_M procs start up at _start/hart_entry for vcore0
[akaros.git] / kern / src / process.c
index a82b37f..a8be5c6 100644 (file)
@@ -8,6 +8,7 @@
 #pragma nosharc
 #endif
 
+#include <ros/bcq.h>
 #include <arch/arch.h>
 #include <arch/bitmask.h>
 #include <process.h>
@@ -23,6 +24,8 @@
 #include <hashtable.h>
 #include <slab.h>
 #include <sys/queue.h>
+#include <frontend.h>
+#include <monitor.h>
 
 /* Process Lists */
 struct proc_list proc_runnablelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_runnablelist);
@@ -48,9 +51,8 @@ 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 int32_t __get_vcoreid(int32_t *corelist, size_t num, int32_t pcoreid);
-static int32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, int32_t pcoreid);
-static inline void __wait_for_ipi(const char *fnname);
+static bool is_mapped_vcore(struct proc *p, uint32_t pcoreid);
+static uint32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t pcoreid);
 
 /* PID management. */
 #define PID_MAX 32767 // goes from 0 to 32767, with 0 reserved
@@ -167,7 +169,7 @@ struct proc *pid2proc(pid_t pid)
        return p;
 }
 
-/* Performs any intialization related to processes, such as create the proc
+/* Performs any initialization related to processes, such as create the proc
  * cache, prep the scheduler, etc.  When this returns, we should be ready to use
  * any process related function. */
 void proc_init(void)
@@ -181,15 +183,43 @@ 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 not idle, all others are (for now) */
+       /* Init idle cores. Core 0 is the management core. */
        spin_lock(&idle_lock);
-       num_idlecores = num_cpus - 1;
+       int reserved_cores = 1;
+       #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
+       reserved_cores++; // Next core is dedicated to the NIC
+       assert(num_cpus >= reserved_cores);
+       #endif
+       #ifdef __CONFIG_APPSERVER__
+       #ifdef __CONFIG_DEDICATED_MONITOR__
+       reserved_cores++; // Next core dedicated to running the kernel monitor
+       assert(num_cpus >= reserved_cores);
+       // Need to subtract 1 from the reserved_cores # to get the cores index
+       send_kernel_message(reserved_cores-1, (amr_t)monitor, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
+       #endif
+       #endif
+       num_idlecores = num_cpus - reserved_cores;
        for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
-               idlecoremap[i] = i + 1;
+               idlecoremap[i] = i + reserved_cores;
        spin_unlock(&idle_lock);
        atomic_init(&num_envs, 0);
 }
 
+void
+proc_init_procinfo(struct proc* p)
+{
+       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);
+}
+
 /* Allocates and initializes a process, with the given parent.  Currently
  * writes the *p into **pp, and returns 0 on success, < 0 for an error.
  * Errors include:
@@ -226,43 +256,41 @@ static error_t proc_alloc(struct proc *SAFE*SAFE pp, pid_t parent_id)
 
        /* Set the basic status variables. */
        spinlock_init(&p->proc_lock);
+       p->exitcode = 0;
        p->ppid = parent_id;
-       __proc_set_state(p, PROC_CREATED);
+       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->env_flags = 0;
        p->env_entry = 0; // cheating.  this really gets set in load_icode
-       p->num_vcores = 0;
-       p->heap_bottom = (void*)UTEXT;
+       p->procinfo->heap_bottom = (void*)UTEXT;
        p->heap_top = (void*)UTEXT;
-       memset(&p->vcoremap, -1, sizeof(p->vcoremap));
        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));
-       proc_init_trapframe(&p->env_tf);
 
-       /* Initialize the contents of the e->env_procinfo structure */
-       p->env_procinfo->pid = p->pid;
-       /* Initialize the contents of the e->env_procdata structure */
+       /* Initialize the contents of the e->procinfo structure */
+       proc_init_procinfo(p);
+       /* Initialize the contents of the e->procdata structure */
 
        /* Initialize the generic syscall ring buffer */
-       SHARED_RING_INIT(&p->env_procdata->syscallring);
+       SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syscallring);
        /* Initialize the backend of the syscall ring buffer */
        BACK_RING_INIT(&p->syscallbackring,
-                      &p->env_procdata->syscallring,
+                      &p->procdata->syscallring,
                       SYSCALLRINGSIZE);
 
        /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
-       SHARED_RING_INIT(&p->env_procdata->syseventring);
+       SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
        /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
        FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
-                       &p->env_procdata->syseventring,
+                       &p->procdata->syseventring,
                        SYSEVENTRINGSIZE);
        *pp = p;
        atomic_inc(&num_envs);
 
-       proc_init_arch(e);
+       frontend_proc_init(p);
 
-       printk("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
+       printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
        } // INIT_STRUCT
        return 0;
 }
@@ -279,7 +307,8 @@ struct proc *proc_create(uint8_t *binary, size_t size)
        curid = (current ? current->pid : 0);
        if ((r = proc_alloc(&p, curid)) < 0)
                panic("proc_create: %e", r); // one of 3 quaint usages of %e.
-       env_load_icode(p, NULL, binary, size);
+       if(binary != NULL)
+               env_load_icode(p, NULL, binary, size);
        return p;
 }
 
@@ -290,11 +319,11 @@ static void __proc_free(struct proc *p)
 {
        physaddr_t pa;
 
-       printk("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
+       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);
 
-       proc_free_arch(e);
+       frontend_proc_free(p);
 
        // Free any colors allocated to this process
        if(p->cache_colors_map != global_cache_colors_map) {
@@ -304,13 +333,14 @@ static void __proc_free(struct proc *p)
        }
 
        // Flush all mapped pages in the user portion of the address space
-       env_user_mem_free(p);
+       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));
+       free_cont_pages(p->procdata, LOG2_UP(PROCDATA_NUM_PAGES));
 
-       // free the page directory
-       pa = p->env_cr3;
+       env_pagetable_free(p);
        p->env_pgdir = 0;
        p->env_cr3 = 0;
-       page_decref(pa2page(pa));
 
        /* Remove self from the pid hash, return PID.  Note the reversed order. */
        spin_lock(&pid_hash_lock);
@@ -358,67 +388,51 @@ void proc_run(struct proc *p)
                                smp_idle(); // this never returns
                        return;
                case (PROC_RUNNABLE_S):
+                       assert(current != p);
                        __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
                        /* We will want to know where this process is running, even if it is
                         * only in RUNNING_S.  can use the vcoremap, which makes death easy.
                         * Also, this is the signal used in trap.c to know to save the tf in
-                        * env_tf.
-                        * We may need the pcoremap entry to mark it as a RUNNING_S core, or
-                        * else update it here. (TODO) (PCORE) */
-                       p->num_vcores = 0;
-                       p->vcoremap[0] = core_id();
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-                       /* Transferring our reference to startcore, where p will become
-                        * current.  If it already is, decref in advance.  This is similar
-                        * to __startcore(), in that it sorts out the refcnt accounting.  */
-                       if (current == p)
-                               proc_decref(p, 1);
-                       proc_startcore(p, &p->env_tf);
+                        * env_tf. */
+                       __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+                       p->procinfo->num_vcores = 0;
+                       __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);
                        break;
                case (PROC_RUNNABLE_M):
                        /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
-                        * this process.  It is set outside proc_run.  For the active
+                        * this process.  It is set outside proc_run.  For the kernel
                         * message, a0 = struct proc*, a1 = struct trapframe*.   */
-                       if (p->num_vcores) {
+                       if (p->procinfo->num_vcores) {
                                __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
-                               int i = 0;
                                /* Up the refcnt, since num_vcores are going to start using this
                                 * process and have it loaded in their 'current'. */
-                               p->env_refcnt += p->num_vcores; // TODO: (REF) use incref
+                               p->env_refcnt += p->procinfo->num_vcores; // TODO: (REF) use incref
                                /* If the core we are running on is in the vcoremap, we will get
                                 * an IPI (once we reenable interrupts) and never return. */
-                               if (__get_vcoreid(p->vcoremap, p->num_vcores, core_id()) != -1)
+                               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;
-#ifdef __IVY__
-                                       send_active_message(p->vcoremap[0], __startcore, p,
-                                                           &p->env_tf, (void *SNT)0);
-#else
-                                       send_active_message(p->vcoremap[0], (void *)__startcore,
-                                                           (void *)p, (void *)&p->env_tf, 0);
-#endif
-                                       i = 1; // start at vcore1 in the loop below
-                               }
-                               /* handle the others. */
-                               for (/* i set above */; i < p->num_vcores; i++)
-#ifdef __IVY__
-                                       send_active_message(p->vcoremap[i], __startcore,
-                                                           p, (trapframe_t *CT(1))NULL, (void *SNT)i);
-#else
-                                       send_active_message(p->vcoremap[i], (void *)__startcore,
-                                                           (void *)p, (void *)0, (void *)i);
-#endif
+                               /* others should be zeroed after a previous use too. */
+                               // TODO: remove me
+                               for (int i = 0; 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. 
                         *
-                        * There a subtle race avoidance here.  proc_startcore can handle a
-                        * death message, but we can't have the startcore come after the
+                        * There a subtle race avoidance here.  __proc_startcore can handle
+                        * 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.
@@ -436,35 +450,10 @@ void proc_run(struct proc *p)
        }
 }
 
-/* Runs the given context (trapframe) of process p on the core this code
- * executes on.
- *
- * Given we are RUNNING_*, an IPI for death or preemption could come in:
- * 1. death attempt (IPI to kill whatever is on your core):
- *             we don't need to worry about protecting the stack, since we're
- *             abandoning ship - just need to get a good cr3 and decref current, which
- *             the death handler will do.
- *             If a death IPI comes in, we immediately stop this function and will
- *             never come back.
- * 2. preempt attempt (IPI to package state and maybe run something else):
- *             - if a preempt attempt comes in while we're in the kernel, it'll
- *             just set a flag.  we could attempt to bundle the kernel state
- *             and rerun it later, but it's really messy (and possibly given
- *             back to userspace).  we'll disable ints, check this flag, and if
- *             so, handle the preemption using the same funcs as the normal
- *             preemption handler.  nonblocking kernel calls will just slow
- *             down the preemption while they work.  blocking kernel calls will
- *             need to package their state properly anyway.
- *
- * TODO: in general, think about when we no longer need the stack, in case we
- * are preempted and expected to run again from somewhere else.  we can't
- * expect to have the kernel stack around anymore.  the nice thing about being
- * at this point is that we are just about ready to give up the stack anyways.
- *
- * I think we need to make it such that the kernel in "process context" never
- * gets removed from the core (displaced from its stack) without going through
- * some "bundling" code.
- *
+/* 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
@@ -474,17 +463,9 @@ void proc_run(struct proc *p)
  * in current and you have one reference, like proc_run(non_current_p), then
  * also do nothing.  The refcnt for your *p will count for the reference stored
  * in current. */
-void proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf) {
-       // it's possible to be DYING, but it's a rare race.
-       //if (p->state & (PROC_RUNNING_S | PROC_RUNNING_M))
-       //      printk("dying before (re)startcore on core %d\n", core_id());
-       // sucks to have ints disabled when doing env_decref and possibly freeing
-       disable_irq();
-       if (per_cpu_info[core_id()].preempt_pending) {
-               // TODO: handle preemption
-               // the functions will need to consider deal with current like down below
-               panic("Preemption not supported!");
-       }
+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,
@@ -510,6 +491,25 @@ void proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf) {
        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.
+ * 
+ * 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,
+ * but that would have crappy overhead.
+ *
+ * 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)
+{
+       /* Need ints disabled when we return from processing (race) */
+       disable_irq();
+       process_routine_kmsg();
+       __proc_startcore(p, tf);
+}
+
 /*
  * Destroys the given process.  This may be called from another process, a light
  * kernel thread (no real process context), asynchronously/cross-core, or from
@@ -532,9 +532,6 @@ void proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf) {
  * needs to change anyways when we make __death more like __preempt.  (TODO) */
 void proc_destroy(struct proc *p)
 {
-       /* TODO: this corelist is taking up a lot of space on the stack */
-       uint32_t corelist[MAX_NUM_CPUS];
-       size_t num_cores_freed;
        bool self_ipi_pending = FALSE;
        spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
 
@@ -564,12 +561,17 @@ void proc_destroy(struct proc *p)
                                current = NULL;
                        }
                        #endif
-                       send_active_message(p->vcoremap[0], __death, (void *SNT)0,
-                                           (void *SNT)0, (void *SNT)0);
+                       send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[0].pcoreid, __death,
+                                          (void *SNT)0, (void *SNT)0, (void *SNT)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 */
+                       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        #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->vcoremap[0]);
+                       put_idle_core(p->procinfo->vcoremap[0].pcoreid);
                        #endif
                        break;
                case PROC_RUNNING_M:
@@ -581,7 +583,8 @@ void proc_destroy(struct proc *p)
                                             (void *SNT)0);
                        break;
                default:
-                       panic("Weird state(0x%08x) in proc_destroy", p->state);
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
        }
        __proc_set_state(p, PROC_DYING);
        /* this decref is for the process in general */
@@ -597,13 +600,13 @@ void proc_destroy(struct proc *p)
 }
 
 /* Helper function.  Starting from prev, it will find the next free vcoreid,
- * which is the next slot with a -1 in it.
+ * 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)
 {
        uint32_t i;
        for (i = prev; i < MAX_NUM_CPUS; i++)
-               if (p->vcoremap[i] == -1)
+               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.");
@@ -611,58 +614,32 @@ static uint32_t get_free_vcoreid(struct proc *SAFE p, uint32_t prev)
 }
 
 /* Helper function.  Starting from prev, it will find the next busy vcoreid,
- * which is the next slot with something other than a -1 in it.
+ * 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)
 {
        uint32_t i;
        for (i = prev; i < MAX_NUM_CPUS; i++)
-               if (p->vcoremap[i] != -1)
+               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;
 }
 
-/* Helper function.  Find the vcoreid for a given physical core id.  If we use
- * some sort of pcoremap, we can avoid this linear search.  You better hold the
- * lock before calling this.  Returns -1 on failure. */
-static int32_t __get_vcoreid(int32_t *corelist, size_t num, int32_t pcoreid)
+/* 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)
 {
-       int32_t i;
-       bool found = FALSE;
-       for (i = 0; i < num; i++)
-               if (corelist[i] == pcoreid) {
-                       found = TRUE;
-                       break;
-               }
-       if (found)
-               return i;
-       else
-               return -1;
-}
-
-/* Helper function.  Just like the one above, but this one panics on failure.
- * You better hold the lock before calling this.  */
-static int32_t get_vcoreid(struct proc *SAFE p, int32_t pcoreid)
-{
-       int32_t vcoreid = __get_vcoreid(p->vcoremap, p->num_vcores, pcoreid);
-       assert(vcoreid != -1);
-       return vcoreid;
+       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
 }
 
-/* Use this when you are waiting for an IPI that you sent yourself.  In most
- * cases, interrupts should already be on (like after a spin_unlock_irqsave from
- * process context), but aren't always, like in proc_destroy().  We might be
- * able to remove the enable_irq in the future.  Think about this (TODO).
- *
- * Note this means all non-proc management interrupt handlers must return (which
- * they need to do anyway), so that we get back to this point.  */
-static inline void __wait_for_ipi(const char *fnname)
+/* 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)
 {
-       enable_irq();
-       udelay(1000000);
-       panic("Waiting too long on core %d for an IPI in %s()!", core_id(), fnname);
+       assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
+       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
 }
 
 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
@@ -687,14 +664,16 @@ void proc_yield(struct proc *SAFE p)
                        schedule_proc(p);
                        break;
                case (PROC_RUNNING_M):
-                       p->resources[RES_CORES].amt_granted = --(p->num_vcores);
-                       p->resources[RES_CORES].amt_wanted = p->num_vcores;
+                       __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        // give up core
-                       p->vcoremap[get_vcoreid(p, core_id())] = -1;
+                       __unmap_vcore(p, get_vcoreid(p, core_id()));
+                       p->resources[RES_CORES].amt_granted = --(p->procinfo->num_vcores);
+                       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
-                       if (p->num_vcores == 0) {
+                       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);
@@ -703,7 +682,8 @@ void proc_yield(struct proc *SAFE p)
                        break;
                default:
                        // there are races that can lead to this (async death, preempt, etc)
-                       panic("Weird state(0x%08x) in proc_yield", p->state);
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
        }
        spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
        proc_decref(p, 1);
@@ -712,7 +692,93 @@ void proc_yield(struct proc *SAFE p)
        abandon_core();
 }
 
-/* Gives process p the additional num cores listed in corelist.  You must be
+/* If you expect to notify yourself, cleanup state and process_routine_kmsg() */
+void do_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid, unsigned int notif,
+               struct notif_event *ne)
+{
+       assert(notif < MAX_NR_NOTIF);
+       if (ne)
+               assert(notif == ne->ne_type);
+
+       struct notif_method *nm = &p->procdata->notif_methods[notif];
+       struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+
+       /* enqueue notif message or toggle bits */
+       if (ne && nm->flags & NOTIF_MSG) {
+               if (bcq_enqueue(&vcpd->notif_evts, ne, NR_PERCORE_EVENTS, 4)) {
+                       atomic_inc((atomic_t)&vcpd->event_overflows); // careful here
+                       SET_BITMASK_BIT_ATOMIC(vcpd->notif_bmask, notif);
+               }
+       } else {
+               SET_BITMASK_BIT_ATOMIC(vcpd->notif_bmask, notif);
+       }
+
+       /* Active notification */
+       /* 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 (nm->flags & NOTIF_IPI && vcpd->notif_enabled && !vcpd->notif_pending) {
+               vcpd->notif_pending = TRUE;
+               spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
+                       if ((p->state & PROC_RUNNING_M) && // TODO: (VC#) (_S state)
+                                     (p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid)) {
+                               printk("[kernel] sending notif to vcore %d\n", vcoreid);
+                               send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid,
+                                                   __notify, p, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
+                       } else { // TODO: think about this, fallback, etc
+                               warn("Vcore unmapped, not receiving an active notif");
+                       }
+               spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+       }
+}
+
+/* Sends notification number notif to proc p.  Meant for generic notifications /
+ * reference implementation.  do_notify does the real work.  This one mostly
+ * just determines where the notif should be sent, other checks, etc.
+ * Specifically, it handles the parameters of notif_methods.  If you happen to
+ * notify yourself, make sure you process routine kmsgs. */
+void proc_notify(struct proc *p, unsigned int notif, struct notif_event *ne)
+{
+       assert(notif < MAX_NR_NOTIF); // notifs start at 0
+       struct notif_method *nm = &p->procdata->notif_methods[notif];
+       struct notif_event local_ne;
+       
+       /* Caller can opt to not send an NE, in which case we use the notif */
+       if (!ne) {
+               ne = &local_ne;
+               ne->ne_type = notif;
+       }
+
+       if (!(nm->flags & NOTIF_WANTED))
+               return;
+       do_notify(p, nm->vcoreid, ne->ne_type, ne);
+}
+
+/* Global version of the helper, for sys_get_vcoreid (might phase that syscall
+ * out). */
+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);
+       switch (p->state) {
+               case PROC_RUNNING_S:
+                       spin_unlock_irqsave(&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);
+                       return vcoreid;
+               default:
+                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
+       }
+}
+
+/* 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
@@ -732,7 +798,7 @@ void proc_yield(struct proc *SAFE p)
  * once you unlock after this function.
  *
  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
-bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, int32_t *corelist, size_t num)
+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;
@@ -747,47 +813,55 @@ bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, int32_t *corelist, size_t num)
                case (PROC_RUNNABLE_M):
                        // set up vcoremap.  list should be empty, but could be called
                        // multiple times before proc_running (someone changed their mind?)
-                       if (p->num_vcores) {
+                       if (p->procinfo->num_vcores) {
                                printk("[kernel] Yaaaaaarrrrr!  Giving extra cores, are we?\n");
                                // debugging: if we aren't packed, then there's a problem
                                // somewhere, like someone forgot to take vcores after
                                // preempting.
-                               for (int i = 0; i < p->num_vcores; i++)
-                                       assert(p->vcoremap[i]);
+                               for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++)
+                                       assert(p->procinfo->vcoremap[i].valid);
                        }
                        // add new items to the vcoremap
+                       __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        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, corelist[i]);
-                               p->vcoremap[free_vcoreid] = corelist[i];
-                               p->num_vcores++;
+                               printd("setting vcore %d to pcore %d\n", free_vcoreid,
+                                      pcorelist[i]);
+                               __map_vcore(p, free_vcoreid, pcorelist[i]);
+                               p->procinfo->num_vcores++;
                        }
+                       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        break;
                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;
-                       if (__get_vcoreid(corelist, num, core_id()) != -1)
-                               self_ipi_pending = TRUE;
+                       __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, corelist[i]);
-                               p->vcoremap[free_vcoreid] = corelist[i];
-                               p->num_vcores++;
-                               send_active_message(corelist[i], __startcore, p,
-                                                   (struct Trapframe *)0,
-                                                   (void*SNT)free_vcoreid);
+                               printd("setting vcore %d to pcore %d\n", free_vcoreid,
+                                      pcorelist[i]);
+                               __map_vcore(p, free_vcoreid, 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,
+                                                   KMSG_ROUTINE);
+                               if (pcorelist[i] == core_id())
+                                       self_ipi_pending = TRUE;
                        }
+                       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        break;
                default:
-                       panic("Weird proc state %d in proc_give_cores()!\n", p->state);
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
        }
        return self_ipi_pending;
 }
 
-/* Makes process p's coremap look like corelist (add, remove, etc).  Caller
+/* Makes process p's coremap look like pcorelist (add, remove, etc).  Caller
  * needs to know what cores are free after this call (removed, failed, etc).
  * This info will be returned via corelist and *num.  This will send message to
  * any cores that are getting removed.
@@ -798,23 +872,23 @@ bool __proc_give_cores(struct proc *SAFE p, int32_t *corelist, size_t num)
  * implementing it.
  *
  * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
-bool __proc_set_allcores(struct proc *SAFE p, int32_t *corelist,
+bool __proc_set_allcores(struct proc *SAFE p, uint32_t *pcorelist,
                          size_t *num, amr_t message,TV(a0t) arg0,
                          TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
 {
        panic("Set all cores not implemented.\n");
 }
 
-/* Takes from process p the num cores listed in corelist, using the given
- * message for the active message (__death, __preempt, etc).  Like the others
+/* Takes from process p the num cores listed in pcorelist, using the given
+ * message for the kernel message (__death, __preempt, etc).  Like the others
  * 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, int32_t *corelist,
+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)
 { TRUSTEDBLOCK
-       uint32_t vcoreid;
+       uint32_t vcoreid, pcoreid;
        bool self_ipi_pending = FALSE;
        switch (p->state) {
                case (PROC_RUNNABLE_M):
@@ -824,24 +898,34 @@ bool __proc_take_cores(struct proc *SAFE p, int32_t *corelist,
                        assert(message);
                        break;
                default:
-                       panic("Weird state %d in proc_take_cores()!\n", p->state);
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
        }
        spin_lock(&idle_lock);
-       assert((num <= p->num_vcores) && (num_idlecores + num <= num_cpus));
+       assert((num <= p->procinfo->num_vcores) &&
+              (num_idlecores + num <= num_cpus));
        spin_unlock(&idle_lock);
+       __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
        for (int i = 0; i < num; i++) {
-               vcoreid = get_vcoreid(p, corelist[i]);
-               assert(p->vcoremap[vcoreid] == corelist[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;
+               assert(pcoreid == pcorelist[i]);
                if (message) {
-                       if (p->vcoremap[vcoreid] == core_id())
+                       if (pcoreid == core_id())
                                self_ipi_pending = TRUE;
-                       send_active_message(corelist[i], message, arg0, arg1, arg2);
+                       send_kernel_message(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, vcoreid);
                }
                // give the pcore back to the idlecoremap
-               put_idle_core(corelist[i]);
-               p->vcoremap[vcoreid] = -1;
+               put_idle_core(pcoreid);
        }
-       p->num_vcores -= num;
+       p->procinfo->num_vcores -= num;
+       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
        p->resources[RES_CORES].amt_granted -= num;
        return self_ipi_pending;
 }
@@ -855,7 +939,7 @@ bool __proc_take_cores(struct proc *SAFE p, int32_t *corelist,
 bool __proc_take_allcores(struct proc *SAFE p, amr_t message,
                           TV(a0t) arg0, TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
 {
-       uint32_t active_vcoreid = 0;
+       uint32_t active_vcoreid = 0, pcoreid;
        bool self_ipi_pending = FALSE;
        switch (p->state) {
                case (PROC_RUNNABLE_M):
@@ -865,43 +949,74 @@ bool __proc_take_allcores(struct proc *SAFE p, amr_t message,
                        assert(message);
                        break;
                default:
-                       panic("Weird state %d in proc_take_allcores()!\n", p->state);
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
        }
        spin_lock(&idle_lock);
-       assert(num_idlecores + p->num_vcores <= num_cpus); // sanity
+       assert(num_idlecores + p->procinfo->num_vcores <= num_cpus); // sanity
        spin_unlock(&idle_lock);
-       for (int i = 0; i < p->num_vcores; i++) {
+       __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;
                if (message) {
-                       if (p->vcoremap[active_vcoreid] == core_id())
+                       if (pcoreid == core_id())
                                self_ipi_pending = TRUE;
-                       send_active_message(p->vcoremap[active_vcoreid], message,
-                                            arg0, arg1, arg2);
+                       send_kernel_message(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);
                }
                // give the pcore back to the idlecoremap
-               put_idle_core(p->vcoremap[active_vcoreid]);
-               p->vcoremap[active_vcoreid] = -1;
+               put_idle_core(pcoreid);
+               active_vcoreid++; // for the next loop, skip the one we just used
        }
-       p->num_vcores = 0;
+       p->procinfo->num_vcores = 0;
+       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
        p->resources[RES_CORES].amt_granted = 0;
        return self_ipi_pending;
 }
 
 /* Helper, to be used when unlocking after calling the above functions that
- * might cause an IPI to be sent.  TODO inline this, so the __FUNCTION__ works.
- * Will require an overhaul of core_request (break it up, etc) */
+ * 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).
+ *
+ * TODO: consider inlining this, so __FUNCTION__ works (will require effort in
+ * core_request(). */
 void __proc_unlock_ipi_pending(struct proc *p, bool ipi_pending)
 {
        if (ipi_pending) {
                p->env_refcnt--; // TODO: (REF) (atomics)
                spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-               __wait_for_ipi(__FUNCTION__);
+               process_routine_kmsg();
+               panic("stack-killing kmsg not found in %s!!!", __FUNCTION__);
        } else {
                spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
        }
 }
 
+/* Helper to do the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
+ * calling. */
+void __map_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid, uint32_t pcoreid)
+{
+       p->procinfo->vcoremap[vcoreid].pcoreid = pcoreid;
+       p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = TRUE;
+       p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid = vcoreid;
+       p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid = TRUE;
+}
+
+/* Helper to unmap the vcore->pcore and inverse mapping.  Hold the lock when
+ * calling. */
+void __unmap_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
+{
+       p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid = FALSE;
+       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
@@ -941,37 +1056,74 @@ void proc_decref(struct proc *p, size_t count)
                panic("Too many decrefs!");
 }
 
-/* Active message handler to start a process's context on this core.  Tightly
- * coupled with proc_run() */
-#ifdef __IVY__
-void __startcore(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, struct proc *CT(1) a0,
-                 trapframe_t *CT(1) a1, void *SNT a2)
-#else
-void __startcore(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void * a0, void * a1,
-                 void * a2)
-#endif
+/* 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)
 {
-       uint32_t coreid = core_id();
+       uint32_t pcoreid = core_id(), vcoreid;
        struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
-       trapframe_t local_tf;
-       trapframe_t *tf_to_pop = (trapframe_t *CT(1))a1;
+       struct trapframe local_tf, *tf_to_pop;
+       struct preempt_data *vcpd;
 
-       printk("[kernel] Startcore on physical core %d for Process %d\n",
-              coreid, p_to_run->pid);
        assert(p_to_run);
+       vcoreid = get_vcoreid(p_to_run, pcoreid);
+       tf_to_pop = p_to_run->procinfo->vcoremap[vcoreid].tf_to_run;
+       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);
-               // Note the init_tf sets tf_to_pop->tf_esp = USTACKTOP;
-               proc_set_tfcoreid(tf_to_pop, (uint32_t)a2);
-               proc_set_program_counter(tf_to_pop, p_to_run->env_entry);
+               proc_init_trapframe(tf_to_pop, vcoreid, p_to_run->env_entry,
+                                   p_to_run->procdata->stack_pointers[vcoreid]);
+               /* Disable/mask active notifications for fresh vcores */
+               vcpd = &p_to_run->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+               vcpd->notif_enabled = FALSE;
+       } 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;
        }
        /* 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, tf_to_pop);
+}
+
+/* Bail out if it's the wrong process, or if they no longer want a notif */
+// TODO: think about what TF this is: make sure it's the user one, and not a
+// kernel one (was it interrupted, or proc_kmsgs())
+void __notify(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1, void *a2)
+{
+       struct user_trapframe local_tf;
+       struct preempt_data *vcpd;
+       uint32_t vcoreid;
+       struct proc *p = (struct proc*)a0;
+
+       if (p != current)
+               return;
+       // TODO: think about locking here.  document why we don't need this
+       vcoreid = p->procinfo->pcoremap[core_id()].vcoreid;
+       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,
+                           p->procdata->stack_pointers[vcoreid]);
+       __proc_startcore(p, &local_tf);
+
 }
 
 /* Stop running whatever context is on this core, load a known-good cr3, and
@@ -979,24 +1131,24 @@ void __startcore(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void * a0, void * a1,
  * process's context. */
 void abandon_core(void)
 {
-       /* If we are currently running an address space on our core, we need a known
-        * good pgdir before releasing the old one.  We decref, since current no
-        * longer tracks the proc (and current no longer protects the cr3). */
-       if (current) {
-               lcr3(boot_cr3);
-               proc_decref(current, 1);
-               set_current_proc(NULL);
-       }
+       if (current)
+               __abandon_core();
        smp_idle();
 }
 
-/* Active message handler to clean up the core when a process is dying.
+/* Kernel message handler to clean up the core when a process is dying.
  * 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. */
+ * 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)
 {
+       uint32_t coreid = core_id();
+       if (current) {
+               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);
+       }
        abandon_core();
 }
 
@@ -1014,8 +1166,12 @@ 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 {
-                       printk("PID: %d\n", hashtable_iterator_key(phtable_i));
+                       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));
        }
        spin_unlock(&pid_hash_lock);
@@ -1039,11 +1195,11 @@ void print_proc_info(pid_t pid)
        printk("Refcnt: %d\n", p->env_refcnt - 1); // don't report our ref
        printk("Flags: 0x%08x\n", p->env_flags);
        printk("CR3(phys): 0x%08x\n", p->env_cr3);
-       printk("Num Vcores: %d\n", p->num_vcores);
+       printk("Num Vcores: %d\n", p->procinfo->num_vcores);
        printk("Vcoremap:\n");
-       for (int i = 0; i < p->num_vcores; i++) {
+       for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
                j = get_busy_vcoreid(p, j);
-               printk("\tVcore %d: Pcore %d\n", j, p->vcoremap[j]);
+               printk("\tVcore %d: Pcore %d\n", j, p->procinfo->vcoremap[j].pcoreid);
                j++;
        }
        printk("Resources:\n");