Fixed up manager macros and fork()'s test
[akaros.git] / kern / src / syscall.c
1 /* See COPYRIGHT for copyright information. */
2
3 #ifdef __SHARC__
4 #pragma nosharc
5 #endif
6
7 #include <ros/common.h>
8 #include <ros/notification.h>
9 #include <arch/types.h>
10 #include <arch/arch.h>
11 #include <arch/mmu.h>
12 #include <arch/console.h>
13 #include <ros/timer.h>
14 #include <error.h>
15
16 #include <elf.h>
17 #include <string.h>
18 #include <assert.h>
19 #include <process.h>
20 #include <schedule.h>
21 #include <pmap.h>
22 #include <mm.h>
23 #include <trap.h>
24 #include <syscall.h>
25 #include <kmalloc.h>
26 #include <stdio.h>
27 #include <resource.h>
28 #include <frontend.h>
29 #include <colored_caches.h>
30 #include <arch/bitmask.h>
31 #include <kfs.h> // eventually replace this with vfs.h
32
33
34 #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
35 #include <arch/nic_common.h>
36 extern int (*send_frame)(const char *CT(len) data, size_t len);
37 extern unsigned char device_mac[6];
38 #endif
39
40 /* Tracing Globals */
41 int systrace_flags = 0;
42 struct systrace_record *systrace_buffer = 0;
43 unsigned int systrace_bufidx = 0;
44 size_t systrace_bufsize = 0;
45 struct proc *systrace_procs[MAX_NUM_TRACED] = {0};
46 spinlock_t systrace_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
47
48 /* Not enforcing the packing of systrace_procs yet, but don't rely on that */
49 static bool proc_is_traced(struct proc *p)
50 {
51         for (int i = 0; i < MAX_NUM_TRACED; i++)
52                 if (systrace_procs[i] == p)
53                         return true;
54         return false;
55 }
56
57 /************** Utility Syscalls **************/
58
59 static int sys_null(void)
60 {
61         return 0;
62 }
63
64 // Writes 'val' to 'num_writes' entries of the well-known array in the kernel
65 // address space.  It's just #defined to be some random 4MB chunk (which ought
66 // to be boot_alloced or something).  Meant to grab exclusive access to cache
67 // lines, to simulate doing something useful.
68 static int sys_cache_buster(struct proc *p, uint32_t num_writes,
69                              uint32_t num_pages, uint32_t flags)
70 { TRUSTEDBLOCK /* zra: this is not really part of the kernel */
71         #define BUSTER_ADDR             0xd0000000  // around 512 MB deep
72         #define MAX_WRITES              1048576*8
73         #define MAX_PAGES               32
74         #define INSERT_ADDR     (UINFO + 2*PGSIZE) // should be free for these tests
75         uint32_t* buster = (uint32_t*)BUSTER_ADDR;
76         static spinlock_t buster_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
77         uint64_t ticks = -1;
78         page_t* a_page[MAX_PAGES];
79
80         /* Strided Accesses or Not (adjust to step by cachelines) */
81         uint32_t stride = 1;
82         if (flags & BUSTER_STRIDED) {
83                 stride = 16;
84                 num_writes *= 16;
85         }
86
87         /* Shared Accesses or Not (adjust to use per-core regions)
88          * Careful, since this gives 8MB to each core, starting around 512MB.
89          * Also, doesn't separate memory for core 0 if it's an async call.
90          */
91         if (!(flags & BUSTER_SHARED))
92                 buster = (uint32_t*)(BUSTER_ADDR + core_id() * 0x00800000);
93
94         /* Start the timer, if we're asked to print this info*/
95         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS)
96                 ticks = start_timing();
97
98         /* Allocate num_pages (up to MAX_PAGES), to simulate doing some more
99          * realistic work.  Note we don't write to these pages, even if we pick
100          * unshared.  Mostly due to the inconvenience of having to match up the
101          * number of pages with the number of writes.  And it's unnecessary.
102          */
103         if (num_pages) {
104                 spin_lock(&buster_lock);
105                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
106                         upage_alloc(p, &a_page[i],1);
107                         page_insert(p->env_pgdir, a_page[i], (void*)INSERT_ADDR + PGSIZE*i,
108                                     PTE_USER_RW);
109                 }
110                 spin_unlock(&buster_lock);
111         }
112
113         if (flags & BUSTER_LOCKED)
114                 spin_lock(&buster_lock);
115         for (int i = 0; i < MIN(num_writes, MAX_WRITES); i=i+stride)
116                 buster[i] = 0xdeadbeef;
117         if (flags & BUSTER_LOCKED)
118                 spin_unlock(&buster_lock);
119
120         if (num_pages) {
121                 spin_lock(&buster_lock);
122                 for (int i = 0; i < MIN(num_pages, MAX_PAGES); i++) {
123                         page_remove(p->env_pgdir, (void*)(INSERT_ADDR + PGSIZE * i));
124                         page_decref(a_page[i]);
125                 }
126                 spin_unlock(&buster_lock);
127         }
128
129         /* Print info */
130         if (flags & BUSTER_PRINT_TICKS) {
131                 ticks = stop_timing(ticks);
132                 printk("%llu,", ticks);
133         }
134         return 0;
135 }
136
137 static int sys_cache_invalidate(void)
138 {
139         #ifdef __i386__
140                 wbinvd();
141         #endif
142         return 0;
143 }
144
145 /* sys_reboot(): called directly from dispatch table. */
146
147 // Print a string to the system console.
148 // The string is exactly 'len' characters long.
149 // Destroys the environment on memory errors.
150 static ssize_t sys_cputs(env_t* e, const char *DANGEROUS s, size_t len)
151 {
152         // Check that the user has permission to read memory [s, s+len).
153         // Destroy the environment if not.
154         char *COUNT(len) _s = user_mem_assert(e, s, len, PTE_USER_RO);
155
156         // Print the string supplied by the user.
157         printk("%.*s", len, _s);
158         return (ssize_t)len;
159 }
160
161 // Read a character from the system console.
162 // Returns the character.
163 static uint16_t sys_cgetc(env_t* e)
164 {
165         uint16_t c;
166
167         // The cons_getc() primitive doesn't wait for a character,
168         // but the sys_cgetc() system call does.
169         while ((c = cons_getc()) == 0)
170                 cpu_relax();
171
172         return c;
173 }
174
175 /* Returns the id of the cpu this syscall is executed on. */
176 static uint32_t sys_getcpuid(void)
177 {
178         return core_id();
179 }
180
181 // TODO: Temporary hack until thread-local storage is implemented on i386 and
182 // this is removed from the user interface
183 static size_t sys_getvcoreid(struct proc *p)
184 {
185         return proc_get_vcoreid(p, core_id());
186 }
187
188 /************** Process management syscalls **************/
189
190 /* Returns the calling process's pid */
191 static pid_t sys_getpid(struct proc *p)
192 {
193         return p->pid;
194 }
195
196 /* Creates a process from the file 'path'.  The process is not runnable by
197  * default, so it needs it's status to be changed so that the next call to
198  * schedule() will try to run it.  TODO: take args/envs from userspace. */
199 static int sys_proc_create(struct proc *p, const char *DANGEROUS path)
200 {
201         int pid = 0;
202         char t_path[MAX_PATH_LEN];
203         struct file *program;
204         struct proc *new_p;
205
206         /* Copy in.  TODO: make syscalls come with a length */
207         user_mem_strlcpy(p, t_path, path, MAX_PATH_LEN, PTE_USER_RO);
208         program = path_to_file(t_path);
209         if (!program)
210                 return -1;                      /* presumably, errno is already set */
211         new_p = proc_create(program, 0, 0);
212         pid = new_p->pid;
213         proc_decref(new_p, 1);  /* give up the reference created in proc_create() */
214         atomic_dec(&program->f_refcnt);         /* TODO: REF / KREF */
215         return pid;
216 }
217
218 /* Makes process PID runnable.  Consider moving the functionality to process.c */
219 static error_t sys_proc_run(struct proc *p, unsigned pid)
220 {
221         struct proc *target = pid2proc(pid);
222         error_t retval = 0;
223
224         if (!target)
225                 return -EBADPROC;
226         // note we can get interrupted here. it's not bad.
227         spin_lock(&p->proc_lock);
228         // make sure we have access and it's in the right state to be activated
229         if (!proc_controls(p, target)) {
230                 proc_decref(target, 1);
231                 retval = -EPERM;
232         } else if (target->state != PROC_CREATED) {
233                 proc_decref(target, 1);
234                 retval = -EINVAL;
235         } else {
236                 __proc_set_state(target, PROC_RUNNABLE_S);
237                 schedule_proc(target);
238         }
239         spin_unlock(&p->proc_lock);
240         proc_decref(target, 1);
241         return retval;
242 }
243
244 /* Destroy proc pid.  If this is called by the dying process, it will never
245  * return.  o/w it will return 0 on success, or an error.  Errors include:
246  * - EBADPROC: if there is no such process with pid
247  * - EPERM: if caller does not control pid */
248 static error_t sys_proc_destroy(struct proc *p, pid_t pid, int exitcode)
249 {
250         error_t r;
251         struct proc *p_to_die = pid2proc(pid);
252
253         if (!p_to_die) {
254                 set_errno(current_tf, ESRCH);
255                 return -1;
256         }
257         if (!proc_controls(p, p_to_die)) {
258                 proc_decref(p_to_die, 1);
259                 set_errno(current_tf, EPERM);
260                 return -1;
261         }
262         if (p_to_die == p) {
263                 // syscall code and pid2proc both have edible references, only need 1.
264                 p->exitcode = exitcode;
265                 proc_decref(p, 1);
266                 printd("[PID %d] proc exiting gracefully (code %d)\n", p->pid,exitcode);
267         } else {
268                 printd("[%d] destroying proc %d\n", p->pid, p_to_die->pid);
269         }
270         proc_destroy(p_to_die);
271         proc_decref(p_to_die, 1);
272         return ESUCCESS;
273 }
274
275 static int sys_proc_yield(struct proc *p, bool being_nice)
276 {
277         proc_yield(p, being_nice);
278         return 0;
279 }
280
281 static ssize_t sys_fork(env_t* e)
282 {
283         // TODO: right now we only support fork for single-core processes
284         if(e->state != PROC_RUNNING_S)
285         {
286                 set_errno(current_tf,EINVAL);
287                 return -1;
288         }
289
290         env_t* env;
291         assert(!proc_alloc(&env, current));
292         assert(env != NULL);
293
294         env->heap_top = e->heap_top;
295         env->ppid = e->pid;
296         env->env_tf = *current_tf;
297
298         env->cache_colors_map = cache_colors_map_alloc();
299         for(int i=0; i < llc_cache->num_colors; i++)
300                 if(GET_BITMASK_BIT(e->cache_colors_map,i))
301                         cache_color_alloc(llc_cache, env->cache_colors_map);
302
303         duplicate_vmrs(e, env);
304
305         int copy_page(env_t* e, pte_t* pte, void* va, void* arg)
306         {
307                 env_t* env = (env_t*)arg;
308
309                 if(PAGE_PRESENT(*pte))
310                 {
311                         page_t* pp;
312                         if(upage_alloc(env,&pp,0))
313                                 return -1;
314                         if(page_insert(env->env_pgdir,pp,va,*pte & PTE_PERM))
315                         {
316                                 page_decref(pp);
317                                 return -1;
318                         }
319
320                         pagecopy(page2kva(pp),ppn2kva(PTE2PPN(*pte)));
321                 } else {
322                         assert(PAGE_PAGED_OUT(*pte));
323                         /* TODO: (SWAP) will need to either make a copy or CoW/refcnt the
324                          * backend store.  For now, this PTE will be the same as the
325                          * original PTE */
326                         panic("Swapping not supported!");
327                         pte_t* newpte = pgdir_walk(env->env_pgdir,va,1);
328                         if(!newpte)
329                                 return -1;
330                         *newpte = *pte;
331                 }
332                 return 0;
333         }
334
335         // TODO: (PC) this won't work.  Needs revisiting.
336         // copy procdata and procinfo
337         memcpy(env->procdata,e->procdata,sizeof(struct procdata));
338         memcpy(env->procinfo,e->procinfo,sizeof(struct procinfo));
339         env->procinfo->pid = env->pid;
340         env->procinfo->ppid = env->ppid;
341
342         /* for now, just copy the contents of every present page in the entire
343          * address space. */
344         if (env_user_mem_walk(e, 0, UMAPTOP, &copy_page, env)) {
345                 proc_decref(env,2);
346                 set_errno(current_tf,ENOMEM);
347                 return -1;
348         }
349
350         __proc_set_state(env, PROC_RUNNABLE_S);
351         schedule_proc(env);
352
353         // don't decref the new process.
354         // that will happen when the parent waits for it.
355         // TODO: if the parent doesn't wait, we need to change the child's parent
356         // when the parent dies, or at least decref it
357
358         printd("[PID %d] fork PID %d\n",e->pid,env->pid);
359
360         return env->pid;
361 }
362
363 intreg_t sys_exec(struct proc* p, int fd, procinfo_t* pi)
364 {
365         if(p->state != PROC_RUNNING_S)
366                 return -1;
367
368         int ret = -1;
369         struct file* f = file_open_from_fd(p,fd);
370         if(f == NULL) {
371                 set_errno(current_tf, EBADF);
372                 goto out;
373         }
374
375         // Set the argument stuff needed by glibc
376         if(memcpy_from_user(p,p->procinfo->argp,pi->argp,sizeof(pi->argp))) {
377                 proc_destroy(p);
378                 goto out;
379         }
380         if(memcpy_from_user(p,p->procinfo->argbuf,pi->argbuf,sizeof(pi->argbuf))) {
381                 proc_destroy(p);
382                 goto out;
383         }
384
385         // TODO: don't do this either (PC)
386         memset(p->procdata, 0, sizeof(procdata_t));
387
388         env_user_mem_free(p,0,USTACKTOP);
389
390         if(load_elf(p,f))
391         {
392                 proc_destroy(p);
393                 goto out;
394         }
395         file_decref(f);
396         *current_tf = p->env_tf;
397         ret = 0;
398
399         printd("[PID %d] exec fd %d\n",p->pid,fd);
400
401 out:
402         return ret;
403 }
404
405 static ssize_t sys_trywait(env_t* e, pid_t pid, int* status)
406 {
407         struct proc* p = pid2proc(pid);
408
409         // TODO: this syscall is racy, so we only support for single-core procs
410         if(e->state != PROC_RUNNING_S)
411                 return -1;
412
413         // TODO: need to use errno properly.  sadly, ROS error codes conflict..
414
415         if(p)
416         {
417                 ssize_t ret;
418
419                 if(current->pid == p->ppid)
420                 {
421                         if(p->state == PROC_DYING)
422                         {
423                                 memcpy_to_user(e,status,&p->exitcode,sizeof(int));
424                                 printd("[PID %d] waited for PID %d (code %d)\n",
425                                        e->pid,p->pid,p->exitcode);
426                                 ret = 0;
427                         }
428                         else // not dead yet
429                         {
430                                 set_errno(current_tf,0);
431                                 ret = -1;
432                         }
433                 }
434                 else // not a child of the calling process
435                 {
436                         set_errno(current_tf,1);
437                         ret = -1;
438                 }
439
440                 // if the wait succeeded, decref twice
441                 proc_decref(p,1 + (ret == 0));
442                 return ret;
443         }
444
445         set_errno(current_tf,1);
446         return -1;
447 }
448
449 /************** Memory Management Syscalls **************/
450
451 static void *sys_mmap(struct proc* p, uintreg_t a1, uintreg_t a2, uintreg_t a3,
452                       uintreg_t* a456)
453 {
454         uintreg_t _a456[3];
455         if(memcpy_from_user(p,_a456,a456,3*sizeof(uintreg_t)))
456                 sys_proc_destroy(p,p->pid,-1);
457         return mmap(p,a1,a2,a3,_a456[0],_a456[1],_a456[2]);
458 }
459
460 static intreg_t sys_mprotect(struct proc* p, void* addr, size_t len, int prot)
461 {
462         return mprotect(p, (uintptr_t)addr, len, prot);
463 }
464
465 static intreg_t sys_munmap(struct proc* p, void* addr, size_t len)
466 {
467         return munmap(p, (uintptr_t)addr, len);
468 }
469
470 static void* sys_brk(struct proc *p, void* addr) {
471         ssize_t range;
472
473         // TODO: remove sys_brk
474         printk("[kernel] don't use brk, unsupported and will be removed soon.\n");
475
476         spin_lock(&p->proc_lock);
477
478         if((addr < p->procinfo->heap_bottom) || (addr >= (void*)BRK_END))
479                 goto out;
480
481         uintptr_t real_heap_top = ROUNDUP((uintptr_t)p->heap_top,PGSIZE);
482         uintptr_t real_new_heap_top = ROUNDUP((uintptr_t)addr,PGSIZE);
483         range = real_new_heap_top - real_heap_top;
484
485         if (range > 0) {
486                 if(__do_mmap(p, real_heap_top, range, PROT_READ | PROT_WRITE,
487                              MAP_FIXED | MAP_ANONYMOUS, NULL, 0) == MAP_FAILED)
488                         goto out;
489         }
490         else if (range < 0) {
491                 if(__do_munmap(p, real_new_heap_top, -range))
492                         goto out;
493         }
494         p->heap_top = addr;
495
496 out:
497         spin_unlock(&p->proc_lock);
498         return p->heap_top;
499 }
500
501 static ssize_t sys_shared_page_alloc(env_t* p1,
502                                      void**DANGEROUS _addr, pid_t p2_id,
503                                      int p1_flags, int p2_flags
504                                     )
505 {
506         /* When we remove/change this, also get rid of page_insert_in_range() */
507         printk("[kernel] the current shared page alloc is deprecated.\n");
508         //if (!VALID_USER_PERMS(p1_flags)) return -EPERM;
509         //if (!VALID_USER_PERMS(p2_flags)) return -EPERM;
510
511         void * COUNT(1) * COUNT(1) addr = user_mem_assert(p1, _addr, sizeof(void *),
512                                                       PTE_USER_RW);
513         struct proc *p2 = pid2proc(p2_id);
514         if (!p2)
515                 return -EBADPROC;
516
517         page_t* page;
518         error_t e = upage_alloc(p1, &page,1);
519         if (e < 0) {
520                 proc_decref(p2, 1);
521                 return e;
522         }
523
524         void* p2_addr = page_insert_in_range(p2->env_pgdir, page,
525                         (void*SNT)UTEXT, (void*SNT)UTOP, p2_flags);
526         if (p2_addr == NULL) {
527                 page_free(page);
528                 proc_decref(p2, 1);
529                 return -EFAIL;
530         }
531
532         void* p1_addr = page_insert_in_range(p1->env_pgdir, page,
533                         (void*SNT)UTEXT, (void*SNT)UTOP, p1_flags);
534         if(p1_addr == NULL) {
535                 page_remove(p2->env_pgdir, p2_addr);
536                 page_free(page);
537                 proc_decref(p2, 1);
538                 return -EFAIL;
539         }
540         *addr = p1_addr;
541         proc_decref(p2, 1);
542         return ESUCCESS;
543 }
544
545 static int sys_shared_page_free(env_t* p1, void*DANGEROUS addr, pid_t p2)
546 {
547         return -1;
548 }
549
550
551 /* sys_resource_req(): called directly from dispatch table. */
552
553 /* Will notify the target on the given vcore, if the caller controls the target.
554  * Will honor the target's wanted/vcoreid.  u_ne can be NULL. */
555 static int sys_notify(struct proc *p, int target_pid, unsigned int notif,
556                       struct notif_event *u_ne)
557 {
558         struct notif_event local_ne;
559         struct proc *target = pid2proc(target_pid);
560
561         if (!target) {
562                 set_errno(current_tf, EBADPROC);
563                 return -1;
564         }
565         if (!proc_controls(p, target)) {
566                 proc_decref(target, 1);
567                 set_errno(current_tf, EPERM);
568                 return -1;
569         }
570         /* if the user provided a notif_event, copy it in and use that */
571         if (u_ne) {
572                 if (memcpy_from_user(p, &local_ne, u_ne, sizeof(struct notif_event))) {
573                         proc_decref(target, 1);
574                         set_errno(current_tf, EINVAL);
575                         return -1;
576                 }
577                 proc_notify(target, local_ne.ne_type, &local_ne);
578         } else {
579                 proc_notify(target, notif, 0);
580         }
581         proc_decref(target, 1);
582         return 0;
583 }
584
585 /* Will notify the calling process on the given vcore, independently of WANTED
586  * or advertised vcoreid.  If you change the parameters, change pop_ros_tf() */
587 static int sys_self_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid, unsigned int notif,
588                            struct notif_event *u_ne)
589 {
590         struct notif_event local_ne;
591
592         printd("[kernel] received self notify for vcoreid %d, notif %d, ne %08p\n",
593                vcoreid, notif, u_ne);
594         /* if the user provided a notif_event, copy it in and use that */
595         if (u_ne) {
596                 if (memcpy_from_user(p, &local_ne, u_ne, sizeof(struct notif_event))) {
597                         set_errno(current_tf, EINVAL);
598                         return -1;
599                 }
600                 do_notify(p, vcoreid, local_ne.ne_type, &local_ne);
601         } else {
602                 do_notify(p, vcoreid, notif, 0);
603         }
604         return 0;
605 }
606
607 /* This will set a local timer for usec, then shut down the core */
608 static int sys_halt_core(struct proc *p, unsigned int usec)
609 {
610         /* TODO: ought to check and see if a timer was already active, etc, esp so
611          * userspace can't turn off timers.  also note we will also call whatever
612          * timer_interrupt() will do, though all we care about is just
613          * self_ipi/interrupting. */
614         set_core_timer(usec);
615         cpu_halt();
616
617         return 0;
618 }
619
620 /************** Platform Specific Syscalls **************/
621
622 //Read a buffer over the serial port
623 static ssize_t sys_serial_read(env_t* e, char *DANGEROUS _buf, size_t len)
624 {
625         if (len == 0)
626                 return 0;
627
628         #ifdef __CONFIG_SERIAL_IO__
629             char *COUNT(len) buf = user_mem_assert(e, _buf, len, PTE_USER_RO);
630                 size_t bytes_read = 0;
631                 int c;
632                 while((c = serial_read_byte()) != -1) {
633                         buf[bytes_read++] = (uint8_t)c;
634                         if(bytes_read == len) break;
635                 }
636                 return (ssize_t)bytes_read;
637         #else
638                 return -EINVAL;
639         #endif
640 }
641
642 //Write a buffer over the serial port
643 static ssize_t sys_serial_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len)
644 {
645         if (len == 0)
646                 return 0;
647         #ifdef __CONFIG_SERIAL_IO__
648                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_USER_RO);
649                 for(int i =0; i<len; i++)
650                         serial_send_byte(buf[i]);
651                 return (ssize_t)len;
652         #else
653                 return -EINVAL;
654         #endif
655 }
656
657 #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
658 // This is not a syscall we want. Its hacky. Here just for syscall stuff until get a stack.
659 static ssize_t sys_eth_read(env_t* e, char *DANGEROUS buf)
660 {
661         if (eth_up) {
662
663                 uint32_t len;
664                 char *ptr;
665
666                 spin_lock(&packet_buffers_lock);
667
668                 if (num_packet_buffers == 0) {
669                         spin_unlock(&packet_buffers_lock);
670                         return 0;
671                 }
672
673                 ptr = packet_buffers[packet_buffers_head];
674                 len = packet_buffers_sizes[packet_buffers_head];
675
676                 num_packet_buffers--;
677                 packet_buffers_head = (packet_buffers_head + 1) % MAX_PACKET_BUFFERS;
678
679                 spin_unlock(&packet_buffers_lock);
680
681                 char* _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
682
683                 memcpy(_buf, ptr, len);
684
685                 kfree(ptr);
686
687                 return len;
688         }
689         else
690                 return -EINVAL;
691 }
692
693 // This is not a syscall we want. Its hacky. Here just for syscall stuff until get a stack.
694 static ssize_t sys_eth_write(env_t* e, const char *DANGEROUS buf, size_t len)
695 {
696         if (eth_up) {
697
698                 if (len == 0)
699                         return 0;
700
701                 // HACK TO BYPASS HACK
702                 int just_sent = send_frame(buf, len);
703
704                 if (just_sent < 0) {
705                         printk("Packet send fail\n");
706                         return 0;
707                 }
708
709                 return just_sent;
710
711                 // END OF RECURSIVE HACK
712 /*
713                 char *COUNT(len) _buf = user_mem_assert(e, buf, len, PTE_U);
714                 int total_sent = 0;
715                 int just_sent = 0;
716                 int cur_packet_len = 0;
717                 while (total_sent != len) {
718                         cur_packet_len = ((len - total_sent) > MTU) ? MTU : (len - total_sent);
719                         char dest_mac[6] = APPSERVER_MAC_ADDRESS;
720                         char* wrap_buffer = eth_wrap(_buf + total_sent, cur_packet_len, device_mac, dest_mac, APPSERVER_PORT);
721                         just_sent = send_frame(wrap_buffer, cur_packet_len + sizeof(struct ETH_Header));
722
723                         if (just_sent < 0)
724                                 return 0; // This should be an error code of its own
725
726                         if (wrap_buffer)
727                                 kfree(wrap_buffer);
728
729                         total_sent += cur_packet_len;
730                 }
731
732                 return (ssize_t)len;
733 */
734         }
735         else
736                 return -EINVAL;
737 }
738
739 static ssize_t sys_eth_get_mac_addr(env_t* e, char *DANGEROUS buf) 
740 {
741         if (eth_up) {
742                 for (int i = 0; i < 6; i++)
743                         buf[i] = device_mac[i];
744                 return 0;
745         }
746         else
747                 return -EINVAL;
748 }
749
750 static int sys_eth_recv_check(env_t* e) 
751 {
752         if (num_packet_buffers != 0) 
753                 return 1;
754         else
755                 return 0;
756 }
757
758 #endif // Network
759
760 // Syscalls below here are serviced by the appserver for now.
761 #define ufe(which,a0,a1,a2,a3) \
762         frontend_syscall_errno(p,APPSERVER_SYSCALL_##which,\
763                            (int)(a0),(int)(a1),(int)(a2),(int)(a3))
764
765 intreg_t sys_write(struct proc* p, int fd, const void* buf, int len)
766 {
767         int ret = 0;
768         void* kbuf = user_memdup_errno(p,buf,len);
769         if(kbuf == NULL)
770                 return -1;
771 #ifndef __CONFIG_APPSERVER__
772         /* Catch a common usage of stderr */
773         if (fd == 2) {
774                 ((char*)kbuf)[len-1] = 0;
775                 printk("[stderr]: %s\n", kbuf);
776                 ret = len;
777         } else { // but warn/panic otherwise in ufe()
778                 ret = ufe(write, fd, PADDR(kbuf), len, 0);
779         }
780 #else
781         ret = ufe(write, fd, PADDR(kbuf), len, 0);
782 #endif
783         user_memdup_free(p,kbuf);
784         return ret;
785 }
786
787 intreg_t sys_read(struct proc* p, int fd, void* buf, int len)
788 {
789         void* kbuf = kmalloc_errno(len);
790         if(kbuf == NULL)
791                 return -1;
792         int ret = ufe(read,fd,PADDR(kbuf),len,0);
793         if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,buf,kbuf,len))
794                 ret = -1;
795         user_memdup_free(p,kbuf);
796         return ret;
797 }
798
799 intreg_t sys_pwrite(struct proc* p, int fd, const void* buf, int len, int offset)
800 {
801         void* kbuf = user_memdup_errno(p,buf,len);
802         if(kbuf == NULL)
803                 return -1;
804         int ret = ufe(pwrite,fd,PADDR(kbuf),len,offset);
805         user_memdup_free(p,kbuf);
806         return ret;
807 }
808
809 intreg_t sys_pread(struct proc* p, int fd, void* buf, int len, int offset)
810 {
811         void* kbuf = kmalloc_errno(len);
812         if(kbuf == NULL)
813                 return -1;
814         int ret = ufe(pread,fd,PADDR(kbuf),len,offset);
815         if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,buf,kbuf,len))
816                 ret = -1;
817         user_memdup_free(p,kbuf);
818         return ret;
819 }
820
821 intreg_t sys_open(struct proc* p, const char* path, int oflag, int mode)
822 {
823         printd("File Open, p: %p, path: %s, oflag: %d, mode: 0x%x\n", p, path, oflag, mode);
824         char* fn = user_strdup_errno(p,path,PGSIZE);
825         if(fn == NULL) {
826                 printd("File Open, user_strdup_errno failed\n");
827                 return -1;
828         }
829         printd("File Open, About to open\n");
830         int ret = ufe(open,PADDR(fn),oflag,mode,0);
831         printd("File Open, res=%d\n", ret);
832         user_memdup_free(p,fn);
833         return ret;
834 }
835 intreg_t sys_close(struct proc* p, int fd)
836 {
837         return ufe(close,fd,0,0,0);
838 }
839
840 #define NEWLIB_STAT_SIZE 64
841 intreg_t sys_fstat(struct proc* p, int fd, void* buf)
842 {
843         int *kbuf = kmalloc(NEWLIB_STAT_SIZE, 0);
844         int ret = ufe(fstat,fd,PADDR(kbuf),0,0);
845         if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,buf,kbuf,NEWLIB_STAT_SIZE))
846                 ret = -1;
847         kfree(kbuf);
848         return ret;
849 }
850
851 intreg_t sys_stat(struct proc* p, const char* path, void* buf)
852 {
853         char* fn = user_strdup_errno(p,path,PGSIZE);
854         if(fn == NULL)
855                 return -1;
856
857         int *kbuf = kmalloc(NEWLIB_STAT_SIZE, 0);
858         int ret = ufe(stat,PADDR(fn),PADDR(kbuf),0,0);
859         if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,buf,kbuf,NEWLIB_STAT_SIZE))
860                 ret = -1;
861
862         user_memdup_free(p,fn);
863         kfree(kbuf);
864         return ret;
865 }
866
867 intreg_t sys_lstat(struct proc* p, const char* path, void* buf)
868 {
869         char* fn = user_strdup_errno(p,path,PGSIZE);
870         if(fn == NULL)
871                 return -1;
872
873         int *kbuf = kmalloc(NEWLIB_STAT_SIZE, 0);
874         int ret = ufe(lstat,PADDR(fn),PADDR(kbuf),0,0);
875         if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,buf,kbuf,NEWLIB_STAT_SIZE))
876                 ret = -1;
877
878         user_memdup_free(p,fn);
879         kfree(kbuf);
880         return ret;
881 }
882
883 intreg_t sys_fcntl(struct proc* p, int fd, int cmd, int arg)
884 {
885         return ufe(fcntl,fd,cmd,arg,0);
886 }
887
888 intreg_t sys_access(struct proc* p, const char* path, int type)
889 {
890         char* fn = user_strdup_errno(p,path,PGSIZE);
891         if(fn == NULL)
892                 return -1;
893         int ret = ufe(access,PADDR(fn),type,0,0);
894         user_memdup_free(p,fn);
895         return ret;
896 }
897
898 intreg_t sys_umask(struct proc* p, int mask)
899 {
900         return ufe(umask,mask,0,0,0);
901 }
902
903 intreg_t sys_chmod(struct proc* p, const char* path, int mode)
904 {
905         char* fn = user_strdup_errno(p,path,PGSIZE);
906         if(fn == NULL)
907                 return -1;
908         int ret = ufe(chmod,PADDR(fn),mode,0,0);
909         user_memdup_free(p,fn);
910         return ret;
911 }
912
913 intreg_t sys_lseek(struct proc* p, int fd, int offset, int whence)
914 {
915         return ufe(lseek,fd,offset,whence,0);
916 }
917
918 intreg_t sys_link(struct proc* p, const char* _old, const char* _new)
919 {
920         char* oldpath = user_strdup_errno(p,_old,PGSIZE);
921         if(oldpath == NULL)
922                 return -1;
923
924         char* newpath = user_strdup_errno(p,_new,PGSIZE);
925         if(newpath == NULL)
926         {
927                 user_memdup_free(p,oldpath);
928                 return -1;
929         }
930
931         int ret = ufe(link,PADDR(oldpath),PADDR(newpath),0,0);
932         user_memdup_free(p,oldpath);
933         user_memdup_free(p,newpath);
934         return ret;
935 }
936
937 intreg_t sys_unlink(struct proc* p, const char* path)
938 {
939         char* fn = user_strdup_errno(p,path,PGSIZE);
940         if(fn == NULL)
941                 return -1;
942         int ret = ufe(unlink,PADDR(fn),0,0,0);
943         user_memdup_free(p,fn);
944         return ret;
945 }
946
947 intreg_t sys_chdir(struct proc* p, const char* path)
948 {
949         char* fn = user_strdup_errno(p,path,PGSIZE);
950         if(fn == NULL)
951                 return -1;
952         int ret = ufe(chdir,PADDR(fn),0,0,0);
953         user_memdup_free(p,fn);
954         return ret;
955 }
956
957 intreg_t sys_getcwd(struct proc* p, char* pwd, int size)
958 {
959         void* kbuf = kmalloc_errno(size);
960         if(kbuf == NULL)
961                 return -1;
962         int ret = ufe(read,PADDR(kbuf),size,0,0);
963         if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,pwd,kbuf,strnlen(kbuf,size)))
964                 ret = -1;
965         user_memdup_free(p,kbuf);
966         return ret;
967 }
968
969 intreg_t sys_gettimeofday(struct proc* p, int* buf)
970 {
971         static spinlock_t gtod_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
972         static int t0 = 0;
973
974         spin_lock(&gtod_lock);
975         if(t0 == 0)
976
977 #if (defined __CONFIG_APPSERVER__)
978         t0 = ufe(time,0,0,0,0);
979 #else
980         // Nanwan's birthday, bitches!!
981         t0 = 1242129600;
982 #endif 
983         spin_unlock(&gtod_lock);
984
985         long long dt = read_tsc();
986         int kbuf[2] = {t0+dt/system_timing.tsc_freq,
987             (dt%system_timing.tsc_freq)*1000000/system_timing.tsc_freq};
988
989         return memcpy_to_user_errno(p,buf,kbuf,sizeof(kbuf));
990 }
991
992 #define SIZEOF_STRUCT_TERMIOS 60
993 intreg_t sys_tcgetattr(struct proc* p, int fd, void* termios_p)
994 {
995         int* kbuf = kmalloc(SIZEOF_STRUCT_TERMIOS,0);
996         int ret = ufe(tcgetattr,fd,PADDR(kbuf),0,0);
997         if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,termios_p,kbuf,SIZEOF_STRUCT_TERMIOS))
998                 ret = -1;
999         kfree(kbuf);
1000         return ret;
1001 }
1002
1003 intreg_t sys_tcsetattr(struct proc* p, int fd, int optional_actions, const void* termios_p)
1004 {
1005         void* kbuf = user_memdup_errno(p,termios_p,SIZEOF_STRUCT_TERMIOS);
1006         if(kbuf == NULL)
1007                 return -1;
1008         int ret = ufe(tcsetattr,fd,optional_actions,PADDR(kbuf),0);
1009         user_memdup_free(p,kbuf);
1010         return ret;
1011 }
1012
1013 /************** Syscall Invokation **************/
1014
1015 /* Executes the given syscall.
1016  *
1017  * Note tf is passed in, which points to the tf of the context on the kernel
1018  * stack.  If any syscall needs to block, it needs to save this info, as well as
1019  * any silly state.
1020  *
1021  * TODO: Build a dispatch table instead of switching on the syscallno
1022  * Dispatches to the correct kernel function, passing the arguments.
1023  */
1024 intreg_t syscall(struct proc *p, uintreg_t syscallno, uintreg_t a1,
1025                  uintreg_t a2, uintreg_t a3, uintreg_t a4, uintreg_t a5)
1026 {
1027         // Initialize the return value and error code returned to 0
1028         proc_set_syscall_retval(current_tf, 0);
1029         set_errno(current_tf,0);
1030
1031         typedef intreg_t (*syscall_t)(struct proc*,uintreg_t,uintreg_t,
1032                                       uintreg_t,uintreg_t,uintreg_t);
1033
1034         const static syscall_t syscall_table[] = {
1035                 [SYS_null] = (syscall_t)sys_null,
1036                 [SYS_cache_buster] = (syscall_t)sys_cache_buster,
1037                 [SYS_cache_invalidate] = (syscall_t)sys_cache_invalidate,
1038                 [SYS_reboot] = (syscall_t)reboot,
1039                 [SYS_cputs] = (syscall_t)sys_cputs,
1040                 [SYS_cgetc] = (syscall_t)sys_cgetc,
1041                 [SYS_getcpuid] = (syscall_t)sys_getcpuid,
1042                 [SYS_getvcoreid] = (syscall_t)sys_getvcoreid,
1043                 [SYS_getpid] = (syscall_t)sys_getpid,
1044                 [SYS_proc_create] = (syscall_t)sys_proc_create,
1045                 [SYS_proc_run] = (syscall_t)sys_proc_run,
1046                 [SYS_proc_destroy] = (syscall_t)sys_proc_destroy,
1047                 [SYS_yield] = (syscall_t)sys_proc_yield,
1048                 [SYS_fork] = (syscall_t)sys_fork,
1049                 [SYS_exec] = (syscall_t)sys_exec,
1050                 [SYS_trywait] = (syscall_t)sys_trywait,
1051                 [SYS_mmap] = (syscall_t)sys_mmap,
1052                 [SYS_munmap] = (syscall_t)sys_munmap,
1053                 [SYS_mprotect] = (syscall_t)sys_mprotect,
1054                 [SYS_brk] = (syscall_t)sys_brk,
1055                 [SYS_shared_page_alloc] = (syscall_t)sys_shared_page_alloc,
1056                 [SYS_shared_page_free] = (syscall_t)sys_shared_page_free,
1057                 [SYS_resource_req] = (syscall_t)resource_req,
1058                 [SYS_notify] = (syscall_t)sys_notify,
1059                 [SYS_self_notify] = (syscall_t)sys_self_notify,
1060                 [SYS_halt_core] = (syscall_t)sys_halt_core,
1061         #ifdef __CONFIG_SERIAL_IO__
1062                 [SYS_serial_read] = (syscall_t)sys_serial_read,
1063                 [SYS_serial_write] = (syscall_t)sys_serial_write,
1064         #endif
1065         #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
1066                 [SYS_eth_read] = (syscall_t)sys_eth_read,
1067                 [SYS_eth_write] = (syscall_t)sys_eth_write,
1068                 [SYS_eth_get_mac_addr] = (syscall_t)sys_eth_get_mac_addr,
1069                 [SYS_eth_recv_check] = (syscall_t)sys_eth_recv_check,
1070         #endif
1071                 // Syscalls serviced by the appserver for now.
1072                 [SYS_read] = (syscall_t)sys_read,
1073                 [SYS_write] = (syscall_t)sys_write,
1074                 [SYS_open] = (syscall_t)sys_open,
1075                 [SYS_close] = (syscall_t)sys_close,
1076                 [SYS_fstat] = (syscall_t)sys_fstat,
1077                 [SYS_stat] = (syscall_t)sys_stat,
1078                 [SYS_lstat] = (syscall_t)sys_lstat,
1079                 [SYS_fcntl] = (syscall_t)sys_fcntl,
1080                 [SYS_access] = (syscall_t)sys_access,
1081                 [SYS_umask] = (syscall_t)sys_umask,
1082                 [SYS_chmod] = (syscall_t)sys_chmod,
1083                 [SYS_lseek] = (syscall_t)sys_lseek,
1084                 [SYS_link] = (syscall_t)sys_link,
1085                 [SYS_unlink] = (syscall_t)sys_unlink,
1086                 [SYS_chdir] = (syscall_t)sys_chdir,
1087                 [SYS_getcwd] = (syscall_t)sys_getcwd,
1088                 [SYS_gettimeofday] = (syscall_t)sys_gettimeofday,
1089                 [SYS_tcgetattr] = (syscall_t)sys_tcgetattr,
1090                 [SYS_tcsetattr] = (syscall_t)sys_tcsetattr
1091         };
1092
1093         const int max_syscall = sizeof(syscall_table)/sizeof(syscall_table[0]);
1094
1095         uint32_t coreid, vcoreid;
1096         if (systrace_flags & SYSTRACE_ON) {
1097                 if ((systrace_flags & SYSTRACE_ALLPROC) || (proc_is_traced(p))) {
1098                         coreid = core_id();
1099                         vcoreid = proc_get_vcoreid(p, core_id());
1100                         if (systrace_flags & SYSTRACE_LOUD) {
1101                                 printk("[%16llu] Syscall %d for proc %d on core %d, vcore %d\n",
1102                                        read_tsc(), syscallno, p->pid, coreid, vcoreid);
1103                         } else {
1104                                 struct systrace_record *trace;
1105                                 unsigned int idx, new_idx;
1106                                 do {
1107                                         idx = systrace_bufidx;
1108                                         new_idx = (idx + 1) % systrace_bufsize;
1109                                 } while (!atomic_comp_swap(&systrace_bufidx, idx, new_idx));
1110                                 trace = &systrace_buffer[idx];
1111                                 trace->timestamp = read_tsc();
1112                                 trace->syscallno = syscallno;
1113                                 trace->pid = p->pid;
1114                                 trace->coreid = coreid;
1115                                 trace->vcoreid = vcoreid;
1116                         }
1117                 }
1118         }
1119         //printk("Incoming syscall on core: %d number: %d\n    a1: %x\n   "
1120         //       " a2: %x\n    a3: %x\n    a4: %x\n    a5: %x\n", core_id(),
1121         //       syscallno, a1, a2, a3, a4, a5);
1122
1123         if(syscallno > max_syscall || syscall_table[syscallno] == NULL)
1124                 panic("Invalid syscall number %d for proc %x!", syscallno, *p);
1125
1126         return syscall_table[syscallno](p,a1,a2,a3,a4,a5);
1127 }
1128
1129 intreg_t syscall_async(struct proc *p, syscall_req_t *call)
1130 {
1131         return syscall(p, call->num, call->args[0], call->args[1],
1132                        call->args[2], call->args[3], call->args[4]);
1133 }
1134
1135 /* You should already have a refcnt'd ref to p before calling this */
1136 intreg_t process_generic_syscalls(struct proc *p, size_t max)
1137 {
1138         size_t count = 0;
1139         syscall_back_ring_t* sysbr = &p->syscallbackring;
1140
1141         /* make sure the proc is still alive, and keep it from dying from under us
1142          * incref will return ESUCCESS on success.  This might need some thought
1143          * regarding when the incref should have happened (like by whoever passed us
1144          * the *p). */
1145         // TODO: ought to be unnecessary, if you called this right, kept here for
1146         // now in case anyone actually uses the ARSCs.
1147         proc_incref(p, 1);
1148
1149         // max is the most we'll process.  max = 0 means do as many as possible
1150         while (RING_HAS_UNCONSUMED_REQUESTS(sysbr) && ((!max)||(count < max)) ) {
1151                 if (!count) {
1152                         // ASSUME: one queue per process
1153                         // only switch cr3 for the very first request for this queue
1154                         // need to switch to the right context, so we can handle the user pointer
1155                         // that points to a data payload of the syscall
1156                         lcr3(p->env_cr3);
1157                 }
1158                 count++;
1159                 //printk("DEBUG PRE: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",
1160                 //         sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
1161                 // might want to think about 0-ing this out, if we aren't
1162                 // going to explicitly fill in all fields
1163                 syscall_rsp_t rsp;
1164                 // this assumes we get our answer immediately for the syscall.
1165                 syscall_req_t* req = RING_GET_REQUEST(sysbr, ++(sysbr->req_cons));
1166                 rsp.retval = syscall_async(p, req);
1167                 // write response into the slot it came from
1168                 memcpy(req, &rsp, sizeof(syscall_rsp_t));
1169                 // update our counter for what we've produced (assumes we went in order!)
1170                 (sysbr->rsp_prod_pvt)++;
1171                 RING_PUSH_RESPONSES(sysbr);
1172                 //printk("DEBUG POST: sring->req_prod: %d, sring->rsp_prod: %d\n",
1173                 //         sysbr->sring->req_prod, sysbr->sring->rsp_prod);
1174         }
1175         // load sane page tables (and don't rely on decref to do it for you).
1176         lcr3(boot_cr3);
1177         proc_decref(p, 1);
1178         return (intreg_t)count;
1179 }
1180
1181 /* Syscall tracing */
1182 static void __init_systrace(void)
1183 {
1184         systrace_buffer = kmalloc(MAX_SYSTRACES*sizeof(struct systrace_record), 0);
1185         if (!systrace_buffer)
1186                 panic("Unable to alloc a trace buffer\n");
1187         systrace_bufidx = 0;
1188         systrace_bufsize = MAX_SYSTRACES;
1189         /* Note we never free the buffer - it's around forever.  Feel free to change
1190          * this if you want to change the size or something dynamically. */
1191 }
1192
1193 /* If you call this while it is running, it will change the mode */
1194 void systrace_start(bool silent)
1195 {
1196         static bool init = FALSE;
1197         spin_lock_irqsave(&systrace_lock);
1198         if (!init) {
1199                 __init_systrace();
1200                 init = TRUE;
1201         }
1202         systrace_flags = silent ? SYSTRACE_ON : SYSTRACE_ON | SYSTRACE_LOUD; 
1203         spin_unlock_irqsave(&systrace_lock);
1204 }
1205
1206 int systrace_reg(bool all, struct proc *p)
1207 {
1208         int retval = 0;
1209         spin_lock_irqsave(&systrace_lock);
1210         if (all) {
1211                 printk("Tracing syscalls for all processes\n");
1212                 systrace_flags |= SYSTRACE_ALLPROC;
1213                 retval = 0;
1214         } else {
1215                 for (int i = 0; i < MAX_NUM_TRACED; i++) {
1216                         if (!systrace_procs[i]) {
1217                                 printk("Tracing syscalls for process %d\n", p->pid);
1218                                 systrace_procs[i] = p;
1219                                 retval = 0;
1220                                 break;
1221                         }
1222                 }
1223         }
1224         spin_unlock_irqsave(&systrace_lock);
1225         return retval;
1226 }
1227
1228 void systrace_stop(void)
1229 {
1230         spin_lock_irqsave(&systrace_lock);
1231         systrace_flags = 0;
1232         for (int i = 0; i < MAX_NUM_TRACED; i++)
1233                 systrace_procs[i] = 0;
1234         spin_unlock_irqsave(&systrace_lock);
1235 }
1236
1237 /* If you registered a process specifically, then you need to dereg it
1238  * specifically.  Or just fully stop, which will do it for all. */
1239 int systrace_dereg(bool all, struct proc *p)
1240 {
1241         spin_lock_irqsave(&systrace_lock);
1242         if (all) {
1243                 printk("No longer tracing syscalls for all processes.\n");
1244                 systrace_flags &= ~SYSTRACE_ALLPROC;
1245         } else {
1246                 for (int i = 0; i < MAX_NUM_TRACED; i++) {
1247                         if (systrace_procs[i] == p) {
1248                                 systrace_procs[i] = 0;
1249                                 printk("No longer tracing syscalls for process %d\n", p->pid);
1250                         }
1251                 }
1252         }
1253         spin_unlock_irqsave(&systrace_lock);
1254         return 0;
1255 }
1256
1257 /* Regardless of locking, someone could be writing into the buffer */
1258 void systrace_print(bool all, struct proc *p)
1259 {
1260         spin_lock_irqsave(&systrace_lock);
1261         /* if you want to be clever, you could make this start from the earliest
1262          * timestamp and loop around.  Careful of concurrent writes. */
1263         for (int i = 0; i < systrace_bufsize; i++)
1264                 if (systrace_buffer[i].timestamp)
1265                         printk("[%16llu] Syscall %d for proc %d on core %d, vcore %d\n",
1266                                systrace_buffer[i].timestamp,
1267                                systrace_buffer[i].syscallno,
1268                                systrace_buffer[i].pid,
1269                                systrace_buffer[i].coreid,
1270                                systrace_buffer[i].vcoreid);
1271         spin_unlock_irqsave(&systrace_lock);
1272 }
1273
1274 void systrace_clear_buffer(void)
1275 {
1276         spin_lock_irqsave(&systrace_lock);
1277         memset(systrace_buffer, 0, sizeof(struct systrace_record)*MAX_NUM_TRACED);
1278         spin_unlock_irqsave(&systrace_lock);
1279 }