source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 34b2796

arm-ehjacob/cs343-translationnew-ast-unique-expr
Last change on this file since 34b2796 was 34b2796, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 7 months ago

Changed comments to ifdef

  • Property mode set to 100644
File size: 29.1 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 __CFA_DEBUG_PRINT_RUNTIME_CORE__
18
19//C Includes
20#include <errno.h>
21#include <stdio.h>
22#include <signal.h>
23#include <unistd.h>
24extern "C" {
25        #include <sys/eventfd.h>
26}
27
28//CFA Includes
29#include "kernel_private.hfa"
30#include "preemption.hfa"
31
32//Private includes
33#define __CFA_INVOKE_PRIVATE__
34#include "invoke.h"
35
36#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
37        #define __STATS( ...) __VA_ARGS__
38#else
39        #define __STATS( ...)
40#endif
41
42//-----------------------------------------------------------------------------
43// Some assembly required
44#if defined( __i386 )
45        // mxcr : SSE Status and Control bits (control bits are preserved across function calls)
46        // fcw  : X87 FPU control word (preserved across function calls)
47        #define __x87_store         \
48                uint32_t __mxcr;      \
49                uint16_t __fcw;       \
50                __asm__ volatile (    \
51                        "stmxcsr %0\n"  \
52                        "fnstcw  %1\n"  \
53                        : "=m" (__mxcr),\
54                                "=m" (__fcw)  \
55                )
56
57        #define __x87_load         \
58                __asm__ volatile (   \
59                        "fldcw  %1\n"  \
60                        "ldmxcsr %0\n" \
61                        ::"m" (__mxcr),\
62                                "m" (__fcw)  \
63                )
64
65#elif defined( __x86_64 )
66        #define __x87_store         \
67                uint32_t __mxcr;      \
68                uint16_t __fcw;       \
69                __asm__ volatile (    \
70                        "stmxcsr %0\n"  \
71                        "fnstcw  %1\n"  \
72                        : "=m" (__mxcr),\
73                                "=m" (__fcw)  \
74                )
75
76        #define __x87_load          \
77                __asm__ volatile (    \
78                        "fldcw  %1\n"   \
79                        "ldmxcsr %0\n"  \
80                        :: "m" (__mxcr),\
81                                "m" (__fcw)  \
82                )
83
84#elif defined( __arm__ )
85        #define __x87_store
86        #define __x87_load
87
88#elif defined( __aarch64__ )
89        #define __x87_store              \
90                uint32_t __fpcntl[2];    \
91                __asm__ volatile (    \
92                        "mrs x9, FPCR\n" \
93                        "mrs x10, FPSR\n"  \
94                        "stp x9, x10, %0\n"  \
95                        : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
96                )
97
98        #define __x87_load         \
99                __asm__ volatile (    \
100                        "ldp x9, x10, %0\n"  \
101                        "msr FPSR, x10\n"  \
102                        "msr FPCR, x9\n" \
103                : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
104                )
105
106#else
107        #error unsupported hardware architecture
108#endif
109
110extern $thread * mainThread;
111extern processor * mainProcessor;
112
113//-----------------------------------------------------------------------------
114// Kernel Scheduling logic
115static $thread * __next_thread(cluster * this);
116static $thread * __next_thread_slow(cluster * this);
117static inline bool __must_unpark( $thread * thrd ) __attribute((nonnull(1)));
118static void __run_thread(processor * this, $thread * dst);
119static void __wake_one(cluster * cltr);
120
121static void mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
122static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
123static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list idles );
124
125extern void __cfa_io_start( processor * );
126extern bool __cfa_io_drain( processor * );
127extern void __cfa_io_flush( processor * );
128extern void __cfa_io_stop ( processor * );
129static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
130
131extern void __disable_interrupts_hard();
132extern void __enable_interrupts_hard();
133
134static inline void __disable_interrupts_checked() {
135        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
136        disable_interrupts();
137        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
138}
139
140static inline void __enable_interrupts_checked( bool poll = true ) {
141        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
142        enable_interrupts( poll );
143        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
144}
145
146//=============================================================================================
147// Kernel Scheduling logic
148//=============================================================================================
149//Main of the processor contexts
150void main(processorCtx_t & runner) {
151        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
152        // Do it here
153        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
154        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
155        __tls_rand_advance_bck();
156
157        processor * this = runner.proc;
158        verify(this);
159
160        __cfa_io_start( this );
161
162        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
163        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
164                if( this->print_halts ) {
165                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->unique_id, this->name, (void*)this);
166                }
167        #endif
168
169        {
170                // Setup preemption data
171                preemption_scope scope = { this };
172
173                __STATS( unsigned long long last_tally = rdtscl(); )
174
175                // if we need to run some special setup, now is the time to do it.
176                if(this->init.thrd) {
177                        this->init.thrd->curr_cluster = this->cltr;
178                        __run_thread(this, this->init.thrd);
179                }
180
181                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p started\n", this);
182
183                $thread * readyThread = 0p;
184                MAIN_LOOP:
185                for() {
186                        #if 1
187                        // Check if there is pending io
188                        __maybe_io_drain( this );
189
190                        // Try to get the next thread
191                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
192
193                        if( !readyThread ) {
194                                __cfa_io_flush( this );
195                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
196                        }
197
198                        HALT:
199                        if( !readyThread ) {
200                                // Don't block if we are done
201                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
202
203                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
204                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
205                                #endif
206
207                                // Push self to idle stack
208                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
209
210                                // Confirm the ready-queue is empty
211                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
212                                if( readyThread ) {
213                                        // A thread was found, cancel the halt
214                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
215
216                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
217                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
218                                        #endif
219
220                                        // continue the mai loop
221                                        break HALT;
222                                }
223
224                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
225                                        if(this->print_halts) {
226                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
227                                        }
228                                #endif
229
230                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
231
232                                __disable_interrupts_hard();
233                                eventfd_t val;
234                                eventfd_read( this->idle, &val );
235                                __enable_interrupts_hard();
236
237                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
238                                        if(this->print_halts) {
239                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
240                                        }
241                                #endif
242
243                                // We were woken up, remove self from idle
244                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
245
246                                // DON'T just proceed, start looking again
247                                continue MAIN_LOOP;
248                        }
249
250                        /* paranoid */ verify( readyThread );
251
252                        // Reset io dirty bit
253                        this->io.dirty = false;
254
255                        // We found a thread run it
256                        __run_thread(this, readyThread);
257
258                        // Are we done?
259                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
260
261                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
262                                unsigned long long curr = rdtscl();
263                                if(curr > (last_tally + 500000000)) {
264                                        __tally_stats(this->cltr->stats, __cfaabi_tls.this_stats);
265                                        last_tally = curr;
266                                }
267                        #endif
268
269                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
270                                __cfa_io_flush( this );
271                        }
272
273                        #else
274
275                        SEARCH: {
276                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
277                                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
278
279                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
280                                ready_schedule_lock();
281
282                                // Try to get the next thread
283                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
284                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
285
286                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
287                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
288
289                                // Spin a little on I/O, just in case
290                                for(25) {
291                                        __maybe_io_drain( this );
292                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
293                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
294                                }
295
296                                // no luck, try stealing a few times
297                                for(25) {
298                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
299                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
300                                        } else {
301                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
302                                        }
303                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
304                                }
305
306                                // still no luck, search for a thread
307                                readyThread = pop_search( this->cltr );
308                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
309
310                                // Don't block if we are done
311                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
312
313                                __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
314
315                                // Push self to idle stack
316                                ready_schedule_unlock();
317                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
318                                ready_schedule_lock();
319
320                                // Confirm the ready-queue is empty
321                                __maybe_io_drain( this );
322                                readyThread = pop_search( this->cltr );
323                                ready_schedule_unlock();
324
325                                if( readyThread ) {
326                                        // A thread was found, cancel the halt
327                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
328
329                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
330
331                                        // continue the main loop
332                                        break SEARCH;
333                                }
334
335                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->id, rdtscl()); )
336                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
337
338                                // __disable_interrupts_hard();
339                                eventfd_t val;
340                                eventfd_read( this->idle, &val );
341                                // __enable_interrupts_hard();
342
343                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->id, rdtscl()); )
344
345                                // We were woken up, remove self from idle
346                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
347
348                                // DON'T just proceed, start looking again
349                                continue MAIN_LOOP;
350                        }
351
352                RUN_THREAD:
353                        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
354                        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
355                        /* paranoid */ verify( readyThread );
356
357                        // Reset io dirty bit
358                        this->io.dirty = false;
359
360                        // We found a thread run it
361                        __run_thread(this, readyThread);
362
363                        // Are we done?
364                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
365
366                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
367                                unsigned long long curr = rdtscl();
368                                if(curr > (last_tally + 500000000)) {
369                                        __tally_stats(this->cltr->stats, __cfaabi_tls.this_stats);
370                                        last_tally = curr;
371                                }
372                        #endif
373
374                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
375                                __cfa_io_flush( this );
376                        }
377
378                        ready_schedule_lock();
379                        __maybe_io_drain( this );
380                        ready_schedule_unlock();
381                        #endif
382                }
383
384                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
385        }
386
387        __cfa_io_stop( this );
388
389        post( this->terminated );
390
391        if(this == mainProcessor) {
392                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
393                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
394                // fake it
395                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
396        }
397
398        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
399}
400
401static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
402static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
403
404// KERNEL ONLY
405// runThread runs a thread by context switching
406// from the processor coroutine to the target thread
407static void __run_thread(processor * this, $thread * thrd_dst) {
408        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
409        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
410        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
411        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
412
413        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
414
415        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
416
417        // set state of processor coroutine to inactive
418        verify(proc_cor->state == Active);
419        proc_cor->state = Blocked;
420
421        // Actually run the thread
422        RUNNING:  while(true) {
423                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
424                thrd_dst->state = Active;
425
426                // Update global state
427                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
428
429                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
430                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
431                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
432                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
433                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
434                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ) || thrd_dst->curr_cor == proc_cor, "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst ); // add escape condition if we are setting up the processor
435                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->limit) || thrd_dst->curr_cor == proc_cor, "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_dst ); // add escape condition if we are setting up the processor
436                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
437
438
439
440                // set context switch to the thread that the processor is executing
441                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
442                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
443
444                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
445                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->limit), "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_dst );
446                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ), "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst );
447                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
448                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
449                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
450                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
451
452                // Reset global state
453                kernelTLS().this_thread = 0p;
454
455                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
456                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
457                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
458                // 4 - Preempted
459                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
460                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
461
462                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
463                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
464                        schedule_thread$( thrd_dst );
465                        break RUNNING;
466                }
467
468                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
469                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
470                        // finish the thread
471                        __thread_finish( thrd_dst );
472                        break RUNNING;
473                }
474
475                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
476                thrd_dst->state = Blocked;
477
478                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
479                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
480                switch(old_ticket) {
481                        case TICKET_RUNNING:
482                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
483                                break RUNNING;
484                        case TICKET_UNBLOCK:
485                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
486                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
487                                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
488                                #endif
489                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
490                                // In this case, just run it again.
491                                continue RUNNING;
492                        default:
493                                // This makes no sense, something is wrong abort
494                                abort();
495                }
496        }
497
498        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
499        proc_cor->state = Active;
500
501        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
502
503        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
504                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
505                __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
506        #endif
507
508        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
509}
510
511// KERNEL_ONLY
512void returnToKernel() {
513        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
514        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
515        $thread * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
516
517        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
518
519        // Run the thread on this processor
520        {
521                int local_errno = *__volatile_errno();
522                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
523                        __x87_store;
524                #endif
525                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
526                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
527                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
528                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
529                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
530                        __x87_load;
531                #endif
532                *__volatile_errno() = local_errno;
533        }
534
535        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
536                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
537                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
538                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
539                }
540        #endif
541
542        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
543        /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_src->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_src->curr_cor)->base ), "ERROR : Returning $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_src );
544        /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_src->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_src->curr_cor)->limit), "ERROR : Returning $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_src );
545}
546
547//-----------------------------------------------------------------------------
548// Scheduler routines
549// KERNEL ONLY
550static void __schedule_thread( $thread * thrd ) {
551        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
552        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
553        /* paranoid */ verify( thrd );
554        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
555        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
556        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
557        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
558                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
559        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
560                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
561        /* paranoid */ #endif
562        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
563        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
564
565
566        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
567
568        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
569        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
570        __STATS(bool outside = thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
571
572        // push the thread to the cluster ready-queue
573        push( cl, thrd );
574
575        // variable thrd is no longer safe to use
576        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
577
578        // wake the cluster using the save variable.
579        __wake_one( cl );
580
581        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
582                if( kernelTLS().this_stats ) {
583                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
584                        if(outside) {
585                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
586                        }
587                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", kernelTLS().this_processor );
588                }
589                else {
590                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
591                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
592                        __push_stat( cl->stats, cl->stats->ready.threads.threads, true, "Cluster", cl );
593                }
594        #endif
595
596        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
597        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
598}
599
600void schedule_thread$( $thread * thrd ) {
601        ready_schedule_lock();
602                __schedule_thread( thrd );
603        ready_schedule_unlock();
604}
605
606// KERNEL ONLY
607static inline $thread * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
608        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
609
610        ready_schedule_lock();
611                $thread * thrd = pop_fast( this );
612        ready_schedule_unlock();
613
614        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
615        return thrd;
616}
617
618// KERNEL ONLY
619static inline $thread * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
620        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
621
622        ready_schedule_lock();
623                $thread * thrd;
624                for(25) {
625                        thrd = pop_slow( this );
626                        if(thrd) goto RET;
627                }
628                thrd = pop_search( this );
629
630                RET:
631        ready_schedule_unlock();
632
633        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
634        return thrd;
635}
636
637static inline bool __must_unpark( $thread * thrd ) {
638        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
639        switch(old_ticket) {
640                case TICKET_RUNNING:
641                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
642                        return false;
643                case TICKET_BLOCKED:
644                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
645                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
646                        return true;
647                default:
648                        // This makes no sense, something is wrong abort
649                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
650        }
651}
652
653void __kernel_unpark( $thread * thrd ) {
654        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
655        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
656
657        if( !thrd ) return;
658
659        if(__must_unpark(thrd)) {
660                // Wake lost the race,
661                __schedule_thread( thrd );
662        }
663
664        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
665        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
666}
667
668void unpark( $thread * thrd ) {
669        if( !thrd ) return;
670
671        if(__must_unpark(thrd)) {
672                disable_interrupts();
673                        // Wake lost the race,
674                        schedule_thread$( thrd );
675                enable_interrupts(false);
676        }
677}
678
679void park( void ) {
680        __disable_interrupts_checked();
681                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
682                returnToKernel();
683        __enable_interrupts_checked();
684
685}
686
687extern "C" {
688        // Leave the thread monitor
689        // last routine called by a thread.
690        // Should never return
691        void __cfactx_thrd_leave() {
692                $thread * thrd = active_thread();
693                $monitor * this = &thrd->self_mon;
694
695                // Lock the monitor now
696                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
697
698                disable_interrupts();
699
700                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
701                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
702                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
703                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
704                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
705                /* 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 );
706                /* 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 );
707
708                thrd->state = Halting;
709                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
710                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
711                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
712
713                // Leave the thread
714                returnToKernel();
715
716                // Control flow should never reach here!
717                abort();
718        }
719}
720
721// KERNEL ONLY
722bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
723        __disable_interrupts_checked();
724                $thread * thrd = kernelTLS().this_thread;
725                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
726
727                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
728                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
729                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
730                // If that is the case, abandon the preemption.
731                bool preempted = false;
732                if(thrd->link.next == 0p) {
733                        preempted = true;
734                        thrd->preempted = reason;
735                        returnToKernel();
736                }
737        __enable_interrupts_checked( false );
738        return preempted;
739}
740
741//=============================================================================================
742// Kernel Idle Sleep
743//=============================================================================================
744// Wake a thread from the front if there are any
745static void __wake_one(cluster * this) {
746        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
747        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
748
749        // Check if there is a sleeping processor
750        processor * p;
751        unsigned idle;
752        unsigned total;
753        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
754
755        // If no one is sleeping, we are done
756        if( idle == 0 ) return;
757
758        // We found a processor, wake it up
759        eventfd_t val;
760        val = 1;
761        eventfd_write( p->idle, val );
762
763        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
764                if( kernelTLS().this_stats ) {
765                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
766                }
767                else {
768                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
769                }
770        #endif
771
772        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
773        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
774
775        return;
776}
777
778// Unconditionnaly wake a thread
779void __wake_proc(processor * this) {
780        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
781
782        __disable_interrupts_checked();
783                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
784                eventfd_t val;
785                val = 1;
786                eventfd_write( this->idle, val );
787        __enable_interrupts_checked();
788}
789
790static void mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
791        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
792        lock( this );
793                this.idle++;
794                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
795                remove(proc);
796                insert_first(this.idles, proc);
797        unlock( this );
798        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
799}
800
801static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
802        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
803        lock( this );
804                this.idle--;
805                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
806                remove(proc);
807                insert_last(this.actives, proc);
808        unlock( this );
809        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
810}
811
812static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
813        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
814        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
815
816        for() {
817                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
818                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
819                unsigned idle    = this.idle;
820                unsigned total   = this.total;
821                processor * proc = &this.idles`first;
822                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
823                asm volatile("": : :"memory");
824                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
825                return [idle, total, proc];
826        }
827
828        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
829        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
830}
831
832//=============================================================================================
833// Unexpected Terminating logic
834//=============================================================================================
835void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
836        $thread * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
837
838        if(thrd) {
839                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
840                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
841
842                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
843                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
844                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
845                }
846                else {
847                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
848                }
849        }
850        else {
851                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
852                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
853        }
854}
855
856int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
857        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
858}
859
860static __spinlock_t kernel_debug_lock;
861
862extern "C" {
863        void __cfaabi_bits_acquire() {
864                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
865        }
866
867        void __cfaabi_bits_release() {
868                unlock( kernel_debug_lock );
869        }
870}
871
872//=============================================================================================
873// Kernel Utilities
874//=============================================================================================
875#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
876#include "io/types.hfa"
877#endif
878
879static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
880        bool ret = false;
881        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
882                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
883
884                // Check if we should drain the queue
885                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
886                unsigned head = *ctx->cq.head;
887                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
888                if(head == tail) return false;
889                ready_schedule_lock();
890                ret = __cfa_io_drain( proc );
891                ready_schedule_unlock();
892        #endif
893        return ret;
894}
895
896//-----------------------------------------------------------------------------
897// Debug
898__cfaabi_dbg_debug_do(
899        extern "C" {
900                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
901                        this.prev_name = prev_name;
902                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
903                }
904        }
905)
906
907//-----------------------------------------------------------------------------
908// Debug
909bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
910        return true;
911}
912
913//-----------------------------------------------------------------------------
914// Statistics
915#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
916        void print_halts( processor & this ) {
917                this.print_halts = true;
918        }
919
920        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
921                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
922        }
923#endif
924// Local Variables: //
925// mode: c //
926// tab-width: 4 //
927// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.