bebae8e44c9134719285f1d482cf5d9ecef6e6b1
[akaros.git] / kern / src / schedule.c
1 /* Copyright (c) 2009, 2012 The Regents of the University of California
2  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
3  * See LICENSE for details.
4  *
5  * Scheduling and dispatching. */
6
7 #ifdef __SHARC__
8 #pragma nosharc
9 #endif
10
11 #include <schedule.h>
12 #include <process.h>
13 #include <monitor.h>
14 #include <stdio.h>
15 #include <assert.h>
16 #include <atomic.h>
17 #include <resource.h>
18 #include <smp.h>
19 #include <sys/queue.h>
20
21 /* Process Lists */
22 struct proc_list proc_runnablelist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(proc_runnablelist);
23 spinlock_t runnablelist_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
24
25 // This could be useful for making scheduling decisions.  
26 /* Physical coremap: each index is a physical core id, with a proc ptr for
27  * whoever *should be or is* running.  Very similar to current, which is what
28  * process is *really* running there. */
29 struct proc *pcoremap[MAX_NUM_CPUS];
30
31 /* Tracks which cores are idle, similar to the vcoremap.  Each value is the
32  * physical coreid of an unallocated core. */
33 spinlock_t idle_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
34 uint32_t idlecoremap[MAX_NUM_CPUS];
35 uint32_t num_idlecores = 0;
36 uint32_t num_mgmtcores = 1;
37
38 void schedule_init(void)
39 {
40         TAILQ_INIT(&proc_runnablelist);
41
42         /* Ghetto old idle core init */
43         /* Init idle cores. Core 0 is the management core. */
44         spin_lock(&idle_lock);
45 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
46         /* assumes core0 is the only management core (NIC and monitor functionality
47          * are run there too.  it just adds the odd cores to the idlecoremap */
48         assert(!(num_cpus % 2));
49         // TODO: consider checking x86 for machines that actually hyperthread
50         num_idlecores = num_cpus >> 1;
51  #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
52         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
53         num_mgmtcores++;
54         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
55         send_kernel_message(2, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
56  #endif
57         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
58                 idlecoremap[i] = (i * 2) + 1;
59 #else
60         // __CONFIG_DISABLE_SMT__
61         #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
62         num_mgmtcores++; // Next core is dedicated to the NIC
63         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
64         #endif
65         #ifdef __CONFIG_APPSERVER__
66         #ifdef __CONFIG_DEDICATED_MONITOR__
67         num_mgmtcores++; // Next core dedicated to running the kernel monitor
68         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
69         // Need to subtract 1 from the num_mgmtcores # to get the cores index
70         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)monitor, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
71         #endif
72         #endif
73  #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
74         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share with NIC
75         num_mgmtcores++;
76         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
77         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
78  #endif
79         num_idlecores = num_cpus - num_mgmtcores;
80         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
81                 idlecoremap[i] = i + num_mgmtcores;
82 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
83         spin_unlock(&idle_lock);
84         return;
85 }
86
87 void schedule_proc(struct proc *p)
88 {
89         /* up the refcnt since we are storing the reference */
90         proc_incref(p, 1);
91         spin_lock_irqsave(&runnablelist_lock);
92         printd("Scheduling PID: %d\n", p->pid);
93         TAILQ_INSERT_TAIL(&proc_runnablelist, p, proc_link);
94         spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
95         return;
96 }
97
98 /* Something has changed, and for whatever reason the scheduler should
99  * reevaluate things.  Currently, this assumes the calling core is free (since
100  * an _S can be proc_run()'d), and it only attempts to run one process at a time
101  * (which will suck, longer term, since the manager will just spin this func).
102  *
103  * Using irqsave spinlocks for now, since this could be called from a timer
104  * interrupt handler (though ought to be in a bottom half or something).
105  */
106 void schedule(void)
107 {
108         struct proc *p;
109         
110         spin_lock_irqsave(&runnablelist_lock);
111         /* TODO at the very least, we should do a TAILQ_FOREACH_SAFE, trying to sort
112          * out everyone, but with the highest priority one first (want a priority
113          * queue or something), so people don't have to loop calling schedule().
114          *
115          * Also, we don't want a 'runnable list'.  that's so _S. */
116         p = TAILQ_FIRST(&proc_runnablelist);
117         if (p) {
118                 TAILQ_REMOVE(&proc_runnablelist, p, proc_link);
119                 spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
120                 /* TODO: consider the process's state, or push that into
121                  * give_cores/core_request */
122                 /* lockless reference check, safe since we hold a ref and it's dying.
123                  * Note that a process can still be killed right after we do this
124                  * check, but give_cores and proc_run can handle that race. */
125                 if (p->state == PROC_DYING) {
126                         proc_decref(p);
127                         return;
128                 }
129                 /* TODO: ^^^^^ this is shit i'd like to hide from pluggable kscheds */
130                 printd("PID of proc i'm running: %d\n", p->pid);
131                 /* We can safely read is_mcp without locking (i think). */
132                 if (__proc_is_mcp(p)) {
133                         /* _Ms need to get some cores, which will call proc_run() internally
134                          * (for now) */
135                         /* TODO: this interface sucks, change it */
136                         if (!core_request(p))
137                                 schedule_proc(p);       /* can't run, put it back on the queue */
138                         else
139                                 /* if there's a race on state (like DEATH), it'll get handled by
140                                  * proc_run or proc_destroy.  TODO: Theoretical race here, since
141                                  * someone else could make p an _S (in theory), and then we
142                                  * would be calling this with an inedible ref (which is
143                                  * currently a concern). */
144                                 proc_run(p); /* trying to run a RUNNABLE_M here */
145                 } else {
146                         /* _S proc, just run it */
147                         proc_run(p);
148                 }
149                 /* decref the ref from the TAILQ */
150                 proc_decref(p);
151         } else {
152                 spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
153         }
154         return;
155 }
156
157 /* A process is asking the ksched to look at its resource desires.  The
158  * scheduler is free to ignore this, for its own reasons, so long as it
159  * eventually gets around to looking at resource desires. */
160 void poke_ksched(struct proc *p, int res_type)
161 {
162         /* TODO: probably want something to trigger all res_types */
163         /* Consider races with core_req called from other pokes or schedule */
164         switch (res_type) {
165                 case RES_CORES:
166                         /* TODO: issues with whether or not they are RUNNING.  Need to
167                          * change core_request / give_cores. */
168                         core_request(p);
169                         break;
170                 default:
171                         break;
172         }
173 }
174
175 /* Helper function to return a core to the idlemap.  It causes some more lock
176  * acquisitions (like in a for loop), but it's a little easier.  Plus, one day
177  * we might be able to do this without locks (for the putting). */
178 void put_idle_core(uint32_t coreid)
179 {
180         spin_lock(&idle_lock);
181         idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
182         spin_unlock(&idle_lock);
183 }
184
185 /* Normally it'll be the max number of CG cores ever */
186 uint32_t max_vcores(struct proc *p)
187 {
188 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
189         return num_cpus >> 1;
190 #else
191         return MAX(1, num_cpus - num_mgmtcores);
192 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
193 }
194
195 /* Ghetto old interface, hacked out of resource.c.  It doesn't even care about
196  * the proc yet, but in general the whole core_request bit needs reworked. */
197 uint32_t proc_wants_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t amt_new)
198 {
199         uint32_t num_granted;
200         /* You should do something smarter than just giving the stuff out.  Like
201          * take in to account priorities, node locations, etc */
202         spin_lock(&idle_lock);
203         if (num_idlecores >= amt_new) {
204                 for (int i = 0; i < amt_new; i++) {
205                         // grab the last one on the list
206                         pc_arr[i] = idlecoremap[num_idlecores - 1];
207                         num_idlecores--;
208                 }
209                 num_granted = amt_new;
210         } else {
211                 /* In this case, you might want to preempt or do other fun things... */
212                 num_granted = 0;
213         }
214         spin_unlock(&idle_lock);
215         return num_granted;
216 }
217
218 /************** Debugging **************/
219 void sched_diag(void)
220 {
221         struct proc *p;
222         /* just print the runnables for now */
223         TAILQ_FOREACH(p, &proc_runnablelist, proc_link)
224                 printk("PID: %d\n", p->pid);
225         return;
226 }
227
228 void print_idlecoremap(void)
229 {
230         spin_lock(&idle_lock);
231         printk("There are %d idle cores.\n", num_idlecores);
232         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
233                 printk("idlecoremap[%d] = %d\n", i, idlecoremap[i]);
234         spin_unlock(&idle_lock);
235 }