5 years agoAllow multiple handlers per IRQ
Barret Rhoden [Wed, 30 Oct 2013 22:02:18 +0000 (15:02 -0700)]
Allow multiple handlers per IRQ

We don't allow unregistering yet - requires RCU-like sync with the read

5 years agoPADDR helpers for lower and upper 32 bits
Barret Rhoden [Tue, 29 Oct 2013 23:50:15 +0000 (16:50 -0700)]
PADDR helpers for lower and upper 32 bits

We usually need to tell devices 64 bit PADDRs in two separate 32 bit
chunks.  Also, I added some catches for the RTL driver.  Without this
check, we could have the NIC writing on the wrong pages (when the true
PADDR > 4 GB).

5 years agoDynamic virtual memory mapping helpers
Barret Rhoden [Tue, 29 Oct 2013 15:11:36 +0000 (08:11 -0700)]
Dynamic virtual memory mapping helpers

We'll see, but most users probably just want the mapping to happen, and
don't care about splitting up the getting the segment and doing the

5 years agoPCI cleanup
Barret Rhoden [Mon, 28 Oct 2013 22:54:15 +0000 (15:54 -0700)]
PCI cleanup

Includes helper functions for reading/writing 16/8 bit registers in the config
space and the ensuing cleanup.

Also includes better detection of multifunction devices; we only scan
for them if we know we have a multifunction, instead of scanning all the
time.  We also were missing out on the header type frequently, since we
didn't mask 0x7c.

5 years agox86: helper for PCI bus mastering
Barret Rhoden [Mon, 28 Oct 2013 00:16:10 +0000 (17:16 -0700)]
x86: helper for PCI bus mastering

Probably every PCI device that needs to DMA will need to set this.

5 years agox86: locking when messing with the PIC
Barret Rhoden [Fri, 25 Oct 2013 21:43:13 +0000 (14:43 -0700)]
x86: locking when messing with the PIC

This is ultra-paranoia.  In general, we only mess with the PIC from
core 0.  That's the only core we route PIC IRQs to.  But there's a
chance we have an MCP that triggers something like a mask or unmask of
the PIC, which could happen concurrently with an IRQ.  I don't know if
we have anything that can do that yet, but better safe than sorry.

As far as the extra perf overheads go, ideally we wouldn't even be using
the PIC, but we'd have the same set of issues with the IOAPIC, and will
need locking in those cases too.

5 years agox86: sends the EOI later in the IRQ path
Barret Rhoden [Fri, 25 Oct 2013 21:18:52 +0000 (14:18 -0700)]
x86: sends the EOI later in the IRQ path

I've gone back and forth on this.  Check out 1b50da7e for reference.

Right now, we're taking more spurious IRQs, probably due to sending EOI
early.  It's not necessary for ipi_is_pending() to send early either,
and I don't see other OSs doing it.

5 years agoFix spurious IRQ check
Barret Rhoden [Fri, 25 Oct 2013 19:29:04 +0000 (12:29 -0700)]
Fix spurious IRQ check

5 years agoNIC drivers use register_dev_irq()
Barret Rhoden [Wed, 23 Oct 2013 05:22:40 +0000 (22:22 -0700)]
NIC drivers use register_dev_irq()

In plan9, this would go in devether.

5 years agoHelper for registering device IRQs
Barret Rhoden [Wed, 23 Oct 2013 05:19:58 +0000 (22:19 -0700)]
Helper for registering device IRQs

This puts all the dirty hacks into one place, without drivers needing to
know about the particulars of IRQ routing, which interrupt handler table
to use, etc.

5 years agoPCI cleanup and better BAR handling
Barret Rhoden [Wed, 23 Oct 2013 04:42:22 +0000 (21:42 -0700)]
PCI cleanup and better BAR handling

Not perfect, but it gets some of the muck out of the drivers.

5 years agoSome tweaks to print_func_entry()
Barret Rhoden [Mon, 21 Oct 2013 01:31:15 +0000 (18:31 -0700)]
Some tweaks to print_func_entry()

We need the tab resetting, since for every kproc that doesn't return, we
tab in at least once.

Turning it off easily is also useful, without spatching over and over.

The Core printf helps a little with concurrency slightly, though
kthreads end up running on core 0, so you'll still need to manually edit
the trace.

5 years agoFixes set_alarm() for alarm handlers
Barret Rhoden [Sun, 20 Oct 2013 17:05:48 +0000 (10:05 -0700)]
Fixes set_alarm() for alarm handlers

set_alarm() grabs the tchain lock.  In alarm handlers, currently the
lock is already held while executing the handlers.

Instead, use __set_alarm() when the tchain lock is already held.

5 years agoMore defensive atoi()
Barret Rhoden [Sun, 20 Oct 2013 17:01:28 +0000 (10:01 -0700)]
More defensive atoi()

Needed this to catch a bug in the old plan9 code, where atoi was used
instead of strtol.

Here's the old notes from that bug:

We were setting the netfile's type to 0, which means we would never
detect/match any incoming packets.  This includes broadcast packets
that we sent ourselves (such as an arp, telling us that we are

The root issue is atoi vs strtol.  atoi is supposed to be for base
10, though NxM uses atoi for netifwrite.  Perhaps their strtol
allows a base prefix to override the base parameter.

5 years agoMoves genbuf into kthreads
Barret Rhoden [Tue, 15 Oct 2013 22:34:01 +0000 (15:34 -0700)]
Moves genbuf into kthreads

So we can have independent syscalls from the same process in the

We should consider finding a better way to do the genbuf.  Though I
guess it's not as bad as the waserror()/poperror() stuff on performance.

5 years agorendez_wakeup() has a return value
Barret Rhoden [Mon, 14 Oct 2013 22:31:14 +0000 (15:31 -0700)]
rendez_wakeup() has a return value

A bool, telling the caller if anything was woken up.  The original plan9
wakeup() returned a proc*, for instance.  The uses I've seen of it (2)
are okay with a bool.

5 years agoRenames schedule()
Barret Rhoden [Sat, 12 Oct 2013 16:13:16 +0000 (09:13 -0700)]
Renames schedule()

To avoid any future bugs like fb7e2a51 (from the old 9ns branch).  Our
schedule() is different than regular OSs, for better or worse.

5 years agoFixes bug in pipe
Barret Rhoden [Thu, 10 Oct 2013 22:14:48 +0000 (15:14 -0700)]
Fixes bug in pipe

Thought we had this one sorted out before.  If we have a sleeping
reader/writer, when we close an end, we need to wake everyone so they can
decide if they should still be sleeping.

5 years agoSemaphore debugging
Barret Rhoden [Wed, 9 Oct 2013 19:21:39 +0000 (12:21 -0700)]
Semaphore debugging

Turn it on with CONFIG_SEMAPHORE_DEBUG.  The most useful way to use it
is via kfunc print_all_sem_info.

5 years agoArch specific PC/IP and FP/BP helpers
Barret Rhoden [Wed, 9 Oct 2013 19:12:04 +0000 (12:12 -0700)]
Arch specific PC/IP and FP/BP helpers

Ultimately, we'll settle on read_pc and read_fp.

5 years agoMoves socket semaphore stuff
Barret Rhoden [Wed, 9 Oct 2013 03:50:09 +0000 (20:50 -0700)]
Moves socket semaphore stuff

If we end up using the sockets, we should integrate the fd->whatever
lookup differently.

5 years agoSemaphore try methods
Barret Rhoden [Tue, 8 Oct 2013 20:23:27 +0000 (13:23 -0700)]
Semaphore try methods

FYI: the irqsave sem_*downs aren't called from IRQ context; they are
used when the ups might be called from IRQ context.

5 years agoFixes spin_trylock()
Barret Rhoden [Tue, 8 Oct 2013 17:23:07 +0000 (10:23 -0700)]
Fixes spin_trylock()

Was returning TRUE on failure, instead of on success.

5 years agoRendezvous: plan9 style sync with CVs
Barret Rhoden [Tue, 8 Oct 2013 00:56:40 +0000 (17:56 -0700)]
Rendezvous: plan9 style sync with CVs

Rendezvous encapsulates a common CV pattern, albeit one where the
locking is grabbed internally.  If you need the lock grabbed externally
to protect some invariant, then you can probably just use CVs directly.

To reiterate: the rendez locks internally, and when we run the func
pointer to check cond, we hold the lock.  But that lock isn't meant to
protect against concurrent changes to the state - it protects the rv
(rendez variable, btw).

The timeout code is a bit trickier.  You can either use rendez as an
example, or use it directly.  If the locking style of rendez is
insufficient and you need a timer, we can consider exposing the rendez
lock, similar to cv_lock().  Assuming your timer code is fairly
identical.  We'll see.

The test handles a few basic cases, but nothing with actual IRQs.

5 years agoAlarms can be unset
Barret Rhoden [Mon, 7 Oct 2013 23:42:52 +0000 (16:42 -0700)]
Alarms can be unset

The old code assumed the alarms hadn't fired yet, and if you tried to
unset one that had fired, it'd be a mess.

5 years agoAlarm pcpu tchains can be adjusted cross-core
Barret Rhoden [Mon, 7 Oct 2013 23:39:55 +0000 (16:39 -0700)]
Alarm pcpu tchains can be adjusted cross-core

The trick is to detect we're on the other core, and trigger the
interrupt remotely.  The alarm code can handle spurious interrupts, so
there's no problem.

5 years agoKernel alarm tchains use locks
Barret Rhoden [Mon, 7 Oct 2013 23:03:22 +0000 (16:03 -0700)]
Kernel alarm tchains use locks

Previously, we left this to the tchain source to determine if it needed
locking or not.  The pcpu tchains were able to get by with IRQ
disabling.  This won't work if we want to be able to reasonably disable
an alarm, since we might want to disable from another core.

5 years agoadd %r format
Ronald G. Minnich [Sat, 5 Oct 2013 17:27:28 +0000 (10:27 -0700)]
add %r format

Either barret or kevin will kill me for this one.

Signed-off-by: Ronald G. Minnich <rminnich@google.com>
5 years agoFixes bugs with larger kstack allocation
Barret Rhoden [Sat, 5 Oct 2013 00:09:54 +0000 (17:09 -0700)]
Fixes bugs with larger kstack allocation

Was asking for a 0-order alloc in kthread, and the smp boot code wasn't
looking at the bottom of the stack (it was looking at the bottom of the
first page on the receiving end).

5 years agoHelper to spawn kernel tasks (ktasks)
Barret Rhoden [Fri, 4 Oct 2013 17:40:39 +0000 (10:40 -0700)]
Helper to spawn kernel tasks (ktasks)

These are just kernel messages that might block.  Some subsystems launch
them, and they are meant to run for the life of the system.  We added a
name for debugging.

Also, since it's not clear how to schedule KMSGs or ktasks, we just send
them to the calling core, like with all KMSGs...

5 years agoKthreads launched from KMSGs are tracked as ktasks
Barret Rhoden [Thu, 3 Oct 2013 23:44:57 +0000 (16:44 -0700)]
Kthreads launched from KMSGs are tracked as ktasks

The kernel tasks don't have a particular address space, and won't store a
reference to whatever process happens to be running.  Previously, things like
loopbackread() would save a reference to whatever process happened to be
running there, which would keep that process from fully DYING.

Any routine kernel message will have is_ktask set.  If they block, the kthread
code will know to handle these differently.  This means that syscall context
shouldn't somehow try to execute as an RKM.  As a reminder, when you first
launch an RKM, it is in early_rkm_ctx.  So put another way, no syscall work or
other work on behalf of a process that can block should execute in
early_rkm_ctx().  Anyway, this all is subject to change, if I need to.
Comments inline will track the latest.

5 years agoKthreads track cur_sysc and cur_errbuf
Barret Rhoden [Thu, 3 Oct 2013 02:33:38 +0000 (19:33 -0700)]
Kthreads track cur_sysc and cur_errbuf

Instead of having them sit in pcpui, then copying them to the kthread,
we just put them directly in the kthread.  This matches their intent.
Using pcpui was more of a hack back when we didn't have kthreads at all

Note that set_errno() can be called before we have a kthread set up,
hence the need to check for its existence.

5 years agoKthreads track running kernel contexts
Barret Rhoden [Thu, 3 Oct 2013 01:34:23 +0000 (18:34 -0700)]
Kthreads track running kernel contexts

Previously, we would only create a kthread on-demand to hold a kernel
context when it wants to block.  Now, we always have a kthread tracking
the running context.

5 years agoKernel stack get/put interface
Barret Rhoden [Wed, 2 Oct 2013 21:52:43 +0000 (14:52 -0700)]
Kernel stack get/put interface

Also cleans up the poison/canary, and if you need to, you should be able
to get larger stacks (change the KSTKSHIFT).

5 years agoSafer apipe_read_locked()
Barret Rhoden [Tue, 1 Oct 2013 23:37:13 +0000 (16:37 -0700)]
Safer apipe_read_locked()

In case readers who lock externally don't check for emptiness before

5 years agoReader-writer queue locks
Barret Rhoden [Thu, 26 Sep 2013 18:20:36 +0000 (11:20 -0700)]
Reader-writer queue locks

These will be the qlocks in 9ns/inferno.

5 years agospin_trylock()
Barret Rhoden [Tue, 24 Sep 2013 23:11:23 +0000 (16:11 -0700)]

When lock checking, it won't check for IRQs when trylocking.

5 years agoSpinlock debugging improvements
Barret Rhoden [Tue, 24 Sep 2013 22:17:04 +0000 (15:17 -0700)]
Spinlock debugging improvements

Can blacklist locks from collection, and the output also says where the lock
was last grabbed.

Also, catches any attempt to unlock a lock that is already unlocked.

5 years agoChecks for running off the stack
Barret Rhoden [Tue, 24 Sep 2013 21:06:02 +0000 (14:06 -0700)]
Checks for running off the stack

Printing takes up a shitload of stack, esp when deep in a call stack (FS, net,
etc).  This will try to catch stack clobbers caused by calls to print that
cause print to run off the stack.

5 years agoPoor-mans ftrace with spatch
Barret Rhoden [Wed, 18 Sep 2013 18:40:43 +0000 (11:40 -0700)]
Poor-mans ftrace with spatch

Will add a printk to the entry and exit of every function you spatch.
Doesn't work with multicore, so only use it on core 0.

5 years agoFixes apipe_read_cond()
Barret Rhoden [Tue, 17 Sep 2013 21:01:14 +0000 (14:01 -0700)]
Fixes apipe_read_cond()

Uses a priority_reader CV, so that we can have only one reader at a
time.  In the process, I separated the reader and writer CVs too.  Since
we have multiple CVs sharing a lock, it's clearer to use a standalone
lock.  Maybe I'll switch over to the POSIX CV style in the future...

Note: this was cherry-picked and had some minor issues.  I blame any bugs on

5 years agoCan associate multiple CVs with spinlocks
Barret Rhoden [Tue, 17 Sep 2013 19:18:14 +0000 (12:18 -0700)]
Can associate multiple CVs with spinlocks

You can associate a CV with any spinlock.  This is so you can easily
have multiple conditions protected by the same lock.  Calling cv_lock()
on any of them grabs the common spinlock.

5 years agoRFC: support pipe reads based on a condition.
Ronald G. Minnich [Tue, 17 Sep 2013 06:17:26 +0000 (23:17 -0700)]
RFC: support pipe reads based on a condition.

This is a proposal for pipe reading conditioned on a function. It is often
necessary to read lock a pipe and read data from it until some condition is met.
It is essential that we keep the lock for our own uses until we are done, to ensure
integral copyout of possibly fragmented RPC and other requests. Note this
was not an issue with the Plan 9 'il' protocol, became an issue with IP V4,
and will not be an issue with IP V6. But we have to support v4, even though
we're supposed to be beyond all that now. Legacy sucks.

The apipe_read_cond is called with a function, f, and an arg. Each time the
pipe is non-empty, f is called with the pipe and arg as parameters. F returns
0 until some condition is met, in which case it returns > 0, or until failure,
in which case it returns < 0. f may read data from the pipe by calling

If this design meets with approval (ha!) then I can create a qio function that
uses these semantics. But, I expect the Akaros guys will do something
better :-)

Signed-off-by: Ronald G. Minnich <rminnich@gmail.com>
5 years agoMake the errstr a more reasonable size. (XCC)
Ronald G. Minnich [Sun, 15 Sep 2013 21:15:19 +0000 (14:15 -0700)]
Make the errstr a more reasonable size. (XCC)

Note from brho: rebuild your cross compiler and userspace.

Signed-off-by: Ronald G. Minnich <rminnich@gmail.com>
5 years agoMake set_errstr take a printf-like format
Ronald G. Minnich [Sun, 15 Sep 2013 21:08:34 +0000 (14:08 -0700)]
Make set_errstr take a printf-like format

One of the things I really disliked about Plan 9 was that we
could return an errstr, and we only ever returned 52 errors
even though errstr was called in over 112 places. It gets
even more confusing if a program or library transforms the args:
what did the args look like precisely? Hard to say.

So on Plan 9 we get errors no more informative than errno. That's a very
low bar, to say the least.

This change allows for more useful error messages. We include an
example -- not a great one, but hey, it already cleared something
up for me.

Signed-off-by: Ronald G. Minnich <rminnich@gmail.com>
5 years agoKthread poison checker
Barret Rhoden [Sat, 14 Sep 2013 20:36:49 +0000 (13:36 -0700)]
Kthread poison checker

Drop this wherever you want to see if you have already clobbered your
current stack's canary.  It'll printk your message and panic.  If you
call this while you are still off your stack, you'll get a Bad Stacktop

5 years agox86: Fixes 64 bit VPT mapping
Barret Rhoden [Sat, 14 Sep 2013 18:06:04 +0000 (11:06 -0700)]
x86: Fixes 64 bit VPT mapping

You can't have global entries on certain interior PML PTEs.  For
instance, in the 4K walk (which we're doing for VPT/VPD), PML4 and PML3
both need the global bit to be 0.

5 years agoBusybox doesn't use internal echo
Barret Rhoden [Fri, 13 Sep 2013 17:34:36 +0000 (10:34 -0700)]
Busybox doesn't use internal echo

The builtin echo breaks up its write in a way that messes with 9ns
control files.

Copy out the bb config and rebuild busybox.  Be sure to set up a symlink
for echo.

5 years agoBusybox perror knows about errstr
Barret Rhoden [Fri, 13 Sep 2013 02:07:16 +0000 (19:07 -0700)]
Busybox perror knows about errstr

Busybox rolls their own perror.  I made an ugly patch that hacks in errstr.
Feel free to more elegantly add ", errstr" to their 'msg'.

If you're interested in using it, you'll get better error messages from the 9ns
code.  For example:

/ $ cat sdfsd
cat: can't open 'sdfsd': No such file or directory
/ $ cat /9/sdfsf
cat: can't open '/9/sdfsf': No such file or directory, file does not exist
/ $ cat '#p/1/args'
cat: read error: Unspecified, ken has left the building

You'll need to manually patch busybox for this.

5 years agoSet errno when only errstr was called
Barret Rhoden [Fri, 13 Sep 2013 01:51:18 +0000 (18:51 -0700)]
Set errno when only errstr was called

Some error paths set errstr, but not errno.  Glibc will ignore errstr if there
isn't an errno too, so we need something.

Ultimately, we should be setting both errno and errstr (given a glibc-world
with errno).  Til then, we'll set a generic errno.

This won't harm the current glibc, which 0's sysc.errstr before calling, but
that isn't actually part of the ABI.  So with this hack, it is possible to set
errno when there wasn't actually an error.  Luckily, userspace shouldn't look
at errno unless it was told too (via a bad retval), in which case, we probably
wanted errno set anyway.  Still, be careful.

5 years agoCommon helper defines (XCC)
Barret Rhoden [Thu, 16 Jan 2014 01:41:43 +0000 (17:41 -0800)]
Common helper defines (XCC)

Dropping these in the kernel header for now, though they aren't used in part of
the kernel interface.

5 years agostrtoul()
Barret Rhoden [Thu, 16 Jan 2014 01:34:01 +0000 (17:34 -0800)]

Ron's old version, based off strtol().

5 years agoudelay_sched()
Barret Rhoden [Thu, 16 Jan 2014 01:25:35 +0000 (17:25 -0800)]

Sleeps a kthread for 'usec' microseconds.

5 years agoAdds per cpu errbuf pointers
Barret Rhoden [Sat, 24 Aug 2013 00:51:31 +0000 (17:51 -0700)]
Adds per cpu errbuf pointers

So we don't need to track perrbuf throughout all of the waserror-using code.

I'm tracking it as a void*, since the errbuf stuff isn't even in this branch

5 years agoProvides current_errstr()
Barret Rhoden [Sat, 24 Aug 2013 00:06:14 +0000 (17:06 -0700)]
Provides current_errstr()

Instead of using the per-proc current->errstr, now use the per-syscall errstr.

6 years agoThe monitor doesn't cache coreid
Barret Rhoden [Thu, 12 Sep 2013 00:41:02 +0000 (17:41 -0700)]
The monitor doesn't cache coreid

Certain commands, when run from the monitor, can cause the monitor to
migrate unexpectedly.  We no longer cache the coreid, and we force a
re-read, so that we don't report the old coreid after a migration.

6 years agoUpdates .gitignore
Barret Rhoden [Wed, 11 Sep 2013 21:30:57 +0000 (14:30 -0700)]
Updates .gitignore

I was sick of seeing the occasional .swo with vi.

6 years agoFixes bug in sys_pipe()
Barret Rhoden [Fri, 6 Sep 2013 02:18:41 +0000 (19:18 -0700)]
Fixes bug in sys_pipe()

Under some circumstances, a writer could block and then never wake up.

6 years agoAtomic pipes
Barret Rhoden [Fri, 6 Sep 2013 02:10:38 +0000 (19:10 -0700)]
Atomic pipes

Similar to pipe, but for in-kernel transfer and synchronization.  You
can't use them from IRQ context.  See apipe.h for info.

6 years agoAdds round-down to the nearest power of 2
Barret Rhoden [Fri, 6 Sep 2013 01:36:47 +0000 (18:36 -0700)]
Adds round-down to the nearest power of 2

Can also use the Xen macros, if you're interested (__RD32).

6 years agoRenames the console lock
Barret Rhoden [Wed, 4 Sep 2013 22:48:26 +0000 (15:48 -0700)]
Renames the console lock

Interestingly enough, this wasn't the first spinlock ever (hence the poor
name).  The first actual usages were for the output_lock (very similar to the
console lock).  I don't count the smp_boot assembly stuff as a legit use of the
venerable spinlock.

6 years agoAdds a pcpu tracer for spinlocks
Barret Rhoden [Wed, 4 Sep 2013 22:36:19 +0000 (15:36 -0700)]
Adds a pcpu tracer for spinlocks

Compile with SPINLOCK_DEBUG and TRACE_LOCKS, then access the info from the
monitor with 'trace pcpui'.

This is very spammy, and it'll clobber any other info in the trace, so be
careful using it.  It will also attempt to find the location of the lock, based
on the symtab.  This only works for locks above KLA (o/w, the lock is dynamic).

When building with TRACE_LOCKS, we also disable any of the fancier checks for
the console and printf locks, so that they don't clobber our results.
Otherwise, as you printed lines, you'd be adding to the trace.

6 years agoSpinlock checking is disabled by default
Barret Rhoden [Wed, 4 Sep 2013 22:33:41 +0000 (15:33 -0700)]
Spinlock checking is disabled by default

Reversing depth_disabled to checking_enabled.  Now, the extra debugging won't
get turned on til we're ready for it.

6 years agox86: Better emergency codes for core 0
Barret Rhoden [Fri, 30 Aug 2013 18:02:05 +0000 (11:02 -0700)]
x86: Better emergency codes for core 0

Shift-G still works, though I suggest weaning yourself of that.  Ctrl-G
does the same thing (enters the monitor when the core is able to).  This
is the preferred way to enter the monitor.

Ctrl-Q also enters the monitor, but does so directly from IRQ context.
This can be dangerous, but is better than nothing.

Ctrl-B dumps a backtrace and trapframe of the core.  You could do this
manually after a Ctrl-Q, too.

The core that runs the backtrace or monitor is whatever core received
the IRQ.  This is almost always core 0.  Debugging remote cores can be
done from the monitor on core 0.

These codes require interrupts to be enabled.  I don't have a way to
send nmis to core 0 yet, other than from the monitor on another core.

6 years agoPipe open/release should depend on mode not flags
Kevin Klues [Wed, 28 Aug 2013 22:02:14 +0000 (15:02 -0700)]
Pipe open/release should depend on mode not flags

6 years agoprintnum() is no longer recursive
Barret Rhoden [Wed, 28 Aug 2013 16:02:43 +0000 (09:02 -0700)]
printnum() is no longer recursive

When printing a full 64 bit pointer in hex (16 'digit's), printnum()
consumed over 1KB of stack, which can run off the end of the kernel
stack.  We use about 80B per frame.

I'm not concerned about the repeated divisions; the actual output is far
more expensive than that, last I checked.

6 years agoInitialize num pipe readerw/writers to 0
Kevin Klues [Thu, 22 Aug 2013 00:37:07 +0000 (17:37 -0700)]
Initialize num pipe readerw/writers to 0

6 years agoFixes error handling in do_pipe()
Barret Rhoden [Tue, 20 Aug 2013 19:43:44 +0000 (12:43 -0700)]
Fixes error handling in do_pipe()

Was leaking memory if we failed to create files for each end of the pipe.

6 years agoVFS: get_dentry() sets errno
Barret Rhoden [Tue, 20 Aug 2013 19:32:28 +0000 (12:32 -0700)]
VFS: get_dentry() sets errno

Keeping it in line with similar functions.  Also catches some places where we
weren't checking the return value of get_dentry().  Not sure how failure for
init_sb() or do_lookup() should work.

6 years agoPipes (XCC)
Barret Rhoden [Mon, 19 Aug 2013 22:07:33 +0000 (15:07 -0700)]
Pipes (XCC)

Basic pipe functionality, using the old VFS.  Should be able to handle
multiple readers and writers, though I haven't tested that yet.

These pipes aren't rooted in the VFS yet, though we could extend them to
handle named pipes reasonably easily.

Rebuild your toolchain and any program that would use pipe (busybox).

6 years agoVFS dummy ops
Barret Rhoden [Fri, 16 Aug 2013 23:40:17 +0000 (16:40 -0700)]
VFS dummy ops

To catch bugs when we calling ops on inodes/dentries unexpectedly.

6 years agoFixes up lindent
Barret Rhoden [Mon, 19 Aug 2013 22:29:44 +0000 (15:29 -0700)]
Fixes up lindent

indent still messes up sometimes.  In some cases (like with weird printk
formatting), it can be fixed and won't cause the problem again.  In
others, like in sys_buster right after the #defines, it'll insist on
formatting in a weird manner.

Anyway, this is better than not formatting the code at all.

6 years agoLindent script for Akaros
Ronald G. Minnich [Mon, 19 Aug 2013 20:51:11 +0000 (13:51 -0700)]
Lindent script for Akaros

Some minor changes -- ts and i set to 8.
Should we dump the line length? Do we really care
about 80 columns? I know I don't.

Signed-off-by: Ronald G. Minnich <rminnich@gmail.com>
6 years agoROUNDDOWN can handle uint64_t on 32 bit (XCC)
Barret Rhoden [Thu, 15 Aug 2013 23:44:34 +0000 (16:44 -0700)]
ROUNDDOWN can handle uint64_t on 32 bit (XCC)

ROUNDDOWN was casting to a uintptr_t, which would truncate a uint64_t on
32 bit builds.  (Came up in mboot parsing, when pages above
0x0000000100000000 would get treated as if offset from 0).

Since the compiler complains about the int->pointer->int casting, even
in code that should never be called (based on the sizeof() in
ROUNDDOWN), we had to make ROUNDDOWN (and ROUNDUP) only work on
uintptr_t.  Ideally, we'll fix that in the future (C11 features,

You should reinstall your kernel headers to get the new changes for
userspace, though it's not a huge deal.

6 years agoMultiboot memory detection fixes
Barret Rhoden [Thu, 15 Aug 2013 00:17:39 +0000 (17:17 -0700)]
Multiboot memory detection fixes

A few things:
- Multiboot's regions don't cover all of physical memory; it has holes.  We now
  init the pages[] array (for x86) to mark all pages as busy, and explicitly
  mark the free pages.
- The previous version of this worked a little, since the unmarked, non-free
  pages weren't on any free page lists.  However, the contiguous memory
  allocator (which is really lousy btw) looks directly at refcnts, bypassing
  the lists.
- One problem is that there is a big chunk of unusable memory around 0xfec00000
  (IOAPIC and friends).  This was working okay with multiboot's memory
  mappings, but not with qemu's "here's a lot of memory" approach.  In lieu of
  doing full-fledged memory detection/probing, I'm just ignoring physical
  memory from [0xc0000000, 0xffffffff].  This only applies to qemu, when
  launched with the -kernel flag.
- 32 bit had some other issues when giving out memory near the 4GB mark, as
  well as having other issues with 64 bit addresses (note some of the changes
  from %p to 0x%016llx).
- The bug with giving out pages that were mapped to IO/BIOS/x86 magic regions
  in high memory showed up as clobbered bookkeeping in small slab pages in
  kmem_cache_grow() (stored at the end of the pages improperly allocated).
  Good times!

6 years agoSlightly more consistent VC count interfaces
Barret Rhoden [Sat, 10 Aug 2013 00:21:10 +0000 (17:21 -0700)]
Slightly more consistent VC count interfaces

The main concern was the size of size_t vs uint32_t.  We're still sloppy
about uint32_t vs int.

The kernel header still has max_vcores as a size_t.  I'll change that
next time I muck around in that part of the headers (I don't want to
force more toolchain rebuilds).

6 years agoThread0 can call pthread_exit()
Barret Rhoden [Fri, 9 Aug 2013 23:41:11 +0000 (16:41 -0700)]
Thread0 can call pthread_exit()

Needed to not free thread0's TLS (it was never malloc'd), and needed to
trigger exit() when the last pthread (including thread0) exits.

6 years agoUpdated GETTING_STARTED
Barret Rhoden [Thu, 8 Aug 2013 21:35:04 +0000 (14:35 -0700)]

With info about how to run without a VM image file, straight outta qemu.

6 years agoThe monitor's trace coretf can query all cores
Barret Rhoden [Thu, 8 Aug 2013 20:37:17 +0000 (13:37 -0700)]
The monitor's trace coretf can query all cores

You can pass -1 for the COREID, and we'll NMI all cores, instead of just one.

Due to this, the NMI handler doesn't print the trapframe by default.  To get
the trapframe, toggle the trace's verbosity to 'on' with "trace verbose".

6 years agox86: option to disable the keyboard
Barret Rhoden [Thu, 8 Aug 2013 20:18:28 +0000 (13:18 -0700)]
x86: option to disable the keyboard

To avoid some SMM overheads on machines with USB keyboards.

Without this, simply sitting in the kernel monitor on core 0 has a massive
performance hit on some benchmarks (10-15x for fluidanimate).

Note that sitting in the monitor still has an effect on performance, for now,
even with the KB disabled.

6 years agox86 can handle missing multiboot mmaps
Barret Rhoden [Thu, 8 Aug 2013 20:02:00 +0000 (13:02 -0700)]
x86 can handle missing multiboot mmaps

If you run qemu with -kernel akaros-kernel, instead of with a hard disk image
(like mnt/hdd.img), qemu won't fake all of the multiboot memory maps.  x86 was
using this info to figure out what memory was free.  We now handle the case
where we only get a maximum memory amount from multiboot.

Incidentally, the memory reported by multiboot from the BIOS usually is
insufficient if you have more than 4GB of RAM, at least in my experience.  This
is why I was parsing the mmap regions, where multiboot details memory about
4GB.  Qemu with -kernel, which doesn't tell us the mmaps, does tell us all of
physical memory via the BIOS methods (mboot_detect_memory()).

With this change, you can run very large kernel images in qemu.  Qemu takes
forever to load large images (> 100MB) when it tries to load from a disk image.
You can load a 300MB+ kernel directly via -kernel in about a minute.

6 years agoFixes KFS multi-paths
Barret Rhoden [Thu, 8 Aug 2013 19:49:21 +0000 (12:49 -0700)]
Fixes KFS multi-paths

You can have multiple KFS paths in your .config (space separated).  KFS will be
built from the union of the contents of all of those directories.

A couple notes:
- if you have multiple directories named the same, they both appear, and with
  the same name.  For instance, you can have two /bins.  When you ls /bin,
  you'll get the contents of both bins.  It's a little weird, but not in a way
  that stops you from merging different KFS paths.  (for now).
- KFS might not like symlinks to directories outside of the KFS path.  Not
  sure.  If you put a symlink in kern/kfs from go -> ../../../go, KFS code
  doesn't like it.  If you really want this behavior, let me know.  O/w, just
  use multiple KFS paths.

6 years agoForgot the risvc Kbuild in last commit
Kevin Klues [Thu, 8 Aug 2013 04:35:54 +0000 (21:35 -0700)]
Forgot the risvc Kbuild in last commit

6 years agoAdded setjmp/longjmp support to the kernel
Kevin Klues [Thu, 8 Aug 2013 04:23:27 +0000 (21:23 -0700)]
Added setjmp/longjmp support to the kernel

Full implementations for 32/64 bit x86.
Stubs in place for riscv with TODOs.
Test and example usage in kern/src/testing.c

6 years agoContext-saving functions are attrib'd return_twice
Barret Rhoden [Mon, 5 Aug 2013 23:22:44 +0000 (16:22 -0700)]
Context-saving functions are attrib'd return_twice

The compiler should warn us if it was unable to generate the code that doesn't
rely on registers across the function call.

The places we used it didn't do much on the return, so this probably wasn't a
problem.  Still, it may be in the future, and this beats inspecting the

One thing that isn't clear is whether or not returns_twice causes the compiler
to mark all registers as dead, or just the caller-saved registers.  Probably
the former.

The motivation for this is a stack clobber problem, where the compiler may save
the caller-saved registers (before calling save_user_ctx()) by pushing them on
the stack.  If this happens, when save_ returns the first time, it'll restore
the registers properly, but then could clobber that space so that the second
time it returns, the values it pops are garbage.  Hopefully the compiler will
avoid saving registers in this manner, or otherwise do anything that could be
harmed by returning twice.

6 years agoFixes bug in KFS new inode creation
Barret Rhoden [Sun, 4 Aug 2013 19:22:50 +0000 (12:22 -0700)]
Fixes bug in KFS new inode creation

Wasn't properly initializing the size field.  This would only matter
when creating new files in KFS, and would only trigger if the memory we
alloc'd wasn't already zeroed.

Something like      $ echo "" >> tmpfile    was enough to cause it, once
the bits lined up right.

The previous commit's backtrace was rather useful in determining this
(without it, all we know is there was a KPF in memcpy).

6 years agoArbitrary kernel context backtracing
Barret Rhoden [Sun, 4 Aug 2013 18:57:48 +0000 (11:57 -0700)]
Arbitrary kernel context backtracing

We can backtrace any context compiled with frame pointers, given the
program counter and frame pointer.

The existing monitor command 'backtrace' will still backtrace the
calling context, when given no arguments.  Additionally, it will
backtrace any frame, given the PC and FP.

Kernel page faults on x86 will backtrace the faulting context.  Riscv
still needs an implementation of backtrace_frame().

backtrace_frame() will sort of work for userspace too, though the kernel
won't know the names of functions, and you need to compile all of
userspace with -fno-omit-frame-pointer (which we don't do by default).

6 years agoUserspace handling of errstr and errno (XCC)
Barret Rhoden [Sun, 4 Aug 2013 02:48:46 +0000 (19:48 -0700)]
Userspace handling of errstr and errno (XCC)

Since not all uthreads have TLS, errno and the new errstr need to be
decoupled from the TLS.

When we're a uthread, we'll use storage in the uthread struct for errno
and errstr.  Otherwise, we'll default to the TLS locations (for vcores).
ld.so will continue to use its own area.  Very early in start.c, before
we call out to uthread code, we'd also use the TLS location.

perror() will print out the errstr, if there is one like so:

"your-message: errno-translated-to-text, errstr"

Rebuild your cross compiler.

6 years agoKernel support for set_errstr()
Barret Rhoden [Sun, 4 Aug 2013 01:34:37 +0000 (18:34 -0700)]
Kernel support for set_errstr()

6 years ago__ros_syscall -> __ros_syscall_noerrno (XCC)
Barret Rhoden [Sun, 4 Aug 2013 01:14:37 +0000 (18:14 -0700)]
__ros_syscall -> __ros_syscall_noerrno (XCC)

The *errno_loc parameter was never used by anyone, and this func was
left over from when __ros_syscall_errno() called __ros_syscall() under
the hood.

Since everyone who calls this wants no errno, I just removed it.

Rebuild your cross compiler.  (Copy over the changed files, or just make
clean first).

6 years agox86_64: removes unnecessary syscall (XCC)
Barret Rhoden [Sun, 4 Aug 2013 01:02:34 +0000 (18:02 -0700)]
x86_64: removes unnecessary syscall (XCC)

It was leftover from 32 bit code.

Copy over the changed file and rebuild your cross compiler.

6 years agoAdd an errstr to the syscall struct
Ronald G. Minnich [Fri, 2 Aug 2013 22:07:53 +0000 (15:07 -0700)]
Add an errstr to the syscall struct

Not supported in kernel or userland yet but this will allow us to
get more extensive error info to users as needed.

Signed-off-by: Ronald G. Minnich <rminnich@gmail.com>
6 years agoSmall optimization to inline ros_syscall_sync
Kevin Klues [Fri, 2 Aug 2013 20:55:56 +0000 (13:55 -0700)]
Small optimization to inline ros_syscall_sync

When calling from other libc functions in the same file, just inline it.
Only exposed version of the call is not inlined now.

6 years agoMalloc changes for future plan 9 namespace support
Ronald G. Minnich [Fri, 2 Aug 2013 17:19:41 +0000 (10:19 -0700)]
Malloc changes for future plan 9 namespace support

Add a kzmalloc which zeros the allocated area.

Add a flag, to be done later, which indicates that blocking, instead
of panicing, is ok when memory is not available.

Signed-off-by: Ronald G. Minnich <rminnich@gmail.com>
6 years agox86: fixes initialization errors in page_alloc
Barret Rhoden [Thu, 1 Aug 2013 23:32:07 +0000 (16:32 -0700)]
x86: fixes initialization errors in page_alloc

If the kernel's end symbol was page aligned, pa64_is_in_kernel() would
inaccurately report that address as being in the kernel.  That page actually
can be free.  check_range() was catching this.  Luckily, the error was in the
safe direction; we were marking a free page as busy.

The ROUNDDOWN fix is similar.  Check the comment for details; we're mostly
ignoring the issue for now.

6 years agoPreemption recovery doesn't change TLSs
Barret Rhoden [Thu, 1 Aug 2013 22:59:19 +0000 (15:59 -0700)]
Preemption recovery doesn't change TLSs

Instead of changing TLSs to get at current_uthread, we figure out the linear
address of the remote vcore's current_uthread and access it directly (from
within our usual TLS).

Aside from removing two potentially expensive TLS changes, this also simplifies
and clarifies the code.

6 years agoVcore TLS desc in procdata (XCC)
Barret Rhoden [Wed, 31 Jul 2013 18:47:14 +0000 (11:47 -0700)]
Vcore TLS desc in procdata (XCC)

Userspace now tells the kernel what TLS descriptor to use for each vcore.  The
main reason is that when making a new context, the kernel would zero the TLS
base, and then userspace would quickly set it to the vcore's TLS.  On amd64,
this incurs an extra syscall (for now), and on i686, it's an extra 70ns for the
lousy-LDT mangling.  This change allows the kernel to quickly set the TLS base
(and optionally not change it if it is already correct).

Note that only amd64 uses this option in the kernel; riscv and i686 still
handle this in userspace, but also expose their tlsdesc to the kernel.

The other benefit to this is debugging - it's often helpful for me to have
access to this from the kernel.

As a historic note, this isn't the first arch-dependent tidbit in procdata.
The transition_stack (vcore's stack) was added to procdata since sparc couldn't
handle not having a stack (x86 was just loading %sp in assembly before _start).

6 years agox86: catches buggy rdtscp
Barret Rhoden [Wed, 31 Jul 2013 00:20:30 +0000 (17:20 -0700)]
x86: catches buggy rdtscp

Not sure if this is a "bug in qemu" or something I'm doing wrong.  But rdtscp
should drop the value of MSR_TSC_AUX in ecx.  If this fails, it busts our
FAST_COREID.  If this happens to you in a VM, just change your CONFIG.

If it happens on hardware, let me know.

6 years agoRemoves unnecessary TLS var from vcore.c
Barret Rhoden [Tue, 30 Jul 2013 02:27:28 +0000 (19:27 -0700)]
Removes unnecessary TLS var from vcore.c

Not sure why that was in TLS.  If I had a good reason, then I should
have left a note...

6 years agoUthreads do not require TLS
Barret Rhoden [Tue, 30 Jul 2013 02:11:03 +0000 (19:11 -0700)]
Uthreads do not require TLS

By default, individual uthreads will not have their own TLS; they will piggyback
off of their vcore's TLS.  The uthread library can handle individual
uthreads having TLS.

Note that thread0 (from glibc) will have TLS, no matter what.   FYI,
thread0's TLS gets used at exit, and needs to be the same as when the
program started (C++ programs, fluidanimate at least).

2LSs choose whether or not their specific uthreads have TLS.  To be
somewhat compatible, pthreads will have them by default.  If you're app
doesn't need TLS, call pthread_need_tls(FALSE), preferably before call

For reference, this lowers the latency of the context switch (via the
untuned pthread_test 100 100000 1) from ~360ns -> 194ns.  That includes
3 mcs locks in the 2LS, which we could minimize.