Fixed a bug in apic.c for irq's > 7. Rewrote/organized nic driver to use kalloc
[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 // This is probably not a syscall we want. Its hacky. Here just for syscall stuff until get a stack.
76 static ssize_t sys_eth_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len) 
77
78         extern int eth_up;
79         
80         if (eth_up) {
81                 
82                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
83                 int total_sent = 0;
84                 int just_sent = 0;
85                 int cur_packet_len = 0;
86                 while (total_sent != len) {
87                         cur_packet_len = ((len - total_sent) > MAX_PACKET_DATA) ? MAX_PACKET_DATA : (len - total_sent);
88                         char* wrap_buffer = packet_wrap(buf + total_sent, cur_packet_len);
89                         just_sent = send_frame(wrap_buffer, cur_packet_len + PACKET_HEADER_SIZE);
90                         
91                         if (just_sent < 0)
92                                 return 0; // This should be an error code of its own
93                                 
94                         if (wrap_buffer)
95                                 kfree(wrap_buffer);
96                                 
97                         total_sent += cur_packet_len;
98                 }
99                 
100                 return (ssize_t)len;
101                 
102         }
103         else
104                 return -E_INVAL;
105 }
106 /*
107 static ssize_t sys_eth_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len) 
108
109         extern int eth_up;
110         
111         if (eth_up) {
112                 
113                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
114                 
115                 return(send_frame(buf, len));
116         }
117         return -E_INVAL;
118 }
119 */
120
121
122 // This is probably not a syscall we want. Its hacky. Here just for syscall stuff until get a stack.
123 static ssize_t sys_eth_read(env_t* e, char *DANGEROUS buf, size_t len) 
124 {
125         extern int eth_up;
126         
127         if (eth_up) {
128                 extern int packet_waiting;
129                 extern int packet_buffer_size;
130                 extern char* packet_buffer;
131                 extern char* packet_buffer_orig;
132                 extern int packet_buffer_pos;
133                         
134                 if (packet_waiting == 0)
135                         return 0;
136                         
137                 int read_len = ((packet_buffer_pos + len) > packet_buffer_size) ? packet_buffer_size - packet_buffer_pos : len;
138
139                 memcpy(buf, packet_buffer + packet_buffer_pos, read_len);
140         
141                 packet_buffer_pos = packet_buffer_pos + read_len;
142         
143                 if (packet_buffer_pos == packet_buffer_size) {
144                         kfree(packet_buffer_orig);
145                         packet_waiting = 0;
146                 }
147         
148                 return read_len;
149         }
150         else
151                 return -E_INVAL;
152 }
153
154 // Invalidate the cache of this core
155 static void sys_cache_invalidate(void)
156 {
157         wbinvd();
158         return;
159 }
160
161 // Writes 'val' to 'num_writes' entries of the well-known array in the kernel
162 // address space.  It's just #defined to be some random 4MB chunk (which ought
163 // to be boot_alloced or something).  Meant to grab exclusive access to cache
164 // lines, to simulate doing something useful.
165 static void sys_cache_buster(env_t* e, uint32_t num_writes, uint32_t num_pages,
166                              uint32_t flags)
167 {
168         #define BUSTER_ADDR             0xd0000000  // around 512 MB deep
169         #define MAX_WRITES              1048576*8
170         #define MAX_PAGES               32
171         #define INSERT_ADDR     (UINFO + 2*PGSIZE) // should be free for these tests
172         uint32_t* buster = (uint32_t*)BUSTER_ADDR;
173         static uint32_t buster_lock = 0;
174         uint64_t ticks;
175         page_t* a_page[MAX_PAGES];
176
177         /* Strided Accesses or Not (adjust to step by cachelines) */
178         uint32_t stride = 1;
179         if (flags & BUSTER_STRIDED) {
180                 stride = 16;
181                 num_writes *= 16;
182         }
183         
184         /* Shared Accesses or Not (adjust to use per-core regions)
185          * Careful, since this gives 8MB to each core, starting around 512MB.
186          * Also, doesn't separate memory for core 0 if it's an async call.
187          */
188         if (!(flags & BUSTER_SHARED))
189                 buster = (uint32_t*)(BUSTER_ADDR + lapic_get_id() * 0x00800000);
190
191         /* Start the timer, if we're asked to print this info*/
192         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS)
193                 ticks = start_timing();
194
195         /* Allocate num_pages (up to MAX_PAGES), to simulate doing some more
196          * realistic work.  Note we don't write to these pages, even if we pick
197          * unshared.  Mostly due to the inconvenience of having to match up the
198          * number of pages with the number of writes.  And it's unnecessary.
199          */
200         if (num_pages) {
201                 spin_lock(&buster_lock);
202                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
203                         page_alloc(&a_page[i]);
204                         page_insert(e->env_pgdir, a_page[i], (void*)INSERT_ADDR + PGSIZE*i,
205                                     PTE_U | PTE_W);
206                 }
207                 spin_unlock(&buster_lock);
208         }
209
210         if (flags & BUSTER_LOCKED)
211                 spin_lock(&buster_lock);
212         for (int i = 0; i < MIN(num_writes, MAX_WRITES); i=i+stride)
213                 buster[i] = 0xdeadbeef;
214         if (flags & BUSTER_LOCKED)
215                 spin_unlock(&buster_lock);
216
217         if (num_pages) {
218                 spin_lock(&buster_lock);
219                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
220                         page_remove(e->env_pgdir, (void*)(INSERT_ADDR + PGSIZE * i));
221                         page_decref(a_page[i]);
222                 }
223                 spin_unlock(&buster_lock);
224         }
225
226         /* Print info */
227         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS) {
228                 ticks = stop_timing(ticks);
229                 printk("%llu,", ticks);
230         }
231         return;
232 }
233
234 // Print a string to the system console.
235 // The string is exactly 'len' characters long.
236 // Destroys the environment on memory errors.
237 static ssize_t sys_cputs(env_t* e, const char *DANGEROUS s, size_t len)
238 {
239         // Check that the user has permission to read memory [s, s+len).
240         // Destroy the environment if not.
241     char *COUNT(len) _s = user_mem_assert(e, s, len, PTE_U);
242
243         // Print the string supplied by the user.
244         printk("%.*s", len, _s);
245         return (ssize_t)len;
246 }
247
248 // Read a character from the system console.
249 // Returns the character.
250 static uint16_t sys_cgetc(env_t* e)
251 {
252         uint16_t c;
253
254         // The cons_getc() primitive doesn't wait for a character,
255         // but the sys_cgetc() system call does.
256         while ((c = cons_getc()) == 0)
257                 cpu_relax();
258
259         return c;
260 }
261
262 // Returns the current environment's envid.
263 static envid_t sys_getenvid(env_t* e)
264 {
265         return e->env_id;
266 }
267
268 // Returns the id of the cpu this syscall is executed on.
269 static envid_t sys_getcpuid(void)
270 {
271         return lapic_get_id();
272 }
273
274 // Destroy a given environment (possibly the currently running environment).
275 //
276 // Returns 0 on success, < 0 on error.  Errors are:
277 //      -E_BAD_ENV if environment envid doesn't currently exist,
278 //              or the caller doesn't have permission to change envid.
279 static error_t sys_env_destroy(env_t* e, envid_t envid)
280 {
281         int r;
282         env_t *env_to_die;
283
284         if ((r = envid2env(envid, &env_to_die, 1)) < 0)
285                 return r;
286         if (env_to_die == e)
287                 printk("[%08x] exiting gracefully\n", e->env_id);
288         else
289                 printk("[%08x] destroying %08x\n", e->env_id, env_to_die->env_id);
290         env_destroy(env_to_die);
291         return 0;
292 }
293
294
295 // TODO: Build a dispatch table instead of switching on the syscallno
296 // Dispatches to the correct kernel function, passing the arguments.
297 intreg_t syscall(env_t* e, uint32_t syscallno, uint32_t a1, uint32_t a2,
298                 uint32_t a3, uint32_t a4, uint32_t a5)
299 {
300         // Call the function corresponding to the 'syscallno' parameter.
301         // Return any appropriate return value.
302
303         //cprintf("Incoming syscall number: %d\n    a1: %x\n   "
304         //        " a2: %x\n    a3: %x\n    a4: %x\n    a5: %x\n", 
305         //        syscallno, a1, a2, a3, a4, a5);
306
307         assert(e); // should always have an env for every syscall
308         //printk("Running syscall: %d\n", syscallno);
309         if (INVALID_SYSCALL(syscallno))
310                 return -E_INVAL;
311
312         switch (syscallno) {
313                 case SYS_null:
314                         sys_null();
315                         return 0;
316                 case SYS_serial_write:
317                         //printk("I am here\n");
318                         return sys_serial_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
319                 case SYS_serial_read:
320                         return sys_serial_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
321                 case SYS_eth_write:
322                         return sys_eth_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
323                 case SYS_eth_read:
324                         return sys_eth_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);        
325                 case SYS_cache_invalidate:
326                         sys_cache_invalidate();
327                         return 0;
328                 case SYS_cache_buster:
329                         sys_cache_buster(e, a1, a2, a3);
330                         return 0;
331                 case SYS_cputs:
332                         return sys_cputs(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
333                 case SYS_cgetc:
334                         return sys_cgetc(e);
335                 case SYS_getenvid:
336                         return sys_getenvid(e);
337                 case SYS_getcpuid:
338                         return sys_getcpuid();
339                 case SYS_env_destroy:
340                         return sys_env_destroy(e, (envid_t)a1);
341                 default:
342                         // or just return -E_INVAL
343                         panic("Invalid syscall number %d for env %x!", syscallno, *e);
344         }
345         return 0xdeadbeef;
346 }
347
348 intreg_t syscall_async(env_t* e, syscall_req_t *call)
349 {
350         return syscall(e, call->num, call->args[0], call->args[1],
351                        call->args[2], call->args[3], call->args[4]);
352 }
353
354 intreg_t process_generic_syscalls(env_t* e, size_t max)
355 {
356         size_t count = 0;
357         syscall_back_ring_t* sysbr = &e->env_sysbackring;
358
359         // make sure the env is still alive.  incref will return 0 on success.
360         if (env_incref(e))
361                 return -1;
362
363         // max is the most we'll process.  max = 0 means do as many as possible
364         while (RING_HAS_UNCONSUMED_REQUESTS(sysbr) && ((!max)||(count < max)) ) {
365                 if (!count) {
366                         // ASSUME: one queue per process
367                         // only switch cr3 for the very first request for this queue
368                         // need to switch to the right context, so we can handle the user pointer
369                         // that points to a data payload of the syscall
370                         lcr3(e->env_cr3);
371                 }
372                 count++;
373                 //printk("DEBUG PRE: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
374                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
375                 // might want to think about 0-ing this out, if we aren't
376                 // going to explicitly fill in all fields
377                 syscall_rsp_t rsp;
378                 // this assumes we get our answer immediately for the syscall.
379                 syscall_req_t* req = RING_GET_REQUEST(sysbr, ++(sysbr->req_cons));
380                 rsp.retval = syscall_async(e, req);
381                 // write response into the slot it came from
382                 memcpy(req, &rsp, sizeof(syscall_rsp_t));
383                 // update our counter for what we've produced (assumes we went in order!)
384                 (sysbr->rsp_prod_pvt)++;
385                 RING_PUSH_RESPONSES(sysbr);
386                 //printk("DEBUG POST: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
387                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
388         }
389         env_decref(e);
390         return (intreg_t)count;
391 }