source: src/libcfa/concurrency/preemption.c @ d6ff3ff

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Kernel shoud now drop preemptions during other preemptions

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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 );
54LIB_DEBUG_DO( bool validate( alarm_list_t * this ); )
55
56#ifdef __x86_64__
57#define CFA_REG_IP REG_RIP
58#else
59#define CFA_REG_IP REG_EIP
60#endif
61
62
63//=============================================================================================
64// Kernel Preemption logic
65//=============================================================================================
66
67void tick_preemption() {
68        // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "Ticking preemption\n" );
69
70        alarm_list_t * alarms = &systemProcessor->alarms;
71        __cfa_time_t currtime = __kernel_get_time();
72        while( alarms->head && alarms->head->alarm < currtime ) {
73                alarm_node_t * node = pop(alarms);
74                // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Ticking %p\n", node );
75
76                if( node->kernel_alarm ) {
77                        preempt( node->proc );
78                }
79                else {
80                        timeout( node->thrd );
81                }
82
83                verify( validate( alarms ) );
84
85                if( node->period > 0 ) {
86                        node->alarm = currtime + node->period;
87                        insert( alarms, node );
88                }
89                else {
90                        node->set = false;
91                }
92        }
93
94        if( alarms->head ) {
95                __kernel_set_timer( alarms->head->alarm - currtime );
96        }
97
98        verify( validate( alarms ) );
99        // LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_LOCAL( STDERR_FILENO, "Ticking preemption done\n" );
100}
101
102void update_preemption( processor * this, __cfa_time_t duration ) {
103        LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO, "Processor : %p updating preemption to %lu\n", this, duration );
104
105        alarm_node_t * alarm = this->preemption_alarm;
106        duration *= 1000;
107
108        // Alarms need to be enabled
109        if ( duration > 0 && !alarm->set ) {
110                alarm->alarm = __kernel_get_time() + duration;
111                alarm->period = duration;
112                register_self( alarm );
113        }
114        // Zero duraction but alarm is set
115        else if ( duration == 0 && alarm->set ) {
116                unregister_self( alarm );
117                alarm->alarm = 0;
118                alarm->period = 0;
119        }
120        // If alarm is different from previous, change it
121        else if ( duration > 0 && alarm->period != duration ) {
122                unregister_self( alarm );
123                alarm->alarm = __kernel_get_time() + duration;
124                alarm->period = duration;
125                register_self( alarm );
126        }
127}
128
129//=============================================================================================
130// Kernel Signal Tools
131//=============================================================================================
132
133LIB_DEBUG_DO( static thread_local void * last_interrupt = 0; )
134
135extern "C" {
136        void disable_interrupts() {
137                __attribute__((unused)) unsigned short new_val = __atomic_add_fetch_2( &disable_preempt_count, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
138                verify( new_val < (unsigned short)65_000 );
139                verify( new_val != (unsigned short) 0 );
140        }
141
142        void enable_interrupts_noRF() {
143                __attribute__((unused)) unsigned short prev = __atomic_fetch_add_2( &disable_preempt_count, -1, __ATOMIC_SEQ_CST );
144                verify( prev != (unsigned short) 0 );
145        }
146
147        void enable_interrupts( DEBUG_CTX_PARAM ) {
148                processor * proc   = this_processor;
149                thread_desc * thrd = this_thread;
150                unsigned short prev = __atomic_fetch_add_2( &disable_preempt_count, -1, __ATOMIC_SEQ_CST );
151                verify( prev != (unsigned short) 0 );
152                if( prev == 1 && proc->pending_preemption ) {
153                        proc->pending_preemption = false;
154                        BlockInternal( thrd );
155                }
156
157                LIB_DEBUG_DO( proc->last_enable = caller; )
158        }
159}
160
161static inline void signal_unblock( int sig ) {
162        sigset_t mask;
163        sigemptyset( &mask );
164        sigaddset( &mask, sig );
165
166        if ( pthread_sigmask( SIG_UNBLOCK, &mask, NULL ) == -1 ) {
167            abortf( "internal error, pthread_sigmask" );
168        }
169}
170
171static inline void signal_block( int sig ) {
172        sigset_t mask;
173        sigemptyset( &mask );
174        sigaddset( &mask, sig );
175
176        if ( pthread_sigmask( SIG_BLOCK, &mask, NULL ) == -1 ) {
177            abortf( "internal error, pthread_sigmask" );
178        }
179}
180
181static inline bool preemption_ready() {
182        return disable_preempt_count == 0 && !preemption_in_progress;
183}
184
185static inline void defer_ctxSwitch() {
186        this_processor->pending_preemption = true;
187}
188
189static inline void defer_alarm() {
190        systemProcessor->pending_alarm = true;
191}
192
193static void preempt( processor * this ) {
194        pthread_kill( this->kernel_thread, SIGUSR1 );
195}
196
197static void timeout( thread_desc * this ) {
198        //TODO : implement waking threads
199}
200
201//=============================================================================================
202// Kernel Signal Startup/Shutdown logic
203//=============================================================================================
204
205static pthread_t alarm_thread;
206void * alarm_loop( __attribute__((unused)) void * args );
207
208void kernel_start_preemption() {
209        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Starting preemption\n");
210        __kernel_sigaction( SIGUSR1, sigHandler_ctxSwitch, SA_SIGINFO );
211        // __kernel_sigaction( SIGSEGV, sigHandler_segv     , SA_SIGINFO );
212        // __kernel_sigaction( SIGBUS , sigHandler_segv     , SA_SIGINFO );
213
214        signal_block( SIGALRM );
215
216        pthread_create( &alarm_thread, NULL, alarm_loop, NULL );
217}
218
219void kernel_stop_preemption() {
220        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Preemption stopping\n");
221
222        sigset_t mask;
223        sigfillset( &mask );
224        sigprocmask( SIG_BLOCK, &mask, NULL );
225
226        sigval val = { 1 };
227        pthread_sigqueue( alarm_thread, SIGALRM, val );
228        pthread_join( alarm_thread, NULL );
229        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Preemption stopped\n");
230}
231
232void ?{}( preemption_scope * this, processor * proc ) {
233        (&this->alarm){ proc };
234        this->proc = proc;
235        this->proc->preemption_alarm = &this->alarm;
236        update_preemption( this->proc, this->proc->preemption );
237}
238
239void ^?{}( preemption_scope * this ) {
240        disable_interrupts();
241
242        update_preemption( this->proc, 0 );
243}
244
245//=============================================================================================
246// Kernel Signal Handlers
247//=============================================================================================
248
249void sigHandler_ctxSwitch( __CFA_SIGPARMS__ ) {
250        LIB_DEBUG_DO( last_interrupt = (void *)(cxt->uc_mcontext.gregs[CFA_REG_IP]); )
251        if( preemption_ready() ) {
252                preemption_in_progress = true;
253                signal_unblock( SIGUSR1 );
254                this_processor->pending_preemption = false;
255                preemption_in_progress = false;
256                BlockInternal( (thread_desc*)this_thread );
257        }
258        else {
259                defer_ctxSwitch();
260        }
261}
262
263void * alarm_loop( __attribute__((unused)) void * args ) {
264        sigset_t mask;
265        sigemptyset( &mask );
266        sigaddset( &mask, SIGALRM );
267
268        if ( pthread_sigmask( SIG_BLOCK, &mask, NULL ) == -1 ) {
269            abortf( "internal error, pthread_sigmask" );
270        }
271
272        while( true ) {
273                siginfo_t info;
274                int sig = sigwaitinfo( &mask, &info );
275                if( sig < 0 ) {
276                        abortf( "internal error, sigwait" );
277                }
278                else if( sig == SIGALRM )
279                {
280                        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Caught signal %d (%d)\n", sig, info.si_value.sival_int );
281                        if( info.si_value.sival_int == 0 )
282                        {
283                                LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Preemption thread tick\n");
284                                lock( &systemProcessor->alarm_lock DEBUG_CTX2 );
285                                tick_preemption();
286                                unlock( &systemProcessor->alarm_lock );
287                        }
288                        else if( info.si_value.sival_int == 1 )
289                        {
290                                break;
291                        }
292                }
293                else
294                {
295                        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Unexpected signal %d (%d)\n", sig, info.si_value.sival_int);
296                }
297        }
298
299        LIB_DEBUG_PRINT_SAFE("Kernel : Preemption thread stopping\n");
300        return NULL;
301}
302
303static void __kernel_sigaction( int sig, void (*handler)(__CFA_SIGPARMS__), int flags ) {
304        struct sigaction act;
305
306        act.sa_sigaction = (void (*)(int, siginfo_t *, void *))handler;
307        act.sa_flags = flags;
308
309        if ( sigaction( sig, &act, NULL ) == -1 ) {
310                LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO,
311                        " __kernel_sigaction( sig:%d, handler:%p, flags:%d ), problem installing signal handler, error(%d) %s.\n",
312                        sig, handler, flags, errno, strerror( errno )
313                );
314                _exit( EXIT_FAILURE );
315        }
316}
317
318typedef void (*sa_handler_t)(int);
319
320static void __kernel_sigdefault( int sig ) {
321        struct sigaction act;
322
323        // act.sa_handler = SIG_DFL;
324        act.sa_flags = 0;
325        sigemptyset( &act.sa_mask );
326
327        if ( sigaction( sig, &act, NULL ) == -1 ) {
328                LIB_DEBUG_PRINT_BUFFER_DECL( STDERR_FILENO,
329                        " __kernel_sigdefault( sig:%d ), problem reseting signal handler, error(%d) %s.\n",
330                        sig, errno, strerror( errno )
331                );
332                _exit( EXIT_FAILURE );
333        }
334}
335
336//=============================================================================================
337// Terminating Signals logic
338//=============================================================================================
339
340LIB_DEBUG_DO(
341        static void __kernel_backtrace( int start ) {
342                // skip first N stack frames
343
344                enum { Frames = 50 };
345                void * array[Frames];
346                int size = backtrace( array, Frames );
347                char ** messages = backtrace_symbols( array, size );
348
349                // find executable name
350                *index( messages[0], '(' ) = '\0';
351                #ifdef __USE_STREAM__
352                serr | "Stack back trace for:" | messages[0] | endl;
353                #else
354                fprintf( stderr, "Stack back trace for: %s\n", messages[0]);
355                #endif
356
357                // skip last 2 stack frames after main
358                for ( int i = start; i < size && messages != NULL; i += 1 ) {
359                        char * name = NULL;
360                        char * offset_begin = NULL;
361                        char * offset_end = NULL;
362
363                        for ( char *p = messages[i]; *p; ++p ) {
364                                // find parantheses and +offset
365                                if ( *p == '(' ) {
366                                        name = p;
367                                }
368                                else if ( *p == '+' ) {
369                                        offset_begin = p;
370                                }
371                                else if ( *p == ')' ) {
372                                        offset_end = p;
373                                        break;
374                                }
375                        }
376
377                        // if line contains symbol print it
378                        int frameNo = i - start;
379                        if ( name && offset_begin && offset_end && name < offset_begin ) {
380                                // delimit strings
381                                *name++ = '\0';
382                                *offset_begin++ = '\0';
383                                *offset_end++ = '\0';
384
385                                #ifdef __USE_STREAM__
386                                serr    | "("  | frameNo | ")" | messages[i] | ":"
387                                        | name | "+" | offset_begin | offset_end | endl;
388                                #else
389                                fprintf( stderr, "(%i) %s : %s + %s %s\n", frameNo, messages[i], name, offset_begin, offset_end);
390                                #endif
391                        }
392                        // otherwise, print the whole line
393                        else {
394                                #ifdef __USE_STREAM__
395                                serr | "(" | frameNo | ")" | messages[i] | endl;
396                                #else
397                                fprintf( stderr, "(%i) %s\n", frameNo, messages[i] );
398                                #endif
399                        }
400                }
401
402                free( messages );
403        }
404)
405
406// void sigHandler_segv( __CFA_SIGPARMS__ ) {
407//      LIB_DEBUG_DO(
408//              #ifdef __USE_STREAM__
409//              serr    | "*CFA runtime error* program cfa-cpp terminated with"
410//                      | (sig == SIGSEGV ? "segment fault." : "bus error.")
411//                      | endl;
412//              #else
413//              fprintf( stderr, "*CFA runtime error* program cfa-cpp terminated with %s\n", sig == SIGSEGV ? "segment fault." : "bus error." );
414//              #endif
415
416//              // skip first 2 stack frames
417//              __kernel_backtrace( 1 );
418//      )
419//      exit( EXIT_FAILURE );
420// }
421
422// void sigHandler_abort( __CFA_SIGPARMS__ ) {
423//      // skip first 6 stack frames
424//      LIB_DEBUG_DO( __kernel_backtrace( 6 ); )
425
426//      // reset default signal handler
427//      __kernel_sigdefault( SIGABRT );
428
429//      raise( SIGABRT );
430// }
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.