source: src/libcfa/concurrency/preemption.c @ e60e0dc

ADTaaron-thesisarm-ehast-experimentalcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerpthread-emulationqualifiedEnumresolv-newwith_gc
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Some cleanu[ in the kernel, notably phasing out the system processor

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