CPU state tracking
[akaros.git] / kern / src / process.c
index 16e8060..ee04506 100644 (file)
@@ -82,6 +82,32 @@ static void put_free_pid(pid_t pid)
        spin_unlock(&pid_bmask_lock);
 }
 
+/* 'resume' is the time int ticks of the most recent onlining.  'total' is the
+ * amount of time in ticks consumed up to and including the current offlining.
+ *
+ * We could move these to the map and unmap of vcores, though not every place
+ * uses that (SCPs, in particular).  However, maps/unmaps happen remotely;
+ * something to consider.  If we do it remotely, we can batch them up and do one
+ * rdtsc() for all of them.  For now, I want to do them on the core, around when
+ * we do the context change.  It'll also parallelize the accounting a bit. */
+void vcore_account_online(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
+{
+       struct vcore *vc = &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
+       vc->resume_ticks = read_tsc();
+}
+
+void vcore_account_offline(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
+{
+       struct vcore *vc = &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
+       vc->total_ticks += read_tsc() - vc->resume_ticks;
+}
+
+uint64_t vcore_account_gettotal(struct proc *p, uint32_t vcoreid)
+{
+       struct vcore *vc = &p->procinfo->vcoremap[vcoreid];
+       return vc->total_ticks;
+}
+
 /* 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.  */
@@ -230,6 +256,14 @@ void proc_init(void)
        atomic_init(&num_envs, 0);
 }
 
+void proc_set_progname(struct proc *p, char *name)
+{
+       /* might have an issue if a dentry name isn't null terminated, and we'd get
+        * extra junk up to progname_sz. */
+       strncpy(p->progname, name, PROC_PROGNAME_SZ);
+       p->progname[PROC_PROGNAME_SZ - 1] = '\0';
+}
+
 /* Be sure you init'd the vcore lists before calling this. */
 static void proc_init_procinfo(struct proc* p)
 {
@@ -249,10 +283,8 @@ static void proc_init_procinfo(struct proc* p)
        p->procinfo->num_vcores = 0;
        p->procinfo->is_mcp = FALSE;
        p->procinfo->coremap_seqctr = SEQCTR_INITIALIZER;
-       /* For now, we'll go up to the max num_cpus (at runtime).  In the future,
-        * there may be cases where we can have more vcores than num_cpus, but for
-        * now we'll leave it like this. */
-       for (int i = 0; i < num_cpus; i++) {
+       /* It's a bug in the kernel if we let them ask for more than max */
+       for (int i = 0; i < p->procinfo->max_vcores; i++) {
                TAILQ_INSERT_TAIL(&p->inactive_vcs, &p->procinfo->vcoremap[i], list);
        }
 }
@@ -270,7 +302,7 @@ static void proc_init_procdata(struct proc *p)
  * Errors include:
  *  - ENOFREEPID if it can't get a PID
  *  - ENOMEM on memory exhaustion */
-error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent)
+error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent, int flags)
 {
        error_t r;
        struct proc *p;
@@ -352,13 +384,24 @@ error_t proc_alloc(struct proc **pp, struct proc *parent)
        p->open_files.max_fdset = NR_FILE_DESC_DEFAULT;
        p->open_files.fd = p->open_files.fd_array;
        p->open_files.open_fds = (struct fd_set*)&p->open_files.open_fds_init;
+       if (parent) {
+               if (flags & PROC_DUP_FGRP)
+                       clone_files(&parent->open_files, &p->open_files);
+       } else {
+               /* no parent, we're created from the kernel */
+               assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0, TRUE) == 0);
+               assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 1, TRUE) == 1);
+               assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 2, TRUE) == 2);
+       }
        /* Init the ucq hash lock */
        p->ucq_hashlock = (struct hashlock*)&p->ucq_hl_noref;
        hashlock_init_irqsave(p->ucq_hashlock, HASHLOCK_DEFAULT_SZ);
 
        atomic_inc(&num_envs);
        frontend_proc_init(p);
-       plan9setup(p, parent);
+       /* this does all the 9ns setup, much of which is done throughout this func
+        * for the VFS, including duping the fgrp */
+       plan9setup(p, parent, flags);
        devalarm_init(p);
        TAILQ_INIT(&p->abortable_sleepers);
        spinlock_init_irqsave(&p->abort_list_lock);
@@ -388,14 +431,11 @@ struct proc *proc_create(struct file *prog, char **argv, char **envp)
 {
        struct proc *p;
        error_t r;
-       if ((r = proc_alloc(&p, current)) < 0)
+       if ((r = proc_alloc(&p, current, 0 /* flags */)) < 0)
                panic("proc_create: %e", r);    /* one of 3 quaint usages of %e */
+       proc_set_progname(p, file_name(prog));
        procinfo_pack_args(p->procinfo, argv, envp);
        assert(load_elf(p, prog) == 0);
-       /* Connect to stdin, stdout, stderr */
-       assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdin,  0) == 0);
-       assert(insert_file(&p->open_files, dev_stdout, 0) == 1);
-       assert(insert_file(&p->open_files, dev_stderr, 0) == 2);
        __proc_ready(p);
        return p;
 }
@@ -412,6 +452,7 @@ static int __cb_assert_no_pg(struct proc *p, pte_t *pte, void *va, void *arg)
 static void __proc_free(struct kref *kref)
 {
        struct proc *p = container_of(kref, struct proc, p_kref);
+       void *hash_ret;
        physaddr_t pa;
 
        printd("[PID %d] freeing proc: %d\n", current ? current->pid : 0, p->pid);
@@ -419,6 +460,7 @@ static void __proc_free(struct kref *kref)
        assert(kref_refcnt(&p->p_kref) == 0);
        assert(TAILQ_EMPTY(&p->alarmset.list));
 
+       p->progname[0] = 0;
        cclose(p->dot);
        cclose(p->slash);
        p->dot = p->slash = 0; /* catch bugs */
@@ -438,10 +480,14 @@ static void __proc_free(struct kref *kref)
        }
        /* Remove us from the pid_hash and give our PID back (in that order). */
        spin_lock(&pid_hash_lock);
-       if (!hashtable_remove(pid_hash, (void*)(long)p->pid))
-               panic("Proc not in the pid table in %s", __FUNCTION__);
+       hash_ret = hashtable_remove(pid_hash, (void*)(long)p->pid);
        spin_unlock(&pid_hash_lock);
-       put_free_pid(p->pid);
+       /* might not be in the hash/ready, if we failed during proc creation */
+       if (hash_ret)
+               put_free_pid(p->pid);
+       else
+               printd("[kernel] pid %d not in the PID hash in %s\n", p->pid,
+                      __FUNCTION__);
        /* all memory below UMAPTOP should have been freed via the VMRs.  the stuff
         * above is the global page and procinfo/procdata */
        env_user_mem_free(p, (void*)UMAPTOP, UVPT - UMAPTOP); /* 3rd arg = len... */
@@ -547,6 +593,7 @@ void proc_run_s(struct proc *p)
                         * lists).  This gets unmapped in resource.c and yield_s, and needs
                         * work. */
                        __map_vcore(p, 0, coreid); /* not treated like a true vcore */
+                       vcore_account_online(p, 0); /* VC# */
                        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        /* incref, since we're saving a reference in owning proc later */
                        proc_incref(p, 1);
@@ -702,6 +749,7 @@ void __proc_startcore(struct proc *p, struct user_context *ctx)
        __set_proc_current(p);
        /* Clear the current_ctx, since it is no longer used */
        current_ctx = 0;        /* TODO: might not need this... */
+       __set_cpu_state(pcpui, CPU_STATE_USER);
        proc_pop_ctx(ctx);
 }
 
@@ -918,6 +966,7 @@ int proc_change_to_m(struct proc *p)
                        // TODO: (VC#) might need to adjust num_vcores
                        // TODO: (ACR) will need to unmap remotely (receive-side)
                        __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
+                       vcore_account_offline(p, 0); /* VC# */
                        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
                        /* change to runnable_m (it's TF is already saved) */
                        __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_M);
@@ -952,6 +1001,7 @@ uint32_t __proc_change_to_s(struct proc *p, uint32_t *pc_arr)
 {
        struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
        uint32_t num_revoked;
+       /* Not handling vcore accounting.  Do so if we ever use this */
        printk("[kernel] trying to transition _M -> _S (deprecated)!\n");
        assert(p->state == PROC_RUNNING_M); // TODO: (ACR) async core req
        /* save the context, to be restarted in _S mode */
@@ -1043,6 +1093,7 @@ void __proc_save_context_s(struct proc *p, struct user_context *ctx)
 {
        p->scp_ctx = *ctx;
        __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
+       vcore_account_offline(p, 0); /* VC# */
 }
 
 /* Yields the calling core.  Must be called locally (not async) for now.
@@ -1191,6 +1242,7 @@ void proc_yield(struct proc *SAFE p, bool being_nice)
        p->procinfo->num_vcores--;
        p->procinfo->res_grant[RES_CORES] = p->procinfo->num_vcores;
        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+       vcore_account_offline(p, vcoreid);
        /* No more vcores?  Then we wait on an event */
        if (p->procinfo->num_vcores == 0) {
                /* consider a ksched op to tell it about us WAITING */
@@ -1864,6 +1916,7 @@ static void __set_curctx_to_vcoreid(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
        /* cur_ctx was built above (in actual_ctx), now use it */
        pcpui->cur_ctx = &pcpui->actual_ctx;
        /* this cur_ctx will get run when the kernel returns / idles */
+       vcore_account_online(p, vcoreid);
 }
 
 /* Changes calling vcore to be vcoreid.  enable_my_notif tells us about how the
@@ -1964,6 +2017,7 @@ int proc_change_to_vcore(struct proc *p, uint32_t new_vcoreid,
        __unmap_vcore(p, caller_vcoreid);
        __map_vcore(p, new_vcoreid, pcoreid);
        __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
+       vcore_account_offline(p, caller_vcoreid);
        /* Send either a PREEMPT msg or a CHECK_MSGS msg.  If they said to
         * enable_my_notif, then all userspace needs is to check messages, not a
         * full preemption recovery. */
@@ -2119,6 +2173,7 @@ void __preempt(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
        atomic_and(&vcpd->flags, ~VC_K_LOCK);
        /* either __preempt or proc_yield() ends the preempt phase. */
        p->procinfo->vcoremap[vcoreid].preempt_pending = 0;
+       vcore_account_offline(p, vcoreid);
        wmb();  /* make sure everything else hits before we finish the preempt */
        /* up the nr_done, which signals the next __startcore for this vc */
        p->procinfo->vcoremap[vcoreid].nr_preempts_done++;
@@ -2141,6 +2196,7 @@ void __death(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
                vcoreid = pcpui->owning_vcoreid;
                printd("[kernel] death on physical core %d for process %d's vcore %d\n",
                       coreid, p->pid, vcoreid);
+               vcore_account_offline(p, vcoreid);      /* in case anyone is counting */
                /* We won't restart the process later.  current gets cleared later when
                 * we notice there is no owning_proc and we have nothing to do
                 * (smp_idle, restartcore, etc) */
@@ -2162,10 +2218,18 @@ void print_allpids(void)
        {
                struct proc *p = (struct proc*)item;
                assert(p);
-               printk("%8d %-10s %6d\n", p->pid, procstate2str(p->state), p->ppid);
+               /* this actually adds an extra space, since no progname is ever
+                * PROGNAME_SZ bytes, due to the \0 counted in PROGNAME. */
+               printk("%8d %-*s %-10s %6d\n", p->pid, PROC_PROGNAME_SZ, p->progname,
+                      procstate2str(p->state), p->ppid);
        }
-       printk("     PID STATE      Parent    \n");
-       printk("------------------------------\n");
+       char dashes[PROC_PROGNAME_SZ];
+       memset(dashes, '-', PROC_PROGNAME_SZ);
+       dashes[PROC_PROGNAME_SZ - 1] = '\0';
+       /* -5, for 'Name ' */
+       printk("     PID Name %-*s State      Parent    \n",
+              PROC_PROGNAME_SZ - 5, "");
+       printk("------------------------------%s\n", dashes);
        spin_lock(&pid_hash_lock);
        hash_for_each(pid_hash, print_proc_state);
        spin_unlock(&pid_hash_lock);
@@ -2174,6 +2238,7 @@ void print_allpids(void)
 void print_proc_info(pid_t pid)
 {
        int j = 0;
+       uint64_t total_time = 0;
        struct proc *child, *p = pid2proc(pid);
        struct vcore *vc_i;
        if (!p) {
@@ -2183,6 +2248,7 @@ void print_proc_info(pid_t pid)
        spinlock_debug(&p->proc_lock);
        //spin_lock(&p->proc_lock); // No locking!!
        printk("struct proc: %p\n", p);
+       printk("Program name: %s\n", p->progname);
        printk("PID: %d\n", p->pid);
        printk("PPID: %d\n", p->ppid);
        printk("State: %s (%p)\n", procstate2str(p->state), p->state);
@@ -2201,6 +2267,16 @@ void print_proc_info(pid_t pid)
        printk("Inactive / Yielded:\n");
        TAILQ_FOREACH(vc_i, &p->inactive_vcs, list)
                printk("\tVcore %d\n", vcore2vcoreid(p, vc_i));
+       printk("Nsec Online, up to the last offlining:\n------------------------");
+       for (int i = 0; i < p->procinfo->max_vcores; i++) {
+               uint64_t vc_time = tsc2nsec(vcore_account_gettotal(p, i));
+               if (i % 4 == 0)
+                       printk("\n");
+               printk("  VC %3d: %14llu", i, vc_time);
+               total_time += vc_time;
+       }
+       printk("\n");
+       printk("Total CPU-NSEC: %llu\n", total_time);
        printk("Resources:\n------------------------\n");
        for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
                printk("\tRes type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
@@ -2209,7 +2285,8 @@ void print_proc_info(pid_t pid)
        struct files_struct *files = &p->open_files;
        spin_lock(&files->lock);
        for (int i = 0; i < files->max_files; i++)
-               if (files->fd[i].fd_file) {
+               if (GET_BITMASK_BIT(files->open_fds->fds_bits, i) &&
+                   (files->fd[i].fd_file)) {
                        printk("\tFD: %02d, File: %p, File name: %s\n", i,
                               files->fd[i].fd_file, file_name(files->fd[i].fd_file));
                }