Breaks proc_run() into _S and _M functions
[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  *      - TODO: the functions we call aren't irqsafe (proc_run, for instance), so
106  *      we'll have to not call this directly from interrupt context.
107  */
108 void schedule(void)
109 {
110         struct proc *p;
111         
112         spin_lock_irqsave(&runnablelist_lock);
113         /* TODO at the very least, we should do a TAILQ_FOREACH_SAFE, trying to sort
114          * out everyone, but with the highest priority one first (want a priority
115          * queue or something), so people don't have to loop calling schedule().
116          *
117          * Also, we don't want a 'runnable list'.  that's so _S. */
118         p = TAILQ_FIRST(&proc_runnablelist);
119         if (p) {
120                 TAILQ_REMOVE(&proc_runnablelist, p, proc_link);
121                 spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
122                 /* TODO: consider the process's state, or push that into
123                  * give_cores/core_request */
124                 /* lockless reference check, safe since we hold a ref and it's dying.
125                  * Note that a process can still be killed right after we do this
126                  * check, but give_cores and proc_run can handle that race. */
127                 if (p->state == PROC_DYING) {
128                         proc_decref(p);
129                         return;
130                 }
131                 /* TODO: ^^^^^ this is shit i'd like to hide from pluggable kscheds */
132                 printd("PID of proc i'm running: %d\n", p->pid);
133                 /* We can safely read is_mcp without locking (i think). */
134                 if (__proc_is_mcp(p)) {
135                         /* _Ms need to get some cores, which will call proc_run() internally
136                          * (for now) */
137                         /* TODO: this interface sucks, change it */
138                         if (!core_request(p))
139                                 schedule_proc(p);       /* can't run, put it back on the queue */
140                         else
141                                 /* if there's a race on state (like DEATH), it'll get handled by
142                                  * proc_run or proc_destroy.  TODO: Theoretical race here, since
143                                  * someone else could make p an _S (in theory), and then we
144                                  * would be calling this with an inedible ref (which is
145                                  * currently a concern). */
146                                 spin_lock(&p->proc_lock);
147                                 __proc_run_m(p); /* trying to run a RUNNABLE_M here */
148                                 spin_unlock(&p->proc_lock);
149                 } else {
150                         /* _S proc, just run it */
151                         proc_run_s(p);
152                 }
153                 /* decref the ref from the TAILQ */
154                 proc_decref(p);
155         } else {
156                 spin_unlock_irqsave(&runnablelist_lock);
157         }
158         return;
159 }
160
161 /* A process is asking the ksched to look at its resource desires.  The
162  * scheduler is free to ignore this, for its own reasons, so long as it
163  * eventually gets around to looking at resource desires. */
164 void poke_ksched(struct proc *p, int res_type)
165 {
166         /* TODO: probably want something to trigger all res_types */
167         /* Consider races with core_req called from other pokes or schedule */
168         switch (res_type) {
169                 case RES_CORES:
170                         /* TODO: issues with whether or not they are RUNNING.  Need to
171                          * change core_request / give_cores. */
172                         core_request(p);
173                         break;
174                 default:
175                         break;
176         }
177 }
178
179 /* Helper function to return a core to the idlemap.  It causes some more lock
180  * acquisitions (like in a for loop), but it's a little easier.  Plus, one day
181  * we might be able to do this without locks (for the putting). */
182 void put_idle_core(uint32_t coreid)
183 {
184         spin_lock(&idle_lock);
185         idlecoremap[num_idlecores++] = coreid;
186         spin_unlock(&idle_lock);
187 }
188
189 /* Normally it'll be the max number of CG cores ever */
190 uint32_t max_vcores(struct proc *p)
191 {
192 #ifdef __CONFIG_DISABLE_SMT__
193         return num_cpus >> 1;
194 #else
195         return MAX(1, num_cpus - num_mgmtcores);
196 #endif /* __CONFIG_DISABLE_SMT__ */
197 }
198
199 /* Ghetto old interface, hacked out of resource.c.  It doesn't even care about
200  * the proc yet, but in general the whole core_request bit needs reworked. */
201 uint32_t proc_wants_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t amt_new)
202 {
203         uint32_t num_granted;
204         /* You should do something smarter than just giving the stuff out.  Like
205          * take in to account priorities, node locations, etc */
206         spin_lock(&idle_lock);
207         if (num_idlecores >= amt_new) {
208                 for (int i = 0; i < amt_new; i++) {
209                         // grab the last one on the list
210                         pc_arr[i] = idlecoremap[num_idlecores - 1];
211                         num_idlecores--;
212                 }
213                 num_granted = amt_new;
214         } else {
215                 /* In this case, you might want to preempt or do other fun things... */
216                 num_granted = 0;
217         }
218         spin_unlock(&idle_lock);
219         return num_granted;
220 }
221
222 /************** Debugging **************/
223 void sched_diag(void)
224 {
225         struct proc *p;
226         /* just print the runnables for now */
227         TAILQ_FOREACH(p, &proc_runnablelist, proc_link)
228                 printk("PID: %d\n", p->pid);
229         return;
230 }
231
232 void print_idlecoremap(void)
233 {
234         spin_lock(&idle_lock);
235         printk("There are %d idle cores.\n", num_idlecores);
236         for (int i = 0; i < num_idlecores; i++)
237                 printk("idlecoremap[%d] = %d\n", i, idlecoremap[i]);
238         spin_unlock(&idle_lock);
239 }