source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 5f5a729

enumforall-pointer-decaypthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 5f5a729 was 5f5a729, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 11 months ago

Mark idle now uses try_lock semantics

  • Property mode set to 100644
File size: 30.6 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 bool 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                                ready_schedule_lock();
199                                __cfa_io_flush( this );
200                                ready_schedule_unlock();
201
202                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
203                        }
204
205                        HALT:
206                        if( !readyThread ) {
207                                // Don't block if we are done
208                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
209
210                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
211                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
212                                #endif
213
214                                // Push self to idle stack
215                                if(!mark_idle(this->cltr->procs, * this)) continue MAIN_LOOP;
216
217                                // Confirm the ready-queue is empty
218                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
219                                if( readyThread ) {
220                                        // A thread was found, cancel the halt
221                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
222
223                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
224                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
225                                        #endif
226
227                                        // continue the mai loop
228                                        break HALT;
229                                }
230
231                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
232                                        if(this->print_halts) {
233                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
234                                        }
235                                #endif
236
237                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
238
239                                {
240                                        eventfd_t val;
241                                        ssize_t ret = read( this->idle, &val, sizeof(val) );
242                                        if(ret < 0) {
243                                                switch((int)errno) {
244                                                case EAGAIN:
245                                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
246                                                        case EWOULDBLOCK:
247                                                #endif
248                                                case EINTR:
249                                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
250                                                        break;
251                                                default:
252                                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
253                                                }
254                                        }
255                                }
256
257                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
258                                        if(this->print_halts) {
259                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
260                                        }
261                                #endif
262
263                                // We were woken up, remove self from idle
264                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
265
266                                // DON'T just proceed, start looking again
267                                continue MAIN_LOOP;
268                        }
269
270                        /* paranoid */ verify( readyThread );
271
272                        // Reset io dirty bit
273                        this->io.dirty = false;
274
275                        // We found a thread run it
276                        __run_thread(this, readyThread);
277
278                        // Are we done?
279                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
280
281                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
282                                ready_schedule_lock();
283                                __cfa_io_flush( this );
284                                ready_schedule_unlock();
285                        }
286
287                        #else
288                                #warning new kernel loop
289                        SEARCH: {
290                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
291
292                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
293                                ready_schedule_lock();
294
295                                // Try to get the next thread
296                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
297                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
298
299                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
300                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
301
302                                // Spin a little on I/O, just in case
303                                for(5) {
304                                        __maybe_io_drain( this );
305                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
306                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
307                                }
308
309                                // no luck, try stealing a few times
310                                for(5) {
311                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
312                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
313                                        } else {
314                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
315                                        }
316                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
317                                }
318
319                                // still no luck, search for a thread
320                                readyThread = pop_search( this->cltr );
321                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
322
323                                // Don't block if we are done
324                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) {
325                                        ready_schedule_unlock();
326                                        break MAIN_LOOP;
327                                }
328
329                                __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
330
331                                // Push self to idle stack
332                                ready_schedule_unlock();
333                                if(!mark_idle(this->cltr->procs, * this)) goto SEARCH;
334                                ready_schedule_lock();
335
336                                // Confirm the ready-queue is empty
337                                __maybe_io_drain( this );
338                                readyThread = pop_search( this->cltr );
339                                ready_schedule_unlock();
340
341                                if( readyThread ) {
342                                        // A thread was found, cancel the halt
343                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
344
345                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
346
347                                        // continue the main loop
348                                        break SEARCH;
349                                }
350
351                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl()); )
352                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
353
354                                {
355                                        eventfd_t val;
356                                        ssize_t ret = read( this->idle, &val, sizeof(val) );
357                                        if(ret < 0) {
358                                                switch((int)errno) {
359                                                case EAGAIN:
360                                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
361                                                        case EWOULDBLOCK:
362                                                #endif
363                                                case EINTR:
364                                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
365                                                        break;
366                                                default:
367                                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
368                                                }
369                                        }
370                                }
371
372                                        __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl()); )
373
374                                // We were woken up, remove self from idle
375                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
376
377                                // DON'T just proceed, start looking again
378                                continue MAIN_LOOP;
379                        }
380
381                RUN_THREAD:
382                        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
383                        /* paranoid */ verify( readyThread );
384
385                        // Reset io dirty bit
386                        this->io.dirty = false;
387
388                        // We found a thread run it
389                        __run_thread(this, readyThread);
390
391                        // Are we done?
392                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
393
394                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
395                                __cfa_io_flush( this );
396                        }
397
398                        ready_schedule_lock();
399                        __maybe_io_drain( this );
400                        ready_schedule_unlock();
401                        #endif
402                }
403
404                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
405        }
406
407        __cfa_io_stop( this );
408
409        post( this->terminated );
410
411        if(this == mainProcessor) {
412                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
413                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
414                // fake it
415                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
416        }
417
418        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
419}
420
421static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
422static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
423
424// KERNEL ONLY
425// runThread runs a thread by context switching
426// from the processor coroutine to the target thread
427static void __run_thread(processor * this, thread$ * thrd_dst) {
428        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
429        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
430        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
431        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
432
433        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
434
435        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
436
437        // set state of processor coroutine to inactive
438        verify(proc_cor->state == Active);
439        proc_cor->state = Blocked;
440
441        // Actually run the thread
442        RUNNING:  while(true) {
443                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
444                thrd_dst->state = Active;
445
446                // Update global state
447                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
448
449                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
450                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
451                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
452                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
453                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
454                /* 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
455                /* 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
456                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
457
458
459
460                // set context switch to the thread that the processor is executing
461                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
462                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
463
464
465
466                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
467                /* 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 );
468                /* 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 );
469                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
470                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
471                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
472                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
473
474                // Reset global state
475                kernelTLS().this_thread = 0p;
476
477                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
478                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
479                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
480                // 4 - Preempted
481                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
482                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
483
484                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
485                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
486                        schedule_thread$( thrd_dst, UNPARK_LOCAL );
487                        break RUNNING;
488                }
489
490                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
491                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
492                        // finish the thread
493                        __thread_finish( thrd_dst );
494                        break RUNNING;
495                }
496
497                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
498                thrd_dst->state = Blocked;
499
500                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
501                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
502                switch(old_ticket) {
503                        case TICKET_RUNNING:
504                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
505                                break RUNNING;
506                        case TICKET_UNBLOCK:
507                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
508                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
509                                #endif
510                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
511                                // In this case, just run it again.
512                                continue RUNNING;
513                        default:
514                                // This makes no sense, something is wrong abort
515                                abort();
516                }
517        }
518
519        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
520        proc_cor->state = Active;
521
522        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
523
524        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
525                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
526        #endif
527
528        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
529}
530
531// KERNEL_ONLY
532void returnToKernel() {
533        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
534        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
535        thread$ * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
536
537        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
538
539        // Run the thread on this processor
540        {
541                int local_errno = *__volatile_errno();
542                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
543                        __x87_store;
544                #endif
545                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
546                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
547                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
548                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
549                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
550                        __x87_load;
551                #endif
552                *__volatile_errno() = local_errno;
553        }
554
555        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
556                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
557                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
558                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
559                }
560        #endif
561
562        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
563        /* 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 );
564        /* 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 );
565}
566
567//-----------------------------------------------------------------------------
568// Scheduler routines
569// KERNEL ONLY
570static void __schedule_thread( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
571        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
572        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
573        /* paranoid */ verify( thrd );
574        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
575        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
576        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
577        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
578                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
579        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
580                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
581        /* paranoid */ #endif
582        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
583        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
584
585        const bool local = thrd->state != Start;
586        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
587
588        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
589        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
590        __STATS(bool outside = hint == UNPARK_LOCAL && thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
591
592        // push the thread to the cluster ready-queue
593        push( cl, thrd, hint );
594
595        // variable thrd is no longer safe to use
596        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
597
598        // wake the cluster using the save variable.
599        __wake_one( cl );
600
601        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
602                if( kernelTLS().this_stats ) {
603                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
604                        if(outside) {
605                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
606                        }
607                }
608                else {
609                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
610                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
611                }
612        #endif
613
614        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
615        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
616}
617
618void schedule_thread$( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
619        ready_schedule_lock();
620                __schedule_thread( thrd, hint );
621        ready_schedule_unlock();
622}
623
624// KERNEL ONLY
625static inline thread$ * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
626        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
627
628        ready_schedule_lock();
629                thread$ * thrd = pop_fast( this );
630        ready_schedule_unlock();
631
632        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
633        return thrd;
634}
635
636// KERNEL ONLY
637static inline thread$ * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
638        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
639
640        ready_schedule_lock();
641                thread$ * thrd;
642                for(25) {
643                        thrd = pop_slow( this );
644                        if(thrd) goto RET;
645                }
646                thrd = pop_search( this );
647
648                RET:
649        ready_schedule_unlock();
650
651        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
652        return thrd;
653}
654
655static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) {
656        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
657        switch(old_ticket) {
658                case TICKET_RUNNING:
659                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
660                        return false;
661                case TICKET_BLOCKED:
662                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
663                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
664                        return true;
665                default:
666                        // This makes no sense, something is wrong abort
667                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
668        }
669}
670
671void __kernel_unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
672        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
673        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
674
675        if( !thrd ) return;
676
677        if(__must_unpark(thrd)) {
678                // Wake lost the race,
679                __schedule_thread( thrd, hint );
680        }
681
682        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
683        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
684}
685
686void unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
687        if( !thrd ) return;
688
689        if(__must_unpark(thrd)) {
690                disable_interrupts();
691                        // Wake lost the race,
692                        schedule_thread$( thrd, hint );
693                enable_interrupts(false);
694        }
695}
696
697void park( void ) {
698        __disable_interrupts_checked();
699                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
700                returnToKernel();
701        __enable_interrupts_checked();
702
703}
704
705extern "C" {
706        // Leave the thread monitor
707        // last routine called by a thread.
708        // Should never return
709        void __cfactx_thrd_leave() {
710                thread$ * thrd = active_thread();
711                monitor$ * this = &thrd->self_mon;
712
713                // Lock the monitor now
714                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
715
716                disable_interrupts();
717
718                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
719                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
720                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
721                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
722                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
723                /* 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 );
724                /* 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 );
725
726                thrd->state = Halting;
727                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
728                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
729                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
730
731                // Leave the thread
732                returnToKernel();
733
734                // Control flow should never reach here!
735                abort();
736        }
737}
738
739// KERNEL ONLY
740bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
741        __disable_interrupts_checked();
742                thread$ * thrd = kernelTLS().this_thread;
743                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
744
745                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
746                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
747                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
748                // If that is the case, abandon the preemption.
749                bool preempted = false;
750                if(thrd->link.next == 0p) {
751                        preempted = true;
752                        thrd->preempted = reason;
753                        returnToKernel();
754                }
755        __enable_interrupts_checked( false );
756        return preempted;
757}
758
759//=============================================================================================
760// Kernel Idle Sleep
761//=============================================================================================
762// Wake a thread from the front if there are any
763static void __wake_one(cluster * this) {
764        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
765        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
766
767        // Check if there is a sleeping processor
768        processor * p;
769        unsigned idle;
770        unsigned total;
771        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
772
773        // If no one is sleeping, we are done
774        if( idle == 0 ) return;
775
776        // We found a processor, wake it up
777        eventfd_t val;
778        val = 1;
779        eventfd_write( p->idle, val );
780
781        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
782                if( kernelTLS().this_stats ) {
783                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
784                }
785                else {
786                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
787                }
788        #endif
789
790        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
791        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
792
793        return;
794}
795
796// Unconditionnaly wake a thread
797void __wake_proc(processor * this) {
798        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
799
800        __disable_interrupts_checked();
801                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
802                eventfd_t val;
803                val = 1;
804                eventfd_write( this->idle, val );
805        __enable_interrupts_checked();
806}
807
808static bool mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
809        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
810        if(!try_lock( this )) return false;
811                this.idle++;
812                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
813                remove(proc);
814                insert_first(this.idles, proc);
815        unlock( this );
816        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
817
818        return true;
819}
820
821static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
822        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
823        lock( this );
824                this.idle--;
825                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
826                remove(proc);
827                insert_last(this.actives, proc);
828        unlock( this );
829        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
830}
831
832static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
833        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
834        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
835
836        for() {
837                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
838                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
839                unsigned idle    = this.idle;
840                unsigned total   = this.total;
841                processor * proc = &this.idles`first;
842                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
843                asm volatile("": : :"memory");
844                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
845                return [idle, total, proc];
846        }
847
848        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
849        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
850}
851
852//=============================================================================================
853// Unexpected Terminating logic
854//=============================================================================================
855void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
856        thread$ * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
857
858        if(thrd) {
859                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
860                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
861
862                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
863                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
864                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
865                }
866                else {
867                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
868                }
869        }
870        else {
871                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
872                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
873        }
874}
875
876int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
877        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
878}
879
880static __spinlock_t kernel_debug_lock;
881
882extern "C" {
883        void __cfaabi_bits_acquire() {
884                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
885        }
886
887        void __cfaabi_bits_release() {
888                unlock( kernel_debug_lock );
889        }
890}
891
892//=============================================================================================
893// Kernel Utilities
894//=============================================================================================
895#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
896#include "io/types.hfa"
897#endif
898
899static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
900        bool ret = false;
901        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
902                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
903
904                // Check if we should drain the queue
905                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
906                unsigned head = *ctx->cq.head;
907                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
908                if(head == tail) return false;
909                #if OLD_MAIN
910                ready_schedule_lock();
911                ret = __cfa_io_drain( proc );
912                ready_schedule_unlock();
913                #else
914                        ret = __cfa_io_drain( proc );
915        #endif
916        #endif
917        return ret;
918}
919
920//-----------------------------------------------------------------------------
921// Debug
922__cfaabi_dbg_debug_do(
923        extern "C" {
924                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
925                        this.prev_name = prev_name;
926                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
927                }
928        }
929)
930
931//-----------------------------------------------------------------------------
932// Debug
933bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
934        return true;
935}
936
937//-----------------------------------------------------------------------------
938// Statistics
939#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
940        void print_halts( processor & this ) {
941                this.print_halts = true;
942        }
943
944        static void crawl_list( cluster * cltr, dlist(processor) & list, unsigned count ) {
945                /* paranoid */ verify( cltr->stats );
946
947                processor * it = &list`first;
948                for(unsigned i = 0; i < count; i++) {
949                        /* paranoid */ verifyf( it, "Unexpected null iterator, at index %u of %u\n", i, count);
950                        /* paranoid */ verify( it->local_data->this_stats );
951                        // __print_stats( it->local_data->this_stats, cltr->print_stats, "Processor", it->name, (void*)it );
952                        __tally_stats( cltr->stats, it->local_data->this_stats );
953                        it = &(*it)`next;
954                }
955        }
956
957        void crawl_cluster_stats( cluster & this ) {
958                // Stop the world, otherwise stats could get really messed-up
959                // this doesn't solve all problems but does solve many
960                // so it's probably good enough
961                disable_interrupts();
962                uint_fast32_t last_size = ready_mutate_lock();
963
964                        crawl_list(&this, this.procs.actives, this.procs.total - this.procs.idle);
965                        crawl_list(&this, this.procs.idles  , this.procs.idle );
966
967                // Unlock the RWlock
968                ready_mutate_unlock( last_size );
969                enable_interrupts();
970        }
971
972
973        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
974                crawl_cluster_stats( this );
975                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
976        }
977#endif
978// Local Variables: //
979// mode: c //
980// tab-width: 4 //
981// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.