schedule.cc

   1 #include <string.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3
   4 #include "threads-model.h"
   5 #include "schedule.h"
   6 #include "common.h"
   7 #include "model.h"
   8 #include "nodestack.h"
   9 #include "execution.h"
  10
  11 /**
  12  * Format an "enabled_type_t" for printing
  13  * @param e The type to format
  14  * @param str The output character array
  15  */
  16 void enabled_type_to_string(enabled_type_t e, char *str)
  17 {
  18         const char *res;
  19         switch (e) {
  20         case THREAD_DISABLED:
  21                 res = "disabled";
  22                 break;
  23         case THREAD_ENABLED:
  24                 res = "enabled";
  25                 break;
  26         case THREAD_SLEEP_SET:
  27                 res = "sleep";
  28                 break;
  29         default:
  30                 ASSERT(0);
  31                 res = NULL;
  32                 break;
  33         }
  34         strcpy(str, res);
  35 }
  36
  37 /** Constructor */
  38 Scheduler::Scheduler() :
  39         execution(NULL),
  40         enabled(NULL),
  41         enabled_len(0),
  42         curr_thread_index(0),
  43         current(NULL)
  44 {
  45 }
  46
  47 /**
  48  * @brief Register the ModelExecution engine
  49  * @param execution The ModelExecution which is controlling execution
  50  */
  51 void Scheduler::register_engine(ModelExecution *execution)
  52 {
  53         this->execution = execution;
  54 }
  55
  56 void Scheduler::set_enabled(Thread *t, enabled_type_t enabled_status) {
  57         int threadid = id_to_int(t->get_id());
  58         if (threadid >= enabled_len) {
  59                 enabled_type_t *new_enabled = (enabled_type_t *)snapshot_malloc(sizeof(enabled_type_t) * (threadid + 1));
  60                 memset(&new_enabled[enabled_len], 0, (threadid + 1 - enabled_len) * sizeof(enabled_type_t));
  61                 if (enabled != NULL) {
  62                         memcpy(new_enabled, enabled, enabled_len * sizeof(enabled_type_t));
  63                         snapshot_free(enabled);
  64                 }
  65                 enabled = new_enabled;
  66                 enabled_len = threadid + 1;
  67         }
  68         enabled[threadid] = enabled_status;
  69         if (enabled_status == THREAD_DISABLED)
  70                 execution->check_promises_thread_disabled();
  71 }
  72
  73 /**
  74  * @brief Check if a Thread is currently enabled
  75  *
  76  * Check if a Thread is currently enabled. "Enabled" includes both
  77  * THREAD_ENABLED and THREAD_SLEEP_SET.
  78  * @param t The Thread to check
  79  * @return True if the Thread is currently enabled
  80  */
  81 bool Scheduler::is_enabled(const Thread *t) const
  82 {
  83         return is_enabled(t->get_id());
  84 }
  85
  86 /**
  87  * @brief Check if a Thread is currently enabled
  88  *
  89  * Check if a Thread is currently enabled. "Enabled" includes both
  90  * THREAD_ENABLED and THREAD_SLEEP_SET.
  91  * @param tid The ID of the Thread to check
  92  * @return True if the Thread is currently enabled
  93  */
  94 bool Scheduler::is_enabled(thread_id_t tid) const
  95 {
  96         int i = id_to_int(tid);
  97         return (i >= enabled_len) ? false : (enabled[i] != THREAD_DISABLED);
  98 }
  99
 100 /**
 101  * @brief Check if a Thread is currently in the sleep set
 102  * @param t The Thread to check
 103  * @return True if the Thread is currently enabled
 104  */
 105 bool Scheduler::is_sleep_set(const Thread *t) const
 106 {
 107         return get_enabled(t) == THREAD_SLEEP_SET;
 108 }
 109
 110 /**
 111  * @brief Check if execution is stuck with no enabled threads and some sleeping
 112  * thread
 113  * @return True if no threads are enabled an some thread is in the sleep set;
 114  * false otherwise
 115  */
 116 bool Scheduler::all_threads_sleeping() const
 117 {
 118         bool sleeping = false;
 119         for (int i = 0; i < enabled_len; i++)
 120                 if (enabled[i] == THREAD_ENABLED)
 121                         return false;
 122                 else if (enabled[i] == THREAD_SLEEP_SET)
 123                         sleeping = true;
 124         return sleeping;
 125 }
 126
 127 enabled_type_t Scheduler::get_enabled(const Thread *t) const
 128 {
 129         int id = id_to_int(t->get_id());
 130         ASSERT(id < enabled_len);
 131         return enabled[id];
 132 }
 133
 134 /**
 135  * Add a Thread to the sleep set.
 136  * @param t The Thread to add
 137  */
 138 void Scheduler::add_sleep(Thread *t)
 139 {
 140         DEBUG("thread %d\n", id_to_int(t->get_id()));
 141         set_enabled(t, THREAD_SLEEP_SET);
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Remove a Thread from the sleep set.
 146  * @param t The Thread to remove
 147  */
 148 void Scheduler::remove_sleep(Thread *t)
 149 {
 150         DEBUG("thread %d\n", id_to_int(t->get_id()));
 151         set_enabled(t, THREAD_ENABLED);
 152 }
 153
 154 /**
 155  * Add a Thread to the scheduler's ready list.
 156  * @param t The Thread to add
 157  */
 158 void Scheduler::add_thread(Thread *t)
 159 {
 160         DEBUG("thread %d\n", id_to_int(t->get_id()));
 161         ASSERT(!t->is_model_thread());
 162         set_enabled(t, THREAD_ENABLED);
 163 }
 164
 165 /**
 166  * Remove a given Thread from the scheduler.
 167  * @param t The Thread to remove
 168  */
 169 void Scheduler::remove_thread(Thread *t)
 170 {
 171         if (current == t)
 172                 current = NULL;
 173         set_enabled(t, THREAD_DISABLED);
 174 }
 175
 176 /**
 177  * Prevent a Thread from being scheduled. The sleeping Thread should be
 178  * re-awoken via Scheduler::wake.
 179  * @param thread The Thread that should sleep
 180  */
 181 void Scheduler::sleep(Thread *t)
 182 {
 183         set_enabled(t, THREAD_DISABLED);
 184         t->set_state(THREAD_BLOCKED);
 185 }
 186
 187 /**
 188  * Wake a Thread up that was previously waiting (see Scheduler::wait)
 189  * @param t The Thread to wake up
 190  */
 191 void Scheduler::wake(Thread *t)
 192 {
 193         ASSERT(!t->is_model_thread());
 194         set_enabled(t, THREAD_ENABLED);
 195         t->set_state(THREAD_READY);
 196 }
 197
 198 /**
 199  * @brief Select a Thread to run via round-robin
 200  *
 201  * @param n The current Node, holding priority information for the next thread
 202  * selection
 203  *
 204  * @return The next Thread to run
 205  */
 206 Thread * Scheduler::select_next_thread(Node *n)
 207 {
 208         bool have_enabled_thread_with_priority = false;
 209         if (model->params.fairwindow != 0) {
 210                 for (int i = 0; i < enabled_len; i++) {
 211                         thread_id_t tid = int_to_id(i);
 212                         if (n->has_priority(tid)) {
 213                                 DEBUG("Node (tid %d) has priority\n", i);
 214                                 if (enabled[i] != THREAD_DISABLED)
 215                                         have_enabled_thread_with_priority = true;
 216                         }
 217                 }
 218         }
 219
 220         int avail_threads = enabled_len;        // number of available threads
 221         int thread_list[enabled_len];   // keep a list of threads to select from
 222         for (int i = 0; i< enabled_len; i++){
 223                 thread_list[i] = i;
 224         }
 225
 226         while (avail_threads > 0) {
 227                 int random_index = rand() % avail_threads;
 228                 curr_thread_index = thread_list[random_index];  // randomly select a thread from available threads
 229
 230                 // curr_thread_index = (curr_thread_index + i + 1) % enabled_len;
 231                 thread_id_t curr_tid = int_to_id(curr_thread_index);
 232                 if (model->params.yieldon) {
 233                         bool bad_thread = false;
 234                         for (int j = 0; j < enabled_len; j++) {
 235                                 thread_id_t tother = int_to_id(j);
 236                                 if ((enabled[j] != THREAD_DISABLED) && n->has_priority_over(curr_tid, tother)) {
 237                                         bad_thread=true;
 238                                         break;
 239                                 }
 240                         }
 241                         if (bad_thread) {
 242                                 thread_list[random_index] = thread_list[avail_threads - 1]; // remove this threads from available threads
 243                                 avail_threads--;
 244
 245                                 continue;
 246                         }
 247                 }
 248
 249                 if (enabled[curr_thread_index] == THREAD_ENABLED &&
 250                                 (!have_enabled_thread_with_priority || n->has_priority(curr_tid))) {
 251                         return model->get_thread(curr_tid);
 252                 } else {        // remove this threads from available threads
 253                         thread_list[random_index] = thread_list[avail_threads - 1];
 254                         avail_threads--;
 255                 }
 256         }
 257
 258         /* No thread was enabled */
 259         return NULL;
 260 }
 261
 262 void Scheduler::set_scheduler_thread(thread_id_t tid) {
 263         curr_thread_index=id_to_int(tid);
 264 }
 265
 266 /**
 267  * @brief Set the current "running" Thread
 268  * @param t Thread to run
 269  */
 270 void Scheduler::set_current_thread(Thread *t)
 271 {
 272         ASSERT(!t || !t->is_model_thread());
 273
 274         current = t;
 275         if (DBG_ENABLED())
 276                 print();
 277 }
 278
 279 /**
 280  * @return The currently-running Thread
 281  */
 282 Thread * Scheduler::get_current_thread() const
 283 {
 284         ASSERT(!current || !current->is_model_thread());
 285         return current;
 286 }
 287
 288 /**
 289  * Print debugging information about the current state of the scheduler. Only
 290  * prints something if debugging is enabled.
 291  */
 292 void Scheduler::print() const
 293 {
 294         int curr_id = current ? id_to_int(current->get_id()) : -1;
 295
 296         model_print("Scheduler: ");
 297         for (int i = 0; i < enabled_len; i++) {
 298                 char str[20];
 299                 enabled_type_to_string(enabled[i], str);
 300                 model_print("[%i: %s%s]", i, i == curr_id ? "current, " : "", str);
 301         }
 302         model_print("\n");
 303 }