source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ c86ee4c

enumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since c86ee4c was c86ee4c, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 15 months ago

Merge branch 'master' of plg.uwaterloo.ca:software/cfa/cfa-cc

  • Property mode set to 100644
File size: 29.6 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2016 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// kernel.c --
8//
9// Author           : Thierry Delisle
10// Created On       : Tue Jan 17 12:27:26 2017
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Mon Aug 31 07:08:20 2020
13// Update Count     : 71
14//
15
16#define __cforall_thread__
17#define _GNU_SOURCE
18
19// #define __CFA_DEBUG_PRINT_RUNTIME_CORE__
20
21//C Includes
22#include <errno.h>
23#include <stdio.h>
24#include <signal.h>
25#include <unistd.h>
26extern "C" {
27        #include <sys/eventfd.h>
28}
29
30//CFA Includes
31#include "kernel_private.hfa"
32#include "preemption.hfa"
33
34//Private includes
35#define __CFA_INVOKE_PRIVATE__
36#include "invoke.h"
37
38#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
39        #define __STATS( ...) __VA_ARGS__
40#else
41        #define __STATS( ...)
42#endif
43
44//-----------------------------------------------------------------------------
45// Some assembly required
46#if defined( __i386 )
47        // mxcr : SSE Status and Control bits (control bits are preserved across function calls)
48        // fcw  : X87 FPU control word (preserved across function calls)
49        #define __x87_store         \
50                uint32_t __mxcr;      \
51                uint16_t __fcw;       \
52                __asm__ volatile (    \
53                        "stmxcsr %0\n"  \
54                        "fnstcw  %1\n"  \
55                        : "=m" (__mxcr),\
56                                "=m" (__fcw)  \
57                )
58
59        #define __x87_load         \
60                __asm__ volatile (   \
61                        "fldcw  %1\n"  \
62                        "ldmxcsr %0\n" \
63                        ::"m" (__mxcr),\
64                                "m" (__fcw)  \
65                )
66
67#elif defined( __x86_64 )
68        #define __x87_store         \
69                uint32_t __mxcr;      \
70                uint16_t __fcw;       \
71                __asm__ volatile (    \
72                        "stmxcsr %0\n"  \
73                        "fnstcw  %1\n"  \
74                        : "=m" (__mxcr),\
75                                "=m" (__fcw)  \
76                )
77
78        #define __x87_load          \
79                __asm__ volatile (    \
80                        "fldcw  %1\n"   \
81                        "ldmxcsr %0\n"  \
82                        :: "m" (__mxcr),\
83                                "m" (__fcw)  \
84                )
85
86#elif defined( __arm__ )
87        #define __x87_store
88        #define __x87_load
89
90#elif defined( __aarch64__ )
91        #define __x87_store              \
92                uint32_t __fpcntl[2];    \
93                __asm__ volatile (    \
94                        "mrs x9, FPCR\n" \
95                        "mrs x10, FPSR\n"  \
96                        "stp x9, x10, %0\n"  \
97                        : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
98                )
99
100        #define __x87_load         \
101                __asm__ volatile (    \
102                        "ldp x9, x10, %0\n"  \
103                        "msr FPSR, x10\n"  \
104                        "msr FPCR, x9\n" \
105                : "=m" (__fpcntl) : : "x9", "x10" \
106                )
107
108#else
109        #error unsupported hardware architecture
110#endif
111
112extern thread$ * mainThread;
113extern processor * mainProcessor;
114
115//-----------------------------------------------------------------------------
116// Kernel Scheduling logic
117static thread$ * __next_thread(cluster * this);
118static thread$ * __next_thread_slow(cluster * this);
119static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) __attribute((nonnull(1)));
120static void __run_thread(processor * this, thread$ * dst);
121static void __wake_one(cluster * cltr);
122
123static void mark_idle (__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
124static void mark_awake(__cluster_proc_list & idles, processor & proc);
125static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list idles );
126
127extern void __cfa_io_start( processor * );
128extern bool __cfa_io_drain( processor * );
129extern void __cfa_io_flush( processor * );
130extern void __cfa_io_stop ( processor * );
131static inline bool __maybe_io_drain( processor * );
132
133extern void __disable_interrupts_hard();
134extern void __enable_interrupts_hard();
135
136static inline void __disable_interrupts_checked() {
137        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
138        disable_interrupts();
139        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
140}
141
142static inline void __enable_interrupts_checked( bool poll = true ) {
143        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
144        enable_interrupts( poll );
145        /* paranoid */ verify( __preemption_enabled() );
146}
147
148//=============================================================================================
149// Kernel Scheduling logic
150//=============================================================================================
151//Main of the processor contexts
152void main(processorCtx_t & runner) {
153        // Because of a bug, we couldn't initialized the seed on construction
154        // Do it here
155        __cfaabi_tls.rand_seed ^= rdtscl();
156        __cfaabi_tls.ready_rng.fwd_seed = 25214903917_l64u * (rdtscl() ^ (uintptr_t)&runner);
157        __tls_rand_advance_bck();
158
159        processor * this = runner.proc;
160        verify(this);
161
162        __cfa_io_start( this );
163
164        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p starting\n", this);
165        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
166                if( this->print_halts ) {
167                        __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "Processor : %d - %s (%p)\n", this->unique_id, this->name, (void*)this);
168                }
169        #endif
170
171        {
172                // Setup preemption data
173                preemption_scope scope = { this };
174
175                // if we need to run some special setup, now is the time to do it.
176                if(this->init.thrd) {
177                        this->init.thrd->curr_cluster = this->cltr;
178                        __run_thread(this, this->init.thrd);
179                }
180
181                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p started\n", this);
182
183                thread$ * readyThread = 0p;
184                MAIN_LOOP:
185                for() {
186                        #define OLD_MAIN 1
187                        #if OLD_MAIN
188                        // Check if there is pending io
189                        __maybe_io_drain( this );
190
191                        // Try to get the next thread
192                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
193
194                        if( !readyThread ) {
195                                __cfa_io_flush( this );
196                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
197                        }
198
199                        HALT:
200                        if( !readyThread ) {
201                                // Don't block if we are done
202                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
203
204                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
205                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
206                                #endif
207
208                                // Push self to idle stack
209                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
210
211                                // Confirm the ready-queue is empty
212                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
213                                if( readyThread ) {
214                                        // A thread was found, cancel the halt
215                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
216
217                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
218                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
219                                        #endif
220
221                                        // continue the mai loop
222                                        break HALT;
223                                }
224
225                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
226                                        if(this->print_halts) {
227                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
228                                        }
229                                #endif
230
231                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
232
233                                __disable_interrupts_hard();
234                                eventfd_t val;
235                                eventfd_read( this->idle, &val );
236                                __enable_interrupts_hard();
237
238                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
239                                        if(this->print_halts) {
240                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
241                                        }
242                                #endif
243
244                                // We were woken up, remove self from idle
245                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
246
247                                // DON'T just proceed, start looking again
248                                continue MAIN_LOOP;
249                        }
250
251                        /* paranoid */ verify( readyThread );
252
253                        // Reset io dirty bit
254                        this->io.dirty = false;
255
256                        // We found a thread run it
257                        __run_thread(this, readyThread);
258
259                        // Are we done?
260                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
261
262                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
263                                __cfa_io_flush( this );
264                        }
265
266                        #else
267                                #warning new kernel loop
268                        SEARCH: {
269                                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
270
271                                // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
272                                ready_schedule_lock();
273
274                                // Try to get the next thread
275                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
276                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
277
278                                // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
279                                if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
280
281                                // Spin a little on I/O, just in case
282                                for(5) {
283                                        __maybe_io_drain( this );
284                                        readyThread = pop_fast( this->cltr );
285                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
286                                }
287
288                                // no luck, try stealing a few times
289                                for(5) {
290                                        if( __maybe_io_drain( this ) ) {
291                                                readyThread = pop_fast( this->cltr );
292                                        } else {
293                                                readyThread = pop_slow( this->cltr );
294                                        }
295                                        if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); break SEARCH; }
296                                }
297
298                                // still no luck, search for a thread
299                                readyThread = pop_search( this->cltr );
300                                if(readyThread) { ready_schedule_unlock(); 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                                ready_schedule_unlock();
309                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
310                                ready_schedule_lock();
311
312                                // Confirm the ready-queue is empty
313                                __maybe_io_drain( this );
314                                readyThread = pop_search( this->cltr );
315                                ready_schedule_unlock();
316
317                                if( readyThread ) {
318                                        // A thread was found, cancel the halt
319                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
320
321                                        __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
322
323                                        // continue the main loop
324                                        break SEARCH;
325                                }
326
327                                        __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl()); )
328                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
329
330                                // __disable_interrupts_hard();
331                                eventfd_t val;
332                                eventfd_read( this->idle, &val );
333                                // __enable_interrupts_hard();
334
335                                        __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl()); )
336
337                                // We were woken up, remove self from idle
338                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
339
340                                // DON'T just proceed, start looking again
341                                continue MAIN_LOOP;
342                        }
343
344                RUN_THREAD:
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(this->io.pending && !this->io.dirty) {
358                                __cfa_io_flush( this );
359                        }
360
361                        ready_schedule_lock();
362                        __maybe_io_drain( this );
363                        ready_schedule_unlock();
364                        #endif
365                }
366
367                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
368        }
369
370        __cfa_io_stop( this );
371
372        post( this->terminated );
373
374        if(this == mainProcessor) {
375                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
376                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
377                // fake it
378                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
379        }
380
381        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
382}
383
384static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
385static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
386
387// KERNEL ONLY
388// runThread runs a thread by context switching
389// from the processor coroutine to the target thread
390static void __run_thread(processor * this, thread$ * thrd_dst) {
391        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
392        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
393        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
394        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
395
396        int curr = __kernel_getcpu();
397        if(thrd_dst->last_cpu != curr) {
398                int64_t l = thrd_dst->last_cpu;
399                int64_t c = curr;
400                int64_t v = (l << 32) | c;
401                __push_stat( __tls_stats(), v, false, "Processor", this );
402        }
403
404        thrd_dst->last_cpu = curr;
405
406        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
407
408        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
409
410        // set state of processor coroutine to inactive
411        verify(proc_cor->state == Active);
412        proc_cor->state = Blocked;
413
414        // Actually run the thread
415        RUNNING:  while(true) {
416                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
417                thrd_dst->state = Active;
418
419                // Update global state
420                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
421
422                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
423                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
424                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
425                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
426                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
427                /* 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
428                /* 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
429                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
430
431
432
433                // set context switch to the thread that the processor is executing
434                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
435                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
436
437
438
439                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
440                /* 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 );
441                /* 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 );
442                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
443                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
444                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
445                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
446
447                // Reset global state
448                kernelTLS().this_thread = 0p;
449
450                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
451                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
452                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
453                // 4 - Preempted
454                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
455                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
456
457                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
458                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
459                        schedule_thread$( thrd_dst );
460                        break RUNNING;
461                }
462
463                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
464                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
465                        // finish the thread
466                        __thread_finish( thrd_dst );
467                        break RUNNING;
468                }
469
470                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
471                thrd_dst->state = Blocked;
472
473                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
474                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
475                switch(old_ticket) {
476                        case TICKET_RUNNING:
477                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
478                                break RUNNING;
479                        case TICKET_UNBLOCK:
480                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
481                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
482                                #endif
483                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
484                                // In this case, just run it again.
485                                continue RUNNING;
486                        default:
487                                // This makes no sense, something is wrong abort
488                                abort();
489                }
490        }
491
492        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
493        proc_cor->state = Active;
494
495        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
496
497        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
498                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
499        #endif
500
501        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
502}
503
504// KERNEL_ONLY
505void returnToKernel() {
506        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
507        coroutine$ * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
508        thread$ * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
509
510        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
511
512        // Run the thread on this processor
513        {
514                int local_errno = *__volatile_errno();
515                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
516                        __x87_store;
517                #endif
518                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
519                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
520                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
521                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
522                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
523                        __x87_load;
524                #endif
525                *__volatile_errno() = local_errno;
526        }
527
528        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
529                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
530                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
531                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
532                }
533        #endif
534
535        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
536        /* 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 );
537        /* 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 );
538}
539
540//-----------------------------------------------------------------------------
541// Scheduler routines
542// KERNEL ONLY
543static void __schedule_thread( thread$ * thrd ) {
544        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
545        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
546        /* paranoid */ verify( thrd );
547        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
548        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
549        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
550        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
551                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
552        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
553                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
554        /* paranoid */ #endif
555        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
556        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
557
558        const bool local = thrd->state != Start;
559        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
560
561        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
562        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
563        __STATS(bool outside = thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
564
565        // push the thread to the cluster ready-queue
566        push( cl, thrd, local );
567
568        // variable thrd is no longer safe to use
569        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
570
571        // wake the cluster using the save variable.
572        __wake_one( cl );
573
574        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
575                if( kernelTLS().this_stats ) {
576                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
577                        if(outside) {
578                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
579                        }
580                }
581                else {
582                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
583                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
584                }
585        #endif
586
587        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
588        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
589}
590
591void schedule_thread$( thread$ * thrd ) {
592        ready_schedule_lock();
593                __schedule_thread( thrd );
594        ready_schedule_unlock();
595}
596
597// KERNEL ONLY
598static inline thread$ * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
599        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
600
601        ready_schedule_lock();
602                thread$ * thrd = pop_fast( this );
603        ready_schedule_unlock();
604
605        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
606        return thrd;
607}
608
609// KERNEL ONLY
610static inline thread$ * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
611        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
612
613        ready_schedule_lock();
614                thread$ * thrd;
615                for(25) {
616                        thrd = pop_slow( this );
617                        if(thrd) goto RET;
618                }
619                thrd = pop_search( this );
620
621                RET:
622        ready_schedule_unlock();
623
624        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
625        return thrd;
626}
627
628static inline bool __must_unpark( thread$ * thrd ) {
629        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
630        switch(old_ticket) {
631                case TICKET_RUNNING:
632                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
633                        return false;
634                case TICKET_BLOCKED:
635                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
636                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
637                        return true;
638                default:
639                        // This makes no sense, something is wrong abort
640                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
641        }
642}
643
644void __kernel_unpark( thread$ * thrd ) {
645        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
646        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
647
648        if( !thrd ) return;
649
650        if(__must_unpark(thrd)) {
651                // Wake lost the race,
652                __schedule_thread( thrd );
653        }
654
655        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
656        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
657}
658
659void unpark( thread$ * thrd ) {
660        if( !thrd ) return;
661
662        if(__must_unpark(thrd)) {
663                disable_interrupts();
664                        // Wake lost the race,
665                        schedule_thread$( thrd );
666                enable_interrupts(false);
667        }
668}
669
670void park( void ) {
671        __disable_interrupts_checked();
672                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
673                returnToKernel();
674        __enable_interrupts_checked();
675
676}
677
678extern "C" {
679        // Leave the thread monitor
680        // last routine called by a thread.
681        // Should never return
682        void __cfactx_thrd_leave() {
683                thread$ * thrd = active_thread();
684                monitor$ * this = &thrd->self_mon;
685
686                // Lock the monitor now
687                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
688
689                disable_interrupts();
690
691                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
692                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
693                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
694                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
695                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
696                /* 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 );
697                /* 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 );
698
699                thrd->state = Halting;
700                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
701                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
702                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
703
704                // Leave the thread
705                returnToKernel();
706
707                // Control flow should never reach here!
708                abort();
709        }
710}
711
712// KERNEL ONLY
713bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
714        __disable_interrupts_checked();
715                thread$ * thrd = kernelTLS().this_thread;
716                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
717
718                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
719                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
720                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
721                // If that is the case, abandon the preemption.
722                bool preempted = false;
723                if(thrd->link.next == 0p) {
724                        preempted = true;
725                        thrd->preempted = reason;
726                        returnToKernel();
727                }
728        __enable_interrupts_checked( false );
729        return preempted;
730}
731
732//=============================================================================================
733// Kernel Idle Sleep
734//=============================================================================================
735// Wake a thread from the front if there are any
736static void __wake_one(cluster * this) {
737        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
738        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
739
740        // Check if there is a sleeping processor
741        processor * p;
742        unsigned idle;
743        unsigned total;
744        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
745
746        // If no one is sleeping, we are done
747        if( idle == 0 ) return;
748
749        // We found a processor, wake it up
750        eventfd_t val;
751        val = 1;
752        eventfd_write( p->idle, val );
753
754        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
755                if( kernelTLS().this_stats ) {
756                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
757                }
758                else {
759                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
760                }
761        #endif
762
763        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
764        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
765
766        return;
767}
768
769// Unconditionnaly wake a thread
770void __wake_proc(processor * this) {
771        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
772
773        __disable_interrupts_checked();
774                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
775                eventfd_t val;
776                val = 1;
777                eventfd_write( this->idle, val );
778        __enable_interrupts_checked();
779}
780
781static void mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
782        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
783        lock( this );
784                this.idle++;
785                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
786                remove(proc);
787                insert_first(this.idles, proc);
788        unlock( this );
789        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
790}
791
792static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
793        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
794        lock( this );
795                this.idle--;
796                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
797                remove(proc);
798                insert_last(this.actives, proc);
799        unlock( this );
800        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
801}
802
803static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
804        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
805        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
806
807        for() {
808                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
809                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
810                unsigned idle    = this.idle;
811                unsigned total   = this.total;
812                processor * proc = &this.idles`first;
813                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
814                asm volatile("": : :"memory");
815                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
816                return [idle, total, proc];
817        }
818
819        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
820        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
821}
822
823//=============================================================================================
824// Unexpected Terminating logic
825//=============================================================================================
826void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
827        thread$ * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
828
829        if(thrd) {
830                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
831                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
832
833                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
834                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
835                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
836                }
837                else {
838                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
839                }
840        }
841        else {
842                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
843                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
844        }
845}
846
847int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
848        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
849}
850
851static __spinlock_t kernel_debug_lock;
852
853extern "C" {
854        void __cfaabi_bits_acquire() {
855                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
856        }
857
858        void __cfaabi_bits_release() {
859                unlock( kernel_debug_lock );
860        }
861}
862
863//=============================================================================================
864// Kernel Utilities
865//=============================================================================================
866#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
867#include "io/types.hfa"
868#endif
869
870static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
871        bool ret = false;
872        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
873                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
874
875                // Check if we should drain the queue
876                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
877                unsigned head = *ctx->cq.head;
878                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
879                if(head == tail) return false;
880                #if OLD_MAIN
881                ready_schedule_lock();
882                ret = __cfa_io_drain( proc );
883                ready_schedule_unlock();
884                #else
885                        ret = __cfa_io_drain( proc );
886        #endif
887        #endif
888        return ret;
889}
890
891//-----------------------------------------------------------------------------
892// Debug
893__cfaabi_dbg_debug_do(
894        extern "C" {
895                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
896                        this.prev_name = prev_name;
897                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
898                }
899        }
900)
901
902//-----------------------------------------------------------------------------
903// Debug
904bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
905        return true;
906}
907
908//-----------------------------------------------------------------------------
909// Statistics
910#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
911        void print_halts( processor & this ) {
912                this.print_halts = true;
913        }
914
915        static void crawl_list( cluster * cltr, dlist(processor) & list, unsigned count ) {
916                /* paranoid */ verify( cltr->stats );
917
918                processor * it = &list`first;
919                for(unsigned i = 0; i < count; i++) {
920                        /* paranoid */ verifyf( it, "Unexpected null iterator, at index %u of %u\n", i, count);
921                        /* paranoid */ verify( it->local_data->this_stats );
922                        __tally_stats( cltr->stats, it->local_data->this_stats );
923                        it = &(*it)`next;
924                }
925        }
926
927        void crawl_cluster_stats( cluster & this ) {
928                // Stop the world, otherwise stats could get really messed-up
929                // this doesn't solve all problems but does solve many
930                // so it's probably good enough
931                uint_fast32_t last_size = ready_mutate_lock();
932
933                        crawl_list(&this, this.procs.actives, this.procs.total - this.procs.idle);
934                        crawl_list(&this, this.procs.idles  , this.procs.idle );
935
936                // Unlock the RWlock
937                ready_mutate_unlock( last_size );
938        }
939
940
941        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
942                crawl_cluster_stats( this );
943                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
944        }
945#endif
946// Local Variables: //
947// mode: c //
948// tab-width: 4 //
949// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.