OSDI Microbenchmarks
[akaros.git] / kern / src / process.c
index 84e2e7d..d176b65 100644 (file)
 #pragma nosharc
 #endif
 
+#include <ros/bcq.h>
 #include <arch/arch.h>
+#include <arch/bitmask.h>
 #include <process.h>
 #include <atomic.h>
 #include <smp.h>
 #include <pmap.h>
+#include <trap.h>
 #include <schedule.h>
 #include <manager.h>
 #include <stdio.h>
 #include <assert.h>
 #include <timing.h>
+#include <hashtable.h>
+#include <slab.h>
 #include <sys/queue.h>
+#include <frontend.h>
+#include <monitor.h>
+#include <resource.h>
 
 /* Process Lists */
-struct proc_list proc_freelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_freelist);
-spinlock_t freelist_lock = 0;
 struct proc_list proc_runnablelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_runnablelist);
-spinlock_t runnablelist_lock = 0;
+spinlock_t runnablelist_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
+struct kmem_cache *proc_cache;
 
-/*
- * While this could be done with just an assignment, this gives us the
+/* Tracks which cores are idle, similar to the vcoremap.  Each value is the
+ * physical coreid of an unallocated core. */
+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). */
+void put_idle_core(uint32_t coreid)
+{
+       spin_lock(&idle_lock);
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ /* often a good check, but hurts performance */
+       for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
+               if (idlecoremap[i] == coreid)
+                       warn("Core %d added to the freelist twice!", coreid);
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+       idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
+       spin_unlock(&idle_lock);
+}
+
+/* Other helpers, implemented later. */
+static void __proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf);
+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 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
+static DECL_BITMASK(pid_bmask, PID_MAX + 1);
+spinlock_t pid_bmask_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
+struct hashtable *pid_hash;
+spinlock_t pid_hash_lock; // initialized in proc_init
+
+/* Finds the next free entry (zero) entry in the pid_bitmask.  Set means busy.
+ * PID 0 is reserved (in proc_init).  A return value of 0 is a failure (and
+ * you'll also see a warning, for now).  Consider doing this with atomics. */
+static pid_t get_free_pid(void)
+{
+       static pid_t next_free_pid = 1;
+       pid_t my_pid = 0;
+
+       spin_lock(&pid_bmask_lock);
+       // atomically (can lock for now, then change to atomic_and_return
+       FOR_CIRC_BUFFER(next_free_pid, PID_MAX + 1, i) {
+               // always points to the next to test
+               next_free_pid = (next_free_pid + 1) % (PID_MAX + 1);
+               if (!GET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i)) {
+                       SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, i);
+                       my_pid = i;
+                       break;
+               }
+       }
+       spin_unlock(&pid_bmask_lock);
+       if (!my_pid)
+               warn("Shazbot!  Unable to find a PID!  You need to deal with this!\n");
+       return my_pid;
+}
+
+/* Return a pid to the pid bitmask */
+static void put_free_pid(pid_t pid)
+{
+       spin_lock(&pid_bmask_lock);
+       CLR_BITMASK_BIT(pid_bmask, pid);
+       spin_unlock(&pid_bmask_lock);
+}
+
+/* While this could be done with just an assignment, this gives us the
  * opportunity to check for bad transitions.  Might compile these out later, so
- * we shouldn't rely on them for sanity checking from userspace.
- */
-int proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
+ * we shouldn't rely on them for sanity checking from userspace.  */
+int __proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
 {
        uint32_t curstate = p->state;
        /* Valid transitions:
@@ -51,39 +125,39 @@ int proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
         * RBS -> D
         * RBM -> D
         *
-        * This isn't allowed yet, may be later.
+        * 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);
+                               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
@@ -91,162 +165,481 @@ int proc_set_state(struct proc *p, uint32_t state)
        return 0;
 }
 
-/* Change this when we aren't using an array */
-struct proc *get_proc(unsigned pid)
+/* Returns a pointer to the proc with the given pid, or 0 if there is none */
+struct proc *pid2proc(pid_t pid)
 {
-       // should have some error checking when we do this for real
-       return &envs[ENVX(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
+       return p;
 }
 
-/* Whether or not actor can control target */
+/* 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)
+{
+       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. */
+       SET_BITMASK_BIT(pid_bmask, 0);
+       spinlock_init(&pid_hash_lock);
+       spin_lock(&pid_hash_lock);
+       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. */
+       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;
+       for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
+               idlecoremap[i] = (i * 2) + 1;
+#else
+       #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
+       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
+       #endif
+       num_idlecores = num_cpus - num_mgmtcores;
+       for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
+               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)
+{
+       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
+#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__ */
+}
+
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+bool is_real_proc(struct proc *p)
+{
+       // the real proc has no true proc pointer
+       return !p->true_proc;
+}
+
+/* Make a _S process to represent a vcore in a traditional threading/scheduling
+ * model.  Should be able to proc_run this once it's done.  Hold the parent's
+ * lock when you call this. */
+int fake_proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent, uint32_t vcoreid)
+{
+       error_t r;
+       struct proc *p;
+
+       if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
+               return -ENOMEM;
+
+       spinlock_init(&p->proc_lock);
+       p->pid = parent->pid;
+       p->ppid = parent->ppid;
+       p->exitcode = 0;
+       p->state = PROC_RUNNING_M;
+       p->env_refcnt = 2;
+       p->env_entry = parent->env_entry;
+       p->cache_colors_map = parent->cache_colors_map;
+       p->next_cache_color = parent->next_cache_color;
+       p->heap_top = (void*)0xdeadbeef; // shouldn't use this.  poisoning.
+       p->env_pgdir = parent->env_pgdir;
+       p->env_cr3 = parent->env_cr3;
+       p->procinfo = parent->procinfo;
+       p->procdata = parent->procdata;
+       /* Don't use ARSCs, they aren't turned on */
+       // p->syscallbackring = not happening
+       p->true_proc = parent;
+       p->vcoreid = vcoreid;
+       /* there is a slight race on the old vcore mapping.  for a brief period, it
+        * is unmapped, but still tracked by the parent.  it's between the unmapping
+        * and the freeing (where the vcore_procs[i] is cleared, which we need to
+        * hold on to until the fake_proc has abandoned core.  a brief spin should
+        * be okay. */
+       spin_on(parent->vcore_procs[vcoreid]);
+       assert(!parent->vcore_procs[vcoreid]);
+       /* map us to the true parent vcoremap */
+       parent->vcore_procs[vcoreid] = p;
+       parent->env_refcnt++;
+
+       memset(&p->env_ancillary_state, 0, sizeof(p->env_ancillary_state));
+       /* env_tf is 0'd in init_trapframe */
+       struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+       proc_init_trapframe(&p->env_tf, vcoreid, p->env_entry,
+                           vcpd->transition_stack);
+
+       *pp = p;
+       atomic_inc(&num_envs);
+
+       printd("[%08x] fake process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
+       return 0;
+}
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+
+/* 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:
+ *  - 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 r;
+       struct proc *p;
+
+       if (!(p = kmem_cache_alloc(proc_cache, 0)))
+               return -ENOMEM;
+
+       { INITSTRUCT(*p)
+
+       // 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->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;
+       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 */
+       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);
+
+       /* Initialize the generic sysevent ring buffer */
+       SHARED_RING_INIT(&p->procdata->syseventring);
+       /* Initialize the frontend of the sysevent ring buffer */
+       FRONT_RING_INIT(&p->syseventfrontring,
+                       &p->procdata->syseventring,
+                       SYSEVENTRINGSIZE);
+       *pp = p;
+       atomic_inc(&num_envs);
+
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       p->true_proc = 0;
+       p->vcoreid = 0;
+       memset(p->vcore_procs, 0, sizeof(p->vcore_procs));
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+
+       frontend_proc_init(p);
+
+       printd("[%08x] new process %08x\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
+       } // INIT_STRUCT
+       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)
+{
+       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);
+       return p;
+}
+
+/* This is called by proc_decref, 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)
+{
+       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);
+
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       if (!is_real_proc(p)) {
+               printd("Fake proc on core %d unmapping from parent\n", core_id());
+               p->true_proc->vcore_procs[p->vcoreid] = 0; /* unmap self */
+               proc_decref(p->true_proc, 1); // might deadlock
+               kmem_cache_free(proc_cache, p);
+               return;
+       } else {
+               /* make sure the kids are dead before spinning */
+               if (current && !is_real_proc(current)) {
+                       __abandon_core();
+               }
+               /* spin til my peeps are dead */
+               for (int i = 0; i < MAX_NUM_CPUS; i++) {
+                       for (int j = 0; p->vcore_procs[i]; j++) {
+                               cpu_relax();
+                               if (j == 10000) {
+                                       printk("Core %d stalled while waiting on peep %d\n",
+                                              core_id(), i);
+                                       //send_kernel_message(p->procinfo->vcoremap[i].pcoreid,
+                                       //                    __death, 0, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
+                               }
+                       }
+               }
+       }
+       assert(is_real_proc(p));
+       printd("Core %d really trying to free proc %d (%p)\n", core_id(), p->pid, p);
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+
+       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++)
+                       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
+       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));
+
+       env_pagetable_free(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 */
+       kmem_cache_free(proc_cache, p);
+
+#ifdef __CONFIG_OSDI__ /* for experiment coordination */
+       extern struct proc *mgr_p1, *mgr_p2;
+       /* Signal to the monitor we're done */
+       if (p == mgr_p1)
+               mgr_p1 = 0;
+       if (p == mgr_p2)
+               mgr_p2 = 0;
+       printk("[T]:004:E:%llu\n", read_tsc());
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+}
+
+/* Whether or not actor can control target.  Note we currently don't need
+ * locking for this. TODO: think about that, esp wrt proc's dying. */
 bool proc_controls(struct proc *actor, struct proc *target)
 {
-       return target->env_parent_id == actor->env_id;
+       return ((actor == target) || (target->ppid == actor->pid));
 }
 
-/*
- * 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.
- */
+/* 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"
+ * for which core(s) to run this on will be in the vcoremap, which needs to be
+ * set externally.
+ *
+ * When a process goes from RUNNABLE_M to RUNNING_M, its vcoremap will be
+ * "packed" (no holes in the vcore->pcore mapping), vcore0 will continue to run
+ * it's old core0 context, and the other cores will come in at the entry point.
+ * Including in the case of preemption.
+ *
+ * This won't return if the current core is going to be one of the processes
+ * cores (either for _S mode or for _M if it's in the vcoremap).  proc_run will
+ * eat your reference if it does not return. */
 void proc_run(struct proc *p)
 {
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       /* this filth is so the state won't affect how it's run.  whenever we call
+        * proc_run, we think we are RUNNABLE_S.  prob issues with DYING. */
        switch (p->state) {
                case (PROC_DYING):
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-                       printk("Process %d not starting due to async death\n", p->env_id);
-                       // There should be no core cleanup to do (like decref).
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       printk("Process %d not starting due to async death\n", p->pid);
+                       if (!management_core())
+                               smp_idle(); // this never returns
+                       return;
+               case (PROC_RUNNABLE_S):
                        assert(current != p);
+                       __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_S);
+                       __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+                       p->procinfo->num_vcores = 0;
+                       __map_vcore(p, p->vcoreid, core_id());
+                       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+                       // fallthru
+               case (PROC_RUNNING_M):
+                       if (p == current)
+                               p->env_refcnt--; // TODO: (REF) use incref
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       // TODO: HSS!!
+                       // restore fp state from the preempt slot?
+                       disable_irq();
+                       __proc_startcore(p, &p->env_tf);
+                       break;
+               default:
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
+       }
+       return;
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+
+       switch (p->state) {
+               case (PROC_DYING):
+                       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())
                                smp_idle(); // this never returns
                        return;
                case (PROC_RUNNABLE_S):
-                       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.
-                       // 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);
-                       // This normally doesn't return, but might error out in the future.
-                       proc_startcore(p, &p->env_tf);
+                       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. */
+                       __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);
+                       /* __proc_startcore assumes the reference we give it is for current.
+                        * Decref if current is already properly set. */
+                       if (p == current)
+                               p->env_refcnt--; // TODO: (REF) use incref
+                       /* We don't want to process routine messages here, since it's a bit
+                        * different than when we perform a syscall in this process's
+                        * context.  We want interrupts disabled so that if there was a
+                        * routine message on the way, we'll get the interrupt once we pop
+                        * back to userspace.  */
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       disable_irq();
+                       __proc_startcore(p, &p->env_tf);
                        break;
                case (PROC_RUNNABLE_M):
-                       proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
-                       /* Prep each core that we are going to run this process on.
-                        * vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
-                        * this process.  It is set outside proc_run */
-                       for (int i = 0; i < p->num_vcores; i++) {
-                               per_cpu_info[p->vcoremap[i]].p_to_run = p;
+                       /* vcoremap[i] holds the coreid of the physical core allocated to
+                        * this process.  It is set outside proc_run.  For the kernel
+                        * message, a0 = struct proc*, a1 = struct trapframe*.   */
+                       if (p->procinfo->num_vcores) {
+                               __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
+                               /* 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;
+                               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!");
                        }
-                       // set virtual core 0 to run the main context
-                       // TODO: handle silly state (HSS)
-                       per_cpu_info[p->vcoremap[0]].tf_to_pop = &p->env_tf;
-                       /* needed to make sure the writes beat the IPI.  could have done it
-                        * with other mem accesses, like grabbing a lock, and the write
-                        * would have made it */
-                       wmb_f();
-                       /* There a subtle (attempted) race avoidance here.  proc_startcore
-                        * can handle a death IPI, but we can't have the startcore come
-                        * after the death IPI.  Otherwise, it would look like a new
-                        * process.  So we hold the lock to make sure our IPI went out
-                        * before a possible death IPI.
-                        * - This turns out to not be enough, although it is necessary.  We
-                        *   also need to make sure no other proc management IPIs are sent,
-                        *   since IPIs can be received out of order, hence the use of the
-                        *   pending flag. 
-                       // TODO: replace this ghetto with an active message (AM)
-                        * - Be *very* careful with this, since there may be a deadlock when
-                        *   sending an IPI to yourself when another is outstanding.  This
-                        *   shouldn't happen, since we should be holding some sort of
-                        *   global proc management lock when sending any of these IPIs out.
-                        * - Likewise, we need interrupts to be disabled, in case one of the
-                        *   IPIs 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.
-                        * - This can also be done far more intelligently / efficiently,
-                        *   like skipping in case it's busy and coming back later.
+                       /* 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
+                        * 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.
                         * - Note there is no guarantee this core's interrupts were on, so
-                        *   it may not get the IPI for a while... */
-                       for (int i = 0; i < p->num_vcores; i++) {
-                               // TODO: replace this ghetto with an active message (AM)
-                               while(per_cpu_info[p->vcoremap[i]].proc_ipi_pending)
-                                       cpu_relax();
-                               per_cpu_info[p->vcoremap[i]].proc_ipi_pending = TRUE;
-                               send_ipi(p->vcoremap[i], 0, I_STARTCORE);
-                       }
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+                        *   it may not get the message for a while... */
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       __proc_kmsg_pending(p, self_ipi_pending);
                        break;
                default:
-                       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-                       panic("Invalid process state in proc_run()!!");
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       panic("Invalid process state %p in proc_run()!!", p->state);
        }
 }
 
-/*
- * Runs the given context (trapframe) of process p on the core this code
- * executes on.  The refcnt tracks how many cores have "an interest" in this
- * process, which so far just means it uses the process's page table.  See the
- * massive comments around the incref function
- *
- * 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.
+/* 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.
  *
- * 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.
- */
-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!");
-       }
+ * 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
+ * it is already in current (like in the trap return path), don't up it.  If
+ * it's already in current and you have another reference (like pid2proc or from
+ * an IPI), then down it (which is what happens in __startcore()).  If it's not
+ * 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. */
+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) {
-               if (proc_incref(p)) {
-                       // getting here would mean someone tried killing this while we tried
-                       // to start one of it's contexts (from scratch, o/w we had it's CR3
-                       // loaded already)
-                       // if this happens, a no-op death-IPI ought to be on its way...  we can
-                       // just smp_idle()
-                       smp_idle();
-               }
+               /* Do not incref here.  We were given the reference to current,
+                * pre-upped. */
                lcr3(p->env_cr3);
-               // we unloaded the old cr3, so decref it (if it exists)
-               // TODO: Consider moving this to wherever we really "mean to leave the
-               // process's context".
+               /* 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);
-               current = p;
+                       proc_decref(current, 1);
+               set_current_proc(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
@@ -255,11 +648,32 @@ 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);
        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
@@ -276,135 +690,1063 @@ void proc_startcore(struct proc *p, trapframe_t *tf) {
  * (Last core/kernel thread to decref cleans up and deallocates resources.)
  *
  * Note that some cores can be processing async calls, but will eventually
- * decref.  Should think about this more.
- */
+ * decref.  Should think about this more, like some sort of callback/revocation.
+ *
+ * This will eat your reference if it won't return.  Note that this function
+ * needs to change anyways when we make __death more like __preempt.  (TODO) */
 void proc_destroy(struct proc *p)
 {
-       // Note this code relies on this lock disabling interrupts, similar to
-       // proc_run.
-       spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       /* in case a fake proc tries to kill themselves directly */
+       if (!is_real_proc(p)) {
+               printd("Trying to destroy a fake proc, will kill true proc\n");
+               proc_destroy(p->true_proc);
+               return;
+       }
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+
+       /* TODO: (DEATH) look at this again when we sort the __death IPI */
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       if ((current == p) || (current && (current->true_proc == p)))
+#else
+       if (current == p)
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+               self_ipi_pending = TRUE;
+
        switch (p->state) {
-               case PROC_DYING:
-                       return; // someone else killed this already.
-               case PROC_RUNNABLE_S:
+               case PROC_DYING: // someone else killed this already.
+                       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);
+                       // fallthrough
+               case PROC_RUNNABLE_S:
                        // Think about other lists, like WAITING, or better ways to do this
                        deschedule_proc(p);
                        break;
                case PROC_RUNNING_S:
-                       /* We could use the IPI regardless, but the common case here
-                        * probably isn't remote death. */
+                       #if 0
+                       // here's how to do it manually
                        if (current == p) {
                                lcr3(boot_cr3);
-                               proc_decref(p); // this decref is for the cr3
+                               proc_decref(p, 1); // this decref is for the cr3
                                current = NULL;
-                       } else {
-                               // TODO: replace this ghetto with an active message (AM)
-                               while(per_cpu_info[p->vcoremap[0]].proc_ipi_pending)
-                                       cpu_relax();
-                               per_cpu_info[p->vcoremap[0]].proc_ipi_pending = TRUE;
-                               send_ipi(p->vcoremap[0], 0, I_DEATH);
                        }
-                       smp_idle();
+                       #endif
+                       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->procinfo->vcoremap[0].pcoreid);
+                       #endif
+                       break;
                case PROC_RUNNING_M:
-                       /* Send the DEATH IPI to every core running this process.  See notes
-                        * above about issues with this while loop and proc_ipi_pending */
-                       for (int i = 0; i < p->num_vcores; i++) {
-                               // TODO: replace this ghetto with an active message (AM)
-                               while(per_cpu_info[p->vcoremap[i]].proc_ipi_pending)
-                                       cpu_relax();
-                               per_cpu_info[p->vcoremap[i]].proc_ipi_pending = TRUE;
-                               send_ipi(p->vcoremap[i], 0, I_DEATH);
+                       /* Send the DEATH message to every core running this process, and
+                        * 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);
+                       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);
+
+       /* 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). */
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       __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)
+{
+       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;
+}
+
+/* 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)
+{
+       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;
+}
+
+/* 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)
+{
+       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].valid;
+}
+
+/* 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)
+{
+       assert(is_mapped_vcore(p, pcoreid));
+       return p->procinfo->pcoremap[pcoreid].vcoreid;
+}
+
+/* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
+ * - If RUNNING_S, you just give up your time slice and will eventually return.
+ * - If RUNNING_M, you give up the current vcore (which never returns), and
+ *   adjust the amount of cores wanted/granted.
+ * - If you have only one vcore, you switch to RUNNABLE_M.  When you run again,
+ *   you'll have one guaranteed core, starting from the entry point.
+ *
+ * - 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.
+ *
+ * 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)
+{
+       uint32_t vcoreid = get_vcoreid(p, core_id());
+       struct vcore *vc = &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
+
+#ifdef __CONFIG_OSDI__
+       bool new_idle_core = FALSE;
+#endif /* __CONFIG_OSDI__ */
+
+       /* no reason to be nice, return */
+       if (being_nice && !vc->preempt_pending)
+               return;
+
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       if (p->state & (PROC_RUNNING_M | PROC_DYING))
+               return;
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+
+       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); // TODO: (HSS)
+                       __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
+                       schedule_proc(p);
+                       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.  It's ghetto and for OSDI, but it
+                        * needs to be fixed for all builds, not just CONFIG_OSDI. */
+                       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()));
+                       p->resources[RES_CORES].amt_granted = --(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());
+#ifdef __CONFIG_OSDI__
+                       new_idle_core = TRUE;
+#endif /* __CONFIG_OSDI__ */
+                       // last vcore?  then we really want 1, and to yield the gang
+                       // TODO: (RMS) will actually do this.
+                       if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
+                               p->resources[RES_CORES].amt_wanted = 1;
+                               __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
+                               schedule_proc(p);
                        }
-                       /* TODO: will need to update the pcoremap that's currently in
-                        * schedule */
                        break;
                default:
-                       panic("Weird state in proc_destroy");
+                       // there are races that can lead to this (async death, preempt, etc)
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
+       }
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       proc_decref(p, 1); // need to eat the ref passed in.
+#ifdef __CONFIG_OSDI__
+       /* If there was a change to the idle cores, try and give our core to someone who was
+        * preempted.  core_request likely won't return.  if that happens, p's
+        * context ought to be cleaned up in the proc_startcore of the new guy. (if
+        * we actually yielded)
+        * TODO: (RMS) do this more intelligently e.g.: kick_scheduler(); */
+       extern struct proc *victim;
+       if (new_idle_core && victim) {
+               /* this ghetto victim pointer is not an edible reference, and core
+                * request will eat it when it doesn't return. */
+               proc_incref(victim, 1);
+               core_request(victim);
+               proc_decref(victim, 1);
        }
-       proc_set_state(p, PROC_DYING);
+#endif /* __CONFIG_OSDI__ */
+       /* 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();
+}
 
-       atomic_dec(&num_envs);
-       /* TODO: (REF) dirty hack.  decref currently uses a lock, but needs to use
-        * CAS instead (another lock would be slightly less ghetto).  but we need to
-        * decref before releasing the lock, since that could enable interrupts,
-        * which would have us receive the DEATH IPI if this was called locally by
-        * the target process. */ 
-       //proc_decref(p); // this decref is for the process in general
-       p->env_refcnt--;
-       size_t refcnt = p->env_refcnt; // need to copy this in so it's not reloaded
-       
-       /* After unlocking, we can receive a DEATH IPI and clean up */
-       spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
+/* 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)
+{
+       printd("sending notif %d to proc %p\n", notif, p);
+       assert(notif < MAX_NR_NOTIF);
+       if (ne)
+               assert(notif == ne->ne_type);
 
-       // coupled with the refcnt-- above, from decref.  if this happened,
-       // proc_destroy was called "remotely", and with no one else refcnting
-       if (!refcnt)
-               env_free(p);
+       struct notif_method *nm = &p->procdata->notif_methods[notif];
+       struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
 
-       /* If we were running the process, we should have received an IPI by now.
-        * If not, odds are interrupts are disabled, which shouldn't happen while
-        * servicing syscalls. */
-       assert(current != p);
-       return;
+       printd("nm = %p, vcpd = %p\n", nm, vcpd);
+       /* 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_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.
+                        */
+                       if ((p->state & PROC_RUNNING_M) && // TODO: (VC#) (_S state)
+                                     (p->procinfo->vcoremap[vcoreid].valid)) {
+                               printd("[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");
+                       }
+               }
+       }
 }
 
-/*
- * The process refcnt is the number of places the process 'exists' in the
- * system.  Creation counts as 1.  Having your page tables loaded somewhere
- * (lcr3) counts as another 1.  A non-RUNNING_* process should have refcnt at
- * least 1.  If the kernel is on another core and in a processes address space
- * (like processing its backring), that counts as another 1.
+/* 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);
+}
+
+/************************  Preemption Functions  ******************************
+ * Don't rely on these much - I'll be sure to change them up a bit.
  *
- * Note that the actual loading and unloading of cr3 is up to the caller, since
- * that's not the only use for this (and decoupling is more flexible).
+ * 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.
  *
- * The refcnt should always be greater than 0 for processes that aren't dying.
- * When refcnt is 0, the process is dying and should not allow any more increfs.
- * A process can be dying with a refcnt greater than 0, since it could be
- * waiting for other cores to "get the message" to die, or a kernel core can be
- * finishing work in the processes's address space.
+ * 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.
  *
- * Implementation aside, the important thing is that we atomically increment
- * only if it wasn't already 0.  If it was 0, then we shouldn't be attaching to
- * the process, so we return an error, which should be handled however is
- * appropriate.  We currently use spinlocks, but some sort of clever atomics
- * would work too.
+ * 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)
+{
+       /* 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;
+       /* notify, if they want to hear about this event.  regardless of how they
+        * want it, we can send this as a bit.  Subject to change. */
+       if (p->procdata->notif_methods[NE_PREEMPT_PENDING].flags | NOTIF_WANTED)
+               do_notify(p, vcoreid, NE_PREEMPT_PENDING, 0);
+       /* 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)
+{
+       uint32_t active_vcoreid = 0;
+       for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
+               active_vcoreid = get_busy_vcoreid(p, active_vcoreid);
+               __proc_preempt_warn(p, active_vcoreid, when);
+               active_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)) */
+}
+
+// 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, 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. */
+       uint32_t active_vcoreid = 0;
+       for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
+               active_vcoreid = get_busy_vcoreid(p, active_vcoreid);
+               p->procinfo->vcoremap[active_vcoreid].preempt_served = TRUE;
+               active_vcoreid++;
+       }
+       return __proc_take_allcores(p, __preempt, 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() + usec * 1000000 / system_timing.tsc_freq;
+
+       /* 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() + usec * 1000000 / system_timing.tsc_freq;
+
+       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
+ * 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 (VC#)
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+       switch (p->state) {
+               case PROC_RUNNING_S:
+                       spin_unlock(&p->proc_lock);
+                       return 0; // TODO: here's the ugly part
+               case PROC_RUNNING_M:
+                       vcoreid = get_vcoreid(p, pcoreid);
+                       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(&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 (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.
  *
- * Also, no one should ever update the refcnt outside of these functions.
- * Eventually, we'll have Ivy support for this. (TODO)
+ * 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.
+ * Then call proc_run().
  *
- * TODO: (REF) change to use CAS.
- */
-error_t proc_incref(struct proc *p)
+ * The reason I didn't bring the _S cases from core_request over here is so we
+ * can keep this family of calls dealing with only *_Ms, to avoiding caring if
+ * this is called from another core, and to avoid the need_to_idle business.
+ * The other way would be to have this function have the side effect of changing
+ * state, and finding another way to do the need_to_idle.
+ *
+ * The returned bool signals whether or not a stack-crushing IPI will come in
+ * once you unlock after this function.
+ *
+ * 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
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       assert(is_real_proc(p));
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+       uint32_t free_vcoreid = 0;
+       switch (p->state) {
+               case (PROC_RUNNABLE_S):
+               case (PROC_RUNNING_S):
+                       panic("Don't give cores to a process in a *_S state!\n");
+                       break;
+               case (PROC_DYING):
+                       panic("Attempted to give cores to a DYING process.\n");
+                       break;
+               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->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->procinfo->num_vcores; i++)
+                                       assert(p->procinfo->vcoremap[i].valid);
+                       }
+                       // add new items to the vcoremap
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+                       __proc_set_state(p, PROC_RUNNING_M);
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+                       __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,
+                                      pcorelist[i]);
+                               __map_vcore(p, free_vcoreid, pcorelist[i]);
+                               p->procinfo->num_vcores++;
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+                               struct proc *fake_proc;
+                               /* every vcore is a fake proc */
+                               fake_proc_alloc(&fake_proc, p, free_vcoreid);
+                               local_schedule_proc(pcorelist[i], fake_proc);
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+                       }
+                       __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
+#ifndef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ // the refcnt is done in fake_proc_alloc
+                       p->env_refcnt += num;
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+                       __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,
+                                      pcorelist[i]);
+                               __map_vcore(p, free_vcoreid, pcorelist[i]);
+                               p->procinfo->num_vcores++;
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+                               struct proc *fake_proc;
+                               fake_proc_alloc(&fake_proc, p, free_vcoreid);
+                               local_schedule_proc(pcorelist[i], fake_proc);
+#else
+                               send_kernel_message(pcorelist[i], __startcore, p, 0, 0,
+                                                   KMSG_ROUTINE);
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+                               if (pcorelist[i] == core_id())
+                                       self_ipi_pending = TRUE;
+                       }
+                       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+                       break;
+               default:
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
+       }
+       p->resources[RES_CORES].amt_granted += num;
+       return self_ipi_pending;
+}
+
+/* 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.
+ *
+ * Before implementing this, we should probably think about when this will be
+ * used.  Implies preempting for the message.  The more that I think about this,
+ * the less I like it.  For now, don't use this, and think hard before
+ * implementing it.
+ *
+ * WARNING: You must hold the proc_lock before calling this! */
+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 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, uint32_t *pcorelist,
+                       size_t num, amr_t message, TV(a0t) arg0,
+                       TV(a1t) arg1, TV(a2t) arg2)
+{ TRUSTEDBLOCK
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       assert(is_real_proc(p));
+       assert(0);
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+       uint32_t vcoreid, pcoreid;
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+       switch (p->state) {
+               case (PROC_RUNNABLE_M):
+                       assert(!message);
+                       break;
+               case (PROC_RUNNING_M):
+                       assert(message);
+                       break;
+               default:
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
+       }
+       spin_lock(&idle_lock);
+       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, 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 (pcoreid == core_id())
+                               self_ipi_pending = TRUE;
+                       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(pcoreid);
+       }
+       p->procinfo->num_vcores -= num;
+       __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+       p->resources[RES_CORES].amt_granted -= num;
+       return self_ipi_pending;
+}
+
+/* Takes all cores from a process, which must be in an _M state.  Cores are
+ * placed back in the idlecoremap.  If there's a message, such as __death or
+ * __preempt, it will be sent to the cores.  The bool signals whether or not an
+ * 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)
+{
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       assert(is_real_proc(p));
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+       uint32_t active_vcoreid = 0, pcoreid;
+       bool self_ipi_pending = FALSE;
+       switch (p->state) {
+               case (PROC_RUNNABLE_M):
+                       assert(!message);
+                       break;
+               case (PROC_RUNNING_M):
+                       assert(message);
+                       break;
+               default:
+                       panic("Weird state(%s) in %s()", procstate2str(p->state),
+                             __FUNCTION__);
+       }
+       spin_lock(&idle_lock);
+       assert(num_idlecores + p->procinfo->num_vcores <= num_cpus); // sanity
+       spin_unlock(&idle_lock);
+       __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       /* Decref each child, so they will free themselves when they unmap */
+       for (int i = 0; i < MAX_NUM_CPUS; i++) {
+               if (p->vcore_procs[i])
+                       proc_decref(p->vcore_procs[i], 1);
+       }
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+       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 (pcoreid == core_id())
+                               self_ipi_pending = TRUE;
+                       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(pcoreid);
+               active_vcoreid++; // for the next loop, skip the one we just used
+       }
+       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 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_kmsg_pending(struct proc *p, bool ipi_pending)
+{
+       if (ipi_pending) {
+               proc_decref(p, 1);
+               process_routine_kmsg();
+               panic("stack-killing kmsg not found in %s!!!", __FUNCTION__);
+       }
+}
+
+/* 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
+ * 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)
 {
-       error_t retval = 0;
        spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
        if (p->env_refcnt)
-               p->env_refcnt++;
+               p->env_refcnt += count;
        else
-               retval = -EBADENV;
+               panic("Tried to incref a proc with no existing references!");
        spin_unlock_irqsave(&p->proc_lock);
-       return retval;
 }
 
-/*
- * 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)
- * Be sure to load a different cr3 before calling this!
+/* 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)
  *
  * TODO: (REF) change to use CAS.  Note that when we do so, we may be holding
- * the process lock when calling env_free().
- */
-void proc_decref(struct proc *p)
+ * the process lock when calling __proc_free().  Think about what order to do
+ * those calls in (unlock, then decref?), and the race with someone unlocking
+ * while someone else is __proc_free()ing. */
+void proc_decref(struct proc *p, size_t count)
 {
        spin_lock_irqsave(&p->proc_lock);
-       p->env_refcnt--;
+       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)
-               env_free(p);
+               __proc_free(p);
+       if (refcnt < 0)
+               panic("Too many decrefs!");
+}
+
+/* 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)
+{
+       if (current)
+               __abandon_core();
+       smp_idle();
+}
+
+/* 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.
+ *
+ * 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)
+{
+       uint32_t active_vcoreid = 0, pcoreid;
+       /* TODO: (TLB) sanity checks and rounding on the ranges */
+       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;
+               send_kernel_message(pcoreid, __tlbshootdown, (void*)start, (void*)end,
+                                   (void*)0, KMSG_IMMEDIATE);
+               active_vcoreid++; /* for the next loop, skip the one we just used */
+       }
+}
+
+/* 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 pcoreid = core_id(), vcoreid;
+       struct proc *p_to_run = (struct proc *CT(1))a0;
+       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, 1);
+       vcoreid = get_vcoreid(p_to_run, pcoreid);
+       vcpd = &p_to_run->procdata->vcore_preempt_data[vcoreid];
+       printd("[kernel] startcore on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
+              pcoreid, p_to_run->pid, vcoreid);
+
+       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);
+                       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;
+       }
+       __proc_startcore(p_to_run, &local_tf); // TODO: (HSS) pass silly state *?
+}
+
+/* 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(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;
+       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, 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(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1, void *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();
+}
+
+/* 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. */
+void __death(trapframe_t *tf, uint32_t srcid, void *SNT a0, void *SNT a1,
+             void *SNT a2)
+{
+       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, vcoreid);
+               __unmap_vcore(current, vcoreid);
+       }
+       abandon_core();
+}
+
+/* Kernel message handler, usually sent IMMEDIATE, to shoot down virtual
+ * addresses from a0 to a1. */
+void __tlbshootdown(struct trapframe *tf, uint32_t srcid, void *a0, void *a1,
+                    void *a2)
+{
+       /* TODO: (TLB) something more intelligent with the range */
+       tlbflush();
+}
+
+void print_idlecoremap(void)
+{
+       spin_lock(&idle_lock);
+       printk("There are %d idle cores.\n", num_idlecores);
+       for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
+               printk("idlecoremap[%d] = %d\n", i, idlecoremap[i]);
+       spin_unlock(&idle_lock);
+}
+
+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));
+       }
+       spin_unlock(&pid_hash_lock);
+}
+
+void print_proc_info(pid_t pid)
+{
+       int j = 0;
+       /* Doing this without the incref! careful! (avoiding deadlocks) TODO (REF)*/
+       //struct proc *p = pid2proc(pid);
+       spin_lock(&pid_hash_lock);
+       struct proc *p = hashtable_search(pid_hash, (void*)pid);
+       spin_unlock(&pid_hash_lock);
+       // not concerned with a race on the state...
+       if (!p) {
+               printk("Bad PID.\n");
+               return;
+       }
+       spinlock_debug(&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);
+       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");
+       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);
+#ifdef __CONFIG_EXPER_TRADPROC__
+       void print_chain(struct proc *p)
+       {
+               if (!is_real_proc(p)) {
+                       printk("P is not a true_proc, parent is %p\n", p->true_proc);
+                       print_chain(p);
+               } else {
+                       printk("P is a true_proc\n");
+                       for (int i = 0; i < p->procinfo->num_vcores; i++) {
+                               printk("%p's child %d is %p\n", p, i, p->vcore_procs[i]);
+                               if (p->vcore_procs[i])
+                                       for (int j = 0; j < MAX_NUM_CPUS; j++)
+                                               if (p->vcore_procs[i]->vcore_procs[j])
+                                                       printk("Crap, child %p has its own child %p!!\n",
+                                                              p->vcore_procs[i],
+                                                              p->vcore_procs[i]->vcore_procs[j]);
+                       }
+               }
+       }
+       print_chain(p);
+#endif /* __CONFIG_EXPER_TRADPROC__ */
+       /* 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, 1); /* decref for the pid2proc reference */
 }