source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 56e5b24

enumforall-pointer-decay
Last change on this file since 56e5b24 was 56e5b24, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 8 months ago

Manually read from event fd instead of calling eventfd_read, which doesn't handle interrupts the way I want.

  • Property mode set to 100644
File size: 29.9 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 <signal.h>
25#include <unistd.h>
26extern "C" {
27        #include <sys/eventfd.h>
28}
29
30//CFA Includes
31#include "kernel_private.hfa"
32#include "preemption.hfa"
33
34//Private includes
35#define __CFA_INVOKE_PRIVATE__
36#include "invoke.h"
37
38#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
39        #define __STATS( ...) __VA_ARGS__
40#else
41        #define __STATS( ...)
42#endif
43
44//-----------------------------------------------------------------------------
45// Some assembly required
46#if defined( __i386 )
47        // mxcr : SSE Status and Control bits (control bits are preserved across function calls)
48        // fcw  : X87 FPU control word (preserved across function calls)
49        #define __x87_store         \
50                uint32_t __mxcr;      \
51                uint16_t __fcw;       \
52                __asm__ volatile (    \
53                        "stmxcsr %0\n"  \
54                        "fnstcw  %1\n"  \
55                        : "=m" (__mxcr),\
56                                "=m" (__fcw)  \
57                )
58
59        #define __x87_load         \
60                __asm__ volatile (   \
61                        "fldcw  %1\n"  \
62                        "ldmxcsr %0\n" \
63                        ::"m" (__mxcr),\
64                                "m" (__fcw)  \
65                )
66
67#elif defined( __x86_64 )
68        #define __x87_store         \
69                uint32_t __mxcr;      \
70                uint16_t __fcw;       \
71                __asm__ volatile (    \
72                        "stmxcsr %0\n"  \
73                        "fnstcw  %1\n"  \
74                        : "=m" (__mxcr),\
75                                "=m" (__fcw)  \
76                )
77
78        #define __x87_load          \
79                __asm__ volatile (    \
80                        "fldcw  %1\n"   \
81                        "ldmxcsr %0\n"  \
82                        :: "m" (__mxcr),\
83                                "m" (__fcw)  \
84                )
85
86#elif defined( __arm__ )
87        #define __x87_store
88        #define __x87_load
89
90#elif defined( __aarch64__ )
91        #define __x87_store              \
92                uint32_t __fpcntl[2];    \
93                __asm__ volatile (    \
94                        "mrs x9, FPCR\n" \
95                        "mrs x10, FPSR\n"  \
96                        "stp x9, x10, %0\n"  \
97                        : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
98                )
99
100        #define __x87_load         \
101                __asm__ volatile (    \
102                        "ldp x9, x10, %0\n"  \
103                        "msr FPSR, x10\n"  \
104                        "msr FPCR, x9\n" \
105                : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
106                )
107
108#else
109        #error unsupported hardware architecture
110#endif
111
112extern thread$ * mainThread;
113extern processor * mainProcessor;
114
115//-----------------------------------------------------------------------------
116// Kernel Scheduling logic
117static thread$ * __next_thread(cluster * this);
118static thread$ * __next_thread_slow(cluster * this);
119static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) __attribute((nonnull(1)));
120static void __run_thread(processor * this, thread$ * dst);
121static void __wake_one(cluster * cltr);
122
123static void mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
124static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
125static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list idles );
126
127extern void __cfa_io_start( processor * );
128extern bool __cfa_io_drain( processor * );
129extern void __cfa_io_flush( processor * );
130extern void __cfa_io_stop ( processor * );
131static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
132
133extern void __disable_interrupts_hard();
134extern void __enable_interrupts_hard();
135
136static inline void __disable_interrupts_checked() {
137        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
138        disable_interrupts();
139        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
140}
141
142static inline void __enable_interrupts_checked( bool poll = true ) {
143        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
144        enable_interrupts( poll );
145        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
146}
147
148//=============================================================================================
149// Kernel Scheduling logic
150//=============================================================================================
151//Main of the processor contexts
152void main(processorCtx_t & runner) {
153        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
154        // Do it here
155        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
156        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
157        __tls_rand_advance_bck();
158
159        processor * this = runner.proc;
160        verify(this);
161
162        __cfa_io_start( this );
163
164        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
165        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
166                if( this->print_halts ) {
167                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->unique_id, this->name, (void*)this);
168                }
169        #endif
170
171        {
172                // Setup preemption data
173                preemption_scope scope = { this };
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                        #define OLD_MAIN 1
187                        #if OLD_MAIN
188                        // Check if there is pending io
189                        __maybe_io_drain( this );
190
191                        // Try to get the next thread
192                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
193
194                        if( !readyThread ) {
195                                __cfa_io_flush( this );
196                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
197                        }
198
199                        HALT:
200                        if( !readyThread ) {
201                                // Don't block if we are done
202                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
203
204                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
205                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
206                                #endif
207
208                                // Push self to idle stack
209                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
210
211                                // Confirm the ready-queue is empty
212                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
213                                if( readyThread ) {
214                                        // A thread was found, cancel the halt
215                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
216
217                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
218                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
219                                        #endif
220
221                                        // continue the mai loop
222                                        break HALT;
223                                }
224
225                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
226                                        if(this->print_halts) {
227                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
228                                        }
229                                #endif
230
231                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
232
233                                {
234                                        eventfd_t val;
235                                        ssize_t ret = read( this->idle, &val, sizeof(val) );
236                                        if(ret < 0) {
237                                                switch((int)errno) {
238                                                case EAGAIN:
239                                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
240                                                        case EWOULDBLOCK:
241                                                #endif
242                                                case EINTR:
243                                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
244                                                        break;
245                                                default:
246                                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
247                                                }
248                                        }
249                                }
250
251                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
252                                        if(this->print_halts) {
253                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
254                                        }
255                                #endif
256
257                                // We were woken up, remove self from idle
258                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
259
260                                // DON'T just proceed, start looking again
261                                continue MAIN_LOOP;
262                        }
263
264                        /* paranoid */ verify( readyThread );
265
266                        // Reset io dirty bit
267                        this->io.dirty = false;
268
269                        // We found a thread run it
270                        __run_thread(this, readyThread);
271
272                        // Are we done?
273                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
274
275                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
276                                __cfa_io_flush( this );
277                        }
278
279                        #else
280                                #warning new kernel loop
281                        SEARCH: {
282                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
283
284                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
285                                ready_schedule_lock();
286
287                                // Try to get the next thread
288                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
289                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
290
291                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
292                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
293
294                                // Spin a little on I/O, just in case
295                                for(5) {
296                                        __maybe_io_drain( this );
297                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
298                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
299                                }
300
301                                // no luck, try stealing a few times
302                                for(5) {
303                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
304                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
305                                        } else {
306                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
307                                        }
308                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
309                                }
310
311                                // still no luck, search for a thread
312                                readyThread = pop_search( this->cltr );
313                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
314
315                                // Don't block if we are done
316                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
317
318                                __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
319
320                                // Push self to idle stack
321                                ready_schedule_unlock();
322                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
323                                ready_schedule_lock();
324
325                                // Confirm the ready-queue is empty
326                                __maybe_io_drain( this );
327                                readyThread = pop_search( this->cltr );
328                                ready_schedule_unlock();
329
330                                if( readyThread ) {
331                                        // A thread was found, cancel the halt
332                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
333
334                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
335
336                                        // continue the main loop
337                                        break SEARCH;
338                                }
339
340                                        __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl()); )
341                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
342
343                                // __disable_interrupts_hard();
344                                eventfd_t val;
345                                eventfd_read( this->idle, &val );
346                                // __enable_interrupts_hard();
347
348                                        __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl()); )
349
350                                // We were woken up, remove self from idle
351                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
352
353                                // DON'T just proceed, start looking again
354                                continue MAIN_LOOP;
355                        }
356
357                RUN_THREAD:
358                        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
359                        /* paranoid */ verify( readyThread );
360
361                        // Reset io dirty bit
362                        this->io.dirty = false;
363
364                        // We found a thread run it
365                        __run_thread(this, readyThread);
366
367                        // Are we done?
368                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
369
370                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
371                                __cfa_io_flush( this );
372                        }
373
374                        ready_schedule_lock();
375                        __maybe_io_drain( this );
376                        ready_schedule_unlock();
377                        #endif
378                }
379
380                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
381        }
382
383        __cfa_io_stop( this );
384
385        post( this->terminated );
386
387        if(this == mainProcessor) {
388                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
389                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
390                // fake it
391                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
392        }
393
394        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
395}
396
397static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
398static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
399
400// KERNEL ONLY
401// runThread runs a thread by context switching
402// from the processor coroutine to the target thread
403static void __run_thread(processor * this, thread$ * thrd_dst) {
404        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
405        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
406        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
407        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
408
409        int curr = __kernel_getcpu();
410        if(thrd_dst->last_cpu != curr) {
411                int64_t l = thrd_dst->last_cpu;
412                int64_t c = curr;
413                int64_t v = (l << 32) | c;
414                __push_stat( __tls_stats(), v, false, "Processor", this );
415        }
416
417        thrd_dst->last_cpu = curr;
418
419        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
420
421        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
422
423        // set state of processor coroutine to inactive
424        verify(proc_cor->state == Active);
425        proc_cor->state = Blocked;
426
427        // Actually run the thread
428        RUNNING:  while(true) {
429                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
430                thrd_dst->state = Active;
431
432                // Update global state
433                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
434
435                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
436                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
437                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
438                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
439                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
440                /* 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
441                /* 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
442                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
443
444
445
446                // set context switch to the thread that the processor is executing
447                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
448                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
449
450
451
452                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
453                /* 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 );
454                /* 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 );
455                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
456                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
457                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
458                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
459
460                // Reset global state
461                kernelTLS().this_thread = 0p;
462
463                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
464                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
465                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
466                // 4 - Preempted
467                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
468                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
469
470                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
471                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
472                        schedule_thread$( thrd_dst );
473                        break RUNNING;
474                }
475
476                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
477                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
478                        // finish the thread
479                        __thread_finish( thrd_dst );
480                        break RUNNING;
481                }
482
483                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
484                thrd_dst->state = Blocked;
485
486                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
487                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
488                switch(old_ticket) {
489                        case TICKET_RUNNING:
490                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
491                                break RUNNING;
492                        case TICKET_UNBLOCK:
493                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
494                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
495                                #endif
496                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
497                                // In this case, just run it again.
498                                continue RUNNING;
499                        default:
500                                // This makes no sense, something is wrong abort
501                                abort();
502                }
503        }
504
505        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
506        proc_cor->state = Active;
507
508        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
509
510        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
511                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
512        #endif
513
514        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
515}
516
517// KERNEL_ONLY
518void returnToKernel() {
519        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
520        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
521        thread$ * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
522
523        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
524
525        // Run the thread on this processor
526        {
527                int local_errno = *__volatile_errno();
528                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
529                        __x87_store;
530                #endif
531                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
532                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
533                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
534                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
535                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
536                        __x87_load;
537                #endif
538                *__volatile_errno() = local_errno;
539        }
540
541        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
542                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
543                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
544                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
545                }
546        #endif
547
548        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
549        /* 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 );
550        /* 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 );
551}
552
553//-----------------------------------------------------------------------------
554// Scheduler routines
555// KERNEL ONLY
556static void __schedule_thread( thread$ * thrd ) {
557        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
558        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
559        /* paranoid */ verify( thrd );
560        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
561        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
562        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
563        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
564                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
565        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
566                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
567        /* paranoid */ #endif
568        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
569        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
570
571        const bool local = thrd->state != Start;
572        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
573
574        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
575        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
576        __STATS(bool outside = thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
577
578        // push the thread to the cluster ready-queue
579        push( cl, thrd, local );
580
581        // variable thrd is no longer safe to use
582        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
583
584        // wake the cluster using the save variable.
585        __wake_one( cl );
586
587        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
588                if( kernelTLS().this_stats ) {
589                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
590                        if(outside) {
591                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
592                        }
593                }
594                else {
595                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
596                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
597                }
598        #endif
599
600        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
601        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
602}
603
604void schedule_thread$( thread$ * thrd ) {
605        ready_schedule_lock();
606                __schedule_thread( thrd );
607        ready_schedule_unlock();
608}
609
610// KERNEL ONLY
611static inline thread$ * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
612        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
613
614        ready_schedule_lock();
615                thread$ * thrd = pop_fast( this );
616        ready_schedule_unlock();
617
618        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
619        return thrd;
620}
621
622// KERNEL ONLY
623static inline thread$ * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
624        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
625
626        ready_schedule_lock();
627                thread$ * thrd;
628                for(25) {
629                        thrd = pop_slow( this );
630                        if(thrd) goto RET;
631                }
632                thrd = pop_search( this );
633
634                RET:
635        ready_schedule_unlock();
636
637        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
638        return thrd;
639}
640
641static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) {
642        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
643        switch(old_ticket) {
644                case TICKET_RUNNING:
645                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
646                        return false;
647                case TICKET_BLOCKED:
648                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
649                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
650                        return true;
651                default:
652                        // This makes no sense, something is wrong abort
653                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
654        }
655}
656
657void __kernel_unpark( thread$ * thrd ) {
658        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
659        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
660
661        if( !thrd ) return;
662
663        if(__must_unpark(thrd)) {
664                // Wake lost the race,
665                __schedule_thread( thrd );
666        }
667
668        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
669        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
670}
671
672void unpark( thread$ * thrd ) {
673        if( !thrd ) return;
674
675        if(__must_unpark(thrd)) {
676                disable_interrupts();
677                        // Wake lost the race,
678                        schedule_thread$( thrd );
679                enable_interrupts(false);
680        }
681}
682
683void park( void ) {
684        __disable_interrupts_checked();
685                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
686                returnToKernel();
687        __enable_interrupts_checked();
688
689}
690
691extern "C" {
692        // Leave the thread monitor
693        // last routine called by a thread.
694        // Should never return
695        void __cfactx_thrd_leave() {
696                thread$ * thrd = active_thread();
697                monitor$ * this = &thrd->self_mon;
698
699                // Lock the monitor now
700                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
701
702                disable_interrupts();
703
704                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
705                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
706                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
707                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
708                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
709                /* 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 );
710                /* 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 );
711
712                thrd->state = Halting;
713                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
714                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
715                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
716
717                // Leave the thread
718                returnToKernel();
719
720                // Control flow should never reach here!
721                abort();
722        }
723}
724
725// KERNEL ONLY
726bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
727        __disable_interrupts_checked();
728                thread$ * thrd = kernelTLS().this_thread;
729                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
730
731                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
732                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
733                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
734                // If that is the case, abandon the preemption.
735                bool preempted = false;
736                if(thrd->link.next == 0p) {
737                        preempted = true;
738                        thrd->preempted = reason;
739                        returnToKernel();
740                }
741        __enable_interrupts_checked( false );
742        return preempted;
743}
744
745//=============================================================================================
746// Kernel Idle Sleep
747//=============================================================================================
748// Wake a thread from the front if there are any
749static void __wake_one(cluster * this) {
750        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
751        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
752
753        // Check if there is a sleeping processor
754        processor * p;
755        unsigned idle;
756        unsigned total;
757        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
758
759        // If no one is sleeping, we are done
760        if( idle == 0 ) return;
761
762        // We found a processor, wake it up
763        eventfd_t val;
764        val = 1;
765        eventfd_write( p->idle, val );
766
767        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
768                if( kernelTLS().this_stats ) {
769                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
770                }
771                else {
772                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
773                }
774        #endif
775
776        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
777        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
778
779        return;
780}
781
782// Unconditionnaly wake a thread
783void __wake_proc(processor * this) {
784        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
785
786        __disable_interrupts_checked();
787                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
788                eventfd_t val;
789                val = 1;
790                eventfd_write( this->idle, val );
791        __enable_interrupts_checked();
792}
793
794static void mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
795        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
796        lock( this );
797                this.idle++;
798                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
799                remove(proc);
800                insert_first(this.idles, proc);
801        unlock( this );
802        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
803}
804
805static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
806        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
807        lock( this );
808                this.idle--;
809                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
810                remove(proc);
811                insert_last(this.actives, proc);
812        unlock( this );
813        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
814}
815
816static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
817        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
818        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
819
820        for() {
821                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
822                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
823                unsigned idle    = this.idle;
824                unsigned total   = this.total;
825                processor * proc = &this.idles`first;
826                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
827                asm volatile("": : :"memory");
828                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
829                return [idle, total, proc];
830        }
831
832        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
833        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
834}
835
836//=============================================================================================
837// Unexpected Terminating logic
838//=============================================================================================
839void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
840        thread$ * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
841
842        if(thrd) {
843                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
844                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
845
846                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
847                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
848                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
849                }
850                else {
851                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
852                }
853        }
854        else {
855                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
856                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
857        }
858}
859
860int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
861        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
862}
863
864static __spinlock_t kernel_debug_lock;
865
866extern "C" {
867        void __cfaabi_bits_acquire() {
868                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
869        }
870
871        void __cfaabi_bits_release() {
872                unlock( kernel_debug_lock );
873        }
874}
875
876//=============================================================================================
877// Kernel Utilities
878//=============================================================================================
879#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
880#include "io/types.hfa"
881#endif
882
883static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
884        bool ret = false;
885        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
886                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
887
888                // Check if we should drain the queue
889                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
890                unsigned head = *ctx->cq.head;
891                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
892                if(head == tail) return false;
893                #if OLD_MAIN
894                ready_schedule_lock();
895                ret = __cfa_io_drain( proc );
896                ready_schedule_unlock();
897                #else
898                        ret = __cfa_io_drain( proc );
899        #endif
900        #endif
901        return ret;
902}
903
904//-----------------------------------------------------------------------------
905// Debug
906__cfaabi_dbg_debug_do(
907        extern "C" {
908                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
909                        this.prev_name = prev_name;
910                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
911                }
912        }
913)
914
915//-----------------------------------------------------------------------------
916// Debug
917bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
918        return true;
919}
920
921//-----------------------------------------------------------------------------
922// Statistics
923#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
924        void print_halts( processor & this ) {
925                this.print_halts = true;
926        }
927
928        static void crawl_list( cluster * cltr, dlist(processor) & list, unsigned count ) {
929                /* paranoid */ verify( cltr->stats );
930
931                processor * it = &list`first;
932                for(unsigned i = 0; i < count; i++) {
933                        /* paranoid */ verifyf( it, "Unexpected null iterator, at index %u of %u\n", i, count);
934                        /* paranoid */ verify( it->local_data->this_stats );
935                        __tally_stats( cltr->stats, it->local_data->this_stats );
936                        it = &(*it)`next;
937                }
938        }
939
940        void crawl_cluster_stats( cluster & this ) {
941                // Stop the world, otherwise stats could get really messed-up
942                // this doesn't solve all problems but does solve many
943                // so it's probably good enough
944                uint_fast32_t last_size = ready_mutate_lock();
945
946                        crawl_list(&this, this.procs.actives, this.procs.total - this.procs.idle);
947                        crawl_list(&this, this.procs.idles  , this.procs.idle );
948
949                // Unlock the RWlock
950                ready_mutate_unlock( last_size );
951        }
952
953
954        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
955                crawl_cluster_stats( this );
956                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
957        }
958#endif
959// Local Variables: //
960// mode: c //
961// tab-width: 4 //
962// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.