d91f2c401fd3c0aa4c35d52c31c28219eab962cd
[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 // This could be useful for making scheduling decisions.  
22 /* Physical coremap: each index is a physical core id, with a proc ptr for
23  * whoever *should be or is* running.  Very similar to current, which is what
24  * process is *really* running there. */
25 struct proc *pcoremap[MAX_NUM_CPUS];
26
27 /* Tracks which cores are idle, similar to the vcoremap.  Each value is the
28  * physical coreid of an unallocated core. */
29 spinlock_t idle_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
30 uint32_t idlecoremap[MAX_NUM_CPUS];
31 uint32_t num_idlecores = 0;
32 uint32_t num_mgmtcores = 1;
33
34 void schedule_init(void)
35 {
36         TAILQ_INIT(&proc_runnablelist);
37
38         /* Ghetto old idle core init */
39         /* Init idle cores. Core 0 is the management core. */
40         spin_lock(&idle_lock);
41 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
42         /* assumes core0 is the only management core (NIC and monitor functionality
43          * are run there too.  it just adds the odd cores to the idlecoremap */
44         assert(!(num_cpus % 2));
45         // TODO: consider checking x86 for machines that actually hyperthread
46         num_idlecores = num_cpus >> 1;
47  #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
48         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share wit NIC
49         num_mgmtcores++;
50         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
51         send_kernel_message(2, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
52  #endif
53         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
54                 idlecoremap[i] = (i * 2) + 1;
55 #else
56         // __CONFIG_DISABLE_SMT__
57         #ifdef __CONFIG_NETWORKING__
58         num_mgmtcores++; // Next core is dedicated to the NIC
59         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
60         #endif
61         #ifdef __CONFIG_APPSERVER__
62         #ifdef __CONFIG_DEDICATED_MONITOR__
63         num_mgmtcores++; // Next core dedicated to running the kernel monitor
64         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
65         // Need to subtract 1 from the num_mgmtcores # to get the cores index
66         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)monitor, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
67         #endif
68         #endif
69  #ifdef __CONFIG_ARSC_SERVER__
70         // Dedicate one core (core 2) to sysserver, might be able to share with NIC
71         num_mgmtcores++;
72         assert(num_cpus >= num_mgmtcores);
73         send_kernel_message(num_mgmtcores-1, (amr_t)arsc_server, 0,0,0, KMSG_ROUTINE);
74  #endif
75         num_idlecores = num_cpus - num_mgmtcores;
76         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
77                 idlecoremap[i] = i + num_mgmtcores;
78 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
79         spin_unlock(&idle_lock);
80         return;
81 }
82
83 void schedule_proc(struct proc *p)
84 {
85         /* up the refcnt since we are storing the reference */
86         proc_incref(p, 1);
87         spin_lock_irqsave(&runnablelist_lock);
88         printd("Scheduling PID: %d\n", p->pid);
89         TAILQ_INSERT_TAIL(&proc_runnablelist, p, proc_link);
90         spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
91         return;
92 }
93
94 /* Something has changed, and for whatever reason the scheduler should
95  * reevaluate things.  Currently, this assumes the calling core is free (since
96  * an _S can be proc_run()'d), and it only attempts to run one process at a time
97  * (which will suck, longer term, since the manager will just spin this func).
98  *
99  * Using irqsave spinlocks for now, since this could be called from a timer
100  * interrupt handler (though ought to be in a bottom half or something).
101  */
102 void schedule(void)
103 {
104         struct proc *p;
105         
106         spin_lock_irqsave(&runnablelist_lock);
107         /* TODO at the very least, we should do a TAILQ_FOREACH_SAFE, trying to sort
108          * out everyone, but with the highest priority one first (want a priority
109          * queue or something), so people don't have to loop calling schedule().
110          *
111          * Also, we don't want a 'runnable list'.  that's so _S. */
112         p = TAILQ_FIRST(&proc_runnablelist);
113         if (p) {
114                 TAILQ_REMOVE(&proc_runnablelist, p, proc_link);
115                 spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
116                 /* TODO: consider the process's state, or push that into
117                  * give_cores/core_request */
118                 /* lockless reference check, safe since we hold a ref and it's dying.
119                  * Note that a process can still be killed right after we do this
120                  * check, but give_cores and proc_run can handle that race. */
121                 if (p->state == PROC_DYING) {
122                         proc_decref(p);
123                         return;
124                 }
125                 /* TODO: ^^^^^ this is shit i'd like to hide from pluggable kscheds */
126                 printd("PID of proc i'm running: %d\n", p->pid);
127                 /* We can safely read is_mcp without locking (i think). */
128                 if (__proc_is_mcp(p)) {
129                         /* _Ms need to get some cores, which will call proc_run() internally
130                          * (for now) */
131                         /* TODO: this interface sucks, change it */
132                         if (!core_request(p))
133                                 schedule_proc(p);       /* can't run, put it back on the queue */
134                         else
135                                 /* if there's a race on state (like DEATH), it'll get handled by
136                                  * proc_run or proc_destroy.  TODO: Theoretical race here, since
137                                  * someone else could make p an _S (in theory), and then we
138                                  * would be calling this with an inedible ref (which is
139                                  * currently a concern). */
140                                 proc_run(p); /* trying to run a RUNNABLE_M here */
141                 } else {
142                         /* _S proc, just run it */
143                         proc_run(p);
144                 }
145                 /* decref the ref from the TAILQ */
146                 proc_decref(p);
147         } else {
148                 spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
149         }
150         return;
151 }
152
153 /* A process is asking the ksched to look at its resource desires.  The
154  * scheduler is free to ignore this, for its own reasons, so long as it
155  * eventually gets around to looking at resource desires. */
156 void poke_ksched(struct proc *p, int res_type)
157 {
158         /* TODO: probably want something to trigger all res_types */
159         /* Consider races with core_req called from other pokes or schedule */
160         switch (res_type) {
161                 case RES_CORES:
162                         /* TODO: issues with whether or not they are RUNNING.  Need to
163                          * change core_request / give_cores. */
164                         core_request(p);
165                         break;
166                 default:
167                         break;
168         }
169 }
170
171 /* Helper function to return a core to the idlemap.  It causes some more lock
172  * acquisitions (like in a for loop), but it's a little easier.  Plus, one day
173  * we might be able to do this without locks (for the putting). */
174 void put_idle_core(uint32_t coreid)
175 {
176         spin_lock(&idle_lock);
177         idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
178         spin_unlock(&idle_lock);
179 }
180
181 /* Normally it'll be the max number of CG cores ever */
182 uint32_t max_vcores(struct proc *p)
183 {
184 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
185         return num_cpus >> 1;
186 #else
187         return MAX(1, num_cpus - num_mgmtcores);
188 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
189 }
190
191 /* Ghetto old interface, hacked out of resource.c.  It doesn't even care about
192  * the proc yet, but in general the whole core_request bit needs reworked. */
193 uint32_t proc_wants_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t amt_new)
194 {
195         uint32_t num_granted;
196         /* You should do something smarter than just giving the stuff out.  Like
197          * take in to account priorities, node locations, etc */
198         spin_lock(&idle_lock);
199         if (num_idlecores >= amt_new) {
200                 for (int i = 0; i < amt_new; i++) {
201                         // grab the last one on the list
202                         pc_arr[i] = idlecoremap[num_idlecores - 1];
203                         num_idlecores--;
204                 }
205                 num_granted = amt_new;
206         } else {
207                 /* In this case, you might want to preempt or do other fun things... */
208                 num_granted = 0;
209         }
210         spin_unlock(&idle_lock);
211         return num_granted;
212 }
213
214 /************** Debugging **************/
215 void dump_proclist(struct proc_list *list)
216 {
217         struct proc *p;
218         TAILQ_FOREACH(p, list, proc_link)
219                 printk("PID: %d\n", p->pid);
220         return;
221 }
222
223 void print_idlecoremap(void)
224 {
225         spin_lock(&idle_lock);
226         printk("There are %d idle cores.\n", num_idlecores);
227         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
228                 printk("idlecoremap[%d] = %d\n", i, idlecoremap[i]);
229         spin_unlock(&idle_lock);
230 }