Vcore management uses the lists
[akaros.git] / kern / src / process.c
index 3637852..32b3201 100644 (file)
@@ -1,15 +1,15 @@
-/*
- * Copyright (c) 2009 The Regents of the University of California
+/* Copyright (c) 2009, 2010 The Regents of the University of California
  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
- * See LICENSE for details.
- */
+ * See LICENSE for details. */
 
 #ifdef __SHARC__
 #pragma nosharc
 #endif
 
+#include <ros/bcq.h>
+#include <event.h>
 #include <arch/arch.h>
-#include <arch/bitmask.h>
+#include <bitmask.h>
 #include <process.h>
 #include <atomic.h>
 #include <smp.h>
 #include <manager.h>
 #include <stdio.h>
 #include <assert.h>
-#include <timing.h>
+#include <time.h>
 #include <hashtable.h>
 #include <slab.h>
 #include <sys/queue.h>
 #include <frontend.h>
+#include <monitor.h>
+#include <resource.h>
+#include <elf.h>
+#include <arsc_server.h>
+#include <devfs.h>
 
 /* Process Lists */
 struct proc_list proc_runnablelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_runnablelist);
@@ -35,11 +40,12 @@ struct kmem_cache *proc_cache;
 spinlock_t idle_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
 uint32_t LCKD(&idle_lock) (RO idlecoremap)[MAX_NUM_CPUS];
 uint32_t LCKD(&idle_lock) num_idlecores = 0;
+uint32_t num_mgmtcores = 1;
 
 /* Helper function to return a core to the idlemap.  It causes some more lock
  * acquisitions (like in a for loop), but it's a little easier.  Plus, one day
  * we might be able to do this without locks (for the putting). */
-static void put_idle_core(uint32_t coreid)
+void put_idle_core(uint32_t coreid)
 {
        spin_lock(&idle_lock);
        idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
@@ -47,10 +53,11 @@ static void put_idle_core(uint32_t coreid)
 }
 
 /* Other helpers, implemented later. */
-static uint32_t get_free_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev);
-static uint32_t get_busy_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev);
+static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf);
 static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
-static uint32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid);
+static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
+static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid);
+static void __proc_free(struct kref *kref);
 
 /* PID management. */
 #define PID_MAX 32767 // goes from 0 to 32767, with 0 reserved
@@ -100,6 +107,7 @@ int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
        uint32_t curstate = p->state;
        /* Valid transitions:
         * C   -> RBS
+        * C   -> D
         * RBS -> RGS
         * RGS -> RBS
         * RGS -> W
@@ -114,40 +122,37 @@ int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
         * These ought to be implemented later (allowed, not thought through yet).
         * RBS -> D
         * RBM -> D
-        *
-        * This isn't allowed yet, should be later.  Is definitely causable.
-        * C   -> D
         */
        #if 1 // some sort of correctness flag
        switch (curstate) {
                case PROC_CREATED:
-                       if (state != PROC_RUNNABLE_S)
-                               panic("Invalid State Transition! PROC_CREATED to %d", state);
+                       if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_DYING)))
+                               panic("Invalid State Transition! PROC_CREATED to %02x", state);
                        break;
                case PROC_RUNNABLE_S:
                        if (!(state & (PROC_RUNNING_S | PROC_DYING)))
-                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_S to %d", state);
+                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_S to %02x", state);
                        break;
                case PROC_RUNNING_S:
                        if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_WAITING |
                                       PROC_DYING)))
-                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_S to %d", state);
+                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_S to %02x", state);
                        break;
                case PROC_WAITING:
                        if (state != PROC_RUNNABLE_S)
-                               panic("Invalid State Transition! PROC_WAITING to %d", state);
+                               panic("Invalid State Transition! PROC_WAITING to %02x", state);
                        break;
                case PROC_DYING:
                        if (state != PROC_CREATED) // when it is reused (TODO)
-                               panic("Invalid State Transition! PROC_DYING to %d", state);
+                               panic("Invalid State Transition! PROC_DYING to %02x", state);
                        break;
                case PROC_RUNNABLE_M:
                        if (!(state & (PROC_RUNNING_M | PROC_DYING)))
-                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_M to %d", state);
+                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNABLE_M to %02x", state);
                        break;
                case PROC_RUNNING_M:
                        if (!(state & (PROC_RUNNABLE_S | PROC_RUNNABLE_M | PROC_DYING)))
-                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_M to %d", state);
+                               panic("Invalid State Transition! PROC_RUNNING_M to %02x", state);
                        break;
        }
        #endif
@@ -155,15 +160,20 @@ int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
        return 0;
 }
 
-/* Returns a pointer to the proc with the given pid, or 0 if there is none */
+/* Returns a pointer to the proc with the given pid, or 0 if there is none.
+ * This uses get_not_zero, since it is possible the refcnt is 0, which means the
+ * process is dying and we should not have the ref (and thus return 0).  We need
+ * to lock to protect us from getting p, (someone else removes and frees p),
+ * then get_not_zero() on p.
+ * Don't push the locking into the hashtable without dealing with this. */
 struct proc *pid2proc(pid_t pid)
 {
        spin_lock(&pid_hash_lock);
        struct proc *p = hashtable_search(pid_hash, (void*)pid);
-       spin_unlock(&pid_hash_lock);
-       /* if the refcnt was 0, decref and return 0 (we failed). (TODO) */
        if (p)
-               proc_incref(p, 1); // TODO:(REF) to do this all atomically and not panic
+               if (!kref_get_not_zero(&p->p_kref, 1))
+                       p = 0;
+       spin_unlock(&pid_hash_lock);
        return p;
 }
 
@@ -172,6 +182,8 @@ struct proc *pid2proc(pid_t pid)
  * any process related function. */
 void proc_init(void)
 {
+       /* Catch issues with the vcoremap and TAILQ_ENTRY sizes */
+       static_assert(sizeof(TAILQ_ENTRY(vcore)) == sizeof(void*) * 2);
        proc_cache = kmem_cache_create("proc", sizeof(struct proc),
                     MAX(HW_CACHE_ALIGN, __alignof__(struct proc)), 0, 0, 0);
        /* Init PID mask and hash.  pid 0 is reserved. */
@@ -181,35 +193,83 @@ void proc_init(void)
        pid_hash = create_hashtable(100, __generic_hash, __generic_eq);
        spin_unlock(&pid_hash_lock);
        schedule_init();
-       /* Init idle cores. Core 0 is the management core, and core 1 is
-     * dedicated to the NIC currently */
+       /* Init idle cores. Core 0 is the management core. */
        spin_lock(&idle_lock);
+#ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
+       /* assumes core0 is the only management core (NIC and monitor functionality
+        * are run there too.  it just adds the odd cores to the idlecoremap */
+       assert(!(num_cpus % 2));
+       // TODO: consider checking x86 for machines that actually hyperthread
+       num_idlecores = num_cpus >> 1;
+#ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
+       // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
+       num_mgmtcores++;
+       assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
+       send_kernel_message(2, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
+#endif
+       for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
+               idlecoremap[i] = (i * 2) + 1;
+#else
+       // __CONFIG_DISABLE_SMT__
        #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
-       assert(num_cpus >= 2);
-       int reserved_cores = 2;
-       #else
-       int reserved_cores = 1;
+       num_mgmtcores++; // Next core is dedicated to the NIC
+       assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
+       #endif
+       #ifdef __CONFIG_APPSERVER__
+       #ifdef __CONFIG_DEDICATED_MONITOR__
+       num_mgmtcores++; // Next core dedicated to running the kernel monitor
+       assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
+       // Need to subtract 1 from the num_mgmtcores # to get the cores index
+       send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)monitor, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
        #endif
-       num_idlecores = num_cpus - reserved_cores;
+       #endif
+#ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
+       // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
+       num_mgmtcores++;
+       assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
+       send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
+#endif
+       num_idlecores = num_cpus - num_mgmtcores;
        for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
-               idlecoremap[i] = i + reserved_cores;
+               idlecoremap[i] = i + num_mgmtcores;
+#endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
+
        spin_unlock(&idle_lock);
        atomic_init(&num_envs, 0);
 }
 
-void
-proc_init_procinfo(struct proc* p)
+/* Be sure you init'd the vcore lists before calling this. */
+static void proc_init_procinfo(struct proc* p)
 {
+       p->procinfo->pid = p->pid;
+       p->procinfo->ppid = p->ppid;
+       // TODO: maybe do something smarter here
+#ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
+       p->procinfo->max_vcores = num_cpus >> 1;
+#else
+       p->procinfo->max_vcores = MAX(1,num_cpus-num_mgmtcores);
+#endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
+       p->procinfo->tsc_freq = system_timing.tsc_freq;
+       p->procinfo->heap_bottom = (void*)UTEXT;
+       /* 0'ing the arguments.  Some higher function will need to set them */
+       memset(p->procinfo->argp, 0, sizeof(p->procinfo->argp));
+       memset(p->procinfo->argbuf, 0, sizeof(p->procinfo->argbuf));
+       /* 0'ing the vcore/pcore map.  Will link the vcores later. */
        memset(&p->procinfo->vcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->vcoremap));
        memset(&p->procinfo->pcoremap, 0, sizeof(p->procinfo->pcoremap));
        p->procinfo->num_vcores = 0;
        p->procinfo->coremap_seqctr = SEQCTR_INITIALIZER;
-       // TODO: change these too
-       p->procinfo->pid = p->pid;
-       p->procinfo->ppid = p->ppid;
-       p->procinfo->tsc_freq = system_timing.tsc_freq;
-       // TODO: maybe do something smarter here
-       p->procinfo->max_harts = MAX(1,num_cpus-1);
+       /* For now, we'll go up to the max num_cpus (at runtime).  In the future,
+        * there may be cases where we can have more vcores than num_cpus, but for
+        * now we'll leave it like this. */
+       for (int i = 0; i < num_cpus; i++) {
+               TAILQ_INSERT_TAIL(&p->inactive_vcs, &p->procinfo->vcoremap[i], list);
+       }
+}
+
+static void proc_init_procdata(struct proc *p)
+{
+       memset(p->procdata, 0, sizeof(struct procdata));
 }
 
 /* Allocates and initializes a process, with the given parent.  Currently
@@ -217,7 +277,7 @@ proc_init_procinfo(struct proc* p)
  * Errors include:
  *  - ENOFREEPID if it can't get a PID
  *  - ENOMEM on memory exhaustion */
-static error_t proc_alloc(struct proc *SAFE*SAFE pp, pid_t parent_id)
+error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent)
 {
        error_t r;
        struct proc *p;
@@ -227,49 +287,40 @@ static error_t proc_alloc(struct proc *SAFE*SAFE pp, pid_t parent_id)
 
        { INITSTRUCT(*p)
 
+       /* one reference for the proc existing, and one for the ref we pass back. */
+       kref_init(&p->p_kref, __proc_free, 2);
        // Setup the default map of where to get cache colors from
        p->cache_colors_map = global_cache_colors_map;
        p->next_cache_color = 0;
-
        /* Initialize the address space */
        if ((r = env_setup_vm(p)) < 0) {
                kmem_cache_free(proc_cache, p);
                return r;
        }
-
-       /* Get a pid, then store a reference in the pid_hash */
        if (!(p->pid = get_free_pid())) {
                kmem_cache_free(proc_cache, p);
                return -ENOFREEPID;
        }
-       spin_lock(&pid_hash_lock);
-       hashtable_insert(pid_hash, (void*)p->pid, p);
-       spin_unlock(&pid_hash_lock);
-
        /* Set the basic status variables. */
        spinlock_init(&p->proc_lock);
-       p->exitcode = 0;
-       p->ppid = parent_id;
-       p->state = PROC_CREATED; // shouldn't go through state machine for init
-       p->env_refcnt = 2; // one for the object, one for the ref we pass back
+       p->exitcode = 1337;     /* so we can see processes killed by the kernel */
+       p->ppid = parent ? parent->pid : 0;
+       p->state = PROC_CREATED; /* shouldn't go through state machine for init */
        p->env_flags = 0;
-       p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set in load_icode
-       p->procinfo->heap_bottom = (void*)UTEXT;
-       p->heap_top = (void*)UTEXT;
+       p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set later
+       p->heap_top = (void*)UTEXT;     /* heap_bottom set in proc_init_procinfo */
        memset(&p->resources, 0, sizeof(p->resources));
        memset(&p->env_ancillary_state, 0, sizeof(p->env_ancillary_state));
        memset(&p->env_tf, 0, sizeof(p->env_tf));
-
-       /* Initialize the contents of the e->procinfo structure */
+       TAILQ_INIT(&p->vm_regions); /* could init this in the slab */
+       /* Initialize the vcore lists, we'll build the inactive list so that it includes
+        * all vcores when we initialize procinfo.  Do this before initing procinfo. */
+       TAILQ_INIT(&p->online_vcs);
+       TAILQ_INIT(&p->bulk_preempted_vcs);
+       TAILQ_INIT(&p->inactive_vcs);
+       /* Init procinfo/procdata.  Procinfo's argp/argb are 0'd */
        proc_init_procinfo(p);
-       /* Initialize the contents of the e->procdata structure */
-
-       /* Initialize the generic syscall ring buffer */
-       SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syscallring);
-       /* Initialize the backend of the syscall ring buffer */
-       BACK_RING_INIT(&p->syscallbackring,
-                      &p->procdata->syscallring,
-                      SYSCALLRINGSIZE);
+       proc_init_procdata(p);
 
        /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
        SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
@@ -277,54 +328,92 @@ static error_t proc_alloc(struct proc *SAFE*SAFE pp, pid_t parent_id)
        FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
                        &p->procdata->syseventring,
                        SYSEVENTRINGSIZE);
-       *pp = p;
-       atomic_inc(&num_envs);
 
-       frontend_proc_init(p);
+       /* Init FS structures TODO: cleanup (might pull this out) */
+       kref_get(&default_ns.kref, 1);
+       p->ns = &default_ns;
+       spinlock_init(&p->fs_env.lock);
+       p->fs_env.umask = parent ? parent->fs_env.umask : S_IWGRP | S_IWOTH;
+       p->fs_env.root = p->ns->root->mnt_root;
+       kref_get(&p->fs_env.root->d_kref, 1);
+       p->fs_env.pwd = parent ? parent->fs_env.pwd : p->fs_env.root;
+       kref_get(&p->fs_env.pwd->d_kref, 1);
+       memset(&p->open_files, 0, sizeof(p->open_files));       /* slightly ghetto */
+       spinlock_init(&p->open_files.lock);
+       p->open_files.max_files = NR_OPEN_FILES_DEFAULT;
+       p->open_files.max_fdset = NR_FILE_DESC_DEFAULT;
+       p->open_files.fd = p->open_files.fd_array;
+       p->open_files.open_fds = (struct fd_set*)&p->open_files.open_fds_init;
+       /* Init the ucq hash lock */
+       p->ucq_hashlock = (struct hashlock*)&p->ucq_hl_noref;
+       hashlock_init(p->ucq_hashlock, HASHLOCK_DEFAULT_SZ);
 
+       atomic_inc(&num_envs);
+       frontend_proc_init(p);
        printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
        } // INIT_STRUCT
+       *pp = p;
        return 0;
 }
 
-/* Creates a process from the specified binary, which is of size size.
- * Currently, the binary must be a contiguous block of memory, which needs to
- * change.  On any failure, it just panics, which ought to be sorted. */
-struct proc *proc_create(uint8_t *binary, size_t size)
+/* We have a bunch of different ways to make processes.  Call this once the
+ * process is ready to be used by the rest of the system.  For now, this just
+ * means when it is ready to be named via the pidhash.  In the future, we might
+ * push setting the state to CREATED into here. */
+void __proc_ready(struct proc *p)
+{
+       spin_lock(&pid_hash_lock);
+       hashtable_insert(pid_hash, (void*)p->pid, p);
+       spin_unlock(&pid_hash_lock);
+}
+
+/* Creates a process from the specified file, argvs, and envps.  Tempted to get
+ * rid of proc_alloc's style, but it is so quaint... */
+struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp)
 {
        struct proc *p;
        error_t r;
-       pid_t curid;
-
-       curid = (current ? current->pid : 0);
-       if ((r = proc_alloc(&p, curid)) < 0)
-               panic("proc_create: %e", r); // one of 3 quaint usages of %e.
-       if(binary != NULL)
-               env_load_icode(p, NULL, binary, size);
+       if ((r = proc_alloc(&p, current)) < 0)
+               panic("proc_create: %e", r);    /* one of 3 quaint usages of %e */
+       procinfo_pack_args(p->procinfo, argv, envp);
+       assert(load_elf(p, prog) == 0);
+       /* Connect to stdin, stdout, stderr */
+       assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0) == 0);
+       assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 0) == 1);
+       assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 0) == 2);
+       __proc_ready(p);
        return p;
 }
 
-/* This is called by proc_decref, once the last reference to the process is
+/* This is called by kref_put(), once the last reference to the process is
  * gone.  Don't call this otherwise (it will panic).  It will clean up the
  * address space and deallocate any other used memory. */
-static void __proc_free(struct proc *p)
+static void __proc_free(struct kref *kref)
 {
+       struct proc *p = container_of(kref, struct proc, p_kref);
        physaddr_t pa;
 
        printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
        // All parts of the kernel should have decref'd before __proc_free is called
-       assert(p->env_refcnt == 0);
-
-       frontend_proc_free(p);
-
-       // Free any colors allocated to this process
-       if(p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
-               for(int i=0; i<llc_cache->num_colors; i++)
+       assert(kref_refcnt(&p->p_kref) == 0);
+
+       kref_put(&p->fs_env.root->d_kref);
+       kref_put(&p->fs_env.pwd->d_kref);
+       destroy_vmrs(p);
+       frontend_proc_free(p);  /* TODO: please remove me one day */
+       /* Free any colors allocated to this process */
+       if (p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
+               for(int i = 0; i < llc_cache->num_colors; i++)
                        cache_color_free(llc_cache, p->cache_colors_map);
                cache_colors_map_free(p->cache_colors_map);
        }
-
-       // Flush all mapped pages in the user portion of the address space
+       /* Remove us from the pid_hash and give our PID back (in that order). */
+       spin_lock(&pid_hash_lock);
+       if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)p->pid))
+               panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
+       spin_unlock(&pid_hash_lock);
+       put_free_pid(p->pid);
+       /* Flush all mapped pages in the user portion of the address space */
        env_user_mem_free(p, 0, UVPT);
        /* These need to be free again, since they were allocated with a refcnt. */
        free_cont_pages(p->procinfo, LOG2_UP(PROCINFO_NUM_PAGES));
@@ -334,12 +423,6 @@ static void __proc_free(struct proc *p)
        p->env_pgdir = 0;
        p->env_cr3 = 0;
 
-       /* Remove self from the pid hash, return PID.  Note the reversed order. */
-       spin_lock(&pid_hash_lock);
-       if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)p->pid))
-               panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
-       spin_unlock(&pid_hash_lock);
-       put_free_pid(p->pid);
        atomic_dec(&num_envs);
 
        /* Dealloc the struct proc */
@@ -353,6 +436,41 @@ bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
        return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
 }
 
+/* Helper to incref by val.  Using the helper to help debug/interpose on proc
+ * ref counting.  Note that pid2proc doesn't use this interface. */
+void proc_incref(struct proc *p, unsigned int val)
+{
+       kref_get(&p->p_kref, val);
+}
+
+/* Helper to decref for debugging.  Don't directly kref_put() for now. */
+void proc_decref(struct proc *p)
+{
+       kref_put(&p->p_kref);
+}
+
+/* Helper, makes p the 'current' process, dropping the old current/cr3.  Don't
+ * incref - this assumes the passed in reference already counted 'current'. */
+static void __set_proc_current(struct proc *p)
+{
+       /* We use the pcpui to access 'current' to cut down on the core_id() calls,
+        * though who know how expensive/painful they are. */
+       struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
+       /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
+       if (p != pcpui->cur_proc) {
+               /* Do not incref here.  We were given the reference to current,
+                * pre-upped. */
+               lcr3(p->env_cr3);
+               /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
+                * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
+                * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
+                * but this is the fallback. */
+               if (pcpui->cur_proc)
+                       proc_decref(pcpui->cur_proc);
+               pcpui->cur_proc = p;
+       }
+}
+
 /* Dispatches a process to run, either on the current core in the case of a
  * RUNNABLE_S, or on its partition in the case of a RUNNABLE_M.  This should
  * never be called to "restart" a core.  This expects that the "instructions"
@@ -370,10 +488,12 @@ bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
 void proc_run(struct proc *p)
 {
        bool self_ipi_pending = FALSE;
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
+       struct vcore *vc_i;
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+
        switch (p->state) {
                case (PROC_DYING):
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
                        printk("Process %d not starting due to async death\n", p->pid);
                        // if we're a worker core, smp_idle, o/w return
                        if (!management_core())
@@ -387,13 +507,24 @@ void proc_run(struct proc *p)
                         * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
                         * env_tf. */
                        __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
-                       p->procinfo->num_vcores = 0;
+                       p->procinfo->num_vcores = 0;    /* TODO (VC#) */
+                       /* TODO: For now, we won't count this as an active vcore (on the
+                        * lists).  This gets unmapped in resource.c, and needs work. */
                        __map_vcore(p, 0, core_id()); // sort of.  this needs work.
                        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
-                       p->env_refcnt++; // TODO: (REF) use incref
-                       p->procinfo->vcoremap[0].tf_to_run = &p->env_tf;
-                       send_kernel_message(core_id(), __startcore, p, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
-                       __proc_unlock_ipi_pending(p, TRUE);
+                       /* __set_proc_current assumes the reference we give it is for
+                        * current.  Decref if current is already properly set, otherwise
+                        * ensure current is set. */
+                       if (p == current)
+                               proc_decref(p);
+                       else
+                               __set_proc_current(p);
+                       /* We restartcore, instead of startcore, since startcore is a bit
+                        * lower level and we want a chance to process kmsgs before starting
+                        * the process. */
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       current_tf = &p->env_tf;
+                       proc_restartcore();
                        break;
                case (PROC_RUNNABLE_M):
                        /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
@@ -403,47 +534,36 @@ void proc_run(struct proc *p)
                                __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
                                /* Up the refcnt, since num_vcores are going to start using this
                                 * process and have it loaded in their 'current'. */
-                               p->env_refcnt += p->procinfo->num_vcores; // TODO: (REF) use incref
+                               proc_incref(p, p->procinfo->num_vcores);
                                /* If the core we are running on is in the vcoremap, we will get
                                 * an IPI (once we reenable interrupts) and never return. */
                                if (is_mapped_vcore(p, core_id()))
                                        self_ipi_pending = TRUE;
-                               // TODO: handle silly state (HSS)
-                               // set virtual core 0 to run the main context on transition
-                               if (p->env_flags & PROC_TRANSITION_TO_M) {
-                                       p->env_flags &= !PROC_TRANSITION_TO_M;
-                                       p->procinfo->vcoremap[0].tf_to_run = &p->env_tf;
-                               } else {
-                                       assert(!p->procinfo->vcoremap[0].tf_to_run);
+                               /* Send kernel messages to all online vcores (which were added
+                                * to the list and mapped in __proc_give_cores()), making them
+                                * turn online */
+                               TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
+                                       send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __startcore, (long)p,
+                                                           0, 0, KMSG_ROUTINE);
                                }
-                               /* others should be zeroed after a previous use too. */
-                               for (int i = 1; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
-                                       assert(!p->procinfo->vcoremap[i].tf_to_run);
-                               for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
-                                       send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[i].pcoreid,
-                                                           (void *)__startcore, (void *)p, 0, 0,
-                                                           KMSG_ROUTINE);
                        } else {
                                warn("Tried to proc_run() an _M with no vcores!");
                        }
                        /* Unlock and decref/wait for the IPI if one is pending.  This will
-                        * eat the reference if we aren't returning. 
+                        * eat the reference if we aren't returning.
                         *
                         * There a subtle race avoidance here.  __proc_startcore can handle
                         * a death message, but we can't have the startcore come after the
                         * death message.  Otherwise, it would look like a new process.  So
                         * we hold the lock til after we send our message, which prevents a
                         * possible death message.
-                        * - Likewise, we need interrupts to be disabled, in case one of the
-                        *   messages was for us, and reenable them after letting go of the
-                        *   lock.  This is done by spin_lock_irqsave, so be careful if you
-                        *   change this.
                         * - Note there is no guarantee this core's interrupts were on, so
                         *   it may not get the message for a while... */
-                       __proc_unlock_ipi_pending(p, self_ipi_pending);
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
                        break;
                default:
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
                        panic("Invalid process state %p in proc_run()!!", p->state);
        }
 }
@@ -451,7 +571,7 @@ void proc_run(struct proc *p)
 /* Actually runs the given context (trapframe) of process p on the core this
  * code executes on.  This is called directly by __startcore, which needs to
  * bypass the routine_kmsg check.  Interrupts should be off when you call this.
- * 
+ *
  * A note on refcnting: this function will not return, and your proc reference
  * will end up stored in current.  This will make no changes to p's refcnt, so
  * do your accounting such that there is only the +1 for current.  This means if
@@ -464,19 +584,7 @@ void proc_run(struct proc *p)
 static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
 {
        assert(!irq_is_enabled());
-       /* If the process wasn't here, then we need to load its address space. */
-       if (p != current) {
-               /* Do not incref here.  We were given the reference to current,
-                * pre-upped. */
-               lcr3(p->env_cr3);
-               /* This is "leaving the process context" of the previous proc.  The
-                * previous lcr3 unloaded the previous proc's context.  This should
-                * rarely happen, since we usually proactively leave process context,
-                * but is the fallback. */
-               if (current)
-                       proc_decref(current, 1);
-               set_current_proc(p);
-       }
+       __set_proc_current(p);
        /* need to load our silly state, preferably somewhere other than here so we
         * can avoid the case where the context was just running here.  it's not
         * sufficient to do it in the "new process" if-block above (could be things
@@ -484,14 +592,18 @@ static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
         * different context.
         * for now, we load this silly state here. (TODO) (HSS)
         * We also need this to be per trapframe, and not per process...
-        */
-       env_pop_ancillary_state(p);
+        * For now / OSDI, only load it when in _S mode.  _M mode was handled in
+        * __startcore.  */
+       if (p->state == PROC_RUNNING_S)
+               env_pop_ancillary_state(p);
+       /* Clear the current_tf, since it is no longer used */
+       current_tf = 0;
        env_pop_tf(tf);
 }
 
-/* Restarts the given context (trapframe) of process p on the core this code
- * executes on.  Calls an internal function to do the work.
- * 
+/* Restarts/runs the current_tf, which must be for the current process, on the
+ * core this code executes on.  Calls an internal function to do the work.
+ *
  * In case there are pending routine messages, like __death, __preempt, or
  * __notify, we need to run them.  Alternatively, if there are any, we could
  * self_ipi, and run the messages immediately after popping back to userspace,
@@ -500,12 +612,25 @@ static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
  * Refcnting: this will not return, and it assumes that you've accounted for
  * your reference as if it was the ref for "current" (which is what happens when
  * returning from local traps and such. */
-void proc_restartcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
+void proc_restartcore(void)
 {
+       struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
+       assert(!pcpui->cur_sysc);
+       /* If there is no cur_tf, it is because the old one was already restarted
+        * (and we weren't interrupting another one to finish).  In which case, we
+        * should just smp_idle() */
+       if (!pcpui->cur_tf) {
+               /* It is possible for us to have current loaded if a kthread restarted
+                * after the process yielded the core. */
+               abandon_core();
+               smp_idle();
+       }
        /* Need ints disabled when we return from processing (race) */
        disable_irq();
-       process_routine_kmsg();
-       __proc_startcore(p, tf);
+       /* Need to be current (set by the caller), in case a kmsg is there that
+        * tries to clobber us. */
+       process_routine_kmsg(pcpui->cur_tf);
+       __proc_startcore(pcpui->cur_proc, pcpui->cur_tf);
 }
 
 /*
@@ -531,20 +656,21 @@ void proc_restartcore(struct proc *p, trapframe_t *tf)
 void proc_destroy(struct proc *p)
 {
        bool self_ipi_pending = FALSE;
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
-
+       
+       spin_lock(&p->proc_lock);
        /* TODO: (DEATH) look at this again when we sort the __death IPI */
        if (current == p)
                self_ipi_pending = TRUE;
 
        switch (p->state) {
                case PROC_DYING: // someone else killed this already.
-                       __proc_unlock_ipi_pending(p, self_ipi_pending);
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
                        return;
                case PROC_RUNNABLE_M:
                        /* Need to reclaim any cores this proc might have, even though it's
                         * not running yet. */
-                       __proc_take_allcores(p, NULL, NULL, NULL, NULL);
+                       __proc_take_allcores(p, 0, 0, 0, 0);
                        // fallthrough
                case PROC_RUNNABLE_S:
                        // Think about other lists, like WAITING, or better ways to do this
@@ -555,13 +681,12 @@ void proc_destroy(struct proc *p)
                        // here's how to do it manually
                        if (current == p) {
                                lcr3(boot_cr3);
-                               proc_decref(p, 1); // this decref is for the cr3
+                               proc_decref(p);         /* this decref is for the cr3 */
                                current = NULL;
                        }
                        #endif
-                       send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[0].pcoreid, __death,
-                                          (void *SNT)0, (void *SNT)0, (void *SNT)0,
-                                          KMSG_ROUTINE);
+                       send_kernel_message(get_pcoreid(p, 0), __death, 0, 0, 0,
+                                           KMSG_ROUTINE);
                        __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        // TODO: might need to sort num_vcores too later (VC#)
                        /* vcore is unmapped on the receive side */
@@ -569,7 +694,7 @@ void proc_destroy(struct proc *p)
                        #if 0
                        /* right now, RUNNING_S only runs on a mgmt core (0), not cores
                         * managed by the idlecoremap.  so don't do this yet. */
-                       put_idle_core(p->procinfo->vcoremap[0].pcoreid);
+                       put_idle_core(get_pcoreid(p, 0));
                        #endif
                        break;
                case PROC_RUNNING_M:
@@ -577,67 +702,63 @@ void proc_destroy(struct proc *p)
                         * deallocate the cores.
                         * The rule is that the vcoremap is set before proc_run, and reset
                         * within proc_destroy */
-                       __proc_take_allcores(p, __death, (void *SNT)0, (void *SNT)0,
-                                            (void *SNT)0);
+                       __proc_take_allcores(p, __death, 0, 0, 0);
+                       break;
+               case PROC_CREATED:
                        break;
                default:
                        panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
                              __FUNCTION__);
        }
        __proc_set_state(p, PROC_DYING);
-       /* this decref is for the process in general */
-       p->env_refcnt--; // TODO (REF)
-       //proc_decref(p, 1);
-
+       /* This prevents processes from accessing their old files while dying, and
+        * will help if these files (or similar objects in the future) hold
+        * references to p (preventing a __proc_free()). */
+       close_all_files(&p->open_files, FALSE);
+       /* This decref is for the process's existence. */
+       proc_decref(p);
        /* Unlock and possible decref and wait.  A death IPI should be on its way,
         * either from the RUNNING_S one, or from proc_take_cores with a __death.
         * in general, interrupts should be on when you call proc_destroy locally,
         * but currently aren't for all things (like traphandlers). */
-       __proc_unlock_ipi_pending(p, self_ipi_pending);
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       /* at this point, we normally have one ref to be eaten in kmsg_pending and
+        * one for every 'current'.  and maybe one for a parent */
+       __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
        return;
 }
 
-/* Helper function.  Starting from prev, it will find the next free vcoreid,
- * which is the next vcore that is not valid.
- * You better hold the lock before calling this. */
-static uint32_t get_free_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev)
+/* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  No locking involved, be
+ * careful. */
+static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
 {
-       uint32_t i;
-       for (i = prev; i < MAX_NUM_CPUS; i++)
-               if (!p->procinfo->vcoremap[i].valid)
-                       break;
-       if (i + 1 >= MAX_NUM_CPUS)
-               warn("At the end of the vcorelist.  Might want to check that out.");
-       return i;
+       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
 }
 
-/* Helper function.  Starting from prev, it will find the next busy vcoreid,
- * which is the next vcore that is valid.
- * You better hold the lock before calling this. */
-static uint32_t get_busy_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev)
+/* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
+ * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
+static uint32_t get_vcoreid(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
 {
-       uint32_t i;
-       for (i = prev; i < MAX_NUM_CPUS; i++)
-               if (p->procinfo->vcoremap[i].valid)
-                       break;
-       if (i + 1 >= MAX_NUM_CPUS)
-               warn("At the end of the vcorelist.  Might want to check that out.");
-       return i;
+       assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
+       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
 }
 
-/* Helper function.  Is the given pcore a mapped vcore?  Hold the lock before
- * calling. */
-static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
+/* Helper function.  Find the pcoreid for a given virtual core id for proc p.
+ * No locking involved, be careful.  Panics on failure. */
+static uint32_t get_pcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
 {
-       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
+       assert(vcore_is_mapped(p, vcoreid));
+       return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
 }
 
-/* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id for proc p.
- * You better hold the lock before calling this.  Panics on failure. */
-static uint32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
+/* Helper function: yields / wraps up current_tf and schedules the _S */
+void __proc_yield_s(struct proc *p, struct trapframe *tf)
 {
-       assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
-       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
+       assert(p->state == PROC_RUNNING_S);
+       p->env_tf= *tf;
+       env_push_ancillary_state(p);                    /* TODO: (HSS) */
+       __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
+       schedule_proc(p);
 }
 
 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
@@ -650,44 +771,260 @@ static uint32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
  * - RES_CORES amt_wanted will be the amount running after taking away the
  *   yielder, unless there are none left, in which case it will be 1.
  *
- * This does not return (abandon_core()), so it will eat your reference.  */
-void proc_yield(struct proc *SAFE p)
+ * If the call is being nice, it means that it is in response to a preemption
+ * (which needs to be checked).  If there is no preemption pending, just return.
+ * No matter what, don't adjust the number of cores wanted.
+ *
+ * This usually does not return (abandon_core()), so it will eat your reference.
+ * */
+void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
 {
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
+       uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
+       struct vcore *vc = vcoreid2vcore(p, vcoreid);
+
+       /* no reason to be nice, return */
+       if (being_nice && !vc->preempt_pending)
+               return;
+
+       spin_lock(&p->proc_lock); /* horrible scalability.  =( */
+
+       /* fate is sealed, return and take the preempt message on the way out.
+        * we're making this check while holding the lock, since the preemptor
+        * should hold the lock when sending messages. */
+       if (vc->preempt_served) {
+               spin_unlock(&p->proc_lock);
+               return;
+       }
+       /* no need to preempt later, since we are yielding (nice or otherwise) */
+       if (vc->preempt_pending)
+               vc->preempt_pending = 0;
+
        switch (p->state) {
                case (PROC_RUNNING_S):
-                       p->env_tf= *current_tf;
-                       env_push_ancillary_state(p);
-                       __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
-                       schedule_proc(p);
+                       __proc_yield_s(p, current_tf);  /* current_tf 0'd in abandon core */
                        break;
                case (PROC_RUNNING_M):
+                       printd("[K] Process %d (%p) is yielding on vcore %d\n", p->pid, p,
+                              get_vcoreid(p, core_id()));
+                       /* TODO: (RMS) the Scheduler cannot handle the Runnable Ms (RMS), so
+                        * don't yield the last vcore. */
+                       if (p->procinfo->num_vcores == 1) {
+                               spin_unlock(&p->proc_lock);
+                               return;
+                       }
                        __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
-                       // give up core
-                       __unmap_vcore(p, get_vcoreid(p, core_id()));
+                       /* Remove from the online list, add to the yielded list, and unmap
+                        * the vcore, which gives up the core. */
+                       TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc, list);
+                       TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc, list);
+                       __unmap_vcore(p, vcoreid);
+                       /* Adjust implied resource desires */
                        p->resources[RES_CORES].amt_granted = --(p->procinfo->num_vcores);
-                       p->resources[RES_CORES].amt_wanted = p->procinfo->num_vcores;
+                       if (!being_nice)
+                               p->resources[RES_CORES].amt_wanted = p->procinfo->num_vcores;
                        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        // add to idle list
                        put_idle_core(core_id());
                        // last vcore?  then we really want 1, and to yield the gang
+                       // TODO: (RMS) will actually do this.
                        if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
-                               // might replace this with m_yield, if we have it directly
                                p->resources[RES_CORES].amt_wanted = 1;
                                __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
                                schedule_proc(p);
                        }
                        break;
+               case (PROC_DYING):
+                       /* just return and take the death message (which should be otw) */
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       return;
                default:
                        // there are races that can lead to this (async death, preempt, etc)
                        panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
                              __FUNCTION__);
        }
-       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-       proc_decref(p, 1);
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       proc_decref(p);                 /* need to eat the ref passed in */
+       /* TODO: (RMS) If there was a change to the idle cores, try and give our
+        * core to someone who was preempted. */
        /* Clean up the core and idle.  For mgmt cores, they will ultimately call
         * manager, which will call schedule() and will repick the yielding proc. */
        abandon_core();
+       smp_idle();
+}
+
+/* Sends a notification (aka active notification, aka IPI) to p's vcore.  We
+ * only send a notification if one isn't already pending and they are enabled.
+ * There's a bunch of weird cases with this, and how pending / enabled are
+ * signals between the user and kernel - check the documentation.
+ *
+ * If you expect to notify yourself, cleanup state and process_routine_kmsg() */
+void proc_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
+{
+       struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+       /* TODO: Currently, there is a race for notif_pending, and multiple senders
+        * can send an IPI.  Worst thing is that the process gets interrupted
+        * briefly and the kernel immediately returns back once it realizes notifs
+        * are masked.  To fix it, we'll need atomic_swapb() (right answer), or not
+        * use a bool. (wrong answer). */
+       if (!vcpd->notif_pending) {
+               vcpd->notif_pending = TRUE;
+               if (vcpd->notif_enabled) {
+                       /* GIANT WARNING: we aren't using the proc-lock to protect the
+                        * vcoremap.  We want to be able to use this from interrupt context,
+                        * and don't want the proc_lock to be an irqsave.  Spurious
+                        * __notify() kmsgs are okay (it checks to see if the right receiver
+                        * is current). */
+                       if ((p->state & PROC_RUNNING_M) && // TODO: (VC#) (_S state)
+                                     vcore_is_mapped(p, vcoreid)) {
+                               printd("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
+                               send_kernel_message(get_pcoreid(p, vcoreid), __notify, (long)p,
+                                                   0, 0, KMSG_ROUTINE);
+                       }
+               }
+       }
+}
+
+/************************  Preemption Functions  ******************************
+ * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
+ *
+ * Careful about what takes a vcoreid and what takes a pcoreid.  Also, there may
+ * be weird glitches with setting the state to RUNNABLE_M.  It is somewhat in
+ * flux.  The num_vcores is changed after take_cores, but some of the messages
+ * (or local traps) may not yet be ready to handle seeing their future state.
+ * But they should be, so fix those when they pop up.
+ *
+ * TODO: (RMS) we need to actually make the scheduler handle RUNNABLE_Ms and
+ * then schedule these, or change proc_destroy to not assume they need to be
+ * descheduled.
+ *
+ * Another thing to do would be to make the _core functions take a pcorelist,
+ * and not just one pcoreid. */
+
+/* Sets a preempt_pending warning for p's vcore, to go off 'when'.  If you care
+ * about locking, do it before calling.  Takes a vcoreid! */
+void __proc_preempt_warn(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint64_t when)
+{
+       struct event_msg local_msg = {0};
+       /* danger with doing this unlocked: preempt_pending is set, but never 0'd,
+        * since it is unmapped and not dealt with (TODO)*/
+       p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = when;
+
+       /* Send the event (which internally checks to see how they want it) */
+       local_msg.ev_type = EV_PREEMPT_PENDING;
+       local_msg.ev_arg1 = vcoreid;
+       send_kernel_event(p, &local_msg, vcoreid);
+
+       /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
+        * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
+}
+
+/* Warns all active vcores of an impending preemption.  Hold the lock if you
+ * care about the mapping (and you should). */
+void __proc_preempt_warnall(struct proc *p, uint64_t when)
+{
+       struct vcore *vc_i;
+       TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
+               __proc_preempt_warn(p, vcore2vcoreid(p, vc_i), when);
+       /* TODO: consider putting in some lookup place for the alarm to find it.
+        * til then, it'll have to scan the vcoremap (O(n) instead of O(m)) */
+}
+
+// TODO: function to set an alarm, if none is outstanding
+
+/* Raw function to preempt a single core.  Returns TRUE if the calling core will
+ * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
+bool __proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
+{
+       uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
+
+       p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = TRUE;
+       // expects a pcorelist.  assumes pcore is mapped and running_m
+       return __proc_take_cores(p, &pcoreid, 1, __preempt, (long)p, 0, 0);
+}
+
+/* Raw function to preempt every vcore.  Returns TRUE if the calling core will
+ * get a kmsg.  If you care about locking, do it before calling. */
+bool __proc_preempt_all(struct proc *p)
+{
+       /* instead of doing this, we could just preempt_served all possible vcores,
+        * and not just the active ones.  We would need to sort out a way to deal
+        * with stale preempt_serveds first.  This might be just as fast anyways. */
+       struct vcore *vc_i;
+       TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
+               vc_i->preempt_served = TRUE;
+       return __proc_take_allcores(p, __preempt, (long)p, 0, 0);
+}
+
+/* Warns and preempts a vcore from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
+ * warning will be for u usec from now. */
+void proc_preempt_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid, uint64_t usec)
+{
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+       uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
+
+       /* DYING could be okay */
+       if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
+               warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
+               return;
+       }
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+       if (is_mapped_vcore(p, pcoreid)) {
+               __proc_preempt_warn(p, get_vcoreid(p, pcoreid), warn_time);
+               self_ipi_pending = __proc_preempt_core(p, pcoreid);
+       } else {
+               warn("Pcore doesn't belong to the process!!");
+       }
+       /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
+        * to schedule it */
+       #if 0
+       if (!p->procinfo->num_vcores) {
+               __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
+               schedule_proc(p);
+       }
+       #endif
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
+}
+
+/* Warns and preempts all from p.  No delaying / alarming, or anything.  The
+ * warning will be for u usec from now. */
+void proc_preempt_all(struct proc *p, uint64_t usec)
+{
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+       uint64_t warn_time = read_tsc() + usec2tsc(usec);
+
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+       /* DYING could be okay */
+       if (p->state != PROC_RUNNING_M) {
+               warn("Tried to preempt from a non RUNNING_M proc!");
+               spin_unlock(&p->proc_lock);
+               return;
+       }
+       __proc_preempt_warnall(p, warn_time);
+       self_ipi_pending = __proc_preempt_all(p);
+       assert(!p->procinfo->num_vcores);
+       /* TODO: (RMS) do this once a scheduler can handle RUNNABLE_M, and make sure
+        * to schedule it */
+       #if 0
+       __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
+       schedule_proc(p);
+       #endif
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
+}
+
+/* Give the specific pcore to proc p.  Lots of assumptions, so don't really use
+ * this.  The proc needs to be _M and prepared for it.  the pcore needs to be
+ * free, etc. */
+void proc_give(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
+{
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+       // expects a pcorelist, we give it a list of one
+       self_ipi_pending = __proc_give_cores(p, &pcoreid, 1);
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
 }
 
 /* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
@@ -695,28 +1032,48 @@ void proc_yield(struct proc *SAFE p)
 uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
 {
        uint32_t vcoreid;
-       // TODO: the code currently doesn't track the vcoreid properly for _S
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
+       // TODO: the code currently doesn't track the vcoreid properly for _S (VC#)
+       spin_lock(&p->proc_lock);
        switch (p->state) {
                case PROC_RUNNING_S:
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
                        return 0; // TODO: here's the ugly part
                case PROC_RUNNING_M:
                        vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
                        return vcoreid;
+               case PROC_DYING: // death message is on the way
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       return 0;
                default:
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
                        panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
                              __FUNCTION__);
        }
 }
 
+/* TODO: make all of these static inlines when we gut the env crap */
+bool vcore_is_mapped(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
+{
+       return p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid;
+}
+
+/* Can do this, or just create a new field and save it in the vcoremap */
+uint32_t vcore2vcoreid(struct proc *p, struct vcore *vc)
+{
+       return (vc - p->procinfo->vcoremap);
+}
+
+struct vcore *vcoreid2vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
+{
+       return &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
+}
+
 /* Gives process p the additional num cores listed in pcorelist.  You must be
  * RUNNABLE_M or RUNNING_M before calling this.  If you're RUNNING_M, this will
- * startup your new cores at the entry point with their virtual IDs.  If you're
- * RUNNABLE_M, you should call proc_run after this so that the process can start
- * to use its cores.
+ * startup your new cores at the entry point with their virtual IDs (or restore
+ * a preemption).  If you're RUNNABLE_M, you should call proc_run after this so
+ * that the process can start to use its cores.
  *
  * If you're *_S, make sure your core0's TF is set (which is done when coming in
  * via arch/trap.c and we are RUNNING_S), change your state, then call this.
@@ -733,9 +1090,9 @@ uint32_t proc_get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid)
  *
  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
 bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist, size_t num)
-{ TRUSTEDBLOCK
+{
        bool self_ipi_pending = FALSE;
-       uint32_t free_vcoreid = 0;
+       struct vcore *new_vc;
        switch (p->state) {
                case (PROC_RUNNABLE_S):
                case (PROC_RUNNING_S):
@@ -753,16 +1110,20 @@ bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist, size_t num)
                                // somewhere, like someone forgot to take vcores after
                                // preempting.
                                for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
-                                       assert(p->procinfo->vcoremap[i].valid);
+                                       assert(vcore_is_mapped(p, i));
                        }
                        // add new items to the vcoremap
                        __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+                       /* TODO: consider bulk preemption */
                        for (int i = 0; i < num; i++) {
-                               // find the next free slot, which should be the next one
-                               free_vcoreid = get_free_vcoreid(p, free_vcoreid);
-                               printd("setting vcore %d to pcore %d\n", free_vcoreid,
+                               new_vc = TAILQ_FIRST(&p->inactive_vcs);
+                               /* there are cases where this isn't true; deal with it later */
+                               assert(new_vc);
+                               printd("setting vcore %d to pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, new_vc),
                                       pcorelist[i]);
-                               __map_vcore(p, free_vcoreid, pcorelist[i]);
+                               TAILQ_REMOVE(&p->inactive_vcs, new_vc, list);
+                               TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
+                               __map_vcore(p, vcore2vcoreid(p, new_vc), pcorelist[i]);
                                p->procinfo->num_vcores++;
                        }
                        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
@@ -770,18 +1131,19 @@ bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist, size_t num)
                case (PROC_RUNNING_M):
                        /* Up the refcnt, since num cores are going to start using this
                         * process and have it loaded in their 'current'. */
-                       // TODO: (REF) use proc_incref once we have atomics
-                       p->env_refcnt += num;
+                       proc_incref(p, num);
                        __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        for (int i = 0; i < num; i++) {
-                               free_vcoreid = get_free_vcoreid(p, free_vcoreid);
-                               printd("setting vcore %d to pcore %d\n", free_vcoreid,
+                               new_vc = TAILQ_FIRST(&p->inactive_vcs);
+                               /* there are cases where this isn't true; deal with it later */
+                               assert(new_vc);
+                               printd("setting vcore %d to pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, new_vc),
                                       pcorelist[i]);
-                               __map_vcore(p, free_vcoreid, pcorelist[i]);
+                               TAILQ_REMOVE(&p->inactive_vcs, new_vc, list);
+                               TAILQ_INSERT_TAIL(&p->online_vcs, new_vc, list);
+                               __map_vcore(p, vcore2vcoreid(p, new_vc), pcorelist[i]);
                                p->procinfo->num_vcores++;
-                               /* should be a fresh core */
-                               assert(!p->procinfo->vcoremap[i].tf_to_run);
-                               send_kernel_message(pcorelist[i], __startcore, p, 0, 0,
+                               send_kernel_message(pcorelist[i], __startcore, (long)p, 0, 0,
                                                    KMSG_ROUTINE);
                                if (pcorelist[i] == core_id())
                                        self_ipi_pending = TRUE;
@@ -792,6 +1154,7 @@ bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist, size_t num)
                        panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
                              __FUNCTION__);
        }
+       p->resources[RES_CORES].amt_granted += num;
        return self_ipi_pending;
 }
 
@@ -818,9 +1181,8 @@ bool __proc_set_allcores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
  * in this function group, bool signals whether or not an IPI is pending.
  *
  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
-bool __proc_take_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
-                       size_t num, amr_t message, TV(a0t) arg0,
-                       TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
+bool __proc_take_cores(struct proc *p, uint32_t *pcorelist, size_t num,
+                       amr_t message, long arg0, long arg1, long arg2)
 { TRUSTEDBLOCK
        uint32_t vcoreid, pcoreid;
        bool self_ipi_pending = FALSE;
@@ -843,8 +1205,13 @@ bool __proc_take_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
        for (int i = 0; i < num; i++) {
                vcoreid = get_vcoreid(p, pcorelist[i]);
                // while ugly, this is done to facilitate merging with take_all_cores
-               pcoreid = p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid;
+               pcoreid = get_pcoreid(p, vcoreid);
                assert(pcoreid == pcorelist[i]);
+               /* Change lists for the vcore.  We do this before either unmapping or
+                * sending the message, so the lists represent what will be very soon
+                * (before we unlock, the messages are in flight). */
+               TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vcoreid2vcore(p, vcoreid), list);
+               TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vcoreid2vcore(p, vcoreid), list);
                if (message) {
                        if (pcoreid == core_id())
                                self_ipi_pending = TRUE;
@@ -870,10 +1237,10 @@ bool __proc_take_cores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
  * IPI is coming in once you unlock.
  *
  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
-bool __proc_take_allcores(struct proc *SAFE p, amr_t message,
-                          TV(a0t) arg0, TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
+bool __proc_take_allcores(struct proc *p, amr_t message, long arg0, long arg1,
+                          long arg2)
 {
-       uint32_t active_vcoreid = 0, pcoreid;
+       struct vcore *vc_i, *vc_temp;
        bool self_ipi_pending = FALSE;
        switch (p->state) {
                case (PROC_RUNNABLE_M):
@@ -890,23 +1257,24 @@ bool __proc_take_allcores(struct proc *SAFE p, amr_t message,
        assert(num_idlecores + p->procinfo->num_vcores <= num_cpus); // sanity
        spin_unlock(&idle_lock);
        __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
-       for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
-               // find next active vcore
-               active_vcoreid = get_busy_vcoreid(p, active_vcoreid);
-               pcoreid = p->procinfo->vcoremap[active_vcoreid].pcoreid;
+       TAILQ_FOREACH_SAFE(vc_i, &p->online_vcs, list, vc_temp) {
+               /* Change lists for the vcore.  We do this before either unmapping or
+                * sending the message, so the lists represent what will be very soon
+                * (before we unlock, the messages are in flight). */
+               TAILQ_REMOVE(&p->online_vcs, vc_i, list);
+               TAILQ_INSERT_HEAD(&p->inactive_vcs, vc_i, list);
                if (message) {
-                       if (pcoreid == core_id())
+                       if (vc_i->pcoreid == core_id())
                                self_ipi_pending = TRUE;
-                       send_kernel_message(pcoreid, message, arg0, arg1, arg2,
+                       send_kernel_message(vc_i->pcoreid, message, arg0, arg1, arg2,
                                            KMSG_ROUTINE);
                } else {
                        /* if there was a msg, the vcore is unmapped on the receive side.
                         * o/w, we need to do it here. */
-                       __unmap_vcore(p, active_vcoreid);
+                       __unmap_vcore(p, vcore2vcoreid(p, vc_i));
                }
-               // give the pcore back to the idlecoremap
-               put_idle_core(pcoreid);
-               active_vcoreid++; // for the next loop, skip the one we just used
+               /* give the pcore back to the idlecoremap */
+               put_idle_core(vc_i->pcoreid);
        }
        p->procinfo->num_vcores = 0;
        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
@@ -914,23 +1282,26 @@ bool __proc_take_allcores(struct proc *SAFE p, amr_t message,
        return self_ipi_pending;
 }
 
-/* Helper, to be used when unlocking after calling the above functions that
- * might cause an IPI to be sent.  There should already be a kmsg waiting for
- * us, since when we checked state to see a message was coming, the message had
- * already been sent before unlocking.  Note we do not need interrupts enabled
- * for this to work (you can receive a message before its IPI by polling).
+/* Helper, to be used when a proc management kmsg should be on its way.  This
+ * used to also unlock and then handle the message, back when the proc_lock was
+ * an irqsave, and we had an IPI pending.  Now we use routine kmsgs.  If a msg
+ * is pending, this needs to decref (to eat the reference of the caller) and
+ * then process the message.  Unlock before calling this, since you might not
+ * return.
+ *
+ * There should already be a kmsg waiting for us, since when we checked state to
+ * see a message was coming, the message had already been sent before unlocking.
+ * Note we do not need interrupts enabled for this to work (you can receive a
+ * message before its IPI by polling), though in most cases they will be.
  *
  * TODO: consider inlining this, so __FUNCTION__ works (will require effort in
  * core_request(). */
-void __proc_unlock_ipi_pending(struct proc *p, bool ipi_pending)
+void __proc_kmsg_pending(struct proc *p, bool ipi_pending)
 {
        if (ipi_pending) {
-               p->env_refcnt--; // TODO: (REF) (atomics)
-               spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-               process_routine_kmsg();
+               proc_decref(p);
+               process_routine_kmsg(0);
                panic("stack-killing kmsg not found in %s!!!", __FUNCTION__);
-       } else {
-               spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
        }
 }
 
@@ -952,81 +1323,209 @@ void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
        p->procinfo->pcoremap[p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid].valid = FALSE;
 }
 
-/* This takes a referenced process and ups the refcnt by count.  If the refcnt
- * was already 0, then someone has a bug, so panic.  Check out the Documentation
- * for brutal details about refcnting.
- *
- * Implementation aside, the important thing is that we atomically increment
- * only if it wasn't already 0.  If it was 0, panic.
- *
- * TODO: (REF) change to use CAS / atomics. */
-void proc_incref(struct proc *p, size_t count)
+/* Stop running whatever context is on this core, load a known-good cr3, and
+ * 'idle'.  Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the
+ * process's context. */
+void abandon_core(void)
 {
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
-       if (p->env_refcnt)
-               p->env_refcnt += count;
-       else
-               panic("Tried to incref a proc with no existing refernces!");
-       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+       struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
+       /* Syscalls that don't return will ultimately call abadon_core(), so we need
+        * to make sure we don't think we are still working on a syscall. */
+       pcpui->cur_sysc = 0;
+       if (pcpui->cur_proc) {
+               pcpui->cur_tf = 0;
+               __abandon_core();
+       }
 }
 
-/* When the kernel is done with a process, it decrements its reference count.
- * When the count hits 0, no one is using it and it should be freed.  "Last one
- * out" actually finalizes the death of the process.  This is tightly coupled
- * with the previous function (incref)
+/* Switches to the address space/context of new_p, doing nothing if we are
+ * already in new_p.  This won't add extra refcnts or anything, and needs to be
+ * paired with switch_back() at the end of whatever function you are in.  Don't
+ * migrate cores in the middle of a pair.  Specifically, the uncounted refs are
+ * one for the old_proc, which is passed back to the caller, and new_p is
+ * getting placed in cur_proc. */
+struct proc *switch_to(struct proc *new_p)
+{
+       struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
+       struct proc *old_proc = pcpui->cur_proc;        /* uncounted ref */
+       /* If we aren't the proc already, then switch to it */
+       if (old_proc != new_p) {
+               pcpui->cur_proc = new_p;                                /* uncounted ref */
+               lcr3(new_p->env_cr3);
+       }
+       return old_proc;
+}
+
+/* This switches back to old_proc from new_p.  Pair it with switch_to(), and
+ * pass in its return value for old_proc. */
+void switch_back(struct proc *new_p, struct proc *old_proc)
+{
+       struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
+       if (old_proc != new_p) {
+               pcpui->cur_proc = old_proc;
+               if (old_proc)
+                       lcr3(old_proc->env_cr3);
+               else
+                       lcr3(boot_cr3);
+       }
+}
+
+/* Will send a TLB shootdown message to every vcore in the main address space
+ * (aka, all vcores for now).  The message will take the start and end virtual
+ * addresses as well, in case we want to be more clever about how much we
+ * shootdown and batching our messages.  Should do the sanity about rounding up
+ * and down in this function too.
  *
- * TODO: (REF) change to use CAS.  Note that when we do so, we may be holding
- * the process lock when calling __proc_free(). */
-void proc_decref(struct proc *p, size_t count)
+ * Hold the proc_lock before calling this.
+ *
+ * Would be nice to have a broadcast kmsg at this point.  Note this may send a
+ * message to the calling core (interrupting it, possibly while holding the
+ * proc_lock).  We don't need to process routine messages since it's an
+ * immediate message. */
+void __proc_tlbshootdown(struct proc *p, uintptr_t start, uintptr_t end)
 {
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
-       p->env_refcnt -= count;
-       size_t refcnt = p->env_refcnt; // need to copy this in so it's not reloaded
-       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-       // if we hit 0, no one else will increment and we can check outside the lock
-       if (!refcnt)
-               __proc_free(p);
-       if (refcnt < 0)
-               panic("Too many decrefs!");
+       struct vcore *vc_i;
+       switch (p->state) {
+               case (PROC_RUNNING_S):
+                       tlbflush();
+                       break;
+               case (PROC_RUNNING_M):
+                       /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
+                       TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list) {
+                               send_kernel_message(vc_i->pcoreid, __tlbshootdown, start, end,
+                                                   0, KMSG_IMMEDIATE);
+                       }
+                       break;
+               case (PROC_DYING):
+                       /* if it is dying, death messages are already on the way to all
+                        * cores, including ours, which will clear the TLB. */
+                       break;
+               default:
+                       /* will probably get this when we have the short handlers */
+                       warn("Unexpected case %s in %s", procstate2str(p->state),
+                            __FUNCTION__);
+       }
 }
 
 /* Kernel message handler to start a process's context on this core.  Tightly
  * coupled with proc_run().  Interrupts are disabled. */
-void __startcore(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1, void *a2)
+void __startcore(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
 {
        uint32_t pcoreid = core_id(), vcoreid;
        struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
-       struct trapframe local_tf, *tf_to_pop;
+       struct trapframe local_tf;
+       struct preempt_data *vcpd;
 
        assert(p_to_run);
+       /* the sender of the amsg increfed, thinking we weren't running current. */
+       if (p_to_run == current)
+               proc_decref(p_to_run);
        vcoreid = get_vcoreid(p_to_run, pcoreid);
-       tf_to_pop = p_to_run->procinfo->vcoremap[vcoreid].tf_to_run;
+       vcpd = &p_to_run->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+       /* We could let userspace do this, though they come into vcore entry many
+        * times, and we just need this to happen when the cores comes online the
+        * first time.  That, and they want this turned on as soon as we know a
+        * vcore *WILL* be online.  We could also do this earlier, when we map the
+        * vcore to its pcore, though we don't always have current loaded or
+        * otherwise mess with the VCPD in those code paths. */
+       vcpd->can_rcv_msg = TRUE;
        printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
               pcoreid, p_to_run->pid, vcoreid);
-       // TODO: handle silly state (HSS)
-       if (!tf_to_pop) {
-               tf_to_pop = &local_tf;
-               memset(tf_to_pop, 0, sizeof(*tf_to_pop));
-               proc_init_trapframe(tf_to_pop, vcoreid, p_to_run->env_entry,
-                                   p_to_run->procdata->stack_pointers[vcoreid]);
-       } else {
-               /* Don't want to accidentally reuse this tf (saves on a for loop in
-                * proc_run, though we check there to be safe for now). */
-               p_to_run->procinfo->vcoremap[vcoreid].tf_to_run = 0;
+       if (seq_is_locked(vcpd->preempt_tf_valid)) {
+               __seq_end_write(&vcpd->preempt_tf_valid); /* mark tf as invalid */
+               restore_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
+               /* notif_pending and enabled means the proc wants to receive the IPI,
+                * but might have missed it.  copy over the tf so they can restart it
+                * later, and give them a fresh vcore. */
+               if (vcpd->notif_pending && vcpd->notif_enabled) {
+                       vcpd->notif_tf = vcpd->preempt_tf; // could memset
+                       proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
+                                           vcpd->transition_stack);
+                       if (!vcpd->transition_stack)
+                               warn("No transition stack!");
+                       vcpd->notif_enabled = FALSE;
+                       vcpd->notif_pending = FALSE;
+               } else {
+                       /* copy-in the tf we'll pop, then set all security-related fields */
+                       local_tf = vcpd->preempt_tf;
+                       proc_secure_trapframe(&local_tf);
+               }
+       } else { /* not restarting from a preemption, use a fresh vcore */
+               proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p_to_run->env_entry,
+                                   vcpd->transition_stack);
+               /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
+               vcpd->notif_enabled = FALSE;
        }
-       /* the sender of the amsg increfed, thinking we weren't running current. */
-       if (p_to_run == current)
-               proc_decref(p_to_run, 1);
-       __proc_startcore(p_to_run, tf_to_pop);
+       __proc_startcore(p_to_run, &local_tf); // TODO: (HSS) pass silly state *?
 }
 
-/* Stop running whatever context is on this core, load a known-good cr3, and
- * 'idle'.  Note this leaves no trace of what was running. This "leaves the
- * process's context. */
-void abandon_core(void)
+/* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif.  Make
+ * sure that you are passing in a user tf (otherwise, it's a bug).  Try not to
+ * grab locks or write access to anything that isn't per-core in here. */
+void __notify(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
 {
-       if (current)
-               __abandon_core();
+       struct user_trapframe local_tf;
+       struct preempt_data *vcpd;
+       uint32_t vcoreid;
+       struct proc *p = (struct proc*)a0;
+
+       if (p != current)
+               return;
+       assert(!in_kernel(tf));
+       /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
+        * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
+        * after we unmap. */
+       assert(tf == current_tf);
+       vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
+       vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+       printd("received active notification for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
+              p->procinfo->pid, vcoreid, core_id());
+       /* sort signals.  notifs are now masked, like an interrupt gate */
+       if (!vcpd->notif_enabled)
+               return;
+       vcpd->notif_enabled = FALSE;
+       vcpd->notif_pending = FALSE; // no longer pending - it made it here
+       /* save the old tf in the notify slot, build and pop a new one.  Note that
+        * silly state isn't our business for a notification. */
+       // TODO: this is assuming the struct user_tf is the same as a regular TF
+       vcpd->notif_tf = *tf;
+       memset(&local_tf, 0, sizeof(local_tf));
+       proc_init_trapframe(&local_tf, vcoreid, p->env_entry,
+                           vcpd->transition_stack);
+       __proc_startcore(p, &local_tf);
+}
+
+void __preempt(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
+{
+       struct preempt_data *vcpd;
+       uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
+       struct proc *p = (struct proc*)a0;
+
+       if (p != current)
+               panic("__preempt arrived for a process (%p) that was not current (%p)!",
+                     p, current);
+       assert(!in_kernel(tf));
+       /* We shouldn't need to lock here, since unmapping happens on the pcore and
+        * mapping would only happen if the vcore was free, which it isn't until
+        * after we unmap. */
+       vcoreid = get_vcoreid(p, coreid);
+       p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_served = FALSE;
+       /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
+       p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
+       vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+       printd("[kernel] received __preempt for proc %d's vcore %d on pcore %d\n",
+              p->procinfo->pid, vcoreid, core_id());
+
+       /* save the old tf in the preempt slot, save the silly state, and signal the
+        * state is a valid tf.  when it is 'written,' it is valid.  Using the
+        * seq_ctrs so userspace can tell between different valid versions.  If the
+        * TF was already valid, it will panic (if CONFIGed that way). */
+       // TODO: this is assuming the struct user_tf is the same as a regular TF
+       vcpd->preempt_tf = *tf;
+       save_fp_state(&vcpd->preempt_anc);
+       __seq_start_write(&vcpd->preempt_tf_valid);
+       __unmap_vcore(p, vcoreid);
+       abandon_core();
        smp_idle();
 }
 
@@ -1034,16 +1533,26 @@ void abandon_core(void)
  * Note this leaves no trace of what was running.
  * It's okay if death comes to a core that's already idling and has no current.
  * It could happen if a process decref'd before __proc_startcore could incref. */
-void __death(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *SNT a0, void *SNT a1,
-             void *SNT a2)
+void __death(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
 {
-       uint32_t coreid = core_id();
+       uint32_t vcoreid, coreid = core_id();
        if (current) {
+               vcoreid = get_vcoreid(current, coreid);
                printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
-                      coreid, current->pid, get_vcoreid(current, coreid));
-               __unmap_vcore(current, coreid);
+                      coreid, current->pid, vcoreid);
+               __unmap_vcore(current, vcoreid);
        }
        abandon_core();
+       smp_idle();
+}
+
+/* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
+ * addresses from a0 to a1. */
+void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, long a0, long a1,
+                    long a2)
+{
+       /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
+       tlbflush();
 }
 
 void print_idlecoremap(void)
@@ -1057,17 +1566,16 @@ void print_idlecoremap(void)
 
 void print_allpids(void)
 {
-       spin_lock(&pid_hash_lock);
-       if (hashtable_count(pid_hash)) {
-               hashtable_itr_t *phtable_i = hashtable_iterator(pid_hash);
-               printk("PID      STATE    \n");
-               printk("------------------\n");
-               do {
-                       struct proc *p = hashtable_iterator_value(phtable_i);
-                       printk("%8d %s\n", hashtable_iterator_key(phtable_i),
-                              p ? procstate2str(p->state) : "(null)");
-               } while (hashtable_iterator_advance(phtable_i));
+       void print_proc_state(void *item)
+       {
+               struct proc *p = (struct proc*)item;
+               assert(p);
+               printk("%8d %s\n", p->pid, procstate2str(p->state));
        }
+       printk("PID      STATE    \n");
+       printk("------------------\n");
+       spin_lock(&pid_hash_lock);
+       hash_for_each(pid_hash, print_proc_state);
        spin_unlock(&pid_hash_lock);
 }
 
@@ -1075,33 +1583,49 @@ void print_proc_info(pid_t pid)
 {
        int j = 0;
        struct proc *p = pid2proc(pid);
-       // not concerned with a race on the state...
+       struct vcore *vc_i;
        if (!p) {
                printk("Bad PID.\n");
                return;
        }
        spinlock_debug(&p->proc_lock);
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
+       //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
        printk("struct proc: %p\n", p);
        printk("PID: %d\n", p->pid);
        printk("PPID: %d\n", p->ppid);
        printk("State: 0x%08x\n", p->state);
-       printk("Refcnt: %d\n", p->env_refcnt - 1); // don't report our ref
+       printk("Refcnt: %d\n", atomic_read(&p->p_kref.refcount) - 1);
        printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
        printk("CR3(phys): 0x%08x\n", p->env_cr3);
        printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
-       printk("Vcoremap:\n");
-       for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
-               j = get_busy_vcoreid(p, j);
-               printk("\tVcore %d: Pcore %d\n", j, p->procinfo->vcoremap[j].pcoreid);
-               j++;
-       }
-       printk("Resources:\n");
+       printk("Vcore Lists (may be in flux w/o locking):\n----------------------\n");
+       printk("Online:\n");
+       TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->online_vcs, list)
+               printk("\tVcore %d -> Pcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i), vc_i->pcoreid);
+       printk("Bulk Preempted:\n");
+       TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->bulk_preempted_vcs, list)
+               printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
+       printk("Inactive / Yielded:\n");
+       TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->inactive_vcs, list)
+               printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
+       printk("Resources:\n------------------------\n");
        for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
                printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
                       p->resources[i].amt_wanted, p->resources[i].amt_granted);
-       printk("Vcore 0's Last Trapframe:\n");
-       print_trapframe(&p->env_tf);
-       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-       proc_decref(p, 1); /* decref for the pid2proc reference */
+       printk("Open Files:\n");
+       struct files_struct *files = &p->open_files;
+       spin_lock(&files->lock);
+       for (int i = 0; i < files->max_files; i++)
+               if (files->fd_array[i].fd_file) {
+                       printk("\tFD: %02d, File: %08p, File name: %s\n", i,
+                              files->fd_array[i].fd_file,
+                              file_name(files->fd_array[i].fd_file));
+               }
+       spin_unlock(&files->lock);
+       /* No one cares, and it clutters the terminal */
+       //printk("Vcore 0's Last Trapframe:\n");
+       //print_trapframe(&p->env_tf);
+       /* no locking / unlocking or refcnting */
+       // spin_unlock(&p->proc_lock);
+       proc_decref(p);
 }