source: libcfa/src/concurrency/kernel.cfa @ cfff639

arm-ehjacob/cs343-translationnew-ast-unique-expr
Last change on this file since cfff639 was cfff639, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 6 months ago

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

  • Property mode set to 100644
File size: 29.2 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->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->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->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
394        if(this == mainProcessor) {
395                // HACK : the coroutine context switch expects this_thread to be set
396                // and it make sense for it to be set in all other cases except here
397                // fake it
398                __cfaabi_tls.this_thread = mainThread;
399        }
400
401        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p terminated\n", this);
402}
403
404static int * __volatile_errno() __attribute__((noinline));
405static int * __volatile_errno() { asm(""); return &errno; }
406
407// KERNEL ONLY
408// runThread runs a thread by context switching
409// from the processor coroutine to the target thread
410static void __run_thread(processor * this, $thread * thrd_dst) {
411        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
412        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->state == Ready || thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION, "state : %d, preempted %d\n", thrd_dst->state, thrd_dst->preempted);
413        /* paranoid */ verifyf( thrd_dst->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd_dst->link.next );
414        __builtin_prefetch( thrd_dst->context.SP );
415
416        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p running thread %p (%s)\n", this, thrd_dst, thrd_dst->self_cor.name);
417
418        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(this->runner);
419
420        // set state of processor coroutine to inactive
421        verify(proc_cor->state == Active);
422        proc_cor->state = Blocked;
423
424        // Actually run the thread
425        RUNNING:  while(true) {
426                thrd_dst->preempted = __NO_PREEMPTION;
427                thrd_dst->state = Active;
428
429                // Update global state
430                kernelTLS().this_thread = thrd_dst;
431
432                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
433                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
434                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
435                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
436                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state != Halted );
437                /* 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
438                /* 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
439                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
440
441
442
443                // set context switch to the thread that the processor is executing
444                __cfactx_switch( &proc_cor->context, &thrd_dst->context );
445                // when __cfactx_switch returns we are back in the processor coroutine
446
447                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_dst->canary );
448                /* 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 );
449                /* paranoid */ verifyf( ((uintptr_t)thrd_dst->context.SP) < ((uintptr_t)__get_stack(thrd_dst->curr_cor)->base ), "ERROR : Destination $thread %p has been corrupted.\n StackPointer too small.\n", thrd_dst );
450                /* paranoid */ verify( thrd_dst->context.SP );
451                /* paranoid */ verify( thrd_dst->curr_cluster == this->cltr );
452                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd_dst );
453                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
454
455                // Reset global state
456                kernelTLS().this_thread = 0p;
457
458                // We just finished running a thread, there are a few things that could have happened.
459                // 1 - Regular case : the thread has blocked and now one has scheduled it yet.
460                // 2 - Racy case    : the thread has blocked but someone has already tried to schedule it.
461                // 4 - Preempted
462                // In case 1, we may have won a race so we can't write to the state again.
463                // In case 2, we lost the race so we now own the thread.
464
465                if(unlikely(thrd_dst->preempted != __NO_PREEMPTION)) {
466                        // The thread was preempted, reschedule it and reset the flag
467                        schedule_thread$( thrd_dst );
468                        break RUNNING;
469                }
470
471                if(unlikely(thrd_dst->state == Halting)) {
472                        // The thread has halted, it should never be scheduled/run again
473                        // finish the thread
474                        __thread_finish( thrd_dst );
475                        break RUNNING;
476                }
477
478                /* paranoid */ verify( thrd_dst->state == Active );
479                thrd_dst->state = Blocked;
480
481                // set state of processor coroutine to active and the thread to inactive
482                int old_ticket = __atomic_fetch_sub(&thrd_dst->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
483                switch(old_ticket) {
484                        case TICKET_RUNNING:
485                                // This is case 1, the regular case, nothing more is needed
486                                break RUNNING;
487                        case TICKET_UNBLOCK:
488                                #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
489                                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
490                                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
491                                #endif
492                                // This is case 2, the racy case, someone tried to run this thread before it finished blocking
493                                // In this case, just run it again.
494                                continue RUNNING;
495                        default:
496                                // This makes no sense, something is wrong abort
497                                abort();
498                }
499        }
500
501        // Just before returning to the processor, set the processor coroutine to active
502        proc_cor->state = Active;
503
504        __cfadbg_print_safe(runtime_core, "Kernel : core %p finished running thread %p\n", this, thrd_dst);
505
506        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
507                __tls_stats()->ready.threads.threads--;
508                __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", this );
509        #endif
510
511        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
512}
513
514// KERNEL_ONLY
515void returnToKernel() {
516        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
517        $coroutine * proc_cor = get_coroutine(kernelTLS().this_processor->runner);
518        $thread * thrd_src = kernelTLS().this_thread;
519
520        __STATS( thrd_src->last_proc = kernelTLS().this_processor; )
521
522        // Run the thread on this processor
523        {
524                int local_errno = *__volatile_errno();
525                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
526                        __x87_store;
527                #endif
528                /* paranoid */ verify( proc_cor->context.SP );
529                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
530                __cfactx_switch( &thrd_src->context, &proc_cor->context );
531                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd_src->canary );
532                #if defined( __i386 ) || defined( __x86_64 )
533                        __x87_load;
534                #endif
535                *__volatile_errno() = local_errno;
536        }
537
538        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
539                /* paranoid */ verify( thrd_src->last_proc != 0p );
540                if(thrd_src->last_proc != kernelTLS().this_processor) {
541                        __tls_stats()->ready.threads.migration++;
542                }
543        #endif
544
545        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
546        /* 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 );
547        /* 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 );
548}
549
550//-----------------------------------------------------------------------------
551// Scheduler routines
552// KERNEL ONLY
553void __schedule_thread( $thread * thrd ) {
554        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
555        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
556        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
557        /* paranoid */ verify( thrd );
558        /* paranoid */ verify( thrd->state != Halted );
559        /* paranoid */ verify( thrd->curr_cluster );
560        /* paranoid */ #if defined( __CFA_WITH_VERIFY__ )
561        /* paranoid */  if( thrd->state == Blocked || thrd->state == Start ) assertf( thrd->preempted == __NO_PREEMPTION,
562                                        "Error inactive thread marked as preempted, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
563        /* paranoid */  if( thrd->preempted != __NO_PREEMPTION ) assertf(thrd->state == Active,
564                                        "Error preempted thread marked as not currently running, state %d, preemption %d\n", thrd->state, thrd->preempted );
565        /* paranoid */ #endif
566        /* paranoid */ verifyf( thrd->link.next == 0p, "Expected null got %p", thrd->link.next );
567        /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
568
569
570        if (thrd->preempted == __NO_PREEMPTION) thrd->state = Ready;
571
572        // Dereference the thread now because once we push it, there is not guaranteed it's still valid.
573        struct cluster * cl = thrd->curr_cluster;
574        __STATS(bool outside = thrd->last_proc && thrd->last_proc != kernelTLS().this_processor; )
575
576        // push the thread to the cluster ready-queue
577        push( cl, thrd );
578
579        // variable thrd is no longer safe to use
580        thrd = 0xdeaddeaddeaddeadp;
581
582        // wake the cluster using the save variable.
583        __wake_one( cl );
584
585        #if !defined(__CFA_NO_STATISTICS__)
586                if( kernelTLS().this_stats ) {
587                        __tls_stats()->ready.threads.threads++;
588                        if(outside) {
589                                __tls_stats()->ready.threads.extunpark++;
590                        }
591                        __push_stat( __tls_stats(), __tls_stats()->ready.threads.threads, false, "Processor", kernelTLS().this_processor );
592                }
593                else {
594                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.threads, 1, __ATOMIC_RELAXED);
595                        __atomic_fetch_add(&cl->stats->ready.threads.extunpark, 1, __ATOMIC_RELAXED);
596                        __push_stat( cl->stats, cl->stats->ready.threads.threads, true, "Cluster", cl );
597                }
598        #endif
599
600        /* paranoid */ verify( ready_schedule_islocked());
601        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
602}
603
604void schedule_thread$( $thread * thrd ) {
605        ready_schedule_lock();
606                __schedule_thread( thrd );
607        ready_schedule_unlock();
608}
609
610// KERNEL ONLY
611static inline $thread * __next_thread(cluster * this) with( *this ) {
612        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
613        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
614
615        ready_schedule_lock();
616                $thread * thrd = pop_fast( this );
617        ready_schedule_unlock();
618
619        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
620        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
621        return thrd;
622}
623
624// KERNEL ONLY
625static inline $thread * __next_thread_slow(cluster * this) with( *this ) {
626        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
627        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
628
629        ready_schedule_lock();
630                $thread * thrd;
631                for(25) {
632                        thrd = pop_slow( this );
633                        if(thrd) goto RET;
634                }
635                thrd = pop_search( this );
636
637                RET:
638        ready_schedule_unlock();
639
640        /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_proc_id );
641        /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
642        return thrd;
643}
644
645static inline bool __must_unpark( $thread * thrd ) {
646        int old_ticket = __atomic_fetch_add(&thrd->ticket, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
647        switch(old_ticket) {
648                case TICKET_RUNNING:
649                        // Wake won the race, the thread will reschedule/rerun itself
650                        return false;
651                case TICKET_BLOCKED:
652                        /* paranoid */ verify( ! thrd->preempted != __NO_PREEMPTION );
653                        /* paranoid */ verify( thrd->state == Blocked );
654                        return true;
655                default:
656                        // This makes no sense, something is wrong abort
657                        abort("Thread %p (%s) has mismatch park/unpark\n", thrd, thrd->self_cor.name);
658        }
659}
660
661void unpark( $thread * thrd ) {
662        if( !thrd ) return;
663
664        if(__must_unpark(thrd)) {
665                disable_interrupts();
666                        // Wake lost the race,
667                        schedule_thread$( thrd );
668                enable_interrupts(false);
669        }
670}
671
672void park( void ) {
673        __disable_interrupts_checked();
674                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread->preempted == __NO_PREEMPTION );
675                returnToKernel();
676        __enable_interrupts_checked();
677
678}
679
680extern "C" {
681        // Leave the thread monitor
682        // last routine called by a thread.
683        // Should never return
684        void __cfactx_thrd_leave() {
685                $thread * thrd = active_thread();
686                $monitor * this = &thrd->self_mon;
687
688                // Lock the monitor now
689                lock( this->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
690
691                disable_interrupts();
692
693                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
694                /* paranoid */ verify( thrd->state == Active );
695                /* paranoid */ verify( 0x0D15EA5E0D15EA5Ep == thrd->canary );
696                /* paranoid */ verify( kernelTLS().this_thread == thrd );
697                /* paranoid */ verify( thrd->context.SP );
698                /* 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 );
699                /* 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 );
700
701                thrd->state = Halting;
702                if( TICKET_RUNNING != thrd->ticket ) { abort( "Thread terminated with pending unpark" ); }
703                if( thrd != this->owner ) { abort( "Thread internal monitor has incorrect owner" ); }
704                if( this->recursion != 1) { abort( "Thread internal monitor has unbalanced recursion" ); }
705
706                // Leave the thread
707                returnToKernel();
708
709                // Control flow should never reach here!
710                abort();
711        }
712}
713
714// KERNEL ONLY
715bool force_yield( __Preemption_Reason reason ) {
716        __disable_interrupts_checked();
717                $thread * thrd = kernelTLS().this_thread;
718                /* paranoid */ verify(thrd->state == Active);
719
720                // SKULLDUGGERY: It is possible that we are preempting this thread just before
721                // it was going to park itself. If that is the case and it is already using the
722                // intrusive fields then we can't use them to preempt the thread
723                // If that is the case, abandon the preemption.
724                bool preempted = false;
725                if(thrd->link.next == 0p) {
726                        preempted = true;
727                        thrd->preempted = reason;
728                        returnToKernel();
729                }
730        __enable_interrupts_checked( false );
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_checked();
776                /* paranoid */ verify( ! __preemption_enabled() );
777                eventfd_t val;
778                val = 1;
779                eventfd_write( this->idle, val );
780        __enable_interrupts_checked();
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.