Parent processes track children
[akaros.git] / kern / src / syscall.c
index 70acbe6..6a7d11a 100644 (file)
@@ -24,7 +24,6 @@
 #include <syscall.h>
 #include <kmalloc.h>
 #include <stdio.h>
-#include <resource.h>
 #include <frontend.h>
 #include <colored_caches.h>
 #include <hashtable.h>
@@ -34,6 +33,7 @@
 #include <smp.h>
 #include <arsc_server.h>
 #include <event.h>
+#include <termios.h>
 
 
 #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
@@ -72,10 +72,11 @@ static void finish_sysc(struct syscall *sysc, struct proc *p)
        atomic_and(&sysc->flags, ~SC_K_LOCK); 
 }
 
-/* Helper that "finishes" the current async syscall.  This should be used when
- * we are calling a function in a syscall that might not return and won't be
- * able to use the normal syscall return path, such as proc_yield() and
- * resource_req().  Call this from within syscall.c (I don't want it global).
+/* Helper that "finishes" the current async syscall.  This should be used with
+ * care when we are not using the normal syscall completion path.
+ *
+ * Do *NOT* complete the same syscall twice.  This is catastrophic for _Ms, and
+ * a bad idea for _S.
  *
  * It is possible for another user thread to see the syscall being done early -
  * they just need to be careful with the weird proc management calls (as in,
@@ -222,13 +223,14 @@ static ssize_t sys_cputs(struct proc *p, const char *DANGEROUS string,
 
 // Read a character from the system console.
 // Returns the character.
+/* TODO: remove me */
 static uint16_t sys_cgetc(struct proc *p)
 {
        uint16_t c;
 
-       // The cons_getc() primitive doesn't wait for a character,
+       // The cons_get_any_char() primitive doesn't wait for a character,
        // but the sys_cgetc() system call does.
-       while ((c = cons_getc()) == 0)
+       while ((c = cons_get_any_char()) == 0)
                cpu_relax();
 
        return c;
@@ -244,7 +246,7 @@ static uint32_t sys_getpcoreid(void)
 // this is removed from the user interface
 static size_t sys_getvcoreid(struct proc *p)
 {
-       return proc_get_vcoreid(p, core_id());
+       return proc_get_vcoreid(p);
 }
 
 /************** Process management syscalls **************/
@@ -311,29 +313,31 @@ static error_t sys_proc_run(struct proc *p, unsigned pid)
        struct proc *target = pid2proc(pid);
        error_t retval = 0;
 
-       if (!target)
-               return -EBADPROC;
-       // note we can get interrupted here. it's not bad.
-       spin_lock(&p->proc_lock);
-       // make sure we have access and it's in the right state to be activated
+       if (!target) {
+               set_errno(ESRCH);
+               return -1;
+       }
+       /* make sure we have access and it's in the right state to be activated */
        if (!proc_controls(p, target)) {
-               proc_decref(target);
-               retval = -EPERM;
+               set_errno(EPERM);
+               goto out_error;
        } else if (target->state != PROC_CREATED) {
-               proc_decref(target);
-               retval = -EINVAL;
-       } else {
-               __proc_set_state(target, PROC_RUNNABLE_S);
-               schedule_proc(target);
+               set_errno(EINVAL);
+               goto out_error;
        }
-       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       /* Note a proc can spam this for someone it controls.  Seems safe - if it
+        * isn't we can change it. */
+       proc_wakeup(target);
        proc_decref(target);
-       return retval;
+       return 0;
+out_error:
+       proc_decref(target);
+       return -1;
 }
 
 /* Destroy proc pid.  If this is called by the dying process, it will never
  * return.  o/w it will return 0 on success, or an error.  Errors include:
- * - EBADPROC: if there is no such process with pid
+ * - ESRCH: if there is no such process with pid
  * - EPERM: if caller does not control pid */
 static error_t sys_proc_destroy(struct proc *p, pid_t pid, int exitcode)
 {
@@ -359,39 +363,36 @@ static error_t sys_proc_destroy(struct proc *p, pid_t pid, int exitcode)
        proc_destroy(p_to_die);
        /* we only get here if we weren't the one to die */
        proc_decref(p_to_die);
-       return ESUCCESS;
+       return 0;
 }
 
 static int sys_proc_yield(struct proc *p, bool being_nice)
 {
+       struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
        /* proc_yield() often doesn't return - we need to set the syscall retval
         * early.  If it doesn't return, it expects to eat our reference (for now).
         */
-       finish_current_sysc(0);
+       finish_sysc(pcpui->cur_sysc, pcpui->cur_proc);
+       pcpui->cur_sysc = 0;    /* don't touch sysc again */
        proc_incref(p, 1);
        proc_yield(p, being_nice);
        proc_decref(p);
-       return 0;
+       /* Shouldn't return, to prevent the chance of mucking with cur_sysc. */
+       smp_idle();
+       assert(0);
 }
 
-static void sys_change_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
+static int sys_change_vcore(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
                              bool enable_my_notif)
 {
-       struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
-       /* Change to vcore may start the vcore up remotely before we can finish the
-        * async syscall, so we need to finish the sysc and not touch the struct.
-        * Note this sysc has no return value. */
-       finish_sysc(pcpui->cur_sysc, pcpui->cur_proc);
-       pcpui->cur_sysc = 0;    /* don't touch sysc again */
-       proc_change_to_vcore(p, vcoreid, enable_my_notif);
-       /* Shouldn't return, to prevent the chance of mucking with cur_sysc.
-        * smp_idle will make sure we run the appropriate cur_tf (which will be the
-        * new vcore for successful calls). */
-       smp_idle();
+       /* Note retvals can be negative, but we don't mess with errno in case
+        * callers use this in low-level code and want to extract the 'errno'. */
+       return proc_change_to_vcore(p, vcoreid, enable_my_notif);
 }
 
 static ssize_t sys_fork(env_t* e)
 {
+       struct proc *temp;
        int8_t state = 0;
        // TODO: right now we only support fork for single-core processes
        if (e->state != PROC_RUNNING_S) {
@@ -413,48 +414,26 @@ static ssize_t sys_fork(env_t* e)
        env->env_tf = *current_tf;
        enable_irqsave(&state);
 
-       /* We need to speculatively say the syscall worked before copying the memory
-        * out, since the 'forked' process's call never actually goes through the
-        * syscall return path, and will never think it is done.  This violates a
-        * few things.  Just be careful with fork. */
-       finish_current_sysc(0);
-
        env->cache_colors_map = cache_colors_map_alloc();
        for(int i=0; i < llc_cache->num_colors; i++)
                if(GET_BITMASK_BIT(e->cache_colors_map,i))
                        cache_color_alloc(llc_cache, env->cache_colors_map);
 
-       duplicate_vmrs(e, env);
-
-       int copy_page(env_t* e, pte_t* pte, void* va, void* arg)
-       {
-               env_t* env = (env_t*)arg;
-
-               if(PAGE_PRESENT(*pte))
-               {
-                       page_t* pp;
-                       if(upage_alloc(env,&pp,0))
-                               return -1;
-                       if(page_insert(env->env_pgdir,pp,va,*pte & PTE_PERM))
-                       {
-                               page_decref(pp);
-                               return -1;
-                       }
-                       pagecopy(page2kva(pp),ppn2kva(PTE2PPN(*pte)));
-                       page_decref(pp);
-               } else {
-                       assert(PAGE_PAGED_OUT(*pte));
-                       /* TODO: (SWAP) will need to either make a copy or CoW/refcnt the
-                        * backend store.  For now, this PTE will be the same as the
-                        * original PTE */
-                       panic("Swapping not supported!");
-                       pte_t* newpte = pgdir_walk(env->env_pgdir,va,1);
-                       if(!newpte)
-                               return -1;
-                       *newpte = *pte;
-               }
-               return 0;
+       /* Make the new process have the same VMRs as the older.  This will copy the
+        * contents of non MAP_SHARED pages to the new VMRs. */
+       if (duplicate_vmrs(e, env)) {
+               proc_destroy(env);      /* this is prob what you want, not decref by 2 */
+               proc_decref(env);
+               set_errno(ENOMEM);
+               return -1;
        }
+       /* Switch to the new proc's address space and finish the syscall.  We'll
+        * never naturally finish this syscall for the new proc, since its memory
+        * is cloned before we return for the original process.  If we ever do CoW
+        * for forked memory, this will be the first place that gets CoW'd. */
+       temp = switch_to(env);
+       finish_current_sysc(0);
+       switch_back(env, temp);
 
        /* In general, a forked process should be a fresh process, and we copy over
         * whatever stuff is needed between procinfo/procdata. */
@@ -467,18 +446,10 @@ static ssize_t sys_fork(env_t* e)
        env->procdata->ldt = e->procdata->ldt;
        #endif
 
-       /* for now, just copy the contents of every present page in the entire
-        * address space. */
-       if (env_user_mem_walk(e, 0, UMAPTOP, &copy_page, env)) {
-               proc_destroy(env);      /* this is prob what you want, not decref by 2 */
-               proc_decref(env);
-               set_errno(ENOMEM);
-               return -1;
-       }
        clone_files(&e->open_files, &env->open_files);
+       /* FYI: once we call ready, the proc is open for concurrent usage */
        __proc_ready(env);
-       __proc_set_state(env, PROC_RUNNABLE_S);
-       schedule_proc(env);
+       proc_wakeup(env);
 
        // don't decref the new process.
        // that will happen when the parent waits for it.
@@ -576,12 +547,12 @@ mid_error:
 early_error:
        finish_current_sysc(-1);
 success:
-       /* Here's how we'll restart the new (or old) process: */
+       /* Here's how we restart the new (on success) or old (on failure) proc: */
        spin_lock(&p->proc_lock);
-       __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run _S */
-       __proc_set_state(p, PROC_RUNNABLE_S);
-       schedule_proc(p);
+       __unmap_vcore(p, 0);    /* VC# keep in sync with proc_run_s */
+       __proc_set_state(p, PROC_WAITING);      /* fake a yield */
        spin_unlock(&p->proc_lock);
+       proc_wakeup(p);
 all_out:
        /* we can't return, since we'd write retvals to the old location of the
         * syscall struct (which has been freed and is in the old userspace) (or has
@@ -592,50 +563,50 @@ all_out:
        smp_idle();                             /* will reenable interrupts */
 }
 
-static ssize_t sys_trywait(env_t* e, pid_t pid, int* status)
+/* Note: we only allow waiting on children (no such thing as threads, for
+ * instance).  Right now we only allow waiting on termination (not signals),
+ * and we don't have a way for parents to disown their children (such as
+ * ignoring SIGCHLD, see man 2 waitpid's Notes). */
+static int sys_trywait(struct proc *parent, pid_t pid, int *status)
 {
-       struct proc* p = pid2proc(pid);
-
-       // TODO: this syscall is racy, so we only support for single-core procs
-       if(e->state != PROC_RUNNING_S)
-               return -1;
-
-       // TODO: need to use errno properly.  sadly, ROS error codes conflict..
-
-       if(p)
-       {
-               ssize_t ret;
-
-               if(current->pid == p->ppid)
-               {
-                       if(p->state == PROC_DYING)
-                       {
-                               memcpy_to_user(e,status,&p->exitcode,sizeof(int));
-                               printd("[PID %d] waited for PID %d (code %d)\n",
-                                      e->pid,p->pid,p->exitcode);
-                               ret = 0;
-                       }
-                       else // not dead yet
-                       {
-                               set_errno(ESUCCESS);
-                               ret = -1;
-                       }
-               }
-               else // not a child of the calling process
-               {
-                       set_errno(EPERM);
-                       ret = -1;
-               }
+       /* TODO:
+        * - WAIT should handle stop and start via signal too
+        *      - what semantics?  need a wait for every change to state?  etc.
+        * - should have an option for WNOHANG, and a bunch of other things.
+        * - think about what functions we want to work with MCPS
+        *   */
+       struct proc* child = pid2proc(pid);
+       int ret = -1;
+       int ret_status;
 
-               // if the wait succeeded, decref twice
-               if (ret == 0)
-                       proc_decref(p);
-               proc_decref(p);
-               return ret;
+       if (!child) {
+               set_errno(ECHILD);      /* ECHILD also used for no proc */
+               goto out;
        }
-
-       set_errno(EPERM);
-       return -1;
+       if (!(parent->pid == child->ppid)) {
+               set_errno(ECHILD);
+               goto out_decref;
+       }
+       /* Block til there is some activity (DYING for now) */
+       if (!(child->state == PROC_DYING)) {
+               sleep_on(&child->state_change);
+               cpu_relax();
+       }
+       assert(child->state == PROC_DYING);
+       ret_status = child->exitcode;
+       /* wait succeeded - need to clean up the proc. */
+       proc_disown_child(parent, child);
+       /* fall through */
+out_success:
+       /* ignoring the retval here - don't care if they have a bad addr. */
+       memcpy_to_user(parent, status, &ret_status, sizeof(ret_status));
+       printd("[PID %d] waited for PID %d (code %d)\n", parent->pid,
+              pid, ret_status);
+       ret = 0;
+out_decref:
+       proc_decref(child);
+out:
+       return ret;
 }
 
 /************** Memory Management Syscalls **************/
@@ -670,16 +641,6 @@ static int sys_shared_page_free(env_t* p1, void*DANGEROUS addr, pid_t p2)
        return -1;
 }
 
-
-static int sys_resource_req(struct proc *p, int type, unsigned int amt_wanted,
-                            unsigned int amt_wanted_min, int flags)
-{
-       /* resource_req returns and we'll eventually finish the sysc later.  The
-        * original context may restart on a remote core before we return and
-        * finish, but that's fine thanks to the async kernel interface. */
-       return resource_req(p, type, amt_wanted, amt_wanted_min, flags);
-}
-
 /* Untested.  Will notify the target on the given vcore, if the caller controls
  * the target.  Will honor the target's wanted/vcoreid.  u_ne can be NULL. */
 static int sys_notify(struct proc *p, int target_pid, unsigned int ev_type,
@@ -688,7 +649,7 @@ static int sys_notify(struct proc *p, int target_pid, unsigned int ev_type,
        struct event_msg local_msg = {0};
        struct proc *target = pid2proc(target_pid);
        if (!target) {
-               set_errno(EBADPROC);
+               set_errno(ESRCH);
                return -1;
        }
        if (!proc_controls(p, target)) {
@@ -703,6 +664,8 @@ static int sys_notify(struct proc *p, int target_pid, unsigned int ev_type,
                        set_errno(EINVAL);
                        return -1;
                }
+       } else {
+               local_msg.ev_type = ev_type;
        }
        send_kernel_event(target, &local_msg, 0);
        proc_decref(target);
@@ -712,7 +675,8 @@ static int sys_notify(struct proc *p, int target_pid, unsigned int ev_type,
 /* Will notify the calling process on the given vcore, independently of WANTED
  * or advertised vcoreid.  If you change the parameters, change pop_ros_tf() */
 static int sys_self_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
-                           unsigned int ev_type, struct event_msg *u_msg)
+                           unsigned int ev_type, struct event_msg *u_msg,
+                           bool priv)
 {
        struct event_msg local_msg = {0};
 
@@ -724,9 +688,11 @@ static int sys_self_notify(struct proc *p, uint32_t vcoreid,
                        set_errno(EINVAL);
                        return -1;
                }
+       } else {
+               local_msg.ev_type = ev_type;
        }
        /* this will post a message and IPI, regardless of wants/needs/debutantes.*/
-       post_vcore_event(p, &local_msg, vcoreid, EVENT_VCORE_PRIVATE);
+       post_vcore_event(p, &local_msg, vcoreid, priv ? EVENT_VCORE_PRIVATE : 0);
        proc_notify(p, vcoreid);
        return 0;
 }
@@ -759,6 +725,30 @@ static int sys_halt_core(struct proc *p, unsigned int usec)
        return 0;
 }
 
+/* Changes a process into _M mode, or -EINVAL if it already is an mcp.
+ * __proc_change_to_m() returns and we'll eventually finish the sysc later.  The
+ * original context may restart on a remote core before we return and finish,
+ * but that's fine thanks to the async kernel interface. */
+static int sys_change_to_m(struct proc *p)
+{
+       int retval = proc_change_to_m(p);
+       /* convert the kernel error code into (-1, errno) */
+       if (retval) {
+               set_errno(-retval);
+               retval = -1;
+       }
+       return retval;
+}
+
+/* Not sure what people will need.  For now, they can send in the resource they
+ * want.  Up to the ksched to support this, and other things (like -1 for all
+ * resources).  Might have this info go in via procdata instead. */
+static int sys_poke_ksched(struct proc *p, int res_type)
+{
+       poke_ksched(p, res_type);
+       return 0;
+}
+
 /************** Platform Specific Syscalls **************/
 
 //Read a buffer over the serial port
@@ -1296,26 +1286,63 @@ intreg_t sys_gettimeofday(struct proc *p, int *buf)
        return memcpy_to_user_errno(p,buf,kbuf,sizeof(kbuf));
 }
 
-#define SIZEOF_STRUCT_TERMIOS 60
 intreg_t sys_tcgetattr(struct proc *p, int fd, void *termios_p)
 {
-       int* kbuf = kmalloc(SIZEOF_STRUCT_TERMIOS,0);
-       int ret = ufe(tcgetattr,fd,PADDR(kbuf),0,0);
-       if(ret != -1 && memcpy_to_user_errno(p,termios_p,kbuf,SIZEOF_STRUCT_TERMIOS))
-               ret = -1;
+       int retval = 0;
+       /* TODO: actually support this call on tty FDs.  Right now, we just fake
+        * what my linux box reports for a bash pty. */
+       struct termios *kbuf = kmalloc(sizeof(struct termios), 0);
+       kbuf->c_iflag = 0x2d02;
+       kbuf->c_oflag = 0x0005;
+       kbuf->c_cflag = 0x04bf;
+       kbuf->c_lflag = 0x8a3b;
+       kbuf->c_line = 0x0;
+       kbuf->c_ispeed = 0xf;
+       kbuf->c_ospeed = 0xf;
+       kbuf->c_cc[0] = 0x03;
+       kbuf->c_cc[1] = 0x1c;
+       kbuf->c_cc[2] = 0x7f;
+       kbuf->c_cc[3] = 0x15;
+       kbuf->c_cc[4] = 0x04;
+       kbuf->c_cc[5] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[6] = 0x01;
+       kbuf->c_cc[7] = 0xff;
+       kbuf->c_cc[8] = 0x11;
+       kbuf->c_cc[9] = 0x13;
+       kbuf->c_cc[10] = 0x1a;
+       kbuf->c_cc[11] = 0xff;
+       kbuf->c_cc[12] = 0x12;
+       kbuf->c_cc[13] = 0x0f;
+       kbuf->c_cc[14] = 0x17;
+       kbuf->c_cc[15] = 0x16;
+       kbuf->c_cc[16] = 0xff;
+       kbuf->c_cc[17] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[18] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[19] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[20] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[21] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[22] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[23] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[24] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[25] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[26] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[27] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[28] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[29] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[30] = 0x00;
+       kbuf->c_cc[31] = 0x00;
+
+       if (memcpy_to_user_errno(p, termios_p, kbuf, sizeof(struct termios)))
+               retval = -1;
        kfree(kbuf);
-       return ret;
+       return retval;
 }
 
 intreg_t sys_tcsetattr(struct proc *p, int fd, int optional_actions,
                        const void *termios_p)
 {
-       void* kbuf = user_memdup_errno(p,termios_p,SIZEOF_STRUCT_TERMIOS);
-       if(kbuf == NULL)
-               return -1;
-       int ret = ufe(tcsetattr,fd,optional_actions,PADDR(kbuf),0);
-       user_memdup_free(p,kbuf);
-       return ret;
+       /* TODO: do this properly too.  For now, we just say 'it worked' */
+       return 0;
 }
 
 /* TODO: we don't have any notion of UIDs or GIDs yet, but don't let that stop a
@@ -1358,7 +1385,6 @@ const static struct sys_table_entry syscall_table[] = {
        [SYS_mprotect] = {(syscall_t)sys_mprotect, "mprotect"},
        [SYS_shared_page_alloc] = {(syscall_t)sys_shared_page_alloc, "pa"},
        [SYS_shared_page_free] = {(syscall_t)sys_shared_page_free, "pf"},
-       [SYS_resource_req] = {(syscall_t)sys_resource_req, "resource_req"},
        [SYS_notify] = {(syscall_t)sys_notify, "notify"},
        [SYS_self_notify] = {(syscall_t)sys_self_notify, "self_notify"},
        [SYS_halt_core] = {(syscall_t)sys_halt_core, "halt_core"},
@@ -1375,6 +1401,8 @@ const static struct sys_table_entry syscall_table[] = {
 #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
        [SYS_init_arsc] = {(syscall_t)sys_init_arsc, "init_arsc"},
 #endif
+       [SYS_change_to_m] = {(syscall_t)sys_change_to_m, "change_to_m"},
+       [SYS_poke_ksched] = {(syscall_t)sys_poke_ksched, "poke_ksched"},
        [SYS_read] = {(syscall_t)sys_read, "read"},
        [SYS_write] = {(syscall_t)sys_write, "write"},
        [SYS_open] = {(syscall_t)sys_open, "open"},
@@ -1419,7 +1447,7 @@ intreg_t syscall(struct proc *p, uintreg_t sc_num, uintreg_t a0, uintreg_t a1,
        if (systrace_flags & SYSTRACE_ON) {
                if ((systrace_flags & SYSTRACE_ALLPROC) || (proc_is_traced(p))) {
                        coreid = core_id();
-                       vcoreid = proc_get_vcoreid(p, coreid);
+                       vcoreid = proc_get_vcoreid(p);
                        if (systrace_flags & SYSTRACE_LOUD) {
                                printk("[%16llu] Syscall %3d (%12s):(%08p, %08p, %08p, %08p, "
                                       "%08p, %08p) proc: %d core: %d vcore: %d\n", read_tsc(),
@@ -1459,6 +1487,7 @@ void run_local_syscall(struct syscall *sysc)
        struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
 
        /* TODO: (UMEM) assert / pin the memory for the sysc */
+       assert(irq_is_enabled());       /* in case we proc destroy */
        user_mem_assert(pcpui->cur_proc, sysc, sizeof(struct syscall),
                        sizeof(uintptr_t), PTE_USER_RW);
        pcpui->cur_sysc = sysc;                 /* let the core know which sysc it is */