Got the File IO tests up and running over ethernet.
[akaros.git] / kern / src / syscall.c
1 /* See COPYRIGHT for copyright information. */
2 #ifdef __DEPUTY__
3 #pragma nodeputy
4 #endif
5
6 #include <arch/types.h>
7 #include <arch/x86.h>
8 #include <arch/console.h>
9 #include <arch/apic.h>
10 #include <arch/timer.h>
11 #include <ros/error.h>
12
13 #include <rl8168.h>
14 #include <string.h>
15 #include <assert.h>
16 #include <env.h>
17 #include <pmap.h>
18 #include <trap.h>
19 #include <syscall.h>
20
21 void syscall_wrapper(struct Trapframe *tf)
22 {
23         env_t* curenv = curenvs[lapic_get_id()];
24     curenv->env_tf = *tf;
25         //Re enable interrupts. sysenter disables them.
26         enable_irq();
27         
28         curenv->env_tf.tf_regs.reg_eax =
29             (intreg_t) syscall(curenv,
30                                tf->tf_regs.reg_eax,
31                                tf->tf_regs.reg_edx,
32                                tf->tf_regs.reg_ecx,
33                                tf->tf_regs.reg_ebx,
34                                tf->tf_regs.reg_edi,
35                                0);
36         env_run(curenv);
37 }
38
39 //Do absolutely nothing.  Used for profiling.
40 static void sys_null(void)
41 {
42         return;
43 }
44
45 //Write a buffer over the serial port
46 static ssize_t sys_serial_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len) 
47 {
48         #ifdef SERIAL_IO
49                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
50                 for(int i =0; i<len; i++)
51                         serial_send_byte(buf[i]);       
52                 return (ssize_t)len;
53         #else
54                 return -E_INVAL;
55         #endif
56 }
57
58 //Read a buffer over the serial port
59 static ssize_t sys_serial_read(env_t* e, char *DANGEROUS buf, size_t len) 
60 {
61         #ifdef SERIAL_IO
62             char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
63                 size_t bytes_read = 0;
64                 int c;
65                 while((c = serial_read_byte()) != -1) {
66                         buf[bytes_read++] = (uint8_t)c;
67                         if(bytes_read == len) break;
68                 }
69                 return (ssize_t)bytes_read;
70         #else
71                 return -E_INVAL;
72         #endif
73 }
74
75 static ssize_t sys_eth_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len) 
76
77         extern int eth_up;
78         
79         if (eth_up) {
80                 
81                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
82                 int total_sent = 0;
83                 int just_sent = 0;
84                 int cur_packet_len = 0;
85                 while (total_sent != len) {
86                         cur_packet_len = ((len - total_sent) > MAX_PACKET_DATA) ? MAX_PACKET_DATA : (len - total_sent);
87                         
88                         just_sent = send_packet(packet_wrap(buf + total_sent, cur_packet_len), cur_packet_len + PACKET_HEADER_SIZE);
89                         
90                         if (just_sent < 0)
91                                 return -1; // This should be an error code of its own
92                         total_sent += cur_packet_len;
93                 }
94                 
95                 return (ssize_t)len;
96                 
97         }
98         else
99                 return -E_INVAL;
100 }
101
102 static ssize_t sys_eth_read(env_t* e, char *DANGEROUS buf, size_t len) 
103 {
104         extern int eth_up;
105         
106         if (eth_up) {
107                 extern int packet_waiting;
108                 extern int packet_buffer_size;
109                 extern char* packet_buffer;
110                 extern page_t* packet_buffer_page;
111                 extern int packet_buffer_pos;
112                         
113                 if (packet_waiting == 0)
114                         return 0;
115                         
116                 int read_len = ((packet_buffer_pos + len) > packet_buffer_size) ? packet_buffer_size - packet_buffer_pos : len;
117
118                 memcpy(buf, packet_buffer + packet_buffer_pos, read_len);
119         
120                 packet_buffer_pos = packet_buffer_pos + read_len;
121         
122                 if (packet_buffer_pos == packet_buffer_size) {
123                         page_free(packet_buffer_page);
124                         packet_waiting = 0;
125                 }
126         
127                 return read_len;
128         }
129         else
130                 return -E_INVAL;
131 }
132
133 // Invalidate the cache of this core
134 static void sys_cache_invalidate(void)
135 {
136         wbinvd();
137         return;
138 }
139
140 // Writes 'val' to 'num_writes' entries of the well-known array in the kernel
141 // address space.  It's just #defined to be some random 4MB chunk (which ought
142 // to be boot_alloced or something).  Meant to grab exclusive access to cache
143 // lines, to simulate doing something useful.
144 static void sys_cache_buster(env_t* e, uint32_t num_writes, uint32_t num_pages,
145                              uint32_t flags)
146 {
147         #define BUSTER_ADDR             0xd0000000  // around 512 MB deep
148         #define MAX_WRITES              1048576*8
149         #define MAX_PAGES               32
150         #define INSERT_ADDR     (UINFO + 2*PGSIZE) // should be free for these tests
151         uint32_t* buster = (uint32_t*)BUSTER_ADDR;
152         static uint32_t buster_lock = 0;
153         uint64_t ticks;
154         page_t* a_page[MAX_PAGES];
155
156         /* Strided Accesses or Not (adjust to step by cachelines) */
157         uint32_t stride = 1;
158         if (flags & BUSTER_STRIDED) {
159                 stride = 16;
160                 num_writes *= 16;
161         }
162         
163         /* Shared Accesses or Not (adjust to use per-core regions)
164          * Careful, since this gives 8MB to each core, starting around 512MB.
165          * Also, doesn't separate memory for core 0 if it's an async call.
166          */
167         if (!(flags & BUSTER_SHARED))
168                 buster = (uint32_t*)(BUSTER_ADDR + lapic_get_id() * 0x00800000);
169
170         /* Start the timer, if we're asked to print this info*/
171         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS)
172                 ticks = start_timing();
173
174         /* Allocate num_pages (up to MAX_PAGES), to simulate doing some more
175          * realistic work.  Note we don't write to these pages, even if we pick
176          * unshared.  Mostly due to the inconvenience of having to match up the
177          * number of pages with the number of writes.  And it's unnecessary.
178          */
179         if (num_pages) {
180                 spin_lock(&buster_lock);
181                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
182                         page_alloc(&a_page[i]);
183                         page_insert(e->env_pgdir, a_page[i], (void*)INSERT_ADDR + PGSIZE*i,
184                                     PTE_U | PTE_W);
185                 }
186                 spin_unlock(&buster_lock);
187         }
188
189         if (flags & BUSTER_LOCKED)
190                 spin_lock(&buster_lock);
191         for (int i = 0; i < MIN(num_writes, MAX_WRITES); i=i+stride)
192                 buster[i] = 0xdeadbeef;
193         if (flags & BUSTER_LOCKED)
194                 spin_unlock(&buster_lock);
195
196         if (num_pages) {
197                 spin_lock(&buster_lock);
198                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
199                         page_remove(e->env_pgdir, (void*)(INSERT_ADDR + PGSIZE * i));
200                         page_decref(a_page[i]);
201                 }
202                 spin_unlock(&buster_lock);
203         }
204
205         /* Print info */
206         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS) {
207                 ticks = stop_timing(ticks);
208                 printk("%llu,", ticks);
209         }
210         return;
211 }
212
213 // Print a string to the system console.
214 // The string is exactly 'len' characters long.
215 // Destroys the environment on memory errors.
216 static ssize_t sys_cputs(env_t* e, const char *DANGEROUS s, size_t len)
217 {
218         // Check that the user has permission to read memory [s, s+len).
219         // Destroy the environment if not.
220     char *COUNT(len) _s = user_mem_assert(e, s, len, PTE_U);
221
222         // Print the string supplied by the user.
223         printk("%.*s", len, _s);
224         return (ssize_t)len;
225 }
226
227 // Read a character from the system console.
228 // Returns the character.
229 static uint16_t sys_cgetc(env_t* e)
230 {
231         uint16_t c;
232
233         // The cons_getc() primitive doesn't wait for a character,
234         // but the sys_cgetc() system call does.
235         while ((c = cons_getc()) == 0)
236                 cpu_relax();
237
238         return c;
239 }
240
241 // Returns the current environment's envid.
242 static envid_t sys_getenvid(env_t* e)
243 {
244         return e->env_id;
245 }
246
247 // Returns the id of the cpu this syscall is executed on.
248 static envid_t sys_getcpuid(void)
249 {
250         return lapic_get_id();
251 }
252
253 // Destroy a given environment (possibly the currently running environment).
254 //
255 // Returns 0 on success, < 0 on error.  Errors are:
256 //      -E_BAD_ENV if environment envid doesn't currently exist,
257 //              or the caller doesn't have permission to change envid.
258 static error_t sys_env_destroy(env_t* e, envid_t envid)
259 {
260         int r;
261         env_t *env_to_die;
262
263         if ((r = envid2env(envid, &env_to_die, 1)) < 0)
264                 return r;
265         if (env_to_die == e)
266                 printk("[%08x] exiting gracefully\n", e->env_id);
267         else
268                 printk("[%08x] destroying %08x\n", e->env_id, env_to_die->env_id);
269         env_destroy(env_to_die);
270         return 0;
271 }
272
273
274 // TODO: Build a dispatch table instead of switching on the syscallno
275 // Dispatches to the correct kernel function, passing the arguments.
276 intreg_t syscall(env_t* e, uint32_t syscallno, uint32_t a1, uint32_t a2,
277                 uint32_t a3, uint32_t a4, uint32_t a5)
278 {
279         // Call the function corresponding to the 'syscallno' parameter.
280         // Return any appropriate return value.
281
282         //cprintf("Incoming syscall number: %d\n    a1: %x\n   "
283         //        " a2: %x\n    a3: %x\n    a4: %x\n    a5: %x\n", 
284         //        syscallno, a1, a2, a3, a4, a5);
285
286         assert(e); // should always have an env for every syscall
287         //printk("Running syscall: %d\n", syscallno);
288         if (INVALID_SYSCALL(syscallno))
289                 return -E_INVAL;
290
291         switch (syscallno) {
292                 case SYS_null:
293                         sys_null();
294                         return 0;
295                 case SYS_serial_write:
296                         //printk("I am here\n");
297                         return sys_serial_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
298                 case SYS_serial_read:
299                         return sys_serial_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
300                 case SYS_eth_write:
301                         return sys_eth_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
302                 case SYS_eth_read:
303                         return sys_eth_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);        
304                 case SYS_cache_invalidate:
305                         sys_cache_invalidate();
306                         return 0;
307                 case SYS_cache_buster:
308                         sys_cache_buster(e, a1, a2, a3);
309                         return 0;
310                 case SYS_cputs:
311                         return sys_cputs(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
312                 case SYS_cgetc:
313                         return sys_cgetc(e);
314                 case SYS_getenvid:
315                         return sys_getenvid(e);
316                 case SYS_getcpuid:
317                         return sys_getcpuid();
318                 case SYS_env_destroy:
319                         return sys_env_destroy(e, (envid_t)a1);
320                 default:
321                         // or just return -E_INVAL
322                         panic("Invalid syscall number %d for env %x!", syscallno, *e);
323         }
324         return 0xdeadbeef;
325 }
326
327 intreg_t syscall_async(env_t* e, syscall_req_t *call)
328 {
329         return syscall(e, call->num, call->args[0], call->args[1],
330                        call->args[2], call->args[3], call->args[4]);
331 }
332
333 intreg_t process_generic_syscalls(env_t* e, size_t max)
334 {
335         size_t count = 0;
336         syscall_back_ring_t* sysbr = &e->env_sysbackring;
337
338         // make sure the env is still alive.  incref will return 0 on success.
339         if (env_incref(e))
340                 return -1;
341
342         // max is the most we'll process.  max = 0 means do as many as possible
343         while (RING_HAS_UNCONSUMED_REQUESTS(sysbr) && ((!max)||(count < max)) ) {
344                 if (!count) {
345                         // ASSUME: one queue per process
346                         // only switch cr3 for the very first request for this queue
347                         // need to switch to the right context, so we can handle the user pointer
348                         // that points to a data payload of the syscall
349                         lcr3(e->env_cr3);
350                 }
351                 count++;
352                 //printk("DEBUG PRE: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
353                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
354                 // might want to think about 0-ing this out, if we aren't
355                 // going to explicitly fill in all fields
356                 syscall_rsp_t rsp;
357                 // this assumes we get our answer immediately for the syscall.
358                 syscall_req_t* req = RING_GET_REQUEST(sysbr, ++(sysbr->req_cons));
359                 rsp.retval = syscall_async(e, req);
360                 // write response into the slot it came from
361                 memcpy(req, &rsp, sizeof(syscall_rsp_t));
362                 // update our counter for what we've produced (assumes we went in order!)
363                 (sysbr->rsp_prod_pvt)++;
364                 RING_PUSH_RESPONSES(sysbr);
365                 //printk("DEBUG POST: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
366                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
367         }
368         env_decref(e);
369         return (intreg_t)count;
370 }