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 #include <schedule.h>
   8 #include <corerequest.h>
   9 #include <process.h>
  10 #include <monitor.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <assert.h>
  13 #include <atomic.h>
  14 #include <smp.h>
  15 #include <manager.h>
  16 #include <alarm.h>
  17 #include <sys/queue.h>
  18 #include <arsc_server.h>
  19
  20 /* Process Lists.  'unrunnable' is a holding list for SCPs that are running or
  21  * waiting or otherwise not considered for sched decisions. */
  22 struct proc_list unrunnable_scps = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(unrunnable_scps);
  23 struct proc_list runnable_scps = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(runnable_scps);
  24 /* mcp lists.  we actually could get by with one list and a TAILQ_CONCAT, but
  25  * I'm expecting to want the flexibility of the pointers later. */
  26 struct proc_list all_mcps_1 = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(all_mcps_1);
  27 struct proc_list all_mcps_2 = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(all_mcps_2);
  28 struct proc_list *primary_mcps = &all_mcps_1;
  29 struct proc_list *secondary_mcps = &all_mcps_2;
  30
  31 /* TAILQ of all unallocated, idle (CG) cores.
  32  * Pulled from corealloc.c at the moment */
  33 extern struct sched_pcore_tailq idlecores;
  34
  35 /* Helper, defined below */
  36 static void __core_request(struct proc *p, uint32_t amt_needed);
  37 static void add_to_list(struct proc *p, struct proc_list *list);
  38 static void remove_from_list(struct proc *p, struct proc_list *list);
  39 static void switch_lists(struct proc *p, struct proc_list *old,
  40                          struct proc_list *new);
  41 static bool is_ll_core(uint32_t pcoreid);
  42 static void __run_mcp_ksched(void *arg);        /* don't call directly */
  43 static uint32_t get_cores_needed(struct proc *p);
  44
  45 /* Locks / sync tools */
  46
  47 /* poke-style ksched - ensures the MCP ksched only runs once at a time.  since
  48  * only one mcp ksched runs at a time, while this is set, the ksched knows no
  49  * cores are being allocated by other code (though they could be dealloc, due to
  50  * yield).
  51  *
  52  * The main value to this sync method is to make the 'make sure the ksched runs
  53  * only once at a time and that it actually runs' invariant/desire wait-free, so
  54  * that it can be called anywhere (deep event code, etc).
  55  *
  56  * As the ksched gets smarter, we'll probably embedd this poker in a bigger
  57  * struct that can handle the posting of different types of work. */
  58 struct poke_tracker ksched_poker = POKE_INITIALIZER(__run_mcp_ksched);
  59
  60 /* this 'big ksched lock' protects a bunch of things, which i may make fine
  61  * grained: */
  62 /* - protects the integrity of proc tailqs/structures, as well as the membership
  63  * of a proc on those lists.  proc lifetime within the ksched but outside this
  64  * lock is protected by the proc kref. */
  65 //spinlock_t proclist_lock = SPINLOCK_INITIALIZER; /* subsumed by bksl */
  66 /* - protects the provisioning assignment, membership of sched_pcores in
  67  * provision lists, and the integrity of all prov lists (the lists of each
  68  * proc).  does NOT protect spc->alloc_proc. */
  69 //spinlock_t prov_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
  70 /* - protects allocation structures: spc->alloc_proc, the integrity and
  71  * membership of the idelcores tailq. */
  72 //spinlock_t alloc_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
  73 spinlock_t sched_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
  74
  75 /* Alarm struct, for our example 'timer tick' */
  76 struct alarm_waiter ksched_waiter;
  77
  78 #define TIMER_TICK_USEC 10000   /* 10msec */
  79
  80 /* Helper: Sets up a timer tick on the calling core to go off 10 msec from now.
  81  * This assumes the calling core is an LL core, etc. */
  82 static void set_ksched_alarm(void)
  83 {
  84         set_awaiter_rel(&ksched_waiter, TIMER_TICK_USEC);
  85         set_alarm(&per_cpu_info[core_id()].tchain, &ksched_waiter);
  86 }
  87
  88 /* Need a kmsg to just run the sched, but not to rearm */
  89 static void __just_sched(uint32_t srcid, long a0, long a1, long a2)
  90 {
  91         run_scheduler();
  92 }
  93
  94 /* RKM alarm, to run the scheduler tick (not in interrupt context) and reset the
  95  * alarm.  Note that interrupts will be disabled, but this is not the same as
  96  * interrupt context.  We're a routine kmsg, which means the core is in a
  97  * quiescent state. */
  98 static void __ksched_tick(struct alarm_waiter *waiter)
  99 {
 100         /* TODO: imagine doing some accounting here */
 101         run_scheduler();
 102         /* Set our alarm to go off, incrementing from our last tick (instead of
 103          * setting it relative to now, since some time has passed since the alarm
 104          * first went off.  Note, this may be now or in the past! */
 105         set_awaiter_inc(&ksched_waiter, TIMER_TICK_USEC);
 106         set_alarm(&per_cpu_info[core_id()].tchain, &ksched_waiter);
 107 }
 108
 109 void schedule_init(void)
 110 {
 111         spin_lock(&sched_lock);
 112         assert(!core_id());             /* want the alarm on core0 for now */
 113         init_awaiter(&ksched_waiter, __ksched_tick);
 114         set_ksched_alarm();
 115         corealloc_init();
 116         spin_unlock(&sched_lock);
 117
 118 #ifdef CONFIG_ARSC_SERVER
 119         int arsc_coreid = get_any_idle_core();
 120         assert(arsc_coreid >= 0);
 121         send_kernel_message(arsc_coreid, arsc_server, 0, 0, 0, KMSG_ROUTINE);
 122         printk("Using core %d for the ARSC server\n", arsc_coreid);
 123 #endif /* CONFIG_ARSC_SERVER */
 124 }
 125
 126 /* Round-robins on whatever list it's on */
 127 static void add_to_list(struct proc *p, struct proc_list *new)
 128 {
 129         assert(!(p->ksched_data.cur_list));
 130         TAILQ_INSERT_TAIL(new, p, ksched_data.proc_link);
 131         p->ksched_data.cur_list = new;
 132 }
 133
 134 static void remove_from_list(struct proc *p, struct proc_list *old)
 135 {
 136         assert(p->ksched_data.cur_list == old);
 137         TAILQ_REMOVE(old, p, ksched_data.proc_link);
 138         p->ksched_data.cur_list = 0;
 139 }
 140
 141 static void switch_lists(struct proc *p, struct proc_list *old,
 142                          struct proc_list *new)
 143 {
 144         remove_from_list(p, old);
 145         add_to_list(p, new);
 146 }
 147
 148 /* Removes from whatever list p is on */
 149 static void remove_from_any_list(struct proc *p)
 150 {
 151         if (p->ksched_data.cur_list) {
 152                 TAILQ_REMOVE(p->ksched_data.cur_list, p, ksched_data.proc_link);
 153                 p->ksched_data.cur_list = 0;
 154         }
 155 }
 156
 157 /************** Process Management Callbacks **************/
 158 /* a couple notes:
 159  * - the proc lock is NOT held for any of these calls.  currently, there is no
 160  *   lock ordering between the sched lock and the proc lock.  since the proc
 161  *   code doesn't know what we do, it doesn't hold its lock when calling our
 162  *   CBs.
 163  * - since the proc lock isn't held, the proc could be dying, which means we
 164  *   will receive a __sched_proc_destroy() either before or after some of these
 165  *   other CBs.  the CBs related to list management need to check and abort if
 166  *   DYING */
 167 void __sched_proc_register(struct proc *p)
 168 {
 169         assert(p->state != PROC_DYING); /* shouldn't be abel to happen yet */
 170         /* one ref for the proc's existence, cradle-to-grave */
 171         proc_incref(p, 1);      /* need at least this OR the 'one for existing' */
 172         spin_lock(&sched_lock);
 173         coreprov_proc_init(p);
 174         add_to_list(p, &unrunnable_scps);
 175         spin_unlock(&sched_lock);
 176 }
 177
 178 /* Returns 0 if it succeeded, an error code otherwise. */
 179 void __sched_proc_change_to_m(struct proc *p)
 180 {
 181         spin_lock(&sched_lock);
 182         /* Need to make sure they aren't dying.  if so, we already dealt with their
 183          * list membership, etc (or soon will).  taking advantage of the 'immutable
 184          * state' of dying (so long as refs are held). */
 185         if (p->state == PROC_DYING) {
 186                 spin_unlock(&sched_lock);
 187                 return;
 188         }
 189         /* Catch user bugs */
 190         if (!p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted) {
 191                 printk("[kernel] process needs to specify amt_wanted\n");
 192                 p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted = 1;
 193         }
 194         /* For now, this should only ever be called on an unrunnable.  It's
 195          * probably a bug, at this stage in development, to do o/w. */
 196         remove_from_list(p, &unrunnable_scps);
 197         //remove_from_any_list(p);      /* ^^ instead of this */
 198         add_to_list(p, primary_mcps);
 199         spin_unlock(&sched_lock);
 200         //poke_ksched(p, RES_CORES);
 201 }
 202
 203 /* Sched callback called when the proc dies.  pc_arr holds the cores the proc
 204  * had, if any, and nr_cores tells us how many are in the array.
 205  *
 206  * An external, edible ref is passed in.  when we return and they decref,
 207  * __proc_free will be called (when the last one is done). */
 208 void __sched_proc_destroy(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t nr_cores)
 209 {
 210         spin_lock(&sched_lock);
 211         /* Unprovision any cores.  Note this is different than track_core_dealloc.
 212          * The latter does bookkeeping when an allocation changes.  This is a
 213          * bulk *provisioning* change. */
 214         __unprovision_all_cores(p);
 215         /* Remove from whatever list we are on (if any - might not be on one if it
 216          * was in the middle of __run_mcp_sched) */
 217         remove_from_any_list(p);
 218         if (nr_cores)
 219                 __track_core_dealloc_bulk(p, pc_arr, nr_cores);
 220         spin_unlock(&sched_lock);
 221         /* Drop the cradle-to-the-grave reference, jet-li */
 222         proc_decref(p);
 223 }
 224
 225 /* ksched callbacks.  p just woke up and is UNLOCKED. */
 226 void __sched_mcp_wakeup(struct proc *p)
 227 {
 228         spin_lock(&sched_lock);
 229         if (p->state == PROC_DYING) {
 230                 spin_unlock(&sched_lock);
 231                 return;
 232         }
 233         /* could try and prioritize p somehow (move it to the front of the list). */
 234         spin_unlock(&sched_lock);
 235         /* note they could be dying at this point too. */
 236         poke(&ksched_poker, p);
 237 }
 238
 239 /* ksched callbacks.  p just woke up and is UNLOCKED. */
 240 void __sched_scp_wakeup(struct proc *p)
 241 {
 242         spin_lock(&sched_lock);
 243         if (p->state == PROC_DYING) {
 244                 spin_unlock(&sched_lock);
 245                 return;
 246         }
 247         /* might not be on a list if it is new.  o/w, it should be unrunnable */
 248         remove_from_any_list(p);
 249         add_to_list(p, &runnable_scps);
 250         spin_unlock(&sched_lock);
 251         /* we could be on a CG core, and all the mgmt cores could be halted.  if we
 252          * don't tell one of them about the new proc, they will sleep until the
 253          * timer tick goes off. */
 254         if (!management_core()) {
 255                 /* TODO: pick a better core and only send if halted.
 256                  *
 257                  * FYI, a POKE on x86 might lose a rare race with halt code, since the
 258                  * poke handler does not abort halts.  if this happens, the next timer
 259                  * IRQ would wake up the core.
 260                  *
 261                  * ideally, we'd know if a specific mgmt core is sleeping and wake it
 262                  * up.  o/w, we could interrupt an already-running mgmt core that won't
 263                  * get to our new proc anytime soon.  also, by poking core 0, a
 264                  * different mgmt core could remain idle (and this process would sleep)
 265                  * until its tick goes off */
 266                 send_ipi(0, I_POKE_CORE);
 267         }
 268 }
 269
 270 /* Callback to return a core to the ksched, which tracks it as idle and
 271  * deallocated from p.  The proclock is held (__core_req depends on that).
 272  *
 273  * This also is a trigger, telling us we have more cores.  We could/should make
 274  * a scheduling decision (or at least plan to). */
 275 void __sched_put_idle_core(struct proc *p, uint32_t coreid)
 276 {
 277         struct sched_pcore *spc = pcoreid2spc(coreid);
 278         spin_lock(&sched_lock);
 279         __track_core_dealloc(p, coreid);
 280         spin_unlock(&sched_lock);
 281 }
 282
 283 /* Callback, bulk interface for put_idle. The proclock is held for this. */
 284 void __sched_put_idle_cores(struct proc *p, uint32_t *pc_arr, uint32_t num)
 285 {
 286         spin_lock(&sched_lock);
 287         __track_core_dealloc_bulk(p, pc_arr, num);
 288         spin_unlock(&sched_lock);
 289         /* could trigger a sched decision here */
 290 }
 291
 292 /* mgmt/LL cores should call this to schedule the calling core and give it to an
 293  * SCP.  will also prune the dead SCPs from the list.  hold the lock before
 294  * calling.  returns TRUE if it scheduled a proc. */
 295 static bool __schedule_scp(void)
 296 {
 297         // TODO: sort out lock ordering (proc_run_s also locks)
 298         struct proc *p;
 299         uint32_t pcoreid = core_id();
 300         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[pcoreid];
 301         int8_t state = 0;
 302         /* if there are any runnables, run them here and put any currently running
 303          * SCP on the tail of the runnable queue. */
 304         if ((p = TAILQ_FIRST(&runnable_scps))) {
 305                 /* protect owning proc, cur_ctx, etc.  note this nests with the
 306                  * calls in proc_yield_s */
 307                 disable_irqsave(&state);
 308                 /* someone is currently running, dequeue them */
 309                 if (pcpui->owning_proc) {
 310                         spin_lock(&pcpui->owning_proc->proc_lock);
 311                         /* process might be dying, with a KMSG to clean it up waiting on
 312                          * this core.  can't do much, so we'll attempt to restart */
 313                         if (pcpui->owning_proc->state == PROC_DYING) {
 314                                 send_kernel_message(core_id(), __just_sched, 0, 0, 0,
 315                                                     KMSG_ROUTINE);
 316                                 spin_unlock(&pcpui->owning_proc->proc_lock);
 317                                 enable_irqsave(&state);
 318                                 return FALSE;
 319                         }
 320                         printd("Descheduled %d in favor of %d\n", pcpui->owning_proc->pid,
 321                                p->pid);
 322                         __proc_set_state(pcpui->owning_proc, PROC_RUNNABLE_S);
 323                         /* Saving FP state aggressively.  Odds are, the SCP was hit by an
 324                          * IRQ and has a HW ctx, in which case we must save. */
 325                         __proc_save_fpu_s(pcpui->owning_proc);
 326                         __proc_save_context_s(pcpui->owning_proc, pcpui->cur_ctx);
 327                         vcore_account_offline(pcpui->owning_proc, 0);
 328                         __seq_start_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
 329                         __unmap_vcore(p, 0);
 330                         __seq_end_write(&p->procinfo->coremap_seqctr);
 331                         spin_unlock(&pcpui->owning_proc->proc_lock);
 332                         /* round-robin the SCPs (inserts at the end of the queue) */
 333                         switch_lists(pcpui->owning_proc, &unrunnable_scps, &runnable_scps);
 334                         clear_owning_proc(pcoreid);
 335                         /* Note we abandon core.  It's not strictly necessary.  If
 336                          * we didn't, the TLB would still be loaded with the old
 337                          * one, til we proc_run_s, and the various paths in
 338                          * proc_run_s would pick it up.  This way is a bit safer for
 339                          * future changes, but has an extra (empty) TLB flush.  */
 340                         abandon_core();
 341                 }
 342                 /* Run the new proc */
 343                 switch_lists(p, &runnable_scps, &unrunnable_scps);
 344                 printd("PID of the SCP i'm running: %d\n", p->pid);
 345                 proc_run_s(p);  /* gives it core we're running on */
 346                 enable_irqsave(&state);
 347                 return TRUE;
 348         }
 349         return FALSE;
 350 }
 351
 352 /* Returns how many new cores p needs.  This doesn't lock the proc, so your
 353  * answer might be stale. */
 354 static uint32_t get_cores_needed(struct proc *p)
 355 {
 356         uint32_t amt_wanted, amt_granted;
 357         amt_wanted = p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted;
 358         /* Help them out - if they ask for something impossible, give them 1 so they
 359          * can make some progress. (this is racy, and unnecessary). */
 360         if (amt_wanted > p->procinfo->max_vcores) {
 361                 printk("[kernel] proc %d wanted more than max, wanted %d\n", p->pid,
 362                        amt_wanted);
 363                 p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted = 1;
 364                 amt_wanted = 1;
 365         }
 366         /* There are a few cases where amt_wanted is 0, but they are still RUNNABLE
 367          * (involving yields, events, and preemptions).  In these cases, give them
 368          * at least 1, so they can make progress and yield properly.  If they are
 369          * not WAITING, they did not yield and may have missed a message. */
 370         if (!amt_wanted) {
 371                 /* could ++, but there could be a race and we don't want to give them
 372                  * more than they ever asked for (in case they haven't prepped) */
 373                 p->procdata->res_req[RES_CORES].amt_wanted = 1;
 374                 amt_wanted = 1;
 375         }
 376         /* amt_granted is racy - they could be *yielding*, but currently they can't
 377          * be getting any new cores if the caller is in the mcp_ksched.  this is
 378          * okay - we won't accidentally give them more cores than they *ever* wanted
 379          * (which could crash them), but our answer might be a little stale. */
 380         amt_granted = p->procinfo->res_grant[RES_CORES];
 381         /* Do not do an assert like this: it could fail (yield in progress): */
 382         //assert(amt_granted == p->procinfo->num_vcores);
 383         if (amt_wanted <= amt_granted)
 384                 return 0;
 385         return amt_wanted - amt_granted;
 386 }
 387
 388 /* Actual work of the MCP kscheduler.  if we were called by poke_ksched, *arg
 389  * might be the process who wanted special service.  this would be the case if
 390  * we weren't already running the ksched.  Sort of a ghetto way to "post work",
 391  * such that it's an optimization. */
 392 static void __run_mcp_ksched(void *arg)
 393 {
 394         struct proc *p, *temp;
 395         uint32_t amt_needed;
 396         struct proc_list *temp_mcp_list;
 397         /* locking to protect the MCP lists' integrity and membership */
 398         spin_lock(&sched_lock);
 399         /* 2-pass scheme: check each proc on the primary list (FCFS).  if they need
 400          * nothing, put them on the secondary list.  if they need something, rip
 401          * them off the list, service them, and if they are still not dying, put
 402          * them on the secondary list.  We cull the entire primary list, so that
 403          * when we start from the beginning each time, we aren't repeatedly checking
 404          * procs we looked at on previous waves.
 405          *
 406          * TODO: we could modify this such that procs that we failed to service move
 407          * to yet another list or something.  We can also move the WAITINGs to
 408          * another list and have wakeup move them back, etc. */
 409         while (!TAILQ_EMPTY(primary_mcps)) {
 410                 TAILQ_FOREACH_SAFE(p, primary_mcps, ksched_data.proc_link, temp) {
 411                         if (p->state == PROC_WAITING) { /* unlocked peek at the state */
 412                                 switch_lists(p, primary_mcps, secondary_mcps);
 413                                 continue;
 414                         }
 415                         amt_needed = get_cores_needed(p);
 416                         if (!amt_needed) {
 417                                 switch_lists(p, primary_mcps, secondary_mcps);
 418                                 continue;
 419                         }
 420                         /* o/w, we want to give cores to this proc */
 421                         remove_from_list(p, primary_mcps);
 422                         /* now it won't die, but it could get removed from lists and have
 423                          * its stuff unprov'd when we unlock */
 424                         proc_incref(p, 1);
 425                         /* GIANT WARNING: __core_req will unlock the sched lock for a bit.
 426                          * It will return with it locked still.  We could unlock before we
 427                          * pass in, but they will relock right away. */
 428                         // notionally_unlock(&ksched_lock);     /* for mouse-eyed viewers */
 429                         __core_request(p, amt_needed);
 430                         // notionally_lock(&ksched_lock);
 431                         /* Peeking at the state is okay, since we hold a ref.  Once it is
 432                          * DYING, it'll remain DYING until we decref.  And if there is a
 433                          * concurrent death, that will spin on the ksched lock (which we
 434                          * hold, and which protects the proc lists). */
 435                         if (p->state != PROC_DYING)
 436                                 add_to_list(p, secondary_mcps);
 437                         proc_decref(p);                 /* fyi, this may trigger __proc_free */
 438                         /* need to break: the proc lists may have changed when we unlocked
 439                          * in core_req in ways that the FOREACH_SAFE can't handle. */
 440                         break;
 441                 }
 442         }
 443         /* at this point, we moved all the procs over to the secondary list, and
 444          * attempted to service the ones that wanted something.  now just swap the
 445          * lists for the next invocation of the ksched. */
 446         temp_mcp_list = primary_mcps;
 447         primary_mcps = secondary_mcps;
 448         secondary_mcps = temp_mcp_list;
 449         spin_unlock(&sched_lock);
 450 }
 451
 452 /* Something has changed, and for whatever reason the scheduler should
 453  * reevaluate things.
 454  *
 455  * Don't call this if you are processing a syscall or otherwise care about your
 456  * kthread variables, cur_proc/owning_proc, etc.
 457  *
 458  * Don't call this from interrupt context (grabs proclocks). */
 459 void run_scheduler(void)
 460 {
 461         /* MCP scheduling: post work, then poke.  for now, i just want the func to
 462          * run again, so merely a poke is sufficient. */
 463         poke(&ksched_poker, 0);
 464         if (management_core()) {
 465                 spin_lock(&sched_lock);
 466                 __schedule_scp();
 467                 spin_unlock(&sched_lock);
 468         }
 469 }
 470
 471 /* A process is asking the ksched to look at its resource desires.  The
 472  * scheduler is free to ignore this, for its own reasons, so long as it
 473  * eventually gets around to looking at resource desires. */
 474 void poke_ksched(struct proc *p, unsigned int res_type)
 475 {
 476         /* ignoring res_type for now.  could post that if we wanted (would need some
 477          * other structs/flags) */
 478         if (!__proc_is_mcp(p))
 479                 return;
 480         poke(&ksched_poker, p);
 481 }
 482
 483 /* The calling cpu/core has nothing to do and plans to idle/halt.  This is an
 484  * opportunity to pick the nature of that halting (low power state, etc), or
 485  * provide some other work (_Ss on LL cores).  Note that interrupts are
 486  * disabled, and if you return, the core will cpu_halt(). */
 487 void cpu_bored(void)
 488 {
 489         bool new_proc = FALSE;
 490         if (!management_core())
 491                 return;
 492         spin_lock(&sched_lock);
 493         new_proc = __schedule_scp();
 494         spin_unlock(&sched_lock);
 495         /* if we just scheduled a proc, we need to manually restart it, instead of
 496          * returning.  if we return, the core will halt. */
 497         if (new_proc) {
 498                 proc_restartcore();
 499                 assert(0);
 500         }
 501         /* Could drop into the monitor if there are no processes at all.  For now,
 502          * the 'call of the giraffe' suffices. */
 503 }
 504
 505 /* Available resources changed (plus or minus).  Some parts of the kernel may
 506  * call this if a particular resource that is 'quantity-based' changes.  Things
 507  * like available RAM to processes, bandwidth, etc.  Cores would probably be
 508  * inappropriate, since we need to know which specific core is now free. */
 509 void avail_res_changed(int res_type, long change)
 510 {
 511         printk("[kernel] ksched doesn't track any resources yet!\n");
 512 }
 513
 514 int get_any_idle_core(void)
 515 {
 516         spin_lock(&sched_lock);
 517         int ret = __get_any_idle_core();
 518         spin_unlock(&sched_lock);
 519         return ret;
 520 }
 521
 522 int get_specific_idle_core(int coreid)
 523 {
 524         spin_lock(&sched_lock);
 525         int ret = __get_specific_idle_core(coreid);
 526         spin_unlock(&sched_lock);
 527         return ret;
 528 }
 529
 530 /* similar to __sched_put_idle_core, but without the prov tracking */
 531 void put_idle_core(int coreid)
 532 {
 533         spin_lock(&sched_lock);
 534         __put_idle_core(coreid);
 535         spin_unlock(&sched_lock);
 536 }
 537
 538 /* Normally it'll be the max number of CG cores ever */
 539 uint32_t max_vcores(struct proc *p)
 540 {
 541 /* TODO: (CG/LL) */
 542 #ifdef CONFIG_DISABLE_SMT
 543         return num_cores >> 1;
 544 #else
 545         return num_cores - 1;   /* reserving core 0 */
 546 #endif /* CONFIG_DISABLE_SMT */
 547 }
 548
 549 /* This deals with a request for more cores.  The amt of new cores needed is
 550  * passed in.  The ksched lock is held, but we are free to unlock if we want
 551  * (and we must, if calling out of the ksched to anything high-level).
 552  *
 553  * Side note: if we want to warn, then we can't deal with this proc's prov'd
 554  * cores until we wait til the alarm goes off.  would need to put all
 555  * alarmed cores on a list and wait til the alarm goes off to do the full
 556  * preempt.  and when those cores come in voluntarily, we'd need to know to
 557  * give them to this proc. */
 558 static void __core_request(struct proc *p, uint32_t amt_needed)
 559 {
 560         uint32_t nr_to_grant = 0;
 561         uint32_t corelist[num_cores];
 562         struct sched_pcore *spc_i, *temp;
 563         struct proc *proc_to_preempt;
 564         bool success;
 565         /* we come in holding the ksched lock, and we hold it here to protect
 566          * allocations and provisioning. */
 567         /* get all available cores from their prov_not_alloc list.  the list might
 568          * change when we unlock (new cores added to it, or the entire list emptied,
 569          * but no core allocations will happen (we hold the poke)). */
 570         while (nr_to_grant != amt_needed) {
 571                 /* Find the next best core to allocate to p. It may be a core
 572                  * provisioned to p, and it might not be. */
 573                 spc_i = __find_best_core_to_alloc(p);
 574                 /* If no core is returned, we know that there are no more cores to give
 575                  * out, so we exit the loop. */
 576                 if (spc_i == NULL)
 577                         break;
 578                 /* If the pcore chosen currently has a proc allocated to it, we know
 579                  * it must be provisioned to p, but not allocated to it. We need to try
 580                  * to preempt. After this block, the core will be track_dealloc'd and
 581                  * on the idle list (regardless of whether we had to preempt or not) */
 582                 if (spc_i->alloc_proc) {
 583                         proc_to_preempt = spc_i->alloc_proc;
 584                         /* would break both preemption and maybe the later decref */
 585                         assert(proc_to_preempt != p);
 586                         /* need to keep a valid, external ref when we unlock */
 587                         proc_incref(proc_to_preempt, 1);
 588                         spin_unlock(&sched_lock);
 589                         /* sending no warning time for now - just an immediate preempt. */
 590                         success = proc_preempt_core(proc_to_preempt, spc2pcoreid(spc_i), 0);
 591                         /* reaquire locks to protect provisioning and idle lists */
 592                         spin_lock(&sched_lock);
 593                         if (success) {
 594                                 /* we preempted it before the proc could yield or die.
 595                                  * alloc_proc should not have changed (it'll change in death and
 596                                  * idle CBs).  the core is not on the idle core list.  (if we
 597                                  * ever have proc alloc lists, it'll still be on the old proc's
 598                                  * list). */
 599                                 assert(spc_i->alloc_proc);
 600                                 /* regardless of whether or not it is still prov to p, we need
 601                                  * to note its dealloc.  we are doing some excessive checking of
 602                                  * p == prov_proc, but using this helper is a lot clearer. */
 603                                 __track_core_dealloc(proc_to_preempt, spc2pcoreid(spc_i));
 604                         } else {
 605                                 /* the preempt failed, which should only happen if the pcore was
 606                                  * unmapped (could be dying, could be yielding, but NOT
 607                                  * preempted).  whoever unmapped it also triggered (or will
 608                                  * soon trigger) a track_core_dealloc and put it on the idle
 609                                  * list.  Our signal for this is spc_i->alloc_proc being 0. We
 610                                  * need to spin and let whoever is trying to free the core grab
 611                                  * the ksched lock.  We could use an 'ignore_next_idle' flag
 612                                  * per sched_pcore, but it's not critical anymore.
 613                                  *
 614                                  * Note, we're relying on us being the only preemptor - if the
 615                                  * core was unmapped by *another* preemptor, there would be no
 616                                  * way of knowing the core was made idle *yet* (the success
 617                                  * branch in another thread).  likewise, if there were another
 618                                  * allocator, the pcore could have been put on the idle list and
 619                                  * then quickly removed/allocated. */
 620                                 cmb();
 621                                 while (spc_i->alloc_proc) {
 622                                         /* this loop should be very rare */
 623                                         spin_unlock(&sched_lock);
 624                                         udelay(1);
 625                                         spin_lock(&sched_lock);
 626                                 }
 627                         }
 628                         /* no longer need to keep p_to_pre alive */
 629                         proc_decref(proc_to_preempt);
 630                         /* might not be prov to p anymore (rare race).  spc_i is idle - we
 631                          * might get it later, or maybe we'll give it to its rightful proc*/
 632                         if (spc_i->prov_proc != p)
 633                                 continue;
 634                 }
 635                 /* At this point, the pcore is idle, regardless of how we got here
 636                  * (successful preempt, failed preempt, or it was idle in the first
 637                  * place).  We also know the core is still provisioned to us.  Lets add
 638                  * it to the corelist for p (so we can give it to p in bulk later), and
 639                  * track its allocation with p (so our internal data structures stay in
 640                  * sync). We rely on the fact that we are the only allocator (spc_i is
 641                  * still idle, despite (potentially) unlocking during the preempt
 642                  * attempt above).  It is guaranteed to be track_dealloc'd()
 643                  * (regardless of how we got here). */
 644                 corelist[nr_to_grant] = spc2pcoreid(spc_i);
 645                 nr_to_grant++;
 646                 __track_core_alloc(p, spc2pcoreid(spc_i));
 647         }
 648         /* Now, actually give them out */
 649         if (nr_to_grant) {
 650                 /* Need to unlock before calling out to proc code.  We are somewhat
 651                  * relying on being the only one allocating 'thread' here, since another
 652                  * allocator could have seen these cores (if they are prov to some proc)
 653                  * and could be trying to give them out (and assuming they are already
 654                  * on the idle list). */
 655                 spin_unlock(&sched_lock);
 656                 /* give them the cores.  this will start up the extras if RUNNING_M. */
 657                 spin_lock(&p->proc_lock);
 658                 /* if they fail, it is because they are WAITING or DYING.  we could give
 659                  * the cores to another proc or whatever.  for the current type of
 660                  * ksched, we'll just put them back on the pile and return.  Note, the
 661                  * ksched could check the states after locking, but it isn't necessary:
 662                  * just need to check at some point in the ksched loop. */
 663                 if (__proc_give_cores(p, corelist, nr_to_grant)) {
 664                         spin_unlock(&p->proc_lock);
 665                         /* we failed, put the cores and track their dealloc.  lock is
 666                          * protecting those structures. */
 667                         spin_lock(&sched_lock);
 668                         __track_core_dealloc_bulk(p, corelist, nr_to_grant);
 669                 } else {
 670                         /* at some point after giving cores, call proc_run_m() (harmless on
 671                          * RUNNING_Ms).  You can give small groups of cores, then run them
 672                          * (which is more efficient than interleaving runs with the gives
 673                          * for bulk preempted processes). */
 674                         __proc_run_m(p);
 675                         spin_unlock(&p->proc_lock);
 676                         /* main mcp_ksched wants this held (it came to __core_req held) */
 677                         spin_lock(&sched_lock);
 678                 }
 679         }
 680         /* note the ksched lock is still held */
 681 }
 682
 683 /* TODO: need more thorough CG/LL management.  For now, core0 is the only LL
 684  * core.  This won't play well with the ghetto shit in schedule_init() if you do
 685  * anything like 'DEDICATED_MONITOR' or the ARSC server.  All that needs an
 686  * overhaul. */
 687 static bool is_ll_core(uint32_t pcoreid)
 688 {
 689         if (pcoreid == 0)
 690                 return TRUE;
 691         return FALSE;
 692 }
 693
 694 /* Provision a core to a process. This function wraps the primary logic
 695  * implemented in __provision_core, with a lock, error checking, etc. */
 696 int provision_core(struct proc *p, uint32_t pcoreid)
 697 {
 698         struct sched_pcore *spc;
 699         /* Make sure we aren't asking for something that doesn't exist (bounds check
 700          * on the pcore array) */
 701         if (!(pcoreid < num_cores)) {
 702                 set_errno(ENXIO);
 703                 return -1;
 704         }
 705         /* Don't allow the provisioning of LL cores */
 706         if (is_ll_core(pcoreid)) {
 707                 set_errno(EBUSY);
 708                 return -1;
 709         }
 710         spc = pcoreid2spc(pcoreid);
 711         /* Note the sched lock protects the spc tailqs for all procs in this code.
 712          * If we need a finer grained sched lock, this is one place where we could
 713          * have a different lock */
 714         spin_lock(&sched_lock);
 715         __provision_core(p, spc);
 716         spin_unlock(&sched_lock);
 717         return 0;
 718 }
 719
 720 /************** Debugging **************/
 721 void sched_diag(void)
 722 {
 723         struct proc *p;
 724         spin_lock(&sched_lock);
 725         TAILQ_FOREACH(p, &runnable_scps, ksched_data.proc_link)
 726                 printk("Runnable _S PID: %d\n", p->pid);
 727         TAILQ_FOREACH(p, &unrunnable_scps, ksched_data.proc_link)
 728                 printk("Unrunnable _S PID: %d\n", p->pid);
 729         TAILQ_FOREACH(p, primary_mcps, ksched_data.proc_link)
 730                 printk("Primary MCP PID: %d\n", p->pid);
 731         TAILQ_FOREACH(p, secondary_mcps, ksched_data.proc_link)
 732                 printk("Secondary MCP PID: %d\n", p->pid);
 733         spin_unlock(&sched_lock);
 734         return;
 735 }
 736
 737 void print_idlecoremap(void)
 738 {
 739         struct sched_pcore *spc_i;
 740         /* not locking, so we can look at this without deadlocking. */
 741         printk("Idle cores (unlocked!):\n");
 742         TAILQ_FOREACH(spc_i, &idlecores, alloc_next)
 743                 printk("Core %d, prov to %d (%p)\n", spc2pcoreid(spc_i),
 744                        spc_i->prov_proc ? spc_i->prov_proc->pid : 0, spc_i->prov_proc);
 745 }
 746
 747 void print_resources(struct proc *p)
 748 {
 749         printk("--------------------\n");
 750         printk("PID: %d\n", p->pid);
 751         printk("--------------------\n");
 752         for (int i = 0; i < MAX_NUM_RESOURCES; i++)
 753                 printk("Res type: %02d, amt wanted: %08d, amt granted: %08d\n", i,
 754                        p->procdata->res_req[i].amt_wanted, p->procinfo->res_grant[i]);
 755 }
 756
 757 void print_all_resources(void)
 758 {
 759         /* Hash helper */
 760         void __print_resources(void *item, void *opaque)
 761         {
 762                 print_resources((struct proc*)item);
 763         }
 764         spin_lock(&pid_hash_lock);
 765         hash_for_each(pid_hash, __print_resources, NULL);
 766         spin_unlock(&pid_hash_lock);
 767 }
 768
 769 void next_core(uint32_t pcoreid)
 770 {
 771         struct sched_pcore *spc_i;
 772         bool match = FALSE;
 773         spin_lock(&sched_lock);
 774         TAILQ_FOREACH(spc_i, &idlecores, alloc_next) {
 775                 if (spc2pcoreid(spc_i) == pcoreid) {
 776                         match = TRUE;
 777                         break;
 778                 }
 779         }
 780         if (match) {
 781                 TAILQ_REMOVE(&idlecores, spc_i, alloc_next);
 782                 TAILQ_INSERT_HEAD(&idlecores, spc_i, alloc_next);
 783                 printk("Pcore %d will be given out next (from the idles)\n", pcoreid);
 784         }
 785         spin_unlock(&sched_lock);
 786 }
 787
 788 void sort_idles(void)
 789 {
 790         struct sched_pcore *spc_i, *spc_j, *temp;
 791         struct sched_pcore_tailq sorter = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(sorter);
 792         bool added;
 793         spin_lock(&sched_lock);
 794         TAILQ_CONCAT(&sorter, &idlecores, alloc_next);
 795         TAILQ_FOREACH_SAFE(spc_i, &sorter, alloc_next, temp) {
 796                 TAILQ_REMOVE(&sorter, spc_i, alloc_next);
 797                 added = FALSE;
 798                 /* don't need foreach_safe since we break after we muck with the list */
 799                 TAILQ_FOREACH(spc_j, &idlecores, alloc_next) {
 800                         if (spc_i < spc_j) {
 801                                 TAILQ_INSERT_BEFORE(spc_j, spc_i, alloc_next);
 802                                 added = TRUE;
 803                                 break;
 804                         }
 805                 }
 806                 if (!added)
 807                         TAILQ_INSERT_TAIL(&idlecores, spc_i, alloc_next);
 808         }
 809         spin_unlock(&sched_lock);
 810 }