source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ c993b15

arm-ehjacob/cs343-translationnew-ast-unique-expr
Last change on this file since c993b15 was c993b15, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 7 months ago

Changed RW lock to avoid hitting the global array on schedule.

  • Property mode set to 100644
File size: 29.4 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                __STATS( unsigned long long last_tally = rdtscl(); )
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                        // Check if there is pending io
187                        __maybe_io_drain( this );
188
189                        // Try to get the next thread
190                        readyThread = __next_thread( this->cltr );
191
192                        if( !readyThread ) {
193                                __cfa_io_flush( this );
194                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
195                        }
196
197                        HALT:
198                        if( !readyThread ) {
199                                // Don't block if we are done
200                                if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
201
202                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
203                                        __tls_stats()->ready.sleep.halts++;
204                                #endif
205
206                                // Push self to idle stack
207                                mark_idle(this->cltr->procs, * this);
208
209                                // Confirm the ready-queue is empty
210                                readyThread = __next_thread_slow( this->cltr );
211                                if( readyThread ) {
212                                        // A thread was found, cancel the halt
213                                        mark_awake(this->cltr->procs, * this);
214
215                                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
216                                                __tls_stats()->ready.sleep.cancels++;
217                                        #endif
218
219                                        // continue the mai loop
220                                        break HALT;
221                                }
222
223                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
224                                        if(this->print_halts) {
225                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->unique_id, rdtscl());
226                                        }
227                                #endif
228
229                                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
230
231                                __disable_interrupts_hard();
232                                eventfd_t val;
233                                eventfd_read( this->idle, &val );
234                                __enable_interrupts_hard();
235
236                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
237                                        if(this->print_halts) {
238                                                __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->unique_id, rdtscl());
239                                        }
240                                #endif
241
242                                // We were woken up, remove self from idle
243                                mark_awake(this->cltr->procs, * this);
244
245                                // DON'T just proceed, start looking again
246                                continue MAIN_LOOP;
247                        }
248
249                        /* paranoid */ verify( readyThread );
250
251                        // Reset io dirty bit
252                        this->io.dirty = false;
253
254                        // We found a thread run it
255                        __run_thread(this, readyThread);
256
257                        // Are we done?
258                        if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
259
260                        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
261                                unsigned long long curr = rdtscl();
262                                if(curr > (last_tally + 500000000)) {
263                                        __tally_stats(this->cltr->stats, __cfaabi_tls.this_stats);
264                                        last_tally = curr;
265                                }
266                        #endif
267
268                        if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
269                                __cfa_io_flush( this );
270                        }
271
272                //      SEARCH: {
273                //              /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
274                //              /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
275
276                //              // First, lock the scheduler since we are searching for a thread
277
278                //              // Try to get the next thread
279                //              ready_schedule_lock();
280                //              readyThread = pop_fast( this->cltr );
281                //              ready_schedule_unlock();
282                //              if(readyThread) {  break SEARCH; }
283
284                //              // If we can't find a thread, might as well flush any outstanding I/O
285                //              if(this->io.pending) { __cfa_io_flush( this ); }
286
287                //              // Spin a little on I/O, just in case
288                //              for(25) {
289                //                      __maybe_io_drain( this );
290                //                      ready_schedule_lock();
291                //                      readyThread = pop_fast( this->cltr );
292                //                      ready_schedule_unlock();
293                //                      if(readyThread) {  break SEARCH; }
294                //              }
295
296                //              // no luck, try stealing a few times
297                //              for(25) {
298                //                      if( __maybe_io_drain( this ) ) {
299                //                              ready_schedule_lock();
300                //                              readyThread = pop_fast( this->cltr );
301                //                      } else {
302                //                              ready_schedule_lock();
303                //                              readyThread = pop_slow( this->cltr );
304                //                      }
305                //                      ready_schedule_unlock();
306                //                      if(readyThread) {  break SEARCH; }
307                //              }
308
309                //              // still no luck, search for a thread
310                //              ready_schedule_lock();
311                //              readyThread = pop_search( this->cltr );
312                //              ready_schedule_unlock();
313                //              if(readyThread) { break SEARCH; }
314
315                //              // Don't block if we are done
316                //              if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
317
318                //              __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.halts++; )
319
320                //              // Push self to idle stack
321                //              mark_idle(this->cltr->procs, * this);
322
323                //              // Confirm the ready-queue is empty
324                //              __maybe_io_drain( this );
325                //              ready_schedule_lock();
326                //              readyThread = pop_search( this->cltr );
327                //              ready_schedule_unlock();
328
329                //              if( readyThread ) {
330                //                      // A thread was found, cancel the halt
331                //                      mark_awake(this->cltr->procs, * this);
332
333                //                      __STATS( __tls_stats()->ready.sleep.cancels++; )
334
335                //                      // continue the main loop
336                //                      break SEARCH;
337                //              }
338
339                //              __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 0\n", this->id, rdtscl()); )
340                //              __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p waiting on eventfd %d\n", this, this->idle);
341
342                //              // __disable_interrupts_hard();
343                //              eventfd_t val;
344                //              eventfd_read( this->idle, &val );
345                //              // __enable_interrupts_hard();
346
347                //              __STATS( if(this->print_halts) __cfaabi_bits_print_safe( STDOUT_FILENO, "PH:%d - %lld 1\n", this->id, rdtscl()); )
348
349                //              // We were woken up, remove self from idle
350                //              mark_awake(this->cltr->procs, * this);
351
352                //              // DON'T just proceed, start looking again
353                //              continue MAIN_LOOP;
354                //      }
355
356                // RUN_THREAD:
357                //      /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
358                //      /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
359                //      /* paranoid */ verify( readyThread );
360
361                //      // Reset io dirty bit
362                //      this->io.dirty = false;
363
364                //      // We found a thread run it
365                //      __run_thread(this, readyThread);
366
367                //      // Are we done?
368                //      if( __atomic_load_n(&this->do_terminate, __ATOMIC_SEQ_CST) ) break MAIN_LOOP;
369
370                //      #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
371                //              unsigned long long curr = rdtscl();
372                //              if(curr > (last_tally + 500000000)) {
373                //                      __tally_stats(this->cltr->stats, __cfaabi_tls.this_stats);
374                //                      last_tally = curr;
375                //              }
376                //      #endif
377
378                //      if(this->io.pending && !this->io.dirty) {
379                //              __cfa_io_flush( this );
380                //      }
381
382                //      // Check if there is pending io
383                //      __maybe_io_drain( this );
384                }
385
386                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p stopping\n", this);
387        }
388
389        __cfa_io_stop( this );
390
391        post( this->terminated );
392
393        if(this == mainProcessor) {
394                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
395                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
396                // fake it
397                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
398        }
399
400        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
401}
402
403static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
404static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
405
406// KERNEL ONLY
407// runThread runs a thread by context switching
408// from the processor coroutine to the target thread
409static void __run_thread(processor * this, $thread * thrd_dst) {
410        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
411        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
412        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
413        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
414
415        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
416
417        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
418
419        // set state of processor coroutine to inactive
420        verify(proc_cor->state == Active);
421        proc_cor->state = Blocked;
422
423        // Actually run the thread
424        RUNNING:  while(true) {
425                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
426                thrd_dst->state = Active;
427
428                // Update global state
429                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
430
431                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
432                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
433                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
434                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
435                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
436                /* 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
437                /* 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
438                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
439
440
441
442                // set context switch to the thread that the processor is executing
443                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
444                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
445
446                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
447                /* 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 );
448                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ), "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst );
449                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
450                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
451                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
452                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
453
454                // Reset global state
455                kernelTLS().this_thread = 0p;
456
457                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
458                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
459                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
460                // 4 - Preempted
461                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
462                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
463
464                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
465                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
466                        schedule_thread$( thrd_dst );
467                        break RUNNING;
468                }
469
470                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
471                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
472                        // finish the thread
473                        __thread_finish( thrd_dst );
474                        break RUNNING;
475                }
476
477                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
478                thrd_dst->state = Blocked;
479
480                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
481                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
482                switch(old_ticket) {
483                        case TICKET_RUNNING:
484                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
485                                break RUNNING;
486                        case TICKET_UNBLOCK:
487                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
488                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
489                                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
490                                #endif
491                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
492                                // In this case, just run it again.
493                                continue RUNNING;
494                        default:
495                                // This makes no sense, something is wrong abort
496                                abort();
497                }
498        }
499
500        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
501        proc_cor->state = Active;
502
503        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
504
505        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
506                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
507                __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
508        #endif
509
510        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
511}
512
513// KERNEL_ONLY
514void returnToKernel() {
515        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
516        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
517        $thread * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
518
519        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
520
521        // Run the thread on this processor
522        {
523                int local_errno = *__volatile_errno();
524                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
525                        __x87_store;
526                #endif
527                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
528                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
529                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
530                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
531                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
532                        __x87_load;
533                #endif
534                *__volatile_errno() = local_errno;
535        }
536
537        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
538                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
539                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
540                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
541                }
542        #endif
543
544        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
545        /* 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 );
546        /* 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 );
547}
548
549//-----------------------------------------------------------------------------
550// Scheduler routines
551// KERNEL ONLY
552static void __schedule_thread( $thread * thrd ) {
553        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
554        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
555        /* paranoid */ verify( thrd );
556        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
557        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
558        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
559        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
560                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
561        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
562                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
563        /* paranoid */ #endif
564        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
565        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
566
567
568        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
569
570        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
571        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
572        __STATS(bool outside = thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
573
574        // push the thread to the cluster ready-queue
575        push( cl, thrd );
576
577        // variable thrd is no longer safe to use
578        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
579
580        // wake the cluster using the save variable.
581        __wake_one( cl );
582
583        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
584                if( kernelTLS().this_stats ) {
585                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
586                        if(outside) {
587                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
588                        }
589                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", kernelTLS().this_processor );
590                }
591                else {
592                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
593                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
594                        __push_stat( cl->stats, cl->stats->ready.threads.threads, true, "Cluster", cl );
595                }
596        #endif
597
598        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
599        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
600}
601
602void schedule_thread$( $thread * thrd ) {
603        ready_schedule_lock();
604                __schedule_thread( thrd );
605        ready_schedule_unlock();
606}
607
608// KERNEL ONLY
609static inline $thread * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
610        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
611
612        ready_schedule_lock();
613                $thread * thrd = pop_fast( this );
614        ready_schedule_unlock();
615
616        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
617        return thrd;
618}
619
620// KERNEL ONLY
621static inline $thread * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
622        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
623
624        ready_schedule_lock();
625                $thread * thrd;
626                for(25) {
627                        thrd = pop_slow( this );
628                        if(thrd) goto RET;
629                }
630                thrd = pop_search( this );
631
632                RET:
633        ready_schedule_unlock();
634
635        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
636        return thrd;
637}
638
639static inline bool __must_unpark( $thread * thrd ) {
640        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
641        switch(old_ticket) {
642                case TICKET_RUNNING:
643                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
644                        return false;
645                case TICKET_BLOCKED:
646                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
647                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
648                        return true;
649                default:
650                        // This makes no sense, something is wrong abort
651                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
652        }
653}
654
655void __kernel_unpark( $thread * thrd ) {
656        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
657        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
658
659        if( !thrd ) return;
660
661        if(__must_unpark(thrd)) {
662                // Wake lost the race,
663                __schedule_thread( thrd );
664        }
665
666        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
667        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
668}
669
670void unpark( $thread * thrd ) {
671        if( !thrd ) return;
672
673        if(__must_unpark(thrd)) {
674                disable_interrupts();
675                        // Wake lost the race,
676                        schedule_thread$( thrd );
677                enable_interrupts(false);
678        }
679}
680
681void park( void ) {
682        __disable_interrupts_checked();
683                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
684                returnToKernel();
685        __enable_interrupts_checked();
686
687}
688
689extern "C" {
690        // Leave the thread monitor
691        // last routine called by a thread.
692        // Should never return
693        void __cfactx_thrd_leave() {
694                $thread * thrd = active_thread();
695                $monitor * this = &thrd->self_mon;
696
697                // Lock the monitor now
698                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
699
700                disable_interrupts();
701
702                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
703                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
704                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
705                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
706                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
707                /* 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 );
708                /* 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 );
709
710                thrd->state = Halting;
711                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
712                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
713                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
714
715                // Leave the thread
716                returnToKernel();
717
718                // Control flow should never reach here!
719                abort();
720        }
721}
722
723// KERNEL ONLY
724bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
725        __disable_interrupts_checked();
726                $thread * thrd = kernelTLS().this_thread;
727                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
728
729                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
730                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
731                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
732                // If that is the case, abandon the preemption.
733                bool preempted = false;
734                if(thrd->link.next == 0p) {
735                        preempted = true;
736                        thrd->preempted = reason;
737                        returnToKernel();
738                }
739        __enable_interrupts_checked( false );
740        return preempted;
741}
742
743//=============================================================================================
744// Kernel Idle Sleep
745//=============================================================================================
746// Wake a thread from the front if there are any
747static void __wake_one(cluster * this) {
748        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
749        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
750
751        // Check if there is a sleeping processor
752        processor * p;
753        unsigned idle;
754        unsigned total;
755        [idle, total, p] = query_idles(this->procs);
756
757        // If no one is sleeping, we are done
758        if( idle == 0 ) return;
759
760        // We found a processor, wake it up
761        eventfd_t val;
762        val = 1;
763        eventfd_write( p->idle, val );
764
765        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
766                if( kernelTLS().this_stats ) {
767                        __tls_stats()->ready.sleep.wakes++;
768                }
769                else {
770                        __atomic_fetch_add(&this->stats->ready.sleep.wakes, 1, __ATOMIC_RELAXED);
771                }
772        #endif
773
774        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
775        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
776
777        return;
778}
779
780// Unconditionnaly wake a thread
781void __wake_proc(processor * this) {
782        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : waking Processor %p\n", this);
783
784        __disable_interrupts_checked();
785                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
786                eventfd_t val;
787                val = 1;
788                eventfd_write( this->idle, val );
789        __enable_interrupts_checked();
790}
791
792static void mark_idle(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
793        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
794        lock( this );
795                this.idle++;
796                /* paranoid */ verify( this.idle <= this.total );
797                remove(proc);
798                insert_first(this.idles, proc);
799        unlock( this );
800        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
801}
802
803static void mark_awake(__cluster_proc_list & this, processor & proc) {
804        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
805        lock( this );
806                this.idle--;
807                /* paranoid */ verify( this.idle >= 0 );
808                remove(proc);
809                insert_last(this.actives, proc);
810        unlock( this );
811        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
812}
813
814static [unsigned idle, unsigned total, * processor] query_idles( & __cluster_proc_list this ) {
815        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
816        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
817
818        for() {
819                uint64_t l = __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST);
820                if( 1 == (l % 2) ) { Pause(); continue; }
821                unsigned idle    = this.idle;
822                unsigned total   = this.total;
823                processor * proc = &this.idles`first;
824                // Compiler fence is unnecessary, but gcc-8 and older incorrectly reorder code without it
825                asm volatile("": : :"memory");
826                if(l != __atomic_load_n(&this.lock, __ATOMIC_SEQ_CST)) { Pause(); continue; }
827                return [idle, total, proc];
828        }
829
830        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked() );
831        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
832}
833
834//=============================================================================================
835// Unexpected Terminating logic
836//=============================================================================================
837void __kernel_abort_msg( char * abort_text, int abort_text_size ) {
838        $thread * thrd = __cfaabi_tls.this_thread;
839
840        if(thrd) {
841                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred while executing thread %.256s (%p)", thrd->self_cor.name, thrd );
842                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
843
844                if ( &thrd->self_cor != thrd->curr_cor ) {
845                        len = snprintf( abort_text, abort_text_size, " in coroutine %.256s (%p).\n", thrd->curr_cor->name, thrd->curr_cor );
846                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
847                }
848                else {
849                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, ".\n", 2 );
850                }
851        }
852        else {
853                int len = snprintf( abort_text, abort_text_size, "Error occurred outside of any thread.\n" );
854                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, abort_text, len );
855        }
856}
857
858int __kernel_abort_lastframe( void ) __attribute__ ((__nothrow__)) {
859        return get_coroutine(__cfaabi_tls.this_thread) == get_coroutine(mainThread) ? 4 : 2;
860}
861
862static __spinlock_t kernel_debug_lock;
863
864extern "C" {
865        void __cfaabi_bits_acquire() {
866                lock( kernel_debug_lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
867        }
868
869        void __cfaabi_bits_release() {
870                unlock( kernel_debug_lock );
871        }
872}
873
874//=============================================================================================
875// Kernel Utilities
876//=============================================================================================
877#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
878#include "io/types.hfa"
879#endif
880
881static inline bool __maybe_io_drain( processor * proc ) {
882        bool ret = false;
883        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
884                __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p checking io for ring %d\n", proc, proc->io.ctx->fd);
885
886                // Check if we should drain the queue
887                $io_context * ctx = proc->io.ctx;
888                unsigned head = *ctx->cq.head;
889                unsigned tail = *ctx->cq.tail;
890                if(head == tail) return false;
891                ready_schedule_lock();
892                ret = __cfa_io_drain( proc );
893                ready_schedule_unlock();
894        #endif
895        return ret;
896}
897
898//-----------------------------------------------------------------------------
899// Debug
900__cfaabi_dbg_debug_do(
901        extern "C" {
902                void __cfaabi_dbg_record_lock(__spinlock_t & this, const char prev_name[]) {
903                        this.prev_name = prev_name;
904                        this.prev_thrd = kernelTLS().this_thread;
905                }
906        }
907)
908
909//-----------------------------------------------------------------------------
910// Debug
911bool threading_enabled(void) __attribute__((const)) {
912        return true;
913}
914
915//-----------------------------------------------------------------------------
916// Statistics
917#if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
918        void print_halts( processor & this ) {
919                this.print_halts = true;
920        }
921
922        void print_stats_now( cluster & this, int flags ) {
923                __print_stats( this.stats, this.print_stats, "Cluster", this.name, (void*)&this );
924        }
925#endif
926// Local Variables: //
927// mode: c //
928// tab-width: 4 //
929// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.