */
1514 void __proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end)
1515 {
1516         uint32_t active_vcoreid = 0, pcoreid;
1517         /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
1518         for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
1519                 /* find next active vcore */
1520                 active_vcoreid = get_busy_vcoreid(p, active_vcoreid);
1521                 pcoreid = p->procinfo->vcoremap[active_vcoreid].pcoreid;
1522                 send_kernel_message(pcoreid, __tlbshootdown, (void*)start, (void*)end,
1523                                     (void*)0, KMSG_IMMEDIATE);
1524                 active_vcoreid++; /* for the next loop, skip the one we just used */
1525         }
1526 }
1527
1528 /* Kernel message handler to start a process's context on this core.  Tightly
1529  * coupled with proc_run().  Interrupts are disabled. */
1530 void __startcore(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1, void *a2)
1531 {
1532         uint32_t pcoreid = core_id(), vcoreid;
1533         struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
1534         struct trapframe local_tf;
1535         struct preempt_data *vcpd;
1536
1537         assert(p_to_run);
1538         /* the sender of the amsg increfed, thinking we weren't running current. */
1539         if (p_to_run == current)
1540                 proc_decref(p_to_run, 1);
1541         vcoreid = get_vcoreid(p_to_run, pcoreid);
1542         vcpd = &p_to_run->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1543         printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1544                pcoreid, p_to_run->pid, vcoreid);
1545
1546         if (seq_is_locked(vcpd->preempt_tf_valid)) {
1547                 __seq_end_write(&vcpd->preempt_tf_valid); /* mark tf as invalid */
1548                 restore_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1549                 /* notif_pending and enabled means the proc wants to receive the IPI,
1550                  * but might have missed it.  copy over the tf so they can restart it
1551                  * later, and give them a fresh vcore. */
1552                 if (vcpd->notif_pending && vcpd->notif_enabled) {
1553                         vcpd->notif_tf = vcpd->preempt_tf; // could memset
1554                         proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
1555                                             vcpd->transition_stack);
1556                         vcpd->notif_enabled = FALSE;
1557                         vcpd->notif_pending = FALSE;
1558                 } else {
1559                         /* copy-in the tf we'll pop, then set all security-related fields */
1560                         local_tf = vcpd->preempt_tf;
1561                         proc_secure_trapframe(&local_tf);
1562                 }
1563         } else { /* not restarting from a preemption, use a fresh vcore */
1564                 proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
1565                                     vcpd->transition_stack);
1566                 /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
1567                 vcpd->notif_enabled = FALSE;
1568         }
1569         __proc_startcore(p_to_run, &local_tf); // TODO: (HSS) pass silly state *?
1570 }
1571
1572 /* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif.  Make
1573  * sure that you are passing in a user tf (otherwise, it's a bug).  Try not to
1574  * grab locks or write access to anything that isn't per-core in here. */
1575 void __notify(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1, void *a2)
1576 {
1577         struct user_trapframe local_tf;
1578         struct preempt_data *vcpd;
1579         uint32_t vcoreid;
1580         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1581
1582         if (p != current)
1583                 return;
1584         assert(!in_kernel(tf));
1585         /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
1586          * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
1587          * after we unmap. */
1588         vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
1589         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1590         printd("received active notification for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1591                p->procinfo->pid, vcoreid, core_id());
1592         /* sort signals.  notifs are now masked, like an interrupt gate */
1593         if (!vcpd->notif_enabled)
1594                 return;
1595         vcpd->notif_enabled = FALSE;
1596         vcpd->notif_pending = FALSE; // no longer pending - it made it here
1597         /* save the old tf in the notify slot, build and pop a new one.  Note that
1598          * silly state isn't our business for a notification. */
1599         // TODO: this is assuming the struct user_tf is the same as a regular TF
1600         vcpd->notif_tf = *tf;
1601         memset(&local_tf, 0, sizeof(local_tf));
1602         proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p->env_entry,
1603                             vcpd->transition_stack);
1604         __proc_startcore(p, &local_tf);
1605 }
1606
1607 void __preempt(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1, void *a2)
1608 {
1609         struct preempt_data *vcpd;
1610         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1611         struct proc *p = (struct proc*)a0;
1612
1613         if (p != current)
1614                 panic("__preempt arrived for a process (%p) that was not current (%p)!",
1615                       p, current);
1616         assert(!in_kernel(tf));
1617         /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
1618          * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
1619          * after we unmap. */
1620         vcoreid = get_vcoreid(p, coreid);
1621         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = FALSE;
1622         /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
1623         p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
1624         vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
1625         printd("[kernel] received __preempt for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
1626                p->procinfo->pid, vcoreid, core_id());
1627
1628         /* save the old tf in the preempt slot, save the silly state, and signal the
1629          * state is a valid tf.  when it is 'written,' it is valid.  Using the
1630          * seq_ctrs so userspace can tell between different valid versions.  If the
1631          * TF was already valid, it will panic (if CONFIGed that way). */
1632         // TODO: this is assuming the struct user_tf is the same as a regular TF
1633         vcpd->preempt_tf = *tf;
1634         save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
1635         __seq_start_write(&vcpd->preempt_tf_valid);
1636         __unmap_vcore(p, vcoreid);
1637         abandon_core();
1638 }
1639
1640 /* Kernel message handler to clean up the core when a process is dying.
1641  * Note this leaves no trace of what was running.
1642  * It's okay if death comes to a core that's already idling and has no current.
1643  * It could happen if a process decref'd before __proc_startcore could incref. */
1644 void __death(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *SNT a0, void *SNT a1,
1645              void *SNT a2)
1646 {
1647         uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
1648         if (current) {
1649                 vcoreid = get_vcoreid(current, coreid);
1650                 printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
1651                        coreid, current->pid, vcoreid);
1652                 __unmap_vcore(current, vcoreid);
1653         }
1654         abandon_core();
1655 }
1656
1657 /* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
1658  * addresses from a0 to a1. */
1659 void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1,
1660                     void *a2)
1661 {
1662         /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
1663         tlbflush();
1664 }
1665
1666 void print_idlecoremap(void)
1667 {
1668         spin_lock(&idle_lock);
1669         printk("There are %d idle cores.\n", num_idlecores);
1670         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
1671                 printk("idlecoremap[%d] = %d\n", i, idlecoremap[i]);
1672         spin_unlock(&idle_lock);
1673 }
1674
1675 void print_allpids(void)
1676 {
1677         spin_lock(&pid_hash_lock);
1678         if (hashtable_count(pid_hash)) {
1679                 hashtable_itr_t *phtable_i = hashtable_iterator(pid_hash);
1680                 printk("PID      STATE    \n");
1681                 printk("------------------\n");
1682                 do {
1683                         struct proc *p = hashtable_iterator_value(phtable_i);
1684                         printk("%8d %s\n", hashtable_iterator_key(phtable_i),
1685                                p ? procstate2str(p->state) : "(null)");
1686                 } while (hashtable_iterator_advance(phtable_i));
1687         }
1688         spin_unlock(&pid_hash_lock);
1689 }
1690
1691 void print_proc_info(pid_t pid)
1692 {
1693         int j = 0;
1694         /* Doing this without the incref! careful! (avoiding deadlocks) TODO (REF)*/
1695         //struct proc *p = pid2proc(pid);
1696         spin_lock(&pid_hash_lock);
1697         struct proc *p = hashtable_search(pid_hash, (void*)pid);
1698         spin_unlock(&pid_hash_lock);
1699         // not concerned with a race on the state...
1700         if (!p) {
1701                 printk("Bad PID.\n");
1702                 return;
1703         }
1704         spinlock_debug(&p->proc_lock);
1705         //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
1706         printk("struct proc: %p\n", p);
1707         printk("PID: %d\n", p->pid);
1708         printk("PPID: %d\n", p->ppid);
1709         printk("State: 0x%08x\n", p->state);
1710         printk("Refcnt: %d\n", p->env_refcnt - 1); // don't report our ref
1711         printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
1712         printk("CR3(phys): 0x%08x\n", p->env_cr3);
1713         printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
1714         printk("Vcoremap:\n");
1715         for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
1716                 j = get_busy_vcoreid(p, j);
1717                 printk("\tVcore %d: Pcore %d\n", j, p->procinfo->vcoremap[j].pcoreid);
1718                 j++;
1719         }
1720         printk("Resources:\n");
1721         for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
1722                 printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
1723                        p->resources[i].amt_wanted, p->resources[i].amt_granted);
1724         /* No one cares, and it clutters the terminal */
1725         //printk("Vcore 0's Last Trapframe:\n");
1726         //print_trapframe(&p->env_tf);
1727         /* no locking / unlocking or refcnting */
1728         // spin_unlock(&p->proc_lock);
1729         // proc_decref(p, 1); /* decref for the pid2proc reference */
1730 }