source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 8464edf

arm-ehenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 8464edf was 8464edf, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 19 months ago

'print_stats_now' now pulls stats from processors.

  • Property mode set to 100644
File size: 29.7 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2016 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// kernel.c --
8//
9// Author           : Thierry Delisle
10// Created On       : Tue Jan 17 12:27:26 2017
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Mon Aug 31 07:08:20 2020
13// Update Count     : 71
14//
15
16#define __cforall_thread__
17// #define __CFA_DEBUG_PRINT_RUNTIME_CORE__
18
19//C Includes
20#include <errno.h>
21#include <stdio.h>
22#include <signal.h>
23#include <unistd.h>
24extern "C" {
25        #include <sys/eventfd.h>
26}
27
28//CFA Includes
29#include "kernel_private.hfa"
30#include "preemption.hfa"
31
32//Private includes
33#define __CFA_INVOKE_PRIVATE__
34#include "invoke.h"
35
36#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
37        #define __STATS( ...) __VA_ARGS__
38#else
39        #define __STATS( ...)
40#endif
41
42//-----------------------------------------------------------------------------
43// Some assembly required
44#if defined( __i386 )
45        // mxcr : SSE Status and Control bits (control bits are preserved across function calls)
46        // fcw  : X87 FPU control word (preserved across function calls)
47        #define __x87_store         \
48                uint32_t __mxcr;      \
49                uint16_t __fcw;       \
50                __asm__ volatile (    \
51                        "stmxcsr %0\n"  \
52                        "fnstcw  %1\n"  \
53                        : "=m" (__mxcr),\
54                                "=m" (__fcw)  \
55                )
56
57        #define __x87_load         \
58                __asm__ volatile (   \
59                        "fldcw  %1\n"  \
60                        "ldmxcsr %0\n" \
61                        ::"m" (__mxcr),\
62                                "m" (__fcw)  \
63                )
64
65#elif defined( __x86_64 )
66        #define __x87_store         \
67                uint32_t __mxcr;      \
68                uint16_t __fcw;       \
69                __asm__ volatile (    \
70                        "stmxcsr %0\n"  \
71                        "fnstcw  %1\n"  \
72                        : "=m" (__mxcr),\
73                                "=m" (__fcw)  \
74                )
75
76        #define __x87_load          \
77                __asm__ volatile (    \
78                        "fldcw  %1\n"   \
79                        "ldmxcsr %0\n"  \
80                        :: "m" (__mxcr),\
81                                "m" (__fcw)  \
82                )
83
84#elif defined( __arm__ )
85        #define __x87_store
86        #define __x87_load
87
88#elif defined( __aarch64__ )
89        #define __x87_store              \
90                uint32_t __fpcntl[2];    \
91                __asm__ volatile (    \
92                        "mrs x9, FPCR\n" \
93                        "mrs x10, FPSR\n"  \
94                        "stp x9, x10, %0\n"  \
95                        : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
96                )
97
98        #define __x87_load         \
99                __asm__ volatile (    \
100                        "ldp x9, x10, %0\n"  \
101                        "msr FPSR, x10\n"  \
102                        "msr FPCR, x9\n" \
103                : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
104                )
105
106#else
107        #error unsupported hardware architecture
108#endif
109
110extern $thread * mainThread;
111extern processor * mainProcessor;
112
113//-----------------------------------------------------------------------------
114// Kernel Scheduling logic
115static $thread * __next_thread(cluster * this);
116static $thread * __next_thread_slow(cluster * this);
117static inline bool __must_unpark( $thread * thrd ) __attribute((nonnull(1)));
118static void __run_thread(processor * this, $thread * dst);
119static void __wake_one(cluster * cltr);
120
121static void mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
122static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
123static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list idles );
124
125extern void __cfa_io_start( processor * );
126extern bool __cfa_io_drain( processor * );
127extern void __cfa_io_flush( processor * );
128extern void __cfa_io_stop ( processor * );
129static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
130
131extern void __disable_interrupts_hard();
132extern void __enable_interrupts_hard();
133
134static inline void __disable_interrupts_checked() {
135        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
136        disable_interrupts();
137        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
138}
139
140static inline void __enable_interrupts_checked( bool poll = true ) {
141        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
142        enable_interrupts( poll );
143        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
144}
145
146//=============================================================================================
147// Kernel Scheduling logic
148//=============================================================================================
149//Main of the processor contexts
150void main(processorCtx_t & runner) {
151        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
152        // Do it here
153        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
154        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
155        __tls_rand_advance_bck();
156
157        processor * this = runner.proc;
158        verify(this);
159
160        __cfa_io_start( this );
161
162        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
163        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
164                if( this->print_halts ) {
165                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->unique_id, this->name, (void*)this);
166                }
167        #endif
168
169        {
170                // Setup preemption data
171                preemption_scope scope = { this };
172
173                // if we need to run some special setup, now is the time to do it.
174                if(this->init.thrd) {
175                        this->init.thrd->curr_cluster = this->cltr;
176                        __run_thread(this, this->init.thrd);
177                }
178
179                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p started\n", this);
180
181                $thread * readyThread = 0p;
182                MAIN_LOOP:
183                for() {
184                        #if 1
185                        // Check if there is pending io
186                        __maybe_io_drain( this );
187
188                        // Try to get the next thread
189                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
190
191                        if( !readyThread ) {
192                                __cfa_io_flush( this );
193                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
194                        }
195
196                        HALT:
197                        if( !readyThread ) {
198                                // Don't block if we are done
199                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
200
201                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
202                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
203                                #endif
204
205                                // Push self to idle stack
206                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
207
208                                // Confirm the ready-queue is empty
209                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
210                                if( readyThread ) {
211                                        // A thread was found, cancel the halt
212                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
213
214                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
215                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
216                                        #endif
217
218                                        // continue the mai loop
219                                        break HALT;
220                                }
221
222                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
223                                        if(this->print_halts) {
224                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
225                                        }
226                                #endif
227
228                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
229
230                                __disable_interrupts_hard();
231                                eventfd_t val;
232                                eventfd_read( this->idle, &val );
233                                __enable_interrupts_hard();
234
235                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
236                                        if(this->print_halts) {
237                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
238                                        }
239                                #endif
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 );
261                        }
262
263                        #else
264
265                        SEARCH: {
266                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
267                                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
268
269                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
270                                ready_schedule_lock();
271
272                                // Try to get the next thread
273                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
274                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
275
276                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
277                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
278
279                                // Spin a little on I/O, just in case
280                                for(25) {
281                                        __maybe_io_drain( this );
282                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
283                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
284                                }
285
286                                // no luck, try stealing a few times
287                                for(25) {
288                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
289                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
290                                        } else {
291                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
292                                        }
293                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
294                                }
295
296                                // still no luck, search for a thread
297                                readyThread = pop_search( this->cltr );
298                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
299
300                                // Don't block if we are done
301                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
302
303                                __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
304
305                                // Push self to idle stack
306                                ready_schedule_unlock();
307                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
308                                ready_schedule_lock();
309
310                                // Confirm the ready-queue is empty
311                                __maybe_io_drain( this );
312                                readyThread = pop_search( this->cltr );
313                                ready_schedule_unlock();
314
315                                if( readyThread ) {
316                                        // A thread was found, cancel the halt
317                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
318
319                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
320
321                                        // continue the main loop
322                                        break SEARCH;
323                                }
324
325                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->id, rdtscl()); )
326                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
327
328                                // __disable_interrupts_hard();
329                                eventfd_t val;
330                                eventfd_read( this->idle, &val );
331                                // __enable_interrupts_hard();
332
333                                __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->id, rdtscl()); )
334
335                                // We were woken up, remove self from idle
336                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
337
338                                // DON'T just proceed, start looking again
339                                continue MAIN_LOOP;
340                        }
341
342                RUN_THREAD:
343                        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
344                        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
345                        /* paranoid */ verify( readyThread );
346
347                        // Reset io dirty bit
348                        this->io.dirty = false;
349
350                        // We found a thread run it
351                        __run_thread(this, readyThread);
352
353                        // Are we done?
354                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
355
356                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
357                                unsigned long long curr = rdtscl();
358                                if(curr > (last_tally + 500000000)) {
359                                        __tally_stats(this->cltr->stats, __cfaabi_tls.this_stats);
360                                        last_tally = curr;
361                                }
362                        #endif
363
364                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
365                                __cfa_io_flush( this );
366                        }
367
368                        ready_schedule_lock();
369                        __maybe_io_drain( this );
370                        ready_schedule_unlock();
371                        #endif
372                }
373
374                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
375        }
376
377        __cfa_io_stop( this );
378
379        post( this->terminated );
380
381        if(this == mainProcessor) {
382                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
383                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
384                // fake it
385                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
386        }
387
388        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
389}
390
391static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
392static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
393
394// KERNEL ONLY
395// runThread runs a thread by context switching
396// from the processor coroutine to the target thread
397static void __run_thread(processor * this, $thread * thrd_dst) {
398        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
399        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
400        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
401        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
402
403        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
404
405        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
406
407        // set state of processor coroutine to inactive
408        verify(proc_cor->state == Active);
409        proc_cor->state = Blocked;
410
411        // Actually run the thread
412        RUNNING:  while(true) {
413                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
414                thrd_dst->state = Active;
415
416                // Update global state
417                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
418
419                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
420                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
421                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
422                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
423                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
424                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ) || thrd_dst->curr_cor == proc_cor, "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst ); // add escape condition if we are setting up the processor
425                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->limit) || thrd_dst->curr_cor == proc_cor, "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_dst ); // add escape condition if we are setting up the processor
426                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
427
428
429
430                // set context switch to the thread that the processor is executing
431                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
432                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
433
434                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
435                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->limit), "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_dst );
436                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ), "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst );
437                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
438                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
439                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
440                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
441
442                // Reset global state
443                kernelTLS().this_thread = 0p;
444
445                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
446                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
447                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
448                // 4 - Preempted
449                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
450                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
451
452                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
453                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
454                        schedule_thread$( thrd_dst );
455                        break RUNNING;
456                }
457
458                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
459                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
460                        // finish the thread
461                        __thread_finish( thrd_dst );
462                        break RUNNING;
463                }
464
465                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
466                thrd_dst->state = Blocked;
467
468                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
469                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
470                switch(old_ticket) {
471                        case TICKET_RUNNING:
472                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
473                                break RUNNING;
474                        case TICKET_UNBLOCK:
475                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
476                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
477                                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
478                                #endif
479                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
480                                // In this case, just run it again.
481                                continue RUNNING;
482                        default:
483                                // This makes no sense, something is wrong abort
484                                abort();
485                }
486        }
487
488        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
489        proc_cor->state = Active;
490
491        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
492
493        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
494                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
495                __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
496        #endif
497
498        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
499}
500
501// KERNEL_ONLY
502void returnToKernel() {
503        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
504        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
505        $thread * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
506
507        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
508
509        // Run the thread on this processor
510        {
511                int local_errno = *__volatile_errno();
512                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
513                        __x87_store;
514                #endif
515                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
516                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
517                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
518                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
519                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
520                        __x87_load;
521                #endif
522                *__volatile_errno() = local_errno;
523        }
524
525        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
526                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
527                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
528                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
529                }
530        #endif
531
532        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
533        /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_src->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_src->curr_cor)->base ), "ERROR : Returning $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_src );
534        /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_src->context.SP) > ((uintptr_t)__get_stack(thrd_src->curr_cor)->limit), "ERROR : Returning $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too large.\n", thrd_src );
535}
536
537//-----------------------------------------------------------------------------
538// Scheduler routines
539// KERNEL ONLY
540static void __schedule_thread( $thread * thrd ) {
541        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
542        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
543        /* paranoid */ verify( thrd );
544        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
545        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
546        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
547        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
548                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
549        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
550                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
551        /* paranoid */ #endif
552        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
553        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
554
555
556        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
557
558        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
559        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
560        __STATS(bool outside = thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
561
562        // push the thread to the cluster ready-queue
563        push( cl, thrd );
564
565        // variable thrd is no longer safe to use
566        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
567
568        // wake the cluster using the save variable.
569        __wake_one( cl );
570
571        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
572                if( kernelTLS().this_stats ) {
573                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
574                        if(outside) {
575                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
576                        }
577                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", kernelTLS().this_processor );
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                        __push_stat( cl->stats, cl->stats->ready.threads.threads, true, "Cluster", cl );
583                }
584        #endif
585
586        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
587        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
588}
589
590void schedule_thread$( $thread * thrd ) {
591        ready_schedule_lock();
592                __schedule_thread( thrd );
593        ready_schedule_unlock();
594}
595
596// KERNEL ONLY
597static inline $thread * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
598        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
599
600        ready_schedule_lock();
601                $thread * thrd = pop_fast( this );
602        ready_schedule_unlock();
603
604        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
605        return thrd;
606}
607
608// KERNEL ONLY
609static inline $thread * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
610        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
611
612        ready_schedule_lock();
613                $thread * thrd;
614                for(25) {
615                        thrd = pop_slow( this );
616                        if(thrd) goto RET;
617                }
618                thrd = pop_search( this );
619
620                RET:
621        ready_schedule_unlock();
622
623        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
624        return thrd;
625}
626
627static inline bool __must_unpark( $thread * thrd ) {
628        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
629        switch(old_ticket) {
630                case TICKET_RUNNING:
631                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
632                        return false;
633                case TICKET_BLOCKED:
634                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
635                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
636                        return true;
637                default:
638                        // This makes no sense, something is wrong abort
639                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
640        }
641}
642
643void __kernel_unpark( $thread * thrd ) {
644        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
645        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
646
647        if( !thrd ) return;
648
649        if(__must_unpark(thrd)) {
650                // Wake lost the race,
651                __schedule_thread( thrd );
652        }
653
654        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
655        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
656}
657
658void unpark( $thread * thrd ) {
659        if( !thrd ) return;
660
661        if(__must_unpark(thrd)) {
662                disable_interrupts();
663                        // Wake lost the race,
664                        schedule_thread$( thrd );
665                enable_interrupts(false);
666        }
667}
668
669void park( void ) {
670        __disable_interrupts_checked();
671                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
672                returnToKernel();
673        __enable_interrupts_checked();
674
675}
676
677extern "C" {
678        // Leave the thread monitor
679        // last routine called by a thread.
680        // Should never return
681        void __cfactx_thrd_leave() {
682                $thread * thrd = active_thread();
683                $monitor * this = &thrd->self_mon;
684
685                // Lock the monitor now
686                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
687
688                disable_interrupts();
689
690                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
691                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
692                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
693                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
694                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
695                /* 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 );
696                /* 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 );
697
698                thrd->state = Halting;
699                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
700                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
701                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
702
703                // Leave the thread
704                returnToKernel();
705
706                // Control flow should never reach here!
707                abort();
708        }
709}
710
711// KERNEL ONLY
712bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
713        __disable_interrupts_checked();
714                $thread * thrd = kernelTLS().this_thread;
715                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
716
717                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
718                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
719                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
720                // If that is the case, abandon the preemption.
721                bool preempted = false;
722                if(thrd->link.next == 0p) {
723                        preempted = true;
724                        thrd->preempted = reason;
725                        returnToKernel();
726                }
727        __enable_interrupts_checked( false );
728        return preempted;
729}
730
731//=============================================================================================
732// Kernel Idle Sleep
733//=============================================================================================
734// Wake a thread from the front if there are any
735static void __wake_one(cluster * this) {
736        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
737        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
738
739        // Check if there is a sleeping processor
740        processor * p;
741        unsigned idle;
742        unsigned total;
743        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
744
745        // If no one is sleeping, we are done
746        if( idle == 0 ) return;
747
748        // We found a processor, wake it up
749        eventfd_t val;
750        val = 1;
751        eventfd_write( p->idle, val );
752
753        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
754                if( kernelTLS().this_stats ) {
755                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
756                }
757                else {
758                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
759                }
760        #endif
761
762        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
763        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
764
765        return;
766}
767
768// Unconditionnaly wake a thread
769void __wake_proc(processor * this) {
770        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
771
772        __disable_interrupts_checked();
773                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
774                eventfd_t val;
775                val = 1;
776                eventfd_write( this->idle, val );
777        __enable_interrupts_checked();
778}
779
780static void mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
781        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
782        lock( this );
783                this.idle++;
784                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
785                remove(proc);
786                insert_first(this.idles, proc);
787        unlock( this );
788        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
789}
790
791static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
792        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
793        lock( this );
794                this.idle--;
795                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
796                remove(proc);
797                insert_last(this.actives, proc);
798        unlock( this );
799        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
800}
801
802static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
803        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
804        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
805
806        for() {
807                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
808                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
809                unsigned idle    = this.idle;
810                unsigned total   = this.total;
811                processor * proc = &this.idles`first;
812                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
813                asm volatile("": : :"memory");
814                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
815                return [idle, total, proc];
816        }
817
818        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
819        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
820}
821
822//=============================================================================================
823// Unexpected Terminating logic
824//=============================================================================================
825void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
826        $thread * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
827
828        if(thrd) {
829                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
830                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
831
832                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
833                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
834                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
835                }
836                else {
837                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
838                }
839        }
840        else {
841                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
842                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
843        }
844}
845
846int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
847        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
848}
849
850static __spinlock_t kernel_debug_lock;
851
852extern "C" {
853        void __cfaabi_bits_acquire() {
854                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
855        }
856
857        void __cfaabi_bits_release() {
858                unlock( kernel_debug_lock );
859        }
860}
861
862//=============================================================================================
863// Kernel Utilities
864//=============================================================================================
865#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
866#include "io/types.hfa"
867#endif
868
869static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
870        bool ret = false;
871        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
872                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
873
874                // Check if we should drain the queue
875                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
876                unsigned head = *ctx->cq.head;
877                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
878                if(head == tail) return false;
879                ready_schedule_lock();
880                ret = __cfa_io_drain( proc );
881                ready_schedule_unlock();
882        #endif
883        return ret;
884}
885
886//-----------------------------------------------------------------------------
887// Debug
888__cfaabi_dbg_debug_do(
889        extern "C" {
890                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
891                        this.prev_name = prev_name;
892                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
893                }
894        }
895)
896
897//-----------------------------------------------------------------------------
898// Debug
899bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
900        return true;
901}
902
903//-----------------------------------------------------------------------------
904// Statistics
905#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
906        void print_halts( processor & this ) {
907                this.print_halts = true;
908        }
909
910        static void crawl_list( cluster * cltr, dlist(processor, processor) & list, unsigned count ) {
911                /* paranoid */ verify( cltr->stats );
912
913                processor * it = &list`first;
914                for(unsigned i = 0; i < count; i++) {
915                        /* paranoid */ verifyf( it, "Unexpected null iterator, at index %u of %u\n", i, count);
916                        /* paranoid */ verify( it->local_data->this_stats );
917                        __tally_stats( cltr->stats, it->local_data->this_stats );
918                        it = &(*it)`next;
919                }
920        }
921
922        void crawl_cluster_stats( cluster & this ) {
923                // Stop the world, otherwise stats could get really messed-up
924                // this doesn't solve all problems but does solve many
925                // so it's probably good enough
926                uint_fast32_t last_size = ready_mutate_lock();
927
928                        crawl_list(&this, this.procs.actives, this.procs.total - this.procs.idle);
929                        crawl_list(&this, this.procs.idles  , this.procs.idle );
930
931                // Unlock the RWlock
932                ready_mutate_unlock( last_size );
933        }
934
935
936        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
937                crawl_cluster_stats( this );
938                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
939        }
940#endif
941// Local Variables: //
942// mode: c //
943// tab-width: 4 //
944// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.