Built a basic framework for sending ethernet packets from userland. Switched from...
[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         #ifdef SERIAL_IO
105             char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
106                 size_t bytes_read = 0;
107                 int c;
108                 while((c = serial_read_byte()) != -1) {
109                         buf[bytes_read++] = (uint8_t)c;
110                         if(bytes_read == len) break;
111                 }
112                 return (ssize_t)bytes_read;
113         #else
114                 return -E_INVAL;
115         #endif*/
116                 return 0;
117 }
118
119 // Invalidate the cache of this core
120 static void sys_cache_invalidate(void)
121 {
122         wbinvd();
123         return;
124 }
125
126 // Writes 'val' to 'num_writes' entries of the well-known array in the kernel
127 // address space.  It's just #defined to be some random 4MB chunk (which ought
128 // to be boot_alloced or something).  Meant to grab exclusive access to cache
129 // lines, to simulate doing something useful.
130 static void sys_cache_buster(env_t* e, uint32_t num_writes, uint32_t num_pages,
131                              uint32_t flags)
132 {
133         #define BUSTER_ADDR             0xd0000000  // around 512 MB deep
134         #define MAX_WRITES              1048576*8
135         #define MAX_PAGES               32
136         #define INSERT_ADDR     (UINFO + 2*PGSIZE) // should be free for these tests
137         uint32_t* buster = (uint32_t*)BUSTER_ADDR;
138         static uint32_t buster_lock = 0;
139         uint64_t ticks;
140         page_t* a_page[MAX_PAGES];
141
142         /* Strided Accesses or Not (adjust to step by cachelines) */
143         uint32_t stride = 1;
144         if (flags & BUSTER_STRIDED) {
145                 stride = 16;
146                 num_writes *= 16;
147         }
148         
149         /* Shared Accesses or Not (adjust to use per-core regions)
150          * Careful, since this gives 8MB to each core, starting around 512MB.
151          * Also, doesn't separate memory for core 0 if it's an async call.
152          */
153         if (!(flags & BUSTER_SHARED))
154                 buster = (uint32_t*)(BUSTER_ADDR + lapic_get_id() * 0x00800000);
155
156         /* Start the timer, if we're asked to print this info*/
157         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS)
158                 ticks = start_timing();
159
160         /* Allocate num_pages (up to MAX_PAGES), to simulate doing some more
161          * realistic work.  Note we don't write to these pages, even if we pick
162          * unshared.  Mostly due to the inconvenience of having to match up the
163          * number of pages with the number of writes.  And it's unnecessary.
164          */
165         if (num_pages) {
166                 spin_lock(&buster_lock);
167                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
168                         page_alloc(&a_page[i]);
169                         page_insert(e->env_pgdir, a_page[i], (void*)INSERT_ADDR + PGSIZE*i,
170                                     PTE_U | PTE_W);
171                 }
172                 spin_unlock(&buster_lock);
173         }
174
175         if (flags & BUSTER_LOCKED)
176                 spin_lock(&buster_lock);
177         for (int i = 0; i < MIN(num_writes, MAX_WRITES); i=i+stride)
178                 buster[i] = 0xdeadbeef;
179         if (flags & BUSTER_LOCKED)
180                 spin_unlock(&buster_lock);
181
182         if (num_pages) {
183                 spin_lock(&buster_lock);
184                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
185                         page_remove(e->env_pgdir, (void*)(INSERT_ADDR + PGSIZE * i));
186                         page_decref(a_page[i]);
187                 }
188                 spin_unlock(&buster_lock);
189         }
190
191         /* Print info */
192         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS) {
193                 ticks = stop_timing(ticks);
194                 printk("%llu,", ticks);
195         }
196         return;
197 }
198
199 // Print a string to the system console.
200 // The string is exactly 'len' characters long.
201 // Destroys the environment on memory errors.
202 static ssize_t sys_cputs(env_t* e, const char *DANGEROUS s, size_t len)
203 {
204         // Check that the user has permission to read memory [s, s+len).
205         // Destroy the environment if not.
206     char *COUNT(len) _s = user_mem_assert(e, s, len, PTE_U);
207
208         // Print the string supplied by the user.
209         printk("%.*s", len, _s);
210         return (ssize_t)len;
211 }
212
213 // Read a character from the system console.
214 // Returns the character.
215 static uint16_t sys_cgetc(env_t* e)
216 {
217         uint16_t c;
218
219         // The cons_getc() primitive doesn't wait for a character,
220         // but the sys_cgetc() system call does.
221         while ((c = cons_getc()) == 0)
222                 cpu_relax();
223
224         return c;
225 }
226
227 // Returns the current environment's envid.
228 static envid_t sys_getenvid(env_t* e)
229 {
230         return e->env_id;
231 }
232
233 // Returns the id of the cpu this syscall is executed on.
234 static envid_t sys_getcpuid(void)
235 {
236         return lapic_get_id();
237 }
238
239 // Destroy a given environment (possibly the currently running environment).
240 //
241 // Returns 0 on success, < 0 on error.  Errors are:
242 //      -E_BAD_ENV if environment envid doesn't currently exist,
243 //              or the caller doesn't have permission to change envid.
244 static error_t sys_env_destroy(env_t* e, envid_t envid)
245 {
246         int r;
247         env_t *env_to_die;
248
249         if ((r = envid2env(envid, &env_to_die, 1)) < 0)
250                 return r;
251         if (env_to_die == e)
252                 printk("[%08x] exiting gracefully\n", e->env_id);
253         else
254                 printk("[%08x] destroying %08x\n", e->env_id, env_to_die->env_id);
255         env_destroy(env_to_die);
256         return 0;
257 }
258
259
260 // TODO: Build a dispatch table instead of switching on the syscallno
261 // Dispatches to the correct kernel function, passing the arguments.
262 intreg_t syscall(env_t* e, uint32_t syscallno, uint32_t a1, uint32_t a2,
263                 uint32_t a3, uint32_t a4, uint32_t a5)
264 {
265         // Call the function corresponding to the 'syscallno' parameter.
266         // Return any appropriate return value.
267
268         //cprintf("Incoming syscall number: %d\n    a1: %x\n   "
269         //        " a2: %x\n    a3: %x\n    a4: %x\n    a5: %x\n", 
270         //        syscallno, a1, a2, a3, a4, a5);
271
272         assert(e); // should always have an env for every syscall
273         //printk("Running syscall: %d\n", syscallno);
274         if (INVALID_SYSCALL(syscallno))
275                 return -E_INVAL;
276
277         switch (syscallno) {
278                 case SYS_null:
279                         sys_null();
280                         return 0;
281                 case SYS_serial_write:
282                         //printk("I am here\n");
283                         return sys_serial_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
284                 case SYS_serial_read:
285                         return sys_serial_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
286                 case SYS_eth_write:
287                         return sys_eth_write(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
288                 case SYS_eth_read:
289                         return sys_eth_read(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);        
290                 case SYS_cache_invalidate:
291                         sys_cache_invalidate();
292                         return 0;
293                 case SYS_cache_buster:
294                         sys_cache_buster(e, a1, a2, a3);
295                         return 0;
296                 case SYS_cputs:
297                         return sys_cputs(e, (char *DANGEROUS)a1, (size_t)a2);
298                 case SYS_cgetc:
299                         return sys_cgetc(e);
300                 case SYS_getenvid:
301                         return sys_getenvid(e);
302                 case SYS_getcpuid:
303                         return sys_getcpuid();
304                 case SYS_env_destroy:
305                         return sys_env_destroy(e, (envid_t)a1);
306                 default:
307                         // or just return -E_INVAL
308                         panic("Invalid syscall number %d for env %x!", syscallno, *e);
309         }
310         return 0xdeadbeef;
311 }
312
313 intreg_t syscall_async(env_t* e, syscall_req_t *call)
314 {
315         return syscall(e, call->num, call->args[0], call->args[1],
316                        call->args[2], call->args[3], call->args[4]);
317 }
318
319 intreg_t process_generic_syscalls(env_t* e, size_t max)
320 {
321         size_t count = 0;
322         syscall_back_ring_t* sysbr = &e->env_sysbackring;
323
324         // make sure the env is still alive.  incref will return 0 on success.
325         if (env_incref(e))
326                 return -1;
327
328         // max is the most we'll process.  max = 0 means do as many as possible
329         while (RING_HAS_UNCONSUMED_REQUESTS(sysbr) && ((!max)||(count < max)) ) {
330                 if (!count) {
331                         // ASSUME: one queue per process
332                         // only switch cr3 for the very first request for this queue
333                         // need to switch to the right context, so we can handle the user pointer
334                         // that points to a data payload of the syscall
335                         lcr3(e->env_cr3);
336                 }
337                 count++;
338                 //printk("DEBUG PRE: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
339                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
340                 // might want to think about 0-ing this out, if we aren't
341                 // going to explicitly fill in all fields
342                 syscall_rsp_t rsp;
343                 // this assumes we get our answer immediately for the syscall.
344                 syscall_req_t* req = RING_GET_REQUEST(sysbr, ++(sysbr->req_cons));
345                 rsp.retval = syscall_async(e, req);
346                 // write response into the slot it came from
347                 memcpy(req, &rsp, sizeof(syscall_rsp_t));
348                 // update our counter for what we've produced (assumes we went in order!)
349                 (sysbr->rsp_prod_pvt)++;
350                 RING_PUSH_RESPONSES(sysbr);
351                 //printk("DEBUG POST: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",\
352                            sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
353         }
354         env_decref(e);
355         return (intreg_t)count;
356 }