source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 24e321c

Last change on this file since 24e321c was 24e321c, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 2 months ago

Unpark now takes a hint on locality.

  • Property mode set to 100644
File size: 30.2 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2016 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// kernel.c --
8//
9// Author           : Thierry Delisle
10// Created On       : Tue Jan 17 12:27:26 2017
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Mon Aug 31 07:08:20 2020
13// Update Count     : 71
14//
15
16#define __cforall_thread__
17#define _GNU_SOURCE
18
19// #define __CFA_DEBUG_PRINT_RUNTIME_CORE__
20
21//C Includes
22#include <errno.h>
23#include <stdio.h>
24#include <string.h>
25#include <signal.h>
26#include <unistd.h>
27extern "C" {
28        #include <sys/eventfd.h>
29}
30
31//CFA Includes
32#include "kernel_private.hfa"
33#include "preemption.hfa"
34#include "strstream.hfa"
35#include "device/cpu.hfa"
36
37//Private includes
38#define __CFA_INVOKE_PRIVATE__
39#include "invoke.h"
40
41#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
42        #define __STATS( ...) __VA_ARGS__
43#else
44        #define __STATS( ...)
45#endif
46
47//-----------------------------------------------------------------------------
48// Some assembly required
49#if defined( __i386 )
50        // mxcr : SSE Status and Control bits (control bits are preserved across function calls)
51        // fcw  : X87 FPU control word (preserved across function calls)
52        #define __x87_store         \
53                uint32_t __mxcr;      \
54                uint16_t __fcw;       \
55                __asm__ volatile (    \
56                        "stmxcsr %0\n"  \
57                        "fnstcw  %1\n"  \
58                        : "=m" (__mxcr),\
59                                "=m" (__fcw)  \
60                )
61
62        #define __x87_load         \
63                __asm__ volatile (   \
64                        "fldcw  %1\n"  \
65                        "ldmxcsr %0\n" \
66                        ::"m" (__mxcr),\
67                                "m" (__fcw)  \
68                )
69
70#elif defined( __x86_64 )
71        #define __x87_store         \
72                uint32_t __mxcr;      \
73                uint16_t __fcw;       \
74                __asm__ volatile (    \
75                        "stmxcsr %0\n"  \
76                        "fnstcw  %1\n"  \
77                        : "=m" (__mxcr),\
78                                "=m" (__fcw)  \
79                )
80
81        #define __x87_load          \
82                __asm__ volatile (    \
83                        "fldcw  %1\n"   \
84                        "ldmxcsr %0\n"  \
85                        :: "m" (__mxcr),\
86                                "m" (__fcw)  \
87                )
88
89#elif defined( __arm__ )
90        #define __x87_store
91        #define __x87_load
92
93#elif defined( __aarch64__ )
94        #define __x87_store              \
95                uint32_t __fpcntl[2];    \
96                __asm__ volatile (    \
97                        "mrs x9, FPCR\n" \
98                        "mrs x10, FPSR\n"  \
99                        "stp x9, x10, %0\n"  \
100                        : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
101                )
102
103        #define __x87_load         \
104                __asm__ volatile (    \
105                        "ldp x9, x10, %0\n"  \
106                        "msr FPSR, x10\n"  \
107                        "msr FPCR, x9\n" \
108                : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
109                )
110
111#else
112        #error unsupported hardware architecture
113#endif
114
115extern thread$ * mainThread;
116extern processor * mainProcessor;
117
118//-----------------------------------------------------------------------------
119// Kernel Scheduling logic
120static thread$ * __next_thread(cluster * this);
121static thread$ * __next_thread_slow(cluster * this);
122static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) __attribute((nonnull(1)));
123static void __run_thread(processor * this, thread$ * dst);
124static void __wake_one(cluster * cltr);
125
126static void mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
127static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
128static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list idles );
129
130extern void __cfa_io_start( processor * );
131extern bool __cfa_io_drain( processor * );
132extern void __cfa_io_flush( processor * );
133extern void __cfa_io_stop ( processor * );
134static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
135
136extern void __disable_interrupts_hard();
137extern void __enable_interrupts_hard();
138
139static inline void __disable_interrupts_checked() {
140        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
141        disable_interrupts();
142        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
143}
144
145static inline void __enable_interrupts_checked( bool poll = true ) {
146        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
147        enable_interrupts( poll );
148        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
149}
150
151//=============================================================================================
152// Kernel Scheduling logic
153//=============================================================================================
154//Main of the processor contexts
155void main(processorCtx_t & runner) {
156        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
157        // Do it here
158        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
159        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
160        __tls_rand_advance_bck();
161
162        processor * this = runner.proc;
163        verify(this);
164
165        __cfa_io_start( this );
166
167        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
168        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
169                if( this->print_halts ) {
170                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->unique_id, this->name, (void*)this);
171                }
172        #endif
173
174        {
175                // Setup preemption data
176                preemption_scope scope = { this };
177
178                // if we need to run some special setup, now is the time to do it.
179                if(this->init.thrd) {
180                        this->init.thrd->curr_cluster = this->cltr;
181                        __run_thread(this, this->init.thrd);
182                }
183
184                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p started\n", this);
185
186                thread$ * readyThread = 0p;
187                MAIN_LOOP:
188                for() {
189                        #define OLD_MAIN 1
190                        #if OLD_MAIN
191                        // Check if there is pending io
192                        __maybe_io_drain( this );
193
194                        // Try to get the next thread
195                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
196
197                        if( !readyThread ) {
198                                __cfa_io_flush( this );
199                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
200                        }
201
202                        HALT:
203                        if( !readyThread ) {
204                                // Don't block if we are done
205                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
206
207                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
208                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
209                                #endif
210
211                                // Push self to idle stack
212                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
213
214                                // Confirm the ready-queue is empty
215                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
216                                if( readyThread ) {
217                                        // A thread was found, cancel the halt
218                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
219
220                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
221                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
222                                        #endif
223
224                                        // continue the mai loop
225                                        break HALT;
226                                }
227
228                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
229                                        if(this->print_halts) {
230                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
231                                        }
232                                #endif
233
234                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
235
236                                {
237                                        eventfd_t val;
238                                        ssize_t ret = read( this->idle, &val, sizeof(val) );
239                                        if(ret < 0) {
240                                                switch((int)errno) {
241                                                case EAGAIN:
242                                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
243                                                        case EWOULDBLOCK:
244                                                #endif
245                                                case EINTR:
246                                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
247                                                        break;
248                                                default:
249                                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
250                                                }
251                                        }
252                                }
253
254                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
255                                        if(this->print_halts) {
256                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
257                                        }
258                                #endif
259
260                                // We were woken up, remove self from idle
261                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
262
263                                // DON'T just proceed, start looking again
264                                continue MAIN_LOOP;
265                        }
266
267                        /* paranoid */ verify( readyThread );
268
269                        // Reset io dirty bit
270                        this->io.dirty = false;
271
272                        // We found a thread run it
273                        __run_thread(this, readyThread);
274
275                        // Are we done?
276                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
277
278                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
279                                __cfa_io_flush( this );
280                        }
281
282                        #else
283                                #warning new kernel loop
284                        SEARCH: {
285                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
286
287                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
288                                ready_schedule_lock();
289
290                                // Try to get the next thread
291                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
292                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
293
294                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
295                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
296
297                                // Spin a little on I/O, just in case
298                                for(5) {
299                                        __maybe_io_drain( this );
300                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
301                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
302                                }
303
304                                // no luck, try stealing a few times
305                                for(5) {
306                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
307                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
308                                        } else {
309                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
310                                        }
311                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
312                                }
313
314                                // still no luck, search for a thread
315                                readyThread = pop_search( this->cltr );
316                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
317
318                                // Don't block if we are done
319                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
320
321                                __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
322
323                                // Push self to idle stack
324                                ready_schedule_unlock();
325                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
326                                ready_schedule_lock();
327
328                                // Confirm the ready-queue is empty
329                                __maybe_io_drain( this );
330                                readyThread = pop_search( this->cltr );
331                                ready_schedule_unlock();
332
333                                if( readyThread ) {
334                                        // A thread was found, cancel the halt
335                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
336
337                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
338
339                                        // continue the main loop
340                                        break SEARCH;
341                                }
342
343                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl()); )
344                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
345
346                                {
347                                        eventfd_t val;
348                                        ssize_t ret = read( this->idle, &val, sizeof(val) );
349                                        if(ret < 0) {
350                                                switch((int)errno) {
351                                                case EAGAIN:
352                                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
353                                                        case EWOULDBLOCK:
354                                                #endif
355                                                case EINTR:
356                                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
357                                                        break;
358                                                default:
359                                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
360                                                }
361                                        }
362                                }
363
364                                        __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl()); )
365
366                                // We were woken up, remove self from idle
367                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
368
369                                // DON'T just proceed, start looking again
370                                continue MAIN_LOOP;
371                        }
372
373                RUN_THREAD:
374                        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
375                        /* paranoid */ verify( readyThread );
376
377                        // Reset io dirty bit
378                        this->io.dirty = false;
379
380                        // We found a thread run it
381                        __run_thread(this, readyThread);
382
383                        // Are we done?
384                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
385
386                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
387                                __cfa_io_flush( this );
388                        }
389
390                        ready_schedule_lock();
391                        __maybe_io_drain( this );
392                        ready_schedule_unlock();
393                        #endif
394                }
395
396                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
397        }
398
399        __cfa_io_stop( this );
400
401        post( this->terminated );
402
403        if(this == mainProcessor) {
404                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
405                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
406                // fake it
407                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
408        }
409
410        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
411}
412
413static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
414static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
415
416// KERNEL ONLY
417// runThread runs a thread by context switching
418// from the processor coroutine to the target thread
419static void __run_thread(processor * this, thread$ * thrd_dst) {
420        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
421        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
422        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
423        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
424
425        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
426
427        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
428
429        // set state of processor coroutine to inactive
430        verify(proc_cor->state == Active);
431        proc_cor->state = Blocked;
432
433        // Actually run the thread
434        RUNNING:  while(true) {
435                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
436                thrd_dst->state = Active;
437
438                // Update global state
439                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
440
441                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
442                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
443                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
444                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
445                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
446                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ) || thrd_dst->curr_cor == proc_cor || thrd_dst->corctx_flag, "ERROR : Destination thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst ); // add escape condition if we are setting up the processor
447                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->limit) || thrd_dst->curr_cor == proc_cor || thrd_dst->corctx_flag, "ERROR : Destination thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_dst ); // add escape condition if we are setting up the processor
448                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
449
450
451
452                // set context switch to the thread that the processor is executing
453                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
454                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
455
456
457
458                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
459                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->limit) || thrd_dst->corctx_flag, "ERROR : Destination thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_dst );
460                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ) || thrd_dst->corctx_flag, "ERROR : Destination thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst );
461                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
462                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
463                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
464                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
465
466                // Reset global state
467                kernelTLS().this_thread = 0p;
468
469                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
470                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
471                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
472                // 4 - Preempted
473                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
474                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
475
476                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
477                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
478                        schedule_thread$( thrd_dst, UNPARK_LOCAL );
479                        break RUNNING;
480                }
481
482                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
483                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
484                        // finish the thread
485                        __thread_finish( thrd_dst );
486                        break RUNNING;
487                }
488
489                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
490                thrd_dst->state = Blocked;
491
492                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
493                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
494                switch(old_ticket) {
495                        case TICKET_RUNNING:
496                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
497                                break RUNNING;
498                        case TICKET_UNBLOCK:
499                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
500                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
501                                #endif
502                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
503                                // In this case, just run it again.
504                                continue RUNNING;
505                        default:
506                                // This makes no sense, something is wrong abort
507                                abort();
508                }
509        }
510
511        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
512        proc_cor->state = Active;
513
514        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
515
516        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
517                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
518        #endif
519
520        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
521}
522
523// KERNEL_ONLY
524void returnToKernel() {
525        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
526        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
527        thread$ * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
528
529        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
530
531        // Run the thread on this processor
532        {
533                int local_errno = *__volatile_errno();
534                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
535                        __x87_store;
536                #endif
537                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
538                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
539                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
540                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
541                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
542                        __x87_load;
543                #endif
544                *__volatile_errno() = local_errno;
545        }
546
547        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
548                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
549                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
550                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
551                }
552        #endif
553
554        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
555        /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_src->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_src->curr_cor)->base ) || thrd_src->corctx_flag, "ERROR : Returning thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_src );
556        /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_src->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_src->curr_cor)->limit) || thrd_src->corctx_flag, "ERROR : Returning thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_src );
557}
558
559//-----------------------------------------------------------------------------
560// Scheduler routines
561// KERNEL ONLY
562static void __schedule_thread( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
563        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
564        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
565        /* paranoid */ verify( thrd );
566        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
567        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
568        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
569        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
570                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
571        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
572                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
573        /* paranoid */ #endif
574        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
575        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
576
577        const bool local = thrd->state != Start;
578        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
579
580        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
581        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
582        __STATS(bool outside = hint == UNPARK_LOCAL && thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
583
584        // push the thread to the cluster ready-queue
585        push( cl, thrd, hint );
586
587        // variable thrd is no longer safe to use
588        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
589
590        // wake the cluster using the save variable.
591        __wake_one( cl );
592
593        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
594                if( kernelTLS().this_stats ) {
595                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
596                        if(outside) {
597                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
598                        }
599                }
600                else {
601                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
602                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
603                }
604        #endif
605
606        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
607        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
608}
609
610void schedule_thread$( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
611        ready_schedule_lock();
612                __schedule_thread( thrd, hint );
613        ready_schedule_unlock();
614}
615
616// KERNEL ONLY
617static inline thread$ * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
618        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
619
620        ready_schedule_lock();
621                thread$ * thrd = pop_fast( this );
622        ready_schedule_unlock();
623
624        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
625        return thrd;
626}
627
628// KERNEL ONLY
629static inline thread$ * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
630        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
631
632        ready_schedule_lock();
633                thread$ * thrd;
634                for(25) {
635                        thrd = pop_slow( this );
636                        if(thrd) goto RET;
637                }
638                thrd = pop_search( this );
639
640                RET:
641        ready_schedule_unlock();
642
643        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
644        return thrd;
645}
646
647static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) {
648        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
649        switch(old_ticket) {
650                case TICKET_RUNNING:
651                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
652                        return false;
653                case TICKET_BLOCKED:
654                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
655                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
656                        return true;
657                default:
658                        // This makes no sense, something is wrong abort
659                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
660        }
661}
662
663void __kernel_unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
664        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
665        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
666
667        if( !thrd ) return;
668
669        if(__must_unpark(thrd)) {
670                // Wake lost the race,
671                __schedule_thread( thrd, hint );
672        }
673
674        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
675        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
676}
677
678void unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
679        if( !thrd ) return;
680
681        if(__must_unpark(thrd)) {
682                disable_interrupts();
683                        // Wake lost the race,
684                        schedule_thread$( thrd, hint );
685                enable_interrupts(false);
686        }
687}
688
689void park( void ) {
690        __disable_interrupts_checked();
691                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
692                returnToKernel();
693        __enable_interrupts_checked();
694
695}
696
697extern "C" {
698        // Leave the thread monitor
699        // last routine called by a thread.
700        // Should never return
701        void __cfactx_thrd_leave() {
702                thread$ * thrd = active_thread();
703                monitor$ * this = &thrd->self_mon;
704
705                // Lock the monitor now
706                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
707
708                disable_interrupts();
709
710                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
711                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
712                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
713                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
714                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
715                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd->curr_cor)->limit), "ERROR : thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd );
716                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd->curr_cor)->base ), "ERROR : thread$ %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd );
717
718                thrd->state = Halting;
719                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
720                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
721                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
722
723                // Leave the thread
724                returnToKernel();
725
726                // Control flow should never reach here!
727                abort();
728        }
729}
730
731// KERNEL ONLY
732bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
733        __disable_interrupts_checked();
734                thread$ * thrd = kernelTLS().this_thread;
735                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
736
737                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
738                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
739                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
740                // If that is the case, abandon the preemption.
741                bool preempted = false;
742                if(thrd->link.next == 0p) {
743                        preempted = true;
744                        thrd->preempted = reason;
745                        returnToKernel();
746                }
747        __enable_interrupts_checked( false );
748        return preempted;
749}
750
751//=============================================================================================
752// Kernel Idle Sleep
753//=============================================================================================
754// Wake a thread from the front if there are any
755static void __wake_one(cluster * this) {
756        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
757        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
758
759        // Check if there is a sleeping processor
760        processor * p;
761        unsigned idle;
762        unsigned total;
763        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
764
765        // If no one is sleeping, we are done
766        if( idle == 0 ) return;
767
768        // We found a processor, wake it up
769        eventfd_t val;
770        val = 1;
771        eventfd_write( p->idle, val );
772
773        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
774                if( kernelTLS().this_stats ) {
775                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
776                }
777                else {
778                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
779                }
780        #endif
781
782        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
783        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
784
785        return;
786}
787
788// Unconditionnaly wake a thread
789void __wake_proc(processor * this) {
790        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
791
792        __disable_interrupts_checked();
793                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
794                eventfd_t val;
795                val = 1;
796                eventfd_write( this->idle, val );
797        __enable_interrupts_checked();
798}
799
800static void mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
801        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
802        lock( this );
803                this.idle++;
804                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
805                remove(proc);
806                insert_first(this.idles, proc);
807        unlock( this );
808        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
809}
810
811static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
812        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
813        lock( this );
814                this.idle--;
815                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
816                remove(proc);
817                insert_last(this.actives, proc);
818        unlock( this );
819        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
820}
821
822static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
823        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
824        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
825
826        for() {
827                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
828                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
829                unsigned idle    = this.idle;
830                unsigned total   = this.total;
831                processor * proc = &this.idles`first;
832                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
833                asm volatile("": : :"memory");
834                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
835                return [idle, total, proc];
836        }
837
838        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
839        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
840}
841
842//=============================================================================================
843// Unexpected Terminating logic
844//=============================================================================================
845void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
846        thread$ * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
847
848        if(thrd) {
849                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
850                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
851
852                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
853                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
854                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
855                }
856                else {
857                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
858                }
859        }
860        else {
861                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
862                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
863        }
864}
865
866int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
867        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
868}
869
870static __spinlock_t kernel_debug_lock;
871
872extern "C" {
873        void __cfaabi_bits_acquire() {
874                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
875        }
876
877        void __cfaabi_bits_release() {
878                unlock( kernel_debug_lock );
879        }
880}
881
882//=============================================================================================
883// Kernel Utilities
884//=============================================================================================
885#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
886#include "io/types.hfa"
887#endif
888
889static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
890        bool ret = false;
891        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
892                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
893
894                // Check if we should drain the queue
895                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
896                unsigned head = *ctx->cq.head;
897                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
898                if(head == tail) return false;
899                #if OLD_MAIN
900                ready_schedule_lock();
901                ret = __cfa_io_drain( proc );
902                ready_schedule_unlock();
903                #else
904                        ret = __cfa_io_drain( proc );
905        #endif
906        #endif
907        return ret;
908}
909
910//-----------------------------------------------------------------------------
911// Debug
912__cfaabi_dbg_debug_do(
913        extern "C" {
914                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
915                        this.prev_name = prev_name;
916                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
917                }
918        }
919)
920
921//-----------------------------------------------------------------------------
922// Debug
923bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
924        return true;
925}
926
927//-----------------------------------------------------------------------------
928// Statistics
929#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
930        void print_halts( processor & this ) {
931                this.print_halts = true;
932        }
933
934        static void crawl_list( cluster * cltr, dlist(processor) & list, unsigned count ) {
935                /* paranoid */ verify( cltr->stats );
936
937                processor * it = &list`first;
938                for(unsigned i = 0; i < count; i++) {
939                        /* paranoid */ verifyf( it, "Unexpected null iterator, at index %u of %u\n", i, count);
940                        /* paranoid */ verify( it->local_data->this_stats );
941                        __tally_stats( cltr->stats, it->local_data->this_stats );
942                        it = &(*it)`next;
943                }
944        }
945
946        void crawl_cluster_stats( cluster & this ) {
947                // Stop the world, otherwise stats could get really messed-up
948                // this doesn't solve all problems but does solve many
949                // so it's probably good enough
950                uint_fast32_t last_size = ready_mutate_lock();
951
952                        crawl_list(&this, this.procs.actives, this.procs.total - this.procs.idle);
953                        crawl_list(&this, this.procs.idles  , this.procs.idle );
954
955                // Unlock the RWlock
956                ready_mutate_unlock( last_size );
957        }
958
959
960        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
961                crawl_cluster_stats( this );
962                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
963        }
964#endif
965// Local Variables: //
966// mode: c //
967// tab-width: 4 //
968// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.