Reworked the ethernet driver to use kmalloc properly. Fixed up kmalloc.
[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 #include <kmalloc.h>
21
22 void syscall_wrapper(struct Trapframe *tf)
23 {
24         env_t* curenv = curenvs[lapic_get_id()];
25     curenv->env_tf = *tf;
26         //Re enable interrupts. sysenter disables them.
27         enable_irq();
28         
29         curenv->env_tf.tf_regs.reg_eax =
30             (intreg_t) syscall(curenv,
31                                tf->tf_regs.reg_eax,
32                                tf->tf_regs.reg_edx,
33                                tf->tf_regs.reg_ecx,
34                                tf->tf_regs.reg_ebx,
35                                tf->tf_regs.reg_edi,
36                                0);
37         env_run(curenv);
38 }
39
40 //Do absolutely nothing.  Used for profiling.
41 static void sys_null(void)
42 {
43         return;
44 }
45
46 //Write a buffer over the serial port
47 static ssize_t sys_serial_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len) 
48 {
49         #ifdef SERIAL_IO
50                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
51                 for(int i =0; i<len; i++)
52                         serial_send_byte(buf[i]);       
53                 return (ssize_t)len;
54         #else
55                 return -E_INVAL;
56         #endif
57 }
58
59 //Read a buffer over the serial port
60 static ssize_t sys_serial_read(env_t* e, char *DANGEROUS buf, size_t len) 
61 {
62         #ifdef SERIAL_IO
63             char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
64                 size_t bytes_read = 0;
65                 int c;
66                 while((c = serial_read_byte()) != -1) {
67                         buf[bytes_read++] = (uint8_t)c;
68                         if(bytes_read == len) break;
69                 }
70                 return (ssize_t)bytes_read;
71         #else
72                 return -E_INVAL;
73         #endif
74 }
75
76 // This is probably not a syscall we want. Its hacky. Here just for syscall stuff until get a stack.
77 static ssize_t sys_eth_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len) 
78
79         extern int eth_up;
80         
81         if (eth_up) {
82                 
83                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
84                 int total_sent = 0;
85                 int just_sent = 0;
86                 int cur_packet_len = 0;
87                 while (total_sent != len) {
88                         cur_packet_len = ((len - total_sent) > MAX_PACKET_DATA) ? MAX_PACKET_DATA : (len - total_sent);
89                         char* wrap_buffer = packet_wrap(buf + total_sent, cur_packet_len);
90                         just_sent = send_frame(wrap_buffer, cur_packet_len + PACKET_HEADER_SIZE);
91                         
92                         if (just_sent < 0)
93                                 return 0; // This should be an error code of its own
94                                 
95                         if (wrap_buffer)
96                                 kfree(wrap_buffer);
97                                 
98                         total_sent += cur_packet_len;
99                 }
100                 
101                 return (ssize_t)len;
102                 
103         }
104         else
105                 return -E_INVAL;
106 }
107 /*
108 static ssize_t sys_eth_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len) 
109
110         extern int eth_up;
111         
112         if (eth_up) {
113                 
114                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
115                 
116                 return(send_frame(buf, len));
117         }
118         return -E_INVAL;
119 }
120 */
121
122
123 // This is probably not a syscall we want. Its hacky. Here just for syscall stuff until get a stack.
124 static ssize_t sys_eth_read(env_t* e, char *DANGEROUS buf, size_t len) 
125 {
126         extern int eth_up;
127         
128         if (eth_up) {
129                 extern int packet_waiting;
130                 extern int packet_buffer_size;
131                 extern char* packet_buffer;
132                 extern char* packet_buffer_orig;
133                 extern int packet_buffer_pos;
134                         
135                 if (packet_waiting == 0)
136                         return 0;
137                         
138                 int read_len = ((packet_buffer_pos + len) > packet_buffer_size) ? packet_buffer_size - packet_buffer_pos : len;
139
140                 memcpy(buf, packet_buffer + packet_buffer_pos, read_len);
141         
142                 packet_buffer_pos = packet_buffer_pos + read_len;
143         
144                 if (packet_buffer_pos == packet_buffer_size) {
145                         kfree(packet_buffer_orig);
146                         packet_waiting = 0;
147                 }
148         
149                 return read_len;
150         }
151         else
152                 return -E_INVAL;
153 }
154
155 // Invalidate the cache of this core
156 static void sys_cache_invalidate(void)
157 {
158         wbinvd();
159         return;
160 }
161
162 // Writes 'val' to 'num_writes' entries of the well-known array in the kernel
163 // address space.  It's just #defined to be some random 4MB chunk (which ought
164 // to be boot_alloced or something).  Meant to grab exclusive access to cache
165 // lines, to simulate doing something useful.
166 static void sys_cache_buster(env_t* e, uint32_t num_writes, uint32_t num_pages,
167                              uint32_t flags)
168 {
169         #define BUSTER_ADDR             0xd0000000  // around 512 MB deep
170         #define MAX_WRITES              1048576*8
171         #define MAX_PAGES               32
172         #define INSERT_ADDR     (UINFO + 2*PGSIZE) // should be free for these tests
173         uint32_t* buster = (uint32_t*)BUSTER_ADDR;
174         static uint32_t buster_lock = 0;
175         uint64_t ticks;
176         page_t* a_page[MAX_PAGES];
177
178         /* Strided Accesses or Not (adjust to step by cachelines) */
179         uint32_t stride = 1;
180         if (flags & BUSTER_STRIDED) {
181                 stride = 16;
182                 num_writes *= 16;
183         }
184         
185         /* Shared Accesses or Not (adjust to use per-core regions)
186          * Careful, since this gives 8MB to each core, starting around 512MB.
187          * Also, doesn't separate memory for core 0 if it's an async call.
188          */
189         if (!(flags & BUSTER_SHARED))
190                 buster = (uint32_t*)(BUSTER_ADDR + lapic_get_id() * 0x00800000);
191
192         /* Start the timer, if we're asked to print this info*/
193         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS)
194                 ticks = start_timing();
195
196         /* Allocate num_pages (up to MAX_PAGES), to simulate doing some more
197          * realistic work.  Note we don't write to these pages, even if we pick
198          * unshared.  Mostly due to the inconvenience of having to match up the
199          * number of pages with the number of writes.  And it's unnecessary.
200          */
201         if (num_pages) {
202                 spin_lock(&buster_lock);
203                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
204                         page_alloc(&a_page[i]);
205                         page_insert(e->env_pgdir, a_page[i], (void*)INSERT_ADDR + PGSIZE*i,
206                                     PTE_U | PTE_W);
207                 }
208                 spin_unlock(&buster_lock);
209         }
210
211         if (flags & BUSTER_LOCKED)
212                 spin_lock(&buster_lock);
213         for (int i = 0; i < MIN(num_writes, MAX_WRITES); i=i+stride)
214                 buster[i] = 0xdeadbeef;
215         if (flags & BUSTER_LOCKED)
216                 spin_unlock(&buster_lock);
217
218         if (num_pages) {
219                 spin_lock(&buster_lock);
220                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
221                         page_remove(e->env_pgdir, (void*)(INSERT_ADDR + PGSIZE * i));
222                         page_decref(a_page[i]);
223                 }
224                 spin_unlock(&buster_lock);
225         }
226
227         /* Print info */
228         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS) {
229                 ticks = stop_timing(ticks);
230                 printk("%llu,", ticks);
231         }
232         return;
233 }
234
235 // Print a string to the system console.
236 // The string is exactly 'len' characters long.
237 // Destroys the environment on memory errors.
238 static ssize_t sys_cputs(env_t* e, const char *DANGEROUS s, size_t len)
239 {
240         // Check that the user has permission to read memory [s, s+len).
241         // Destroy the environment if not.
242     char *COUNT(len) _s = user_mem_assert(e, s, len, PTE_U);
243
244         // Print the string supplied by the user.
245         printk("%.*s", len, _s);
246         return (ssize_t)len;
247 }
248
249 // Read a character from the system console.
250 // Returns the character.
251 static uint16_t sys_cgetc(env_t* e)
252 {
253         uint16_t c;
254
255         // The cons_getc() primitive doesn't wait for a character,
256         // but the sys_cgetc() system call does.
257         while ((c = cons_getc()) == 0)
258                 cpu_relax();
259
260         return c;
261 }
262
263 // Returns the current environment's envid.
264 static envid_t sys_getenvid(env_t* e)
265 {
266         return e->env_id;
267 }
268
269 // Returns the id of the cpu this syscall is executed on.
270 static envid_t sys_getcpuid(void)
271 {
272         return lapic_get_id();
273 }
274
275 // Destroy a given environment (possibly the currently running environment).
276 //
277 // Returns 0 on success, < 0 on error.  Errors are:
278 //      -E_BAD_ENV if environment envid doesn't currently exist,
279 //              or the caller doesn't have permission to change envid.
280 static error_t sys_env_destroy(env_t* e, envid_t envid)
281 {
282         int r;
283         env_t *env_to_die;
284
285         if ((r = envid2env(envid, &env_to_die, 1)) < 0)
286                 return r;
287         if (env_to_die == e)
288                 printk("[%08x] exiting gracefully\n", e->env_id);
289         else
290                 printk("[%08x] destroying %08x\n", e->env_id, env_to_die->env_id);
291         env_destroy(env_to_die);
292         return 0;
293 }
294
295
296 // TODO: Build a dispatch table instead of switching on the syscallno
297 // Dispatches to the correct kernel function, passing the arguments.
298 intreg_t syscall(env_t* e, uint32_t syscallno, uint32_t a1, uint32_t a2,
299                 uint32_t a3, uint32_t a4, uint32_t a5)
300 {
301         // Call the function corresponding to the 'syscallno' parameter.
302         // Return any appropriate return value.
303
304         //cprintf("Incoming syscall number: %d\n    a1: %x\n   "
305         //        " a2: %x\n    a3: %x\n    a4: %x\n    a5: %x\n", 
306         //        syscallno, a1, a2, a3, a4, a5);
307
308         assert(e); // should always have an env for every syscall
309         //printk("Running syscall: %d\n", syscallno);
310         if (INVALID_SYSCALL(syscallno))
311                 return -E_INVAL;
312
313         switch (syscallno) {
314                 case SYS_null:
315                         sys_null();
316                         return 0;
317                 case SYS_serial_write:
318                         //printk("I am here\n");
319                         return sys_serial_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
320                 case SYS_serial_read:
321                         return sys_serial_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
322                 case SYS_eth_write:
323                         return sys_eth_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
324                 case SYS_eth_read:
325                         return sys_eth_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);        
326                 case SYS_cache_invalidate:
327                         sys_cache_invalidate();
328                         return 0;
329                 case SYS_cache_buster:
330                         sys_cache_buster(e, a1, a2, a3);
331                         return 0;
332                 case SYS_cputs:
333                         return sys_cputs(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
334                 case SYS_cgetc:
335                         return sys_cgetc(e);
336                 case SYS_getenvid:
337                         return sys_getenvid(e);
338                 case SYS_getcpuid:
339                         return sys_getcpuid();
340                 case SYS_env_destroy:
341                         return sys_env_destroy(e, (envid_t)a1);
342                 default:
343                         // or just return -E_INVAL
344                         panic("Invalid syscall number %d for env %x!", syscallno, *e);
345         }
346         return 0xdeadbeef;
347 }
348
349 intreg_t syscall_async(env_t* e, syscall_req_t *call)
350 {
351         return syscall(e, call->num, call->args[0], call->args[1],
352                        call->args[2], call->args[3], call->args[4]);
353 }
354
355 intreg_t process_generic_syscalls(env_t* e, size_t max)
356 {
357         size_t count = 0;
358         syscall_back_ring_t* sysbr = &e->env_sysbackring;
359
360         // make sure the env is still alive.  incref will return 0 on success.
361         if (env_incref(e))
362                 return -1;
363
364         // max is the most we'll process.  max = 0 means do as many as possible
365         while (RING_HAS_UNCONSUMED_REQUESTS(sysbr) && ((!max)||(count < max)) ) {
366                 if (!count) {
367                         // ASSUME: one queue per process
368                         // only switch cr3 for the very first request for this queue
369                         // need to switch to the right context, so we can handle the user pointer
370                         // that points to a data payload of the syscall
371                         lcr3(e->env_cr3);
372                 }
373                 count++;
374                 //printk("DEBUG PRE: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
375                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
376                 // might want to think about 0-ing this out, if we aren't
377                 // going to explicitly fill in all fields
378                 syscall_rsp_t rsp;
379                 // this assumes we get our answer immediately for the syscall.
380                 syscall_req_t* req = RING_GET_REQUEST(sysbr, ++(sysbr->req_cons));
381                 rsp.retval = syscall_async(e, req);
382                 // write response into the slot it came from
383                 memcpy(req, &rsp, sizeof(syscall_rsp_t));
384                 // update our counter for what we've produced (assumes we went in order!)
385                 (sysbr->rsp_prod_pvt)++;
386                 RING_PUSH_RESPONSES(sysbr);
387                 //printk("DEBUG POST: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
388                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
389         }
390         env_decref(e);
391         return (intreg_t)count;
392 }