source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ 89eff25

arm-ehjacob/cs343-translationnew-ast-unique-expr
Last change on this file since 89eff25 was 89eff25, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 6 months ago

Some changes to stats and added back preferred

  • Property mode set to 100644
File size: 29.0 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 void __run_thread(processor * this, $thread * dst);
118static void __wake_one(cluster * cltr);
119
120static void mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
121static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
122static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list idles );
123
124extern void __cfa_io_start( processor * );
125extern bool __cfa_io_drain( processor * );
126extern void __cfa_io_flush( processor * );
127extern void __cfa_io_stop ( processor * );
128static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
129
130extern void __disable_interrupts_hard();
131extern void __enable_interrupts_hard();
132
133//=============================================================================================
134// Kernel Scheduling logic
135//=============================================================================================
136//Main of the processor contexts
137void main(processorCtx_t & runner) {
138        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
139        // Do it here
140        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
141        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
142        __tls_rand_advance_bck();
143
144        processor * this = runner.proc;
145        verify(this);
146
147        __cfa_io_start( this );
148
149        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
150        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
151                if( this->print_halts ) {
152                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->id, this->name, (void*)this);
153                }
154        #endif
155
156        {
157                // Setup preemption data
158                preemption_scope scope = { this };
159
160                __STATS( unsigned long long last_tally = rdtscl(); )
161
162                // if we need to run some special setup, now is the time to do it.
163                if(this->init.thrd) {
164                        this->init.thrd->curr_cluster = this->cltr;
165                        __run_thread(this, this->init.thrd);
166                }
167
168                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p started\n", this);
169
170                $thread * readyThread = 0p;
171                MAIN_LOOP:
172                for() {
173                        // Check if there is pending io
174                        __maybe_io_drain( this );
175
176                        // Try to get the next thread
177                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
178
179                        if( !readyThread ) {
180                                __cfa_io_flush( this );
181                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
182                        }
183
184                        HALT:
185                        if( !readyThread ) {
186                                // Don't block if we are done
187                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
188
189                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
190                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
191                                #endif
192
193                                // Push self to idle stack
194                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
195
196                                // Confirm the ready-queue is empty
197                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
198                                if( readyThread ) {
199                                        // A thread was found, cancel the halt
200                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
201
202                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
203                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
204                                        #endif
205
206                                        // continue the mai loop
207                                        break HALT;
208                                }
209
210                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
211                                        if(this->print_halts) {
212                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->id, rdtscl());
213                                        }
214                                #endif
215
216                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
217
218                                __disable_interrupts_hard();
219                                eventfd_t val;
220                                eventfd_read( this->idle, &val );
221                                __enable_interrupts_hard();
222
223                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
224                                        if(this->print_halts) {
225                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->id, rdtscl());
226                                        }
227                                #endif
228
229                                // We were woken up, remove self from idle
230                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
231
232                                // DON'T just proceed, start looking again
233                                continue MAIN_LOOP;
234                        }
235
236                        /* paranoid */ verify( readyThread );
237
238                        // Reset io dirty bit
239                        this->io.dirty = false;
240
241                        // We found a thread run it
242                        __run_thread(this, readyThread);
243
244                        // Are we done?
245                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
246
247                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
248                                unsigned long long curr = rdtscl();
249                                if(curr > (last_tally + 500000000)) {
250                                        __tally_stats(this->cltr->stats, __cfaabi_tls.this_stats);
251                                        last_tally = curr;
252                                }
253                        #endif
254
255                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
256                                __cfa_io_flush( this );
257                        }
258
259                //      SEARCH: {
260                //              /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
261                //              /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
262
263                //              // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
264
265                //              // Try to get the next thread
266                //              ready_schedule_lock();
267                //              readyThread = pop_fast( this->cltr );
268                //              ready_schedule_unlock();
269                //              if(readyThread) {  break SEARCH; }
270
271                //              // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
272                //              if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
273
274                //              // Spin a little on I/O, just in case
275                //              for(25) {
276                //                      __maybe_io_drain( this );
277                //                      ready_schedule_lock();
278                //                      readyThread = pop_fast( this->cltr );
279                //                      ready_schedule_unlock();
280                //                      if(readyThread) {  break SEARCH; }
281                //              }
282
283                //              // no luck, try stealing a few times
284                //              for(25) {
285                //                      if( __maybe_io_drain( this ) ) {
286                //                              ready_schedule_lock();
287                //                              readyThread = pop_fast( this->cltr );
288                //                      } else {
289                //                              ready_schedule_lock();
290                //                              readyThread = pop_slow( this->cltr );
291                //                      }
292                //                      ready_schedule_unlock();
293                //                      if(readyThread) {  break SEARCH; }
294                //              }
295
296                //              // still no luck, search for a thread
297                //              ready_schedule_lock();
298                //              readyThread = pop_search( this->cltr );
299                //              ready_schedule_unlock();
300                //              if(readyThread) { break SEARCH; }
301
302                //              // Don't block if we are done
303                //              if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
304
305                //              __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
306
307                //              // Push self to idle stack
308                //              mark_idle(this->cltr->procs, * this);
309
310                //              // Confirm the ready-queue is empty
311                //              __maybe_io_drain( this );
312                //              ready_schedule_lock();
313                //              readyThread = pop_search( this->cltr );
314                //              ready_schedule_unlock();
315
316                //              if( readyThread ) {
317                //                      // A thread was found, cancel the halt
318                //                      mark_awake(this->cltr->procs, * this);
319
320                //                      __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
321
322                //                      // continue the main loop
323                //                      break SEARCH;
324                //              }
325
326                //              __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->id, rdtscl()); )
327                //              __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
328
329                //              // __disable_interrupts_hard();
330                //              eventfd_t val;
331                //              eventfd_read( this->idle, &val );
332                //              // __enable_interrupts_hard();
333
334                //              __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->id, rdtscl()); )
335
336                //              // We were woken up, remove self from idle
337                //              mark_awake(this->cltr->procs, * this);
338
339                //              // DON'T just proceed, start looking again
340                //              continue MAIN_LOOP;
341                //      }
342
343                // RUN_THREAD:
344                //      /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
345                //      /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
346                //      /* paranoid */ verify( readyThread );
347
348                //      // Reset io dirty bit
349                //      this->io.dirty = false;
350
351                //      // We found a thread run it
352                //      __run_thread(this, readyThread);
353
354                //      // Are we done?
355                //      if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
356
357                //      #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
358                //              unsigned long long curr = rdtscl();
359                //              if(curr > (last_tally + 500000000)) {
360                //                      __tally_stats(this->cltr->stats, __cfaabi_tls.this_stats);
361                //                      last_tally = curr;
362                //              }
363                //      #endif
364
365                //      if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
366                //              __cfa_io_flush( this );
367                //      }
368
369                //      // Check if there is pending io
370                //      __maybe_io_drain( this );
371                }
372
373                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
374        }
375
376        __cfa_io_stop( this );
377
378        post( this->terminated );
379
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
540void __schedule_thread( $thread * thrd ) {
541        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
542        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
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        ready_schedule_lock();
563                // push the thread to the cluster ready-queue
564                push( cl, thrd );
565
566                // variable thrd is no longer safe to use
567
568                // wake the cluster using the save variable.
569                __wake_one( cl );
570        ready_schedule_unlock();
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                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", kernelTLS().this_processor );
579                }
580                else {
581                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
582                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
583                        __push_stat( cl->stats, cl->stats->ready.threads.threads, true, "Cluster", cl );
584                }
585        #endif
586
587        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
588}
589
590// KERNEL ONLY
591static inline $thread * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
592        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
593        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
594
595        ready_schedule_lock();
596                $thread * thrd = pop_fast( this );
597        ready_schedule_unlock();
598
599        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
600        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
601        return thrd;
602}
603
604// KERNEL ONLY
605static inline $thread * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
606        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
607        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
608
609        ready_schedule_lock();
610                $thread * thrd;
611                for(25) {
612                        thrd = pop_slow( this );
613                        if(thrd) goto RET;
614                }
615                thrd = pop_search( this );
616
617                RET:
618        ready_schedule_unlock();
619
620        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
621        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
622        return thrd;
623}
624
625void unpark( $thread * thrd ) {
626        if( !thrd ) return;
627
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                        break;
633                case TICKET_BLOCKED:
634                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
635                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
636
637                        {
638                                /* paranoid */ verify( publicTLS_get(this_proc_id) );
639                                disable_interrupts();
640
641                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
642
643                                // Wake lost the race,
644                                __schedule_thread( thrd );
645
646                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
647
648                                enable_interrupts_noPoll();
649                                /* paranoid */ verify( publicTLS_get(this_proc_id) );
650                        }
651
652                        break;
653                default:
654                        // This makes no sense, something is wrong abort
655                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
656        }
657}
658
659void park( void ) {
660        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
661        disable_interrupts();
662        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
663        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
664
665        returnToKernel();
666
667        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
668        enable_interrupts( __cfaabi_dbg_ctx );
669        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
670
671}
672
673extern "C" {
674        // Leave the thread monitor
675        // last routine called by a thread.
676        // Should never return
677        void __cfactx_thrd_leave() {
678                $thread * thrd = active_thread();
679                $monitor * this = &thrd->self_mon;
680
681                // Lock the monitor now
682                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
683
684                disable_interrupts();
685
686                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
687                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
688                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
689                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
690                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
691                /* 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 );
692                /* 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 );
693
694                thrd->state = Halting;
695                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
696                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
697                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
698
699                // Leave the thread
700                returnToKernel();
701
702                // Control flow should never reach here!
703                abort();
704        }
705}
706
707// KERNEL ONLY
708bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
709        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
710        disable_interrupts();
711        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
712
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
727        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
728        enable_interrupts_noPoll();
729        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
730
731        return preempted;
732}
733
734//=============================================================================================
735// Kernel Idle Sleep
736//=============================================================================================
737// Wake a thread from the front if there are any
738static void __wake_one(cluster * this) {
739        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
740        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
741
742        // Check if there is a sleeping processor
743        processor * p;
744        unsigned idle;
745        unsigned total;
746        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
747
748        // If no one is sleeping, we are done
749        if( idle == 0 ) return;
750
751        // We found a processor, wake it up
752        eventfd_t val;
753        val = 1;
754        eventfd_write( p->idle, val );
755
756        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
757                if( kernelTLS().this_stats ) {
758                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
759                }
760                else {
761                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
762                }
763        #endif
764
765        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
766        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
767
768        return;
769}
770
771// Unconditionnaly wake a thread
772void __wake_proc(processor * this) {
773        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
774
775        disable_interrupts();
776                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
777                eventfd_t val;
778                val = 1;
779                eventfd_write( this->idle, val );
780        enable_interrupts( __cfaabi_dbg_ctx );
781}
782
783static void mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
784        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
785        lock( this );
786                this.idle++;
787                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
788                remove(proc);
789                insert_first(this.idles, proc);
790        unlock( this );
791        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
792}
793
794static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
795        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
796        lock( this );
797                this.idle--;
798                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
799                remove(proc);
800                insert_last(this.actives, proc);
801        unlock( this );
802        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
803}
804
805static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
806        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
807        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
808
809        for() {
810                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
811                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
812                unsigned idle    = this.idle;
813                unsigned total   = this.total;
814                processor * proc = &this.idles`first;
815                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
816                asm volatile("": : :"memory");
817                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
818                return [idle, total, proc];
819        }
820
821        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
822        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
823}
824
825//=============================================================================================
826// Unexpected Terminating logic
827//=============================================================================================
828void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
829        $thread * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
830
831        if(thrd) {
832                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
833                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
834
835                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
836                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
837                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
838                }
839                else {
840                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
841                }
842        }
843        else {
844                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
845                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
846        }
847}
848
849int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
850        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
851}
852
853static __spinlock_t kernel_debug_lock;
854
855extern "C" {
856        void __cfaabi_bits_acquire() {
857                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
858        }
859
860        void __cfaabi_bits_release() {
861                unlock( kernel_debug_lock );
862        }
863}
864
865//=============================================================================================
866// Kernel Utilities
867//=============================================================================================
868#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
869#include "io/types.hfa"
870#endif
871
872static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
873        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
874                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
875
876                // Check if we should drain the queue
877                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
878                unsigned head = *ctx->cq.head;
879                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
880                if(head == tail) return false;
881                return __cfa_io_drain( proc );
882        #endif
883}
884
885//-----------------------------------------------------------------------------
886// Debug
887__cfaabi_dbg_debug_do(
888        extern "C" {
889                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
890                        this.prev_name = prev_name;
891                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
892                }
893        }
894)
895
896//-----------------------------------------------------------------------------
897// Debug
898bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
899        return true;
900}
901
902//-----------------------------------------------------------------------------
903// Statistics
904#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
905        void print_halts( processor & this ) {
906                this.print_halts = true;
907        }
908
909        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
910                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
911        }
912#endif
913// Local Variables: //
914// mode: c //
915// tab-width: 4 //
916// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.