source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 7d0ebd0

ADTast-experimentalenumforall-pointer-decaypthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 7d0ebd0 was 7d0ebd0, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 3 years ago

Processors should now correctly be unconditionnaly woken-up on termination

  • Property mode set to 100644
File size: 30.5 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        #include <sys/uio.h>
30}
31
32//CFA Includes
33#include "kernel_private.hfa"
34#include "preemption.hfa"
35#include "strstream.hfa"
36#include "device/cpu.hfa"
37#include "io/types.hfa"
38
39//Private includes
40#define __CFA_INVOKE_PRIVATE__
41#include "invoke.h"
42
43#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
44        #define __STATS( ...) __VA_ARGS__
45#else
46        #define __STATS( ...)
47#endif
48
49//-----------------------------------------------------------------------------
50// Some assembly required
51#if defined( __i386 )
52        // mxcr : SSE Status and Control bits (control bits are preserved across function calls)
53        // fcw  : X87 FPU control word (preserved across function calls)
54        #define __x87_store         \
55                uint32_t __mxcr;      \
56                uint16_t __fcw;       \
57                __asm__ volatile (    \
58                        "stmxcsr %0\n"  \
59                        "fnstcw  %1\n"  \
60                        : "=m" (__mxcr),\
61                                "=m" (__fcw)  \
62                )
63
64        #define __x87_load         \
65                __asm__ volatile (   \
66                        "fldcw  %1\n"  \
67                        "ldmxcsr %0\n" \
68                        ::"m" (__mxcr),\
69                                "m" (__fcw)  \
70                )
71
72#elif defined( __x86_64 )
73        #define __x87_store         \
74                uint32_t __mxcr;      \
75                uint16_t __fcw;       \
76                __asm__ volatile (    \
77                        "stmxcsr %0\n"  \
78                        "fnstcw  %1\n"  \
79                        : "=m" (__mxcr),\
80                                "=m" (__fcw)  \
81                )
82
83        #define __x87_load          \
84                __asm__ volatile (    \
85                        "fldcw  %1\n"   \
86                        "ldmxcsr %0\n"  \
87                        :: "m" (__mxcr),\
88                                "m" (__fcw)  \
89                )
90
91#elif defined( __arm__ )
92        #define __x87_store
93        #define __x87_load
94
95#elif defined( __aarch64__ )
96        #define __x87_store              \
97                uint32_t __fpcntl[2];    \
98                __asm__ volatile (    \
99                        "mrs x9, FPCR\n" \
100                        "mrs x10, FPSR\n"  \
101                        "stp x9, x10, %0\n"  \
102                        : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
103                )
104
105        #define __x87_load         \
106                __asm__ volatile (    \
107                        "ldp x9, x10, %0\n"  \
108                        "msr FPSR, x10\n"  \
109                        "msr FPCR, x9\n" \
110                : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
111                )
112
113#else
114        #error unsupported hardware architecture
115#endif
116
117extern thread$ * mainThread;
118extern processor * mainProcessor;
119
120//-----------------------------------------------------------------------------
121// Kernel Scheduling logic
122static thread$ * __next_thread(cluster * this);
123static thread$ * __next_thread_slow(cluster * this);
124static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) __attribute((nonnull(1)));
125static void __run_thread(processor * this, thread$ * dst);
126static void __wake_one(cluster * cltr);
127
128static void idle_sleep(processor * proc, io_future_t & future, iovec & iov);
129static bool mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
130static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
131
132extern void __cfa_io_start( processor * );
133extern bool __cfa_io_drain( processor * );
134extern bool __cfa_io_flush( processor *, int min_comp );
135extern void __cfa_io_stop ( processor * );
136static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
137
138#if defined(CFA_WITH_IO_URING_IDLE)
139        extern bool __kernel_read(processor * proc, io_future_t & future, iovec &, int fd);
140#endif
141
142extern void __disable_interrupts_hard();
143extern void __enable_interrupts_hard();
144
145
146//=============================================================================================
147// Kernel Scheduling logic
148//=============================================================================================
149//Main of the processor contexts
150void main(processorCtx_t & runner) {
151        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
152        // Do it here
153        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
154        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
155        __tls_rand_advance_bck();
156
157        processor * this = runner.proc;
158        verify(this);
159
160        io_future_t future; // used for idle sleep when io_uring is present
161        future.self.ptr = 1p;  // mark it as already fulfilled so we know if there is a pending request or not
162        eventfd_t idle_val;
163        iovec idle_iovec = { &idle_val, sizeof(idle_val) };
164
165        __cfa_io_start( this );
166
167        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
168        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
169                if( this->print_halts ) {
170                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->unique_id, this->name, (void*)this);
171                }
172        #endif
173
174        {
175                // Setup preemption data
176                preemption_scope scope = { this };
177
178                // if we need to run some special setup, now is the time to do it.
179                if(this->init.thrd) {
180                        this->init.thrd->curr_cluster = this->cltr;
181                        __run_thread(this, this->init.thrd);
182                }
183
184                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p started\n", this);
185
186                thread$ * readyThread = 0p;
187                MAIN_LOOP:
188                for() {
189                        #define OLD_MAIN 1
190                        #if OLD_MAIN
191                        // Check if there is pending io
192                        __maybe_io_drain( this );
193
194                        // Try to get the next thread
195                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
196
197                        if( !readyThread ) {
198                                __cfa_io_flush( this, 0 );
199
200                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
201                        }
202
203                        HALT:
204                        if( !readyThread ) {
205                                // Don't block if we are done
206                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
207
208                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
209                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
210                                #endif
211
212                                // Push self to idle stack
213                                if(!mark_idle(this->cltr->procs, * this)) continue MAIN_LOOP;
214
215                                // Confirm the ready-queue is empty
216                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
217                                if( readyThread ) {
218                                        // A thread was found, cancel the halt
219                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
220
221                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
222                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
223                                        #endif
224
225                                        // continue the mai loop
226                                        break HALT;
227                                }
228
229                                idle_sleep( this, future, idle_iovec );
230
231                                // We were woken up, remove self from idle
232                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
233
234                                // DON'T just proceed, start looking again
235                                continue MAIN_LOOP;
236                        }
237
238                        /* paranoid */ verify( readyThread );
239
240                        // Reset io dirty bit
241                        this->io.dirty = false;
242
243                        // We found a thread run it
244                        __run_thread(this, readyThread);
245
246                        // Are we done?
247                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
248
249                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
250                                __cfa_io_flush( this, 0 );
251                        }
252
253                        #else
254                                #warning new kernel loop
255                        SEARCH: {
256                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
257
258                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
259                                ready_schedule_lock();
260
261                                // Try to get the next thread
262                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
263                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
264
265                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
266                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this, 0 ); }
267
268                                // Spin a little on I/O, just in case
269                                for(5) {
270                                        __maybe_io_drain( this );
271                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
272                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
273                                }
274
275                                // no luck, try stealing a few times
276                                for(5) {
277                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
278                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
279                                        } else {
280                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
281                                        }
282                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
283                                }
284
285                                // still no luck, search for a thread
286                                readyThread = pop_search( this->cltr );
287                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
288
289                                // Don't block if we are done
290                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) {
291                                        ready_schedule_unlock();
292                                        break MAIN_LOOP;
293                                }
294
295                                __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
296
297                                // Push self to idle stack
298                                ready_schedule_unlock();
299                                if(!mark_idle(this->cltr->procs, * this)) goto SEARCH;
300                                ready_schedule_lock();
301
302                                // Confirm the ready-queue is empty
303                                __maybe_io_drain( this );
304                                readyThread = pop_search( this->cltr );
305                                ready_schedule_unlock();
306
307                                if( readyThread ) {
308                                        // A thread was found, cancel the halt
309                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
310
311                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
312
313                                        // continue the main loop
314                                        break SEARCH;
315                                }
316
317                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl()); )
318                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle_fd);
319
320                                {
321                                        eventfd_t val;
322                                        ssize_t ret = read( this->idle_fd, &val, sizeof(val) );
323                                        if(ret < 0) {
324                                                switch((int)errno) {
325                                                case EAGAIN:
326                                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
327                                                        case EWOULDBLOCK:
328                                                #endif
329                                                case EINTR:
330                                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
331                                                        break;
332                                                default:
333                                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
334                                                }
335                                        }
336                                }
337
338                                        __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl()); )
339
340                                // We were woken up, remove self from idle
341                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
342
343                                // DON'T just proceed, start looking again
344                                continue MAIN_LOOP;
345                        }
346
347                RUN_THREAD:
348                        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
349                        /* paranoid */ verify( readyThread );
350
351                        // Reset io dirty bit
352                        this->io.dirty = false;
353
354                        // We found a thread run it
355                        __run_thread(this, readyThread);
356
357                        // Are we done?
358                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
359
360                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
361                                __cfa_io_flush( this, 0 );
362                        }
363
364                        ready_schedule_lock();
365                        __maybe_io_drain( this );
366                        ready_schedule_unlock();
367                        #endif
368                }
369
370                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
371        }
372
373        for(int i = 0; !available(future); i++) {
374                if(i > 1000) __cfaabi_dbg_write( "ERROR: kernel has bin spinning on a flush after exit loop.\n", 60);
375                __cfa_io_flush( this, 1 );
376        }
377
378        __cfa_io_stop( this );
379
380        post( this->terminated );
381
382        if(this == mainProcessor) {
383                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
384                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
385                // fake it
386                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
387        }
388
389        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
390}
391
392static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
393static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
394
395// KERNEL ONLY
396// runThread runs a thread by context switching
397// from the processor coroutine to the target thread
398static void __run_thread(processor * this, thread$ * thrd_dst) {
399        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
400        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
401        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
402        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
403
404        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
405
406        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
407
408        // set state of processor coroutine to inactive
409        verify(proc_cor->state == Active);
410        proc_cor->state = Blocked;
411
412        // Actually run the thread
413        RUNNING:  while(true) {
414                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
415                thrd_dst->state = Active;
416
417                // Update global state
418                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
419
420                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
421                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
422                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
423                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
424                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
425                /* 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
426                /* 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
427                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
428
429
430
431                // set context switch to the thread that the processor is executing
432                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
433                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
434
435
436
437                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
438                /* 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 );
439                /* 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 );
440                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
441                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
442                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
443                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
444
445                // Reset global state
446                kernelTLS().this_thread = 0p;
447
448                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
449                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
450                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
451                // 4 - Preempted
452                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
453                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
454
455                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
456                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
457                        schedule_thread$( thrd_dst, UNPARK_LOCAL );
458                        break RUNNING;
459                }
460
461                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
462                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
463                        // finish the thread
464                        __thread_finish( thrd_dst );
465                        break RUNNING;
466                }
467
468                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
469                thrd_dst->state = Blocked;
470
471                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
472                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
473                switch(old_ticket) {
474                        case TICKET_RUNNING:
475                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
476                                break RUNNING;
477                        case TICKET_UNBLOCK:
478                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
479                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
480                                #endif
481                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
482                                // In this case, just run it again.
483                                continue RUNNING;
484                        default:
485                                // This makes no sense, something is wrong abort
486                                abort();
487                }
488        }
489
490        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
491        proc_cor->state = Active;
492
493        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
494
495        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
496                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
497        #endif
498
499        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
500}
501
502// KERNEL_ONLY
503void returnToKernel() {
504        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
505        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
506        thread$ * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
507
508        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
509
510        // Run the thread on this processor
511        {
512                int local_errno = *__volatile_errno();
513                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
514                        __x87_store;
515                #endif
516                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
517                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
518                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
519                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
520                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
521                        __x87_load;
522                #endif
523                *__volatile_errno() = local_errno;
524        }
525
526        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
527                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
528                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
529                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
530                }
531        #endif
532
533        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
534        /* 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 );
535        /* 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 );
536}
537
538//-----------------------------------------------------------------------------
539// Scheduler routines
540// KERNEL ONLY
541static void __schedule_thread( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
542        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
543        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
544        /* paranoid */ verify( thrd );
545        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
546        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
547        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
548        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
549                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
550        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
551                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
552        /* paranoid */ #endif
553        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
554        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
555
556        const bool local = thrd->state != Start;
557        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
558
559        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
560        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
561        __STATS(bool outside = hint == UNPARK_LOCAL && thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
562
563        // push the thread to the cluster ready-queue
564        push( cl, thrd, hint );
565
566        // variable thrd is no longer safe to use
567        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
568
569        // wake the cluster using the save variable.
570        __wake_one( cl );
571
572        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
573                if( kernelTLS().this_stats ) {
574                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
575                        if(outside) {
576                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
577                        }
578                }
579                else {
580                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
581                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
582                }
583        #endif
584
585        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
586        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
587}
588
589void schedule_thread$( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
590        ready_schedule_lock();
591                __schedule_thread( thrd, hint );
592        ready_schedule_unlock();
593}
594
595// KERNEL ONLY
596static inline thread$ * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
597        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
598
599        ready_schedule_lock();
600                thread$ * thrd = pop_fast( this );
601        ready_schedule_unlock();
602
603        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
604        return thrd;
605}
606
607// KERNEL ONLY
608static inline thread$ * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
609        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
610
611        ready_schedule_lock();
612                thread$ * thrd;
613                for(25) {
614                        thrd = pop_slow( this );
615                        if(thrd) goto RET;
616                }
617                thrd = pop_search( this );
618
619                RET:
620        ready_schedule_unlock();
621
622        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
623        return thrd;
624}
625
626static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) {
627        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
628        switch(old_ticket) {
629                case TICKET_RUNNING:
630                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
631                        return false;
632                case TICKET_BLOCKED:
633                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
634                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
635                        return true;
636                default:
637                        // This makes no sense, something is wrong abort
638                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
639        }
640}
641
642void __kernel_unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
643        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
644        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
645
646        if( !thrd ) return;
647
648        if(__must_unpark(thrd)) {
649                // Wake lost the race,
650                __schedule_thread( thrd, hint );
651        }
652
653        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
654        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
655}
656
657void unpark( thread$ * thrd, unpark_hint hint ) {
658        if( !thrd ) return;
659
660        if(__must_unpark(thrd)) {
661                disable_interrupts();
662                        // Wake lost the race,
663                        schedule_thread$( thrd, hint );
664                enable_interrupts(false);
665        }
666}
667
668void park( void ) {
669        __disable_interrupts_checked();
670                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
671                returnToKernel();
672        __enable_interrupts_checked();
673
674}
675
676extern "C" {
677        // Leave the thread monitor
678        // last routine called by a thread.
679        // Should never return
680        void __cfactx_thrd_leave() {
681                thread$ * thrd = active_thread();
682                monitor$ * this = &thrd->self_mon;
683
684                // Lock the monitor now
685                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
686
687                disable_interrupts();
688
689                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
690                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
691                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
692                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
693                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
694                /* 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 );
695                /* 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 );
696
697                thrd->state = Halting;
698                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
699                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
700                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
701
702                // Leave the thread
703                returnToKernel();
704
705                // Control flow should never reach here!
706                abort();
707        }
708}
709
710// KERNEL ONLY
711bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
712        __disable_interrupts_checked();
713                thread$ * thrd = kernelTLS().this_thread;
714                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
715
716                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
717                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
718                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
719                // If that is the case, abandon the preemption.
720                bool preempted = false;
721                if(thrd->link.next == 0p) {
722                        preempted = true;
723                        thrd->preempted = reason;
724                        returnToKernel();
725                }
726        __enable_interrupts_checked( false );
727        return preempted;
728}
729
730//=============================================================================================
731// Kernel Idle Sleep
732//=============================================================================================
733// Wake a thread from the front if there are any
734static void __wake_one(cluster * this) {
735        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
736        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
737
738        // Check if there is a sleeping processor
739        int fd = __atomic_load_n(&this->procs.fd, __ATOMIC_SEQ_CST);
740
741        // If no one is sleeping, we are done
742        if( fd == 0 ) return;
743
744        // We found a processor, wake it up
745        eventfd_t val;
746        val = 1;
747        eventfd_write( fd, val );
748
749        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
750                if( kernelTLS().this_stats ) {
751                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
752                }
753                else {
754                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
755                }
756        #endif
757
758        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
759        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
760
761        return;
762}
763
764// Unconditionnaly wake a thread
765void __wake_proc(processor * this) {
766        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
767
768        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
769
770        eventfd_t val;
771        val = 1;
772        eventfd_write( this->idle_fd, val );
773
774        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
775}
776
777static void idle_sleep(processor * this, io_future_t & future, iovec & iov) {
778        #if !defined(CFA_WITH_IO_URING_IDLE)
779                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
780                        if(this->print_halts) {
781                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
782                        }
783                #endif
784
785                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle_fd);
786
787                {
788                        eventfd_t val;
789                        ssize_t ret = read( this->idle_fd, &val, sizeof(val) );
790                        if(ret < 0) {
791                                switch((int)errno) {
792                                case EAGAIN:
793                                #if EAGAIN != EWOULDBLOCK
794                                        case EWOULDBLOCK:
795                                #endif
796                                case EINTR:
797                                        // No need to do anything special here, just assume it's a legitimate wake-up
798                                        break;
799                                default:
800                                        abort( "KERNEL : internal error, read failure on idle eventfd, error(%d) %s.", (int)errno, strerror( (int)errno ) );
801                                }
802                        }
803                }
804
805                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
806                        if(this->print_halts) {
807                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
808                        }
809                #endif
810        #else
811                // Do we already have a pending read
812                if(available(future)) {
813                        // There is no pending read, we need to add one
814                        reset(future);
815
816                        __kernel_read(this, future, iov, this->idle_fd );
817                }
818
819                __cfa_io_flush( this, 1 );
820        #endif
821}
822
823static bool mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
824        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
825        if(!try_lock( this )) return false;
826                this.idle++;
827                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
828                remove(proc);
829                insert_first(this.idles, proc);
830
831                __atomic_store_n(&this.fd, proc.idle_fd, __ATOMIC_SEQ_CST);
832        unlock( this );
833        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
834
835        return true;
836}
837
838static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
839        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
840        lock( this );
841                this.idle--;
842                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
843                remove(proc);
844                insert_last(this.actives, proc);
845
846                {
847                        int fd = 0;
848                        if(!this.idles`isEmpty) fd = this.idles`first.idle_fd;
849                        __atomic_store_n(&this.fd, fd, __ATOMIC_SEQ_CST);
850                }
851
852        unlock( this );
853        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
854}
855
856//=============================================================================================
857// Unexpected Terminating logic
858//=============================================================================================
859void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
860        thread$ * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
861
862        if(thrd) {
863                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
864                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
865
866                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
867                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
868                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
869                }
870                else {
871                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
872                }
873        }
874        else {
875                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
876                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
877        }
878}
879
880int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
881        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
882}
883
884static __spinlock_t kernel_debug_lock;
885
886extern "C" {
887        void __cfaabi_bits_acquire() {
888                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
889        }
890
891        void __cfaabi_bits_release() {
892                unlock( kernel_debug_lock );
893        }
894}
895
896//=============================================================================================
897// Kernel Utilities
898//=============================================================================================
899#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
900#include "io/types.hfa"
901#endif
902
903static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
904        bool ret = false;
905        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
906                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
907
908                // Check if we should drain the queue
909                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
910                unsigned head = *ctx->cq.head;
911                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
912                if(head == tail) return false;
913                #if OLD_MAIN
914                        ready_schedule_lock();
915                        ret = __cfa_io_drain( proc );
916                        ready_schedule_unlock();
917                #else
918                        ret = __cfa_io_drain( proc );
919                #endif
920        #endif
921        return ret;
922}
923
924//-----------------------------------------------------------------------------
925// Debug
926__cfaabi_dbg_debug_do(
927        extern "C" {
928                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
929                        this.prev_name = prev_name;
930                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
931                }
932        }
933)
934
935//-----------------------------------------------------------------------------
936// Debug
937bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
938        return true;
939}
940
941//-----------------------------------------------------------------------------
942// Statistics
943#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
944        void print_halts( processor & this ) {
945                this.print_halts = true;
946        }
947
948        static void crawl_list( cluster * cltr, dlist(processor) & list, unsigned count ) {
949                /* paranoid */ verify( cltr->stats );
950
951                processor * it = &list`first;
952                for(unsigned i = 0; i < count; i++) {
953                        /* paranoid */ verifyf( it, "Unexpected null iterator, at index %u of %u\n", i, count);
954                        /* paranoid */ verify( it->local_data->this_stats );
955                        // __print_stats( it->local_data->this_stats, cltr->print_stats, "Processor", it->name, (void*)it );
956                        __tally_stats( cltr->stats, it->local_data->this_stats );
957                        it = &(*it)`next;
958                }
959        }
960
961        void crawl_cluster_stats( cluster & this ) {
962                // Stop the world, otherwise stats could get really messed-up
963                // this doesn't solve all problems but does solve many
964                // so it's probably good enough
965                disable_interrupts();
966                uint_fast32_t last_size = ready_mutate_lock();
967
968                        crawl_list(&this, this.procs.actives, this.procs.total - this.procs.idle);
969                        crawl_list(&this, this.procs.idles  , this.procs.idle );
970
971                // Unlock the RWlock
972                ready_mutate_unlock( last_size );
973                enable_interrupts();
974        }
975
976
977        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
978                crawl_cluster_stats( this );
979                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
980        }
981#endif
982// Local Variables: //
983// mode: c //
984// tab-width: 4 //
985// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.