source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 6ddef36

enumforall-pointer-decaypthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 6ddef36 was 6ddef36, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 10 months ago

No longer define kernel_read when not needed.

  • Property mode set to 100644
File size: 30.8 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#include "io/types.hfa"
37
38//Private includes
39#define __CFA_INVOKE_PRIVATE__
40#include "invoke.h"
41
42#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
43        #define __STATS( ...) __VA_ARGS__
44#else
45        #define __STATS( ...)
46#endif
47
48//-----------------------------------------------------------------------------
49// Some assembly required
50#if defined( __i386 )
51        // mxcr : SSE Status and Control bits (control bits are preserved across function calls)
52        // fcw  : X87 FPU control word (preserved across function calls)
53        #define __x87_store         \
54                uint32_t __mxcr;      \
55                uint16_t __fcw;       \
56                __asm__ volatile (    \
57                        "stmxcsr %0\n"  \
58                        "fnstcw  %1\n"  \
59                        : "=m" (__mxcr),\
60                                "=m" (__fcw)  \
61                )
62
63        #define __x87_load         \
64                __asm__ volatile (   \
65                        "fldcw  %1\n"  \
66                        "ldmxcsr %0\n" \
67                        ::"m" (__mxcr),\
68                                "m" (__fcw)  \
69                )
70
71#elif defined( __x86_64 )
72        #define __x87_store         \
73                uint32_t __mxcr;      \
74                uint16_t __fcw;       \
75                __asm__ volatile (    \
76                        "stmxcsr %0\n"  \
77                        "fnstcw  %1\n"  \
78                        : "=m" (__mxcr),\
79                                "=m" (__fcw)  \
80                )
81
82        #define __x87_load          \
83                __asm__ volatile (    \
84                        "fldcw  %1\n"   \
85                        "ldmxcsr %0\n"  \
86                        :: "m" (__mxcr),\
87                                "m" (__fcw)  \
88                )
89
90#elif defined( __arm__ )
91        #define __x87_store
92        #define __x87_load
93
94#elif defined( __aarch64__ )
95        #define __x87_store              \
96                uint32_t __fpcntl[2];    \
97                __asm__ volatile (    \
98                        "mrs x9, FPCR\n" \
99                        "mrs x10, FPSR\n"  \
100                        "stp x9, x10, %0\n"  \
101                        : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
102                )
103
104        #define __x87_load         \
105                __asm__ volatile (    \
106                        "ldp x9, x10, %0\n"  \
107                        "msr FPSR, x10\n"  \
108                        "msr FPCR, x9\n" \
109                : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
110                )
111
112#else
113        #error unsupported hardware architecture
114#endif
115
116extern thread$ * mainThread;
117extern processor * mainProcessor;
118
119//-----------------------------------------------------------------------------
120// Kernel Scheduling logic
121static thread$ * __next_thread(cluster * this);
122static thread$ * __next_thread_slow(cluster * this);
123static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) __attribute((nonnull(1)));
124static void __run_thread(processor * this, thread$ * dst);
125static void __wake_one(cluster * cltr);
126
127static void idle_sleep(processor * proc, io_future_t & future, char buf[]);
128static bool mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
129static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
130
131extern void __cfa_io_start( processor * );
132extern bool __cfa_io_drain( processor * );
133extern bool __cfa_io_flush( processor *, bool wait );
134extern void __cfa_io_stop ( processor * );
135static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
136
137#if defined(IO_URING_IDLE) && defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
138        extern bool __kernel_read(processor * proc, io_future_t & future, char buf[], int fd);
139#endif
140
141extern void __disable_interrupts_hard();
142extern void __enable_interrupts_hard();
143
144static inline void __disable_interrupts_checked() {
145        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
146        disable_interrupts();
147        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
148}
149
150static inline void __enable_interrupts_checked( bool poll = true ) {
151        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
152        enable_interrupts( poll );
153        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
154}
155
156
157//=============================================================================================
158// Kernel Scheduling logic
159//=============================================================================================
160//Main of the processor contexts
161void main(processorCtx_t & runner) {
162        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
163        // Do it here
164        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
165        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
166        __tls_rand_advance_bck();
167
168        processor * this = runner.proc;
169        verify(this);
170
171        io_future_t future; // used for idle sleep when io_uring is present
172        future.self.ptr = 1p;  // mark it as already fulfilled so we know if there is a pending request or not
173        char buf[sizeof(uint64_t)];
174
175        __cfa_io_start( this );
176
177        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
178        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
179                if( this->print_halts ) {
180                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->unique_id, this->name, (void*)this);
181                }
182        #endif
183
184        {
185                // Setup preemption data
186                preemption_scope scope = { this };
187
188                // if we need to run some special setup, now is the time to do it.
189                if(this->init.thrd) {
190                        this->init.thrd->curr_cluster = this->cltr;
191                        __run_thread(this, this->init.thrd);
192                }
193
194                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p started\n", this);
195
196                thread$ * readyThread = 0p;
197                MAIN_LOOP:
198                for() {
199                        #define OLD_MAIN 1
200                        #if OLD_MAIN
201                        // Check if there is pending io
202                        __maybe_io_drain( this );
203
204                        // Try to get the next thread
205                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
206
207                        if( !readyThread ) {
208                                __cfa_io_flush( this, false );
209
210                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
211                        }
212
213                        HALT:
214                        if( !readyThread ) {
215                                // Don't block if we are done
216                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
217
218                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
219                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
220                                #endif
221
222                                // Push self to idle stack
223                                if(!mark_idle(this->cltr->procs, * this)) continue MAIN_LOOP;
224
225                                // Confirm the ready-queue is empty
226                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
227                                if( readyThread ) {
228                                        // A thread was found, cancel the halt
229                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
230
231                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
232                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
233                                        #endif
234
235                                        // continue the mai loop
236                                        break HALT;
237                                }
238
239                                idle_sleep( this, future, buf );
240
241                                // We were woken up, remove self from idle
242                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
243
244                                // DON'T just proceed, start looking again
245                                continue MAIN_LOOP;
246                        }
247
248                        /* paranoid */ verify( readyThread );
249
250                        // Reset io dirty bit
251                        this->io.dirty = false;
252
253                        // We found a thread run it
254                        __run_thread(this, readyThread);
255
256                        // Are we done?
257                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
258
259                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
260                                __cfa_io_flush( this, false );
261                        }
262
263                        #else
264                                #warning new kernel loop
265                        SEARCH: {
266                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
267
268                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
269                                ready_schedule_lock();
270
271                                // Try to get the next thread
272                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
273                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
274
275                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
276                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this, false ); }
277
278                                // Spin a little on I/O, just in case
279                                for(5) {
280                                        __maybe_io_drain( this );
281                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
282                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
283                                }
284
285                                // no luck, try stealing a few times
286                                for(5) {
287                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
288                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
289                                        } else {
290                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
291                                        }
292                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
293                                }
294
295                                // still no luck, search for a thread
296                                readyThread = pop_search( this->cltr );
297                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
298
299                                // Don't block if we are done
300                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) {
301                                        ready_schedule_unlock();
302                                        break MAIN_LOOP;
303                                }
304
305                                __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
306
307                                // Push self to idle stack
308                                ready_schedule_unlock();
309                                if(!mark_idle(this->cltr->procs, * this)) goto SEARCH;
310                                ready_schedule_lock();
311
312                                // Confirm the ready-queue is empty
313                                __maybe_io_drain( this );
314                                readyThread = pop_search( this->cltr );
315                                ready_schedule_unlock();
316
317                                if( readyThread ) {
318                                        // A thread was found, cancel the halt
319                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
320
321                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
322
323                                        // continue the main loop
324                                        break SEARCH;
325                                }
326
327                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl()); )
328                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle_fd);
329
330                                {
331                                        eventfd_t val;
332                                        ssize_t ret = read( this->idle_fd, &val, sizeof(val) );
333                                        if(ret < 0) {
334                                                switch((int)errno) {
335                                                case EAGAIN:
336                                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
337                                                        case EWOULDBLOCK:
338                                                #endif
339                                                case EINTR:
340                                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
341                                                        break;
342                                                default:
343                                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
344                                                }
345                                        }
346                                }
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, false );
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        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
410
411        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
412
413        // set state of processor coroutine to inactive
414        verify(proc_cor->state == Active);
415        proc_cor->state = Blocked;
416
417        // Actually run the thread
418        RUNNING:  while(true) {
419                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
420                thrd_dst->state = Active;
421
422                // Update global state
423                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
424
425                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
426                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
427                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
428                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
429                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
430                /* 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
431                /* 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
432                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
433
434
435
436                // set context switch to the thread that the processor is executing
437                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
438                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
439
440
441
442                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
443                /* 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 );
444                /* 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 );
445                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
446                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
447                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
448                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
449
450                // Reset global state
451                kernelTLS().this_thread = 0p;
452
453                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
454                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
455                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
456                // 4 - Preempted
457                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
458                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
459
460                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
461                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
462                        schedule_thread$( thrd_dst, UNPARK_LOCAL );
463                        break RUNNING;
464                }
465
466                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
467                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
468                        // finish the thread
469                        __thread_finish( thrd_dst );
470                        break RUNNING;
471                }
472
473                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
474                thrd_dst->state = Blocked;
475
476                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
477                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
478                switch(old_ticket) {
479                        case TICKET_RUNNING:
480                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
481                                break RUNNING;
482                        case TICKET_UNBLOCK:
483                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
484                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
485                                #endif
486                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
487                                // In this case, just run it again.
488                                continue RUNNING;
489                        default:
490                                // This makes no sense, something is wrong abort
491                                abort();
492                }
493        }
494
495        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
496        proc_cor->state = Active;
497
498        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
499
500        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
501                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
502        #endif
503
504        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
505}
506
507// KERNEL_ONLY
508void returnToKernel() {
509        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
510        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
511        thread$ * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
512
513        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
514
515        // Run the thread on this processor
516        {
517                int local_errno = *__volatile_errno();
518                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
519                        __x87_store;
520                #endif
521                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
522                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
523                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
524                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
525                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
526                        __x87_load;
527                #endif
528                *__volatile_errno() = local_errno;
529        }
530
531        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
532                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
533                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
534                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
535                }
536        #endif
537
538        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
539        /* 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 );
540        /* 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 );
541}
542
543//-----------------------------------------------------------------------------
544// Scheduler routines
545// KERNEL ONLY
546static void __schedule_thread( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
547        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
548        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
549        /* paranoid */ verify( thrd );
550        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
551        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
552        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
553        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
554                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
555        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
556                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
557        /* paranoid */ #endif
558        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
559        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
560
561        const bool local = thrd->state != Start;
562        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
563
564        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
565        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
566        __STATS(bool outside = hint == UNPARK_LOCAL && thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
567
568        // push the thread to the cluster ready-queue
569        push( cl, thrd, hint );
570
571        // variable thrd is no longer safe to use
572        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
573
574        // wake the cluster using the save variable.
575        __wake_one( cl );
576
577        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
578                if( kernelTLS().this_stats ) {
579                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
580                        if(outside) {
581                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
582                        }
583                }
584                else {
585                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
586                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
587                }
588        #endif
589
590        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
591        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
592}
593
594void schedule_thread$( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
595        ready_schedule_lock();
596                __schedule_thread( thrd, hint );
597        ready_schedule_unlock();
598}
599
600// KERNEL ONLY
601static inline thread$ * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
602        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
603
604        ready_schedule_lock();
605                thread$ * thrd = pop_fast( this );
606        ready_schedule_unlock();
607
608        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
609        return thrd;
610}
611
612// KERNEL ONLY
613static inline thread$ * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
614        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
615
616        ready_schedule_lock();
617                thread$ * thrd;
618                for(25) {
619                        thrd = pop_slow( this );
620                        if(thrd) goto RET;
621                }
622                thrd = pop_search( this );
623
624                RET:
625        ready_schedule_unlock();
626
627        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
628        return thrd;
629}
630
631static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) {
632        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
633        switch(old_ticket) {
634                case TICKET_RUNNING:
635                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
636                        return false;
637                case TICKET_BLOCKED:
638                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
639                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
640                        return true;
641                default:
642                        // This makes no sense, something is wrong abort
643                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
644        }
645}
646
647void __kernel_unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
648        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
649        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
650
651        if( !thrd ) return;
652
653        if(__must_unpark(thrd)) {
654                // Wake lost the race,
655                __schedule_thread( thrd, hint );
656        }
657
658        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
659        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
660}
661
662void unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
663        if( !thrd ) return;
664
665        if(__must_unpark(thrd)) {
666                disable_interrupts();
667                        // Wake lost the race,
668                        schedule_thread$( thrd, hint );
669                enable_interrupts(false);
670        }
671}
672
673void park( void ) {
674        __disable_interrupts_checked();
675                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
676                returnToKernel();
677        __enable_interrupts_checked();
678
679}
680
681extern "C" {
682        // Leave the thread monitor
683        // last routine called by a thread.
684        // Should never return
685        void __cfactx_thrd_leave() {
686                thread$ * thrd = active_thread();
687                monitor$ * this = &thrd->self_mon;
688
689                // Lock the monitor now
690                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
691
692                disable_interrupts();
693
694                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
695                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
696                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
697                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
698                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
699                /* 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 );
700                /* 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 );
701
702                thrd->state = Halting;
703                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
704                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
705                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
706
707                // Leave the thread
708                returnToKernel();
709
710                // Control flow should never reach here!
711                abort();
712        }
713}
714
715// KERNEL ONLY
716bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
717        __disable_interrupts_checked();
718                thread$ * thrd = kernelTLS().this_thread;
719                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
720
721                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
722                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
723                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
724                // If that is the case, abandon the preemption.
725                bool preempted = false;
726                if(thrd->link.next == 0p) {
727                        preempted = true;
728                        thrd->preempted = reason;
729                        returnToKernel();
730                }
731        __enable_interrupts_checked( false );
732        return preempted;
733}
734
735//=============================================================================================
736// Kernel Idle Sleep
737//=============================================================================================
738// Wake a thread from the front if there are any
739static void __wake_one(cluster * this) {
740        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
741        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
742
743        // Check if there is a sleeping processor
744        int fd = __atomic_load_n(&this->procs.fd, __ATOMIC_SEQ_CST);
745
746        // If no one is sleeping, we are done
747        if( fd == 0 ) return;
748
749        // We found a processor, wake it up
750        eventfd_t val;
751        val = 1;
752        eventfd_write( fd, val );
753
754        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
755                if( kernelTLS().this_stats ) {
756                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
757                }
758                else {
759                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
760                }
761        #endif
762
763        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
764        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
765
766        return;
767}
768
769// Unconditionnaly wake a thread
770void __wake_proc(processor * this) {
771        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
772
773        __disable_interrupts_checked();
774                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
775                eventfd_t val;
776                val = 1;
777                eventfd_write( this->idle_fd, val );
778        __enable_interrupts_checked();
779}
780
781static void idle_sleep(processor * this, io_future_t & future, char buf[]) {
782        #if !defined(IO_URING_IDLE) || !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
783                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
784                        if(this->print_halts) {
785                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
786                        }
787                #endif
788
789                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle_fd);
790
791                {
792                        eventfd_t val;
793                        ssize_t ret = read( this->idle_fd, &val, sizeof(val) );
794                        if(ret < 0) {
795                                switch((int)errno) {
796                                case EAGAIN:
797                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
798                                        case EWOULDBLOCK:
799                                #endif
800                                case EINTR:
801                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
802                                        break;
803                                default:
804                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
805                                }
806                        }
807                }
808
809                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
810                        if(this->print_halts) {
811                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
812                        }
813                #endif
814        #else
815                #if !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_READ)
816                        #error this is only implemented if the read is present
817                #endif
818                // Do we already have a pending read
819                if(available(future)) {
820                        // There is no pending read, we need to add one
821                        reset(future);
822
823                        __kernel_read(this, future, buf, this->idle_fd );
824                }
825
826                __cfa_io_flush( this, true );
827        #endif
828}
829
830static bool mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
831        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
832        if(!try_lock( this )) return false;
833                this.idle++;
834                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
835                remove(proc);
836                insert_first(this.idles, proc);
837
838                __atomic_store_n(&this.fd, proc.idle_fd, __ATOMIC_SEQ_CST);
839        unlock( this );
840        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
841
842        return true;
843}
844
845static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
846        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
847        lock( this );
848                this.idle--;
849                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
850                remove(proc);
851                insert_last(this.actives, proc);
852
853                {
854                        int fd = 0;
855                        if(!this.idles`isEmpty) fd = this.idles`first.idle_fd;
856                        __atomic_store_n(&this.fd, fd, __ATOMIC_SEQ_CST);
857                }
858
859        unlock( this );
860        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
861}
862
863//=============================================================================================
864// Unexpected Terminating logic
865//=============================================================================================
866void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
867        thread$ * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
868
869        if(thrd) {
870                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
871                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
872
873                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
874                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
875                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
876                }
877                else {
878                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
879                }
880        }
881        else {
882                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
883                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
884        }
885}
886
887int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
888        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
889}
890
891static __spinlock_t kernel_debug_lock;
892
893extern "C" {
894        void __cfaabi_bits_acquire() {
895                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
896        }
897
898        void __cfaabi_bits_release() {
899                unlock( kernel_debug_lock );
900        }
901}
902
903//=============================================================================================
904// Kernel Utilities
905//=============================================================================================
906#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
907#include "io/types.hfa"
908#endif
909
910static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
911        bool ret = false;
912        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
913                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
914
915                // Check if we should drain the queue
916                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
917                unsigned head = *ctx->cq.head;
918                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
919                if(head == tail) return false;
920                #if OLD_MAIN
921                        ready_schedule_lock();
922                        ret = __cfa_io_drain( proc );
923                        ready_schedule_unlock();
924                #else
925                        ret = __cfa_io_drain( proc );
926                #endif
927        #endif
928        return ret;
929}
930
931//-----------------------------------------------------------------------------
932// Debug
933__cfaabi_dbg_debug_do(
934        extern "C" {
935                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
936                        this.prev_name = prev_name;
937                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
938                }
939        }
940)
941
942//-----------------------------------------------------------------------------
943// Debug
944bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
945        return true;
946}
947
948//-----------------------------------------------------------------------------
949// Statistics
950#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
951        void print_halts( processor & this ) {
952                this.print_halts = true;
953        }
954
955        static void crawl_list( cluster * cltr, dlist(processor) & list, unsigned count ) {
956                /* paranoid */ verify( cltr->stats );
957
958                processor * it = &list`first;
959                for(unsigned i = 0; i < count; i++) {
960                        /* paranoid */ verifyf( it, "Unexpected null iterator, at index %u of %u\n", i, count);
961                        /* paranoid */ verify( it->local_data->this_stats );
962                        // __print_stats( it->local_data->this_stats, cltr->print_stats, "Processor", it->name, (void*)it );
963                        __tally_stats( cltr->stats, it->local_data->this_stats );
964                        it = &(*it)`next;
965                }
966        }
967
968        void crawl_cluster_stats( cluster & this ) {
969                // Stop the world, otherwise stats could get really messed-up
970                // this doesn't solve all problems but does solve many
971                // so it's probably good enough
972                disable_interrupts();
973                uint_fast32_t last_size = ready_mutate_lock();
974
975                        crawl_list(&this, this.procs.actives, this.procs.total - this.procs.idle);
976                        crawl_list(&this, this.procs.idles  , this.procs.idle );
977
978                // Unlock the RWlock
979                ready_mutate_unlock( last_size );
980                enable_interrupts();
981        }
982
983
984        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
985                crawl_cluster_stats( this );
986                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
987        }
988#endif
989// Local Variables: //
990// mode: c //
991// tab-width: 4 //
992// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.