source: src/libcfa/concurrency/preemption.c @ b227f68

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerresolv-newwith_gc
Last change on this file since b227f68 was b227f68, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 4 years ago

Commented some debug messages.
Monitors now yield when spinning.
Debug mode saves more information about previous locks and interrupts

  • Property mode set to 100644
File size: 11.8 KB
Line 
1//                              -*- Mode: CFA -*-
2//
3// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2016 University of Waterloo
4//
5// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
6// file "LICENCE" distributed with Cforall.
7//
8// signal.c --
9//
10// Author           : Thierry Delisle
11// Created On       : Mon Jun 5 14:20:42 2017
12// Last Modified By : Thierry Delisle
13// Last Modified On : --
14// Update Count     : 0
15//
16
17#include "libhdr.h"
18#include "preemption.h"
19
20extern "C" {
21#include <errno.h>
22#include <execinfo.h>
23#define __USE_GNU
24#include <signal.h>
25#undef __USE_GNU
26#include <stdio.h>
27#include <string.h>
28#include <unistd.h>
29}
30
31
32#ifdef __USE_STREAM__
33#include "fstream"
34#endif
35
36#define __CFA_DEFAULT_PREEMPTION__ 10000
37
38__attribute__((weak)) unsigned int default_preemption() {
39        return __CFA_DEFAULT_PREEMPTION__;
40}
41
42#define __CFA_SIGCXT__ ucontext_t *
43#define __CFA_SIGPARMS__ __attribute__((unused)) int sig, __attribute__((unused)) siginfo_t *sfp, __attribute__((unused)) __CFA_SIGCXT__ cxt
44
45static void preempt( processor   * this );
46static void timeout( thread_desc * this );
47
48void sigHandler_ctxSwitch( __CFA_SIGPARMS__ );
49void sigHandler_alarm    ( __CFA_SIGPARMS__ );
50void sigHandler_segv     ( __CFA_SIGPARMS__ );
51void sigHandler_abort    ( __CFA_SIGPARMS__ );
52
53static void __kernel_sigaction( int sig, void (*handler)(__CFA_SIGPARMS__), int flags );
54
55//=============================================================================================
56// Kernel Preemption logic
57//=============================================================================================
58
59void kernel_start_preemption() {
60        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Starting preemption\n");
61        __kernel_sigaction( SIGUSR1, sigHandler_ctxSwitch, SA_SIGINFO );
62        __kernel_sigaction( SIGALRM, sigHandler_alarm    , SA_SIGINFO );
63        __kernel_sigaction( SIGSEGV, sigHandler_segv     , SA_SIGINFO );
64        __kernel_sigaction( SIGBUS , sigHandler_segv     , SA_SIGINFO );
65        // __kernel_sigaction( SIGABRT, sigHandler_abort    , SA_SIGINFO );
66}
67
68void kernel_stop_preemption() {
69        //Block all signals, we are no longer in a position to handle them
70        sigset_t mask;
71        sigfillset( &mask );
72        sigprocmask( SIG_BLOCK, &mask, NULL );
73        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Preemption stopped\n");
74
75        // assert( !systemProcessor->alarms.head );
76        // assert( systemProcessor->alarms.tail == &systemProcessor->alarms.head );
77}
78
79LIB_DEBUG_DO( bool validate( alarm_list_t * this ); )
80
81void tick_preemption() {
82        // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "Ticking preemption\n" );
83
84        alarm_list_t * alarms = &systemProcessor->alarms;
85        __cfa_time_t currtime = __kernel_get_time();
86        while( alarms->head && alarms->head->alarm < currtime ) {
87                alarm_node_t * node = pop(alarms);
88                // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Ticking %p\n", node );
89
90                if( node->kernel_alarm ) {
91                        preempt( node->proc );
92                }
93                else {
94                        timeout( node->thrd );
95                }
96
97                verify( validate( alarms ) );
98
99                if( node->period > 0 ) {
100                        node->alarm = currtime + node->period;
101                        insert( alarms, node );
102                }
103                else {
104                        node->set = false;
105                }
106        }
107
108        if( alarms->head ) {
109                __kernel_set_timer( alarms->head->alarm - currtime );
110        }
111
112        verify( validate( alarms ) );
113        // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Ticking preemption done\n" );
114}
115
116void update_preemption( processor * this, __cfa_time_t duration ) {
117        LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "Processor : %p updating preemption to %lu\n", this, duration );
118
119        alarm_node_t * alarm = this->preemption_alarm;
120        duration *= 1000;
121
122        // Alarms need to be enabled
123        if ( duration > 0 && !alarm->set ) {
124                alarm->alarm = __kernel_get_time() + duration;
125                alarm->period = duration;
126                register_self( alarm );
127        }
128        // Zero duraction but alarm is set
129        else if ( duration == 0 && alarm->set ) {
130                unregister_self( alarm );
131                alarm->alarm = 0;
132                alarm->period = 0;
133        }
134        // If alarm is different from previous, change it
135        else if ( duration > 0 && alarm->period != duration ) {
136                unregister_self( alarm );
137                alarm->alarm = __kernel_get_time() + duration;
138                alarm->period = duration;
139                register_self( alarm );
140        }
141}
142
143void ?{}( preemption_scope * this, processor * proc ) {
144        (&this->alarm){ proc };
145        this->proc = proc;
146        this->proc->preemption_alarm = &this->alarm;
147        update_preemption( this->proc, this->proc->preemption );
148}
149
150void ^?{}( preemption_scope * this ) {
151        disable_interrupts();
152
153        update_preemption( this->proc, 0 );
154}
155
156//=============================================================================================
157// Kernel Signal logic
158//=============================================================================================
159
160LIB_DEBUG_DO( static thread_local void * last_interrupt = 0; )
161
162extern "C" {
163        void disable_interrupts() {
164                __attribute__((unused)) unsigned short new_val = __atomic_add_fetch_2( &disable_preempt_count, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
165                verify( new_val < (unsigned short)65_000 );
166                verify( new_val != (unsigned short) 0 );
167        }
168
169        void enable_interrupts_noRF() {
170                __attribute__((unused)) unsigned short prev = __atomic_fetch_add_2( &disable_preempt_count, -1, __ATOMIC_SEQ_CST );
171                verify( prev != (unsigned short) 0 );
172        }
173
174        void enable_interrupts( DEBUG_CTX_PARAM ) {
175                processor * proc   = this_processor;
176                thread_desc * thrd = this_thread;
177                unsigned short prev = __atomic_fetch_add_2( &disable_preempt_count, -1, __ATOMIC_SEQ_CST );
178                verify( prev != (unsigned short) 0 );
179                if( prev == 1 && proc->pending_preemption ) {
180                        proc->pending_preemption = false;
181                        LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "Executing deferred CtxSwitch on %p\n", this_processor );
182                        BlockInternal( thrd );
183                        LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Executing deferred back\n" );
184                }
185
186                LIB_DEBUG_DO( proc->last_enable = caller; )
187        }
188}
189
190static inline void signal_unblock( int sig ) {
191        // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "Processor : %p unblocking sig %i\n", this_processor, sig );
192
193        // LIB_DEBUG_DO(
194        //      sigset_t waiting;
195        //      sigemptyset(&waiting);
196        //      sigpending(&waiting);
197        //      verify( !sigismember(&waiting, sig) );
198        // )
199
200        sigset_t mask;
201        sigemptyset( &mask );
202        sigaddset( &mask, sig );
203
204        if ( sigprocmask( SIG_UNBLOCK, &mask, NULL ) == -1 ) {
205            abortf( "internal error, sigprocmask" );
206        } // if
207}
208
209static inline bool preemption_ready() {
210        return disable_preempt_count == 0;
211}
212
213static inline void defer_ctxSwitch() {
214        this_processor->pending_preemption = true;
215}
216
217static inline void defer_alarm() {
218        systemProcessor->pending_alarm = true;
219}
220
221extern "C" {
222        __attribute__((noinline)) void __debug_break() {
223                pthread_kill( pthread_self(), SIGTRAP );
224        }
225}
226
227void sigHandler_ctxSwitch( __CFA_SIGPARMS__ ) {
228        LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "CtxSw IRH %10p running %10p @ %10p\n", this_processor, this_thread, (void *)(cxt->uc_mcontext.gregs[REG_RIP]) );
229        LIB_DEBUG_DO( last_interrupt = (void *)(cxt->uc_mcontext.gregs[REG_RIP]); )
230
231        if( preemption_ready() ) {
232                // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Ctx Switch IRH : Blocking thread %p on %p\n", this_thread, this_processor );
233                signal_unblock( SIGUSR1 );
234                BlockInternal( (thread_desc*)this_thread );
235                // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Ctx Switch IRH : Back\n\n");
236        }
237        else {
238                // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Ctx Switch IRH : Defering\n" );
239                defer_ctxSwitch();
240                signal_unblock( SIGUSR1 );
241        }
242}
243
244void sigHandler_alarm( __CFA_SIGPARMS__ ) {
245        LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "\nAlarm IRH %10p running %10p @ %10p\n", this_processor, this_thread, (void *)(cxt->uc_mcontext.gregs[REG_RIP]) );
246        LIB_DEBUG_DO( last_interrupt = (void *)(cxt->uc_mcontext.gregs[REG_RIP]); )
247
248        if( try_lock( &systemProcessor->alarm_lock DEBUG_CTX2 ) ) {
249                tick_preemption();
250                unlock( &systemProcessor->alarm_lock );
251        }
252        else {
253                defer_alarm();
254        }
255
256        signal_unblock( SIGALRM );
257
258        if( preemption_ready() && this_processor->pending_preemption ) {
259                // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Alarm IRH : Blocking thread %p on %p\n", this_thread, this_processor );
260                this_processor->pending_preemption = false;
261                BlockInternal( (thread_desc*)this_thread );
262                // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Alarm Switch IRH : Back\n\n");
263        }
264}
265
266static void preempt( processor * this ) {
267        // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "Processor : signalling %p\n", this );
268
269        if( this != systemProcessor ) {
270                pthread_kill( this->kernel_thread, SIGUSR1 );
271        }
272        else {
273                defer_ctxSwitch();
274        }
275}
276
277static void timeout( thread_desc * this ) {
278        //TODO : implement waking threads
279}
280
281static void __kernel_sigaction( int sig, void (*handler)(__CFA_SIGPARMS__), int flags ) {
282        struct sigaction act;
283
284        act.sa_sigaction = (void (*)(int, siginfo_t *, void *))handler;
285        act.sa_flags = flags;
286
287        // disabled during signal handler
288        sigemptyset( &act.sa_mask );
289        sigaddset( &act.sa_mask, sig );
290
291        if ( sigaction( sig, &act, NULL ) == -1 ) {
292                LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO,
293                        " __kernel_sigaction( sig:%d, handler:%p, flags:%d ), problem installing signal handler, error(%d) %s.\n",
294                        sig, handler, flags, errno, strerror( errno )
295                );
296                _exit( EXIT_FAILURE );
297        }
298}
299
300typedef void (*sa_handler_t)(int);
301
302static void __kernel_sigdefault( int sig ) {
303        struct sigaction act;
304
305        // act.sa_handler = SIG_DFL;
306        act.sa_flags = 0;
307        sigemptyset( &act.sa_mask );
308
309        if ( sigaction( sig, &act, NULL ) == -1 ) {
310                LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO,
311                        " __kernel_sigdefault( sig:%d ), problem reseting signal handler, error(%d) %s.\n",
312                        sig, errno, strerror( errno )
313                );
314                _exit( EXIT_FAILURE );
315        }
316}
317
318//=============================================================================================
319// Terminating Signals logic
320//=============================================================================================
321
322LIB_DEBUG_DO(
323        static void __kernel_backtrace( int start ) {
324                // skip first N stack frames
325
326                enum { Frames = 50 };
327                void * array[Frames];
328                int size = backtrace( array, Frames );
329                char ** messages = backtrace_symbols( array, size );
330
331                // find executable name
332                *index( messages[0], '(' ) = '\0';
333                #ifdef __USE_STREAM__
334                serr | "Stack back trace for:" | messages[0] | endl;
335                #else
336                fprintf( stderr, "Stack back trace for: %s\n", messages[0]);
337                #endif
338
339                // skip last 2 stack frames after main
340                for ( int i = start; i < size && messages != NULL; i += 1 ) {
341                        char * name = NULL;
342                        char * offset_begin = NULL;
343                        char * offset_end = NULL;
344
345                        for ( char *p = messages[i]; *p; ++p ) {
346                                // find parantheses and +offset
347                                if ( *p == '(' ) {
348                                        name = p;
349                                }
350                                else if ( *p == '+' ) {
351                                        offset_begin = p;
352                                }
353                                else if ( *p == ')' ) {
354                                        offset_end = p;
355                                        break;
356                                }
357                        }
358
359                        // if line contains symbol print it
360                        int frameNo = i - start;
361                        if ( name && offset_begin && offset_end && name < offset_begin ) {
362                                // delimit strings
363                                *name++ = '\0';
364                                *offset_begin++ = '\0';
365                                *offset_end++ = '\0';
366
367                                #ifdef __USE_STREAM__
368                                serr    | "("  | frameNo | ")" | messages[i] | ":"
369                                        | name | "+" | offset_begin | offset_end | endl;
370                                #else
371                                fprintf( stderr, "(%i) %s : %s + %s %s\n", frameNo, messages[i], name, offset_begin, offset_end);
372                                #endif
373                        }
374                        // otherwise, print the whole line
375                        else {
376                                #ifdef __USE_STREAM__
377                                serr | "(" | frameNo | ")" | messages[i] | endl;
378                                #else
379                                fprintf( stderr, "(%i) %s\n", frameNo, messages[i] );
380                                #endif
381                        }
382                }
383
384                free( messages );
385        }
386)
387
388void sigHandler_segv( __CFA_SIGPARMS__ ) {
389        LIB_DEBUG_DO(
390                #ifdef __USE_STREAM__
391                serr    | "*CFA runtime error* program cfa-cpp terminated with"
392                        | (sig == SIGSEGV ? "segment fault." : "bus error.")
393                        | endl;
394                #else
395                fprintf( stderr, "*CFA runtime error* program cfa-cpp terminated with %s\n", sig == SIGSEGV ? "segment fault." : "bus error." );
396                #endif
397
398                // skip first 2 stack frames
399                __kernel_backtrace( 1 );
400        )
401        exit( EXIT_FAILURE );
402}
403
404// void sigHandler_abort( __CFA_SIGPARMS__ ) {
405//      // skip first 6 stack frames
406//      LIB_DEBUG_DO( __kernel_backtrace( 6 ); )
407
408//      // reset default signal handler
409//      __kernel_sigdefault( SIGABRT );
410
411//      raise( SIGABRT );
412// }
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.