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