SCPs can sleep on events (XCC)
[akaros.git] / kern / src / syscall.c
index bfc3a6f..d1beec4 100644 (file)
@@ -9,7 +9,7 @@
 #include <arch/arch.h>
 #include <arch/mmu.h>
 #include <arch/console.h>
-#include <ros/timer.h>
+#include <ros/time.h>
 #include <error.h>
 
 #include <elf.h>
@@ -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>
@@ -45,7 +44,7 @@ extern unsigned char device_mac[6];
 /* Tracing Globals */
 int systrace_flags = 0;
 struct systrace_record *systrace_buffer = 0;
-uintptr_t systrace_bufidx = 0;
+uint32_t systrace_bufidx = 0;
 size_t systrace_bufsize = 0;
 struct proc *systrace_procs[MAX_NUM_TRACED] = {0};
 spinlock_t systrace_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
@@ -59,10 +58,23 @@ static bool proc_is_traced(struct proc *p)
        return false;
 }
 
+/* Helper to finish a syscall, signalling if appropriate */
+static void finish_sysc(struct syscall *sysc, struct proc *p)
+{
+       /* Atomically turn on the LOCK and SC_DONE flag.  The lock tells userspace
+        * we're messing with the flags and to not proceed.  We use it instead of
+        * CASing with userspace.  We need the atomics since we're racing with
+        * userspace for the event_queue registration.  The 'lock' tells userspace
+        * to not muck with the flags while we're signalling. */
+       atomic_or(&sysc->flags, SC_K_LOCK | SC_DONE); 
+       __signal_syscall(sysc, 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).
+ * able to use the normal syscall return path, such as proc_yield().  Call this
+ * from within syscall.c (I don't want it global).
  *
  * 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,
@@ -70,12 +82,12 @@ static bool proc_is_traced(struct proc *p)
  *
  * *sysc is in user memory, and should be pinned (TODO: UMEM).  There may be
  * issues with unpinning this if we never return. */
-static void signal_current_sc(int retval)
+static void finish_current_sysc(int retval)
 {
        struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
        assert(pcpui->cur_sysc);
        pcpui->cur_sysc->retval = retval;
-       atomic_or(&pcpui->cur_sysc->flags, SC_DONE); 
+       finish_sysc(pcpui->cur_sysc, pcpui->cur_proc);
 }
 
 /* Callable by any function while executing a syscall (or otherwise, actually).
@@ -221,8 +233,8 @@ static uint16_t sys_cgetc(struct proc *p)
        return c;
 }
 
-/* Returns the id of the cpu this syscall is executed on. */
-static uint32_t sys_getcpuid(void)
+/* Returns the id of the physical core this syscall is executed on. */
+static uint32_t sys_getpcoreid(void)
 {
        return core_id();
 }
@@ -286,6 +298,7 @@ static int sys_proc_create(struct proc *p, char *path, size_t path_l,
        return pid;
 late_error:
        proc_destroy(new_p);
+       proc_decref(new_p);     /* give up the reference created in proc_create() */
 mid_error:
        kref_put(&program->f_kref);
        return -1;
@@ -310,7 +323,7 @@ static error_t sys_proc_run(struct proc *p, unsigned pid)
                retval = -EINVAL;
        } else {
                __proc_set_state(target, PROC_RUNNABLE_S);
-               schedule_proc(target);
+               schedule_scp(target);
        }
        spin_unlock(&p->proc_lock);
        proc_decref(target);
@@ -353,15 +366,32 @@ static int sys_proc_yield(struct proc *p, bool being_nice)
        /* 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).
         */
-       signal_current_sc(0);
+       finish_current_sysc(0);
        proc_incref(p, 1);
        proc_yield(p, being_nice);
        proc_decref(p);
        return 0;
 }
 
+static void 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();
+}
+
 static ssize_t sys_fork(env_t* e)
 {
+       int8_t state = 0;
        // TODO: right now we only support fork for single-core processes
        if (e->state != PROC_RUNNING_S) {
                set_errno(EINVAL);
@@ -373,74 +403,50 @@ static ssize_t sys_fork(env_t* e)
 
        env->heap_top = e->heap_top;
        env->ppid = e->pid;
+       disable_irqsave(&state);        /* protect cur_tf */
        /* Can't really fork if we don't have a current_tf to fork */
        if (!current_tf) {
                set_errno(EINVAL);
                return -1;
        }
        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. */
-       signal_current_sc(0);
+       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;
-       }
-
-       // TODO: (PC) this won't work.  Needs revisiting.
-       // copy procdata and procinfo
-       memcpy(env->procdata,e->procdata,sizeof(struct procdata));
-       memcpy(env->procinfo,e->procinfo,sizeof(struct procinfo));
-       env->procinfo->pid = env->pid;
-       env->procinfo->ppid = env->ppid;
-
-       /* 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)) {
+       /* 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;
        }
+
+       /* In general, a forked process should be a fresh process, and we copy over
+        * whatever stuff is needed between procinfo/procdata. */
+       /* Copy over the procinfo argument stuff in case they don't exec */
+       memcpy(env->procinfo->argp, e->procinfo->argp, sizeof(e->procinfo->argp));
+       memcpy(env->procinfo->argbuf, e->procinfo->argbuf,
+              sizeof(e->procinfo->argbuf));
+       #ifdef __i386__
+       /* new guy needs to know about ldt (everything else in procdata is fresh */
+       env->procdata->ldt = e->procdata->ldt;
+       #endif
+
        clone_files(&e->open_files, &env->open_files);
        __proc_ready(env);
        __proc_set_state(env, PROC_RUNNABLE_S);
-       schedule_proc(env);
+       schedule_scp(env);
 
        // don't decref the new process.
        // that will happen when the parent waits for it.
@@ -465,7 +471,7 @@ static int sys_exec(struct proc *p, char *path, size_t path_l,
        char *t_path;
        struct file *program;
        struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
-       struct trapframe *old_cur_tf = pcpui->cur_tf;
+       int8_t state = 0;
 
        /* We probably want it to never be allowed to exec if it ever was _M */
        if (p->state != PROC_RUNNING_S) {
@@ -476,21 +482,27 @@ static int sys_exec(struct proc *p, char *path, size_t path_l,
                set_errno(EINVAL);
                return -1;
        }
+       /* Copy in the path.  Consider putting an upper bound on path_l. */
+       t_path = user_strdup_errno(p, path, path_l);
+       if (!t_path)
+               return -1;
+       disable_irqsave(&state);        /* protect cur_tf */
        /* Can't exec if we don't have a current_tf to restart (if we fail).  This
         * isn't 100% true, but I'm okay with it. */
-       if (!old_cur_tf) {
+       if (!pcpui->cur_tf) {
+               enable_irqsave(&state);
                set_errno(EINVAL);
                return -1;
        }
-       /* Copy in the path.  Consider putting an upper bound on path_l. */
-       t_path = user_strdup_errno(p, path, path_l);
-       if (!t_path)
-               return -1;
+       /* Preemptively copy out the cur_tf, in case we fail later (easier on cur_tf
+        * if we do this now) */
+       p->env_tf = *pcpui->cur_tf;
        /* Clear the current_tf.  We won't be returning the 'normal' way.  Even if
         * we want to return with an error, we need to go back differently in case
         * we succeed.  This needs to be done before we could possibly block, but
         * unfortunately happens before the point of no return. */
        pcpui->cur_tf = 0;
+       enable_irqsave(&state);
        /* This could block: */
        program = do_file_open(t_path, 0, 0);
        user_memdup_free(p, t_path);
@@ -504,21 +516,17 @@ static int sys_exec(struct proc *p, char *path, size_t path_l,
                                   sizeof(pi->argbuf)))
                goto mid_error;
        /* This is the point of no return for the process. */
-       /* TODO: issues with this: Need to also assert there are no outstanding
-        * users of the sysrings.  the ldt page will get freed shortly, so that's
-        * okay.  Potentially issues with the nm and vcpd if we were in _M before
-        * and someone is trying to notify. */
-       memset(p->procdata, 0, sizeof(procdata_t));
+       #ifdef __i386__
+       /* clear this, so the new program knows to get an LDT */
+       p->procdata->ldt = 0;
+       #endif
        destroy_vmrs(p);
        close_all_files(&p->open_files, TRUE);
        env_user_mem_free(p, 0, UMAPTOP);
        if (load_elf(p, program)) {
                kref_put(&program->f_kref);
-               /* Need an edible reference for proc_destroy in case it doesn't return.
-                * sys_exec was given current's ref (counted once just for current) */
-               proc_incref(p, 1);
+               /* Note this is an inedible reference, but proc_destroy now returns */
                proc_destroy(p);
-               proc_decref(p);
                /* We don't want to do anything else - we just need to not accidentally
                 * return to the user (hence the all_out) */
                goto all_out;
@@ -534,21 +542,22 @@ mid_error:
         * error value (errno is already set). */
        kref_put(&program->f_kref);
 early_error:
-       p->env_tf = *old_cur_tf;
-       signal_current_sc(-1);
+       finish_current_sysc(-1);
 success:
        /* Here's how we'll restart the new (or old) process: */
        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);
+       schedule_scp(p);
        spin_unlock(&p->proc_lock);
 all_out:
        /* we can't return, since we'd write retvals to the old location of the
-        * sycall struct (which has been freed and is in the old userspace) (or has
+        * syscall struct (which has been freed and is in the old userspace) (or has
         * already been written to).*/
+       disable_irq();                  /* abandon_core/clear_own wants irqs disabled */
+       clear_owning_proc(core_id());
        abandon_core();
-       smp_idle();
-       assert(0);
+       smp_idle();                             /* will reenable interrupts */
 }
 
 static ssize_t sys_trywait(env_t* e, pid_t pid, int* status)
@@ -629,19 +638,6 @@ 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)
-{
-       int retval;
-       signal_current_sc(0);
-       /* this might not return (if it's a _S -> _M transition) */
-       proc_incref(p, 1);
-       retval = resource_req(p, type, amt_wanted, amt_wanted_min, flags);
-       proc_decref(p);
-       return retval;
-}
-
 /* 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,
@@ -674,7 +670,8 @@ 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};
 
@@ -686,9 +683,11 @@ 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);
+       post_vcore_event(p, &local_msg, vcoreid, priv ? EVENT_VCORE_PRIVATE : 0);
        proc_notify(p, vcoreid);
        return 0;
 }
@@ -721,6 +720,40 @@ 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 = 0;
+       spin_lock(&p->proc_lock);
+       if (!__proc_is_mcp(p)) {
+               /* Catch user bugs */
+               if (!p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted) {
+                       printk("[kernel] process needs to specify amt_wanted\n");
+                       p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted = 1;
+               }
+               __proc_change_to_m(p);
+               /* Tell the ksched about us */
+               register_mcp(p);
+       } else {
+               set_errno(EINVAL);
+               retval = -1;
+       }
+       spin_unlock(&p->proc_lock);
+       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
@@ -1251,6 +1284,7 @@ intreg_t sys_gettimeofday(struct proc *p, int *buf)
        spin_unlock(&gtod_lock);
 
        long long dt = read_tsc();
+       /* TODO: This probably wants its own function, using a struct timeval */
        int kbuf[2] = {t0+dt/system_timing.tsc_freq,
            (dt%system_timing.tsc_freq)*1000000/system_timing.tsc_freq};
 
@@ -1303,13 +1337,14 @@ const static struct sys_table_entry syscall_table[] = {
        [SYS_reboot] = {(syscall_t)reboot, "reboot!"},
        [SYS_cputs] = {(syscall_t)sys_cputs, "cputs"},
        [SYS_cgetc] = {(syscall_t)sys_cgetc, "cgetc"},
-       [SYS_getcpuid] = {(syscall_t)sys_getcpuid, "getcpuid"},
+       [SYS_getpcoreid] = {(syscall_t)sys_getpcoreid, "getpcoreid"},
        [SYS_getvcoreid] = {(syscall_t)sys_getvcoreid, "getvcoreid"},
        [SYS_getpid] = {(syscall_t)sys_getpid, "getpid"},
        [SYS_proc_create] = {(syscall_t)sys_proc_create, "proc_create"},
        [SYS_proc_run] = {(syscall_t)sys_proc_run, "proc_run"},
        [SYS_proc_destroy] = {(syscall_t)sys_proc_destroy, "proc_destroy"},
        [SYS_yield] = {(syscall_t)sys_proc_yield, "proc_yield"},
+       [SYS_change_vcore] = {(syscall_t)sys_change_vcore, "change_vcore"},
        [SYS_fork] = {(syscall_t)sys_fork, "fork"},
        [SYS_exec] = {(syscall_t)sys_exec, "exec"},
        [SYS_trywait] = {(syscall_t)sys_trywait, "trywait"},
@@ -1318,7 +1353,6 @@ 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"},
@@ -1335,6 +1369,8 @@ 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"},
@@ -1391,7 +1427,7 @@ intreg_t syscall(struct proc *p, uintreg_t sc_num, uintreg_t a0, uintreg_t a1,
                                do {
                                        idx = systrace_bufidx;
                                        new_idx = (idx + 1) % systrace_bufsize;
-                               } while (!atomic_comp_swap(&systrace_bufidx, idx, new_idx));
+                               } while (!atomic_cas_u32(&systrace_bufidx, idx, new_idx));
                                trace = &systrace_buffer[idx];
                                trace->timestamp = read_tsc();
                                trace->syscallno = sc_num;
@@ -1419,16 +1455,14 @@ 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 */
-       user_mem_assert(pcpui->cur_proc, sysc, sizeof(struct syscall), sizeof(uintptr_t), PTE_USER_RW);
+       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 */
        sysc->retval = syscall(pcpui->cur_proc, sysc->num, sysc->arg0, sysc->arg1,
                               sysc->arg2, sysc->arg3, sysc->arg4, sysc->arg5);
        /* Need to re-load pcpui, in case we migrated */
        pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
-       /* Atomically turn on the SC_DONE flag.  Need the atomics since we're racing
-        * with userspace for the event_queue registration. */
-       atomic_or(&sysc->flags, SC_DONE); 
-       signal_syscall(sysc, pcpui->cur_proc);
+       finish_sysc(sysc, pcpui->cur_proc);
        /* Can unpin (UMEM) at this point */
        pcpui->cur_sysc = 0;    /* no longer working on sysc */
 }
@@ -1452,14 +1486,16 @@ void prep_syscalls(struct proc *p, struct syscall *sysc, unsigned int nr_syscs)
 
 /* Call this when something happens on the syscall where userspace might want to
  * get signaled.  Passing p, since the caller should know who the syscall
- * belongs to (probably is current). */
-void signal_syscall(struct syscall *sysc, struct proc *p)
+ * belongs to (probably is current). 
+ *
+ * You need to have SC_K_LOCK set when you call this. */
+void __signal_syscall(struct syscall *sysc, struct proc *p)
 {
        struct event_queue *ev_q;
        struct event_msg local_msg;
        /* User sets the ev_q then atomically sets the flag (races with SC_DONE) */
        if (atomic_read(&sysc->flags) & SC_UEVENT) {
-               rmb();
+               rmb();  /* read the ev_q after reading the flag */
                ev_q = sysc->ev_q;
                if (ev_q) {
                        memset(&local_msg, 0, sizeof(struct event_msg));