Robust/src/Runtime/bamboo/multicoregarbage.c

   1 #ifdef MULTICORE_GC
   2 #include "runtime.h"
   3 #include "multicoreruntime.h"
   4 #include "multicoregarbage.h"
   5 #include "multicoregcmark.h"
   6 #include "multicoregccompact.h"
   7 #include "multicoregcflush.h"
   8 #include "multicoregcprofile.h"
   9 #include "gcqueue.h"
  10 #include "multicoremem_helper.h"
  11 #include "bambooalign.h"
  12 #ifdef PERFCOUNT
  13 #include "bme_perf_counter.h"
  14 #endif
  15
  16 volatile bool gcflag;
  17 gc_status_t gc_status_info;
  18
  19 unsigned long long gc_output_cache_policy_time=0;
  20
  21 #ifdef GC_DEBUG
  22 // dump whole mem in blocks
  23 void dumpSMem() {
  24   int block = 0;
  25   int sblock = 0;
  26   unsigned int j = 0;
  27   unsigned int i = 0;
  28   int coren = 0;
  29   int x = 0;
  30   int y = 0;
  31   printf("(%x,%x) Dump shared mem: \n",udn_tile_coord_x(),udn_tile_coord_y());
  32   // reserved blocks for sblocktbl
  33   printf("(%x,%x) ++++ reserved sblocks ++++ \n", udn_tile_coord_x(),
  34          udn_tile_coord_y());
  35   for(i=BAMBOO_BASE_VA; i<gcbaseva; i+= 4*16) {
  36     printf("(%x,%x) 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x \n",
  37         udn_tile_coord_x(), udn_tile_coord_y(),
  38         *((int *)(i)), *((int *)(i + 4)),
  39         *((int *)(i + 4*2)), *((int *)(i + 4*3)),
  40         *((int *)(i + 4*4)), *((int *)(i + 4*5)),
  41         *((int *)(i + 4*6)), *((int *)(i + 4*7)),
  42         *((int *)(i + 4*8)), *((int *)(i + 4*9)),
  43         *((int *)(i + 4*10)), *((int *)(i + 4*11)),
  44         *((int *)(i + 4*12)), *((int *)(i + 4*13)),
  45         *((int *)(i + 4*14)), *((int *)(i + 4*15)));
  46   }
  47   sblock = 0;
  48   bool advanceblock = false;
  49   // remaining memory
  50   for(i=gcbaseva; (unsigned int)i<(unsigned int)(gcbaseva+BAMBOO_SHARED_MEM_SIZE); i+=4*16) {
  51     advanceblock = false;
  52     // computing sblock # and block #, core coordinate (x,y) also
  53     if(j%((BAMBOO_SMEM_SIZE)/(4*16)) == 0) {
  54       // finished a sblock
  55       if(j < ((BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND)/(4*16))) {
  56         if((j > 0) && (j%((BAMBOO_SMEM_SIZE_L)/(4*16)) == 0)) {
  57           // finished a block
  58           block++;
  59           advanceblock = true;
  60         }
  61       } else {
  62         // finished a block
  63         block++;
  64         advanceblock = true;
  65       }
  66       // compute core #
  67       if(advanceblock) {
  68         coren = gc_block2core[block%(NUMCORES4GC*2)];
  69       }
  70       // compute core coordinate
  71       x = BAMBOO_COORDS_X(coren);
  72       y = BAMBOO_COORDS_Y(coren);
  73       printf("(%x,%x) ==== %d, %d : core (%d,%d), saddr %x====\n",
  74           udn_tile_coord_x(), udn_tile_coord_y(),block, sblock++, x, y,
  75           (sblock-1)*(BAMBOO_SMEM_SIZE)+gcbaseva);
  76     }
  77     j++;
  78     printf("(%x,%x) 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x \n",
  79         udn_tile_coord_x(), udn_tile_coord_y(),
  80         *((int *)(i)), *((int *)(i + 4)),
  81         *((int *)(i + 4*2)), *((int *)(i + 4*3)),
  82         *((int *)(i + 4*4)), *((int *)(i + 4*5)),
  83         *((int *)(i + 4*6)), *((int *)(i + 4*7)),
  84         *((int *)(i + 4*8)), *((int *)(i + 4*9)),
  85         *((int *)(i + 4*10)), *((int *)(i + 4*11)),
  86         *((int *)(i + 4*12)), *((int *)(i + 4*13)),
  87         *((int *)(i + 4*14)), *((int *)(i + 4*15)));
  88   }
  89   printf("(%x,%x) \n", udn_tile_coord_x(), udn_tile_coord_y());
  90 }
  91 #endif
  92
  93 bool gc_checkCoreStatus() {
  94   for(int i = 0; i < NUMCORES4GC; i++) {
  95     if(gccorestatus[i]) {
  96       return false;
  97     }
  98   }
  99   return true;
 100 }
 101
 102 void gc_resetCoreStatus() {
 103   for(int i = 0; i < NUMCORES4GC; i++) {
 104     gccorestatus[i] = 1;
 105   }
 106 }
 107
 108
 109 void initmulticoregcdata() {
 110   bamboo_smem_zero_top = NULL;
 111   gcflag = false;
 112   gc_status_info.gcprocessing = false;
 113   gc_status_info.gcphase = FINISHPHASE;
 114
 115   gcprecheck = true;
 116   gcforwardobjtbl = allocateMGCHash_I(128);
 117 #ifdef MGC_SPEC
 118   gc_profile_flag = false;
 119 #endif
 120 #ifdef GC_CACHE_ADAPT
 121   gccachestage = false;
 122 #endif
 123
 124   if(STARTUPCORE == BAMBOO_NUM_OF_CORE) {
 125     allocationinfo.blocktable=RUNMALLOC(sizeof(struct blockrecord)*GCNUMBLOCK);
 126     for(int i=0; i<GCNUMBLOCK;i++) {
 127       if (1==NUMCORES4GC)
 128         allocationinfo.blocktable[i].corenum=0;
 129       else
 130         allocationinfo.blocktable[i].corenum=gc_block2core[(i%(NUMCORES4GC*2))];
 131       allocationinfo.blocktable[i].status=BS_FREE;
 132       allocationinfo.blocktable[i].usedspace=0;
 133       allocationinfo.blocktable[i].freespace=GLOBALBLOCKSIZE(i);
 134     }
 135     buildCore2Test();
 136   }
 137
 138   //initialize update structures
 139   origarraycount=0;
 140   for(int i=0;i<NUMCORES4GC;i++) {
 141     origblockarray[i]=NULL;
 142   }
 143
 144   INIT_MULTICORE_GCPROFILE_DATA();
 145 }
 146
 147 void dismulticoregcdata() {
 148   freeMGCHash(gcforwardobjtbl);
 149 }
 150
 151 void initGC() {
 152   if(STARTUPCORE == BAMBOO_NUM_OF_CORE) {
 153     for(int i = 0; i < NUMCORES4GC; i++) {
 154       gccorestatus[i] = 1;
 155       gcnumsendobjs[0][i] = gcnumsendobjs[1][i] = 0;
 156       gcnumreceiveobjs[0][i] = gcnumreceiveobjs[1][i] = 0;
 157       gcloads[i] = 0;
 158       gcrequiredmems[i] = 0;
 159     }
 160     for(int i = NUMCORES4GC; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 161       gccorestatus[i] = 1;
 162       gcnumsendobjs[0][i] = gcnumsendobjs[1][i] = 0;
 163       gcnumreceiveobjs[0][i] = gcnumreceiveobjs[1][i] = 0;
 164     }
 165     gcnumsrobjs_index = 0;
 166   }
 167   gcself_numsendobjs = 0;
 168   gcself_numreceiveobjs = 0;
 169   gcmovestartaddr = 0;
 170   gctomove = false;
 171   gcblock2fill = 0;
 172   gcmovepending = 0;
 173   gccurr_heaptop = 0;
 174   update_origblockptr=NULL;
 175   gc_queueinit();
 176
 177   MGCHashreset(gcforwardobjtbl);
 178
 179   GCPROFILE_INIT();
 180   gc_output_cache_policy_time=0;
 181 }
 182
 183 void checkMarkStatus_p2() {
 184   //  tprintf("Check mark status 2\n");
 185   // check if the sum of send objs and receive obj are the same
 186   // yes->check if the info is the latest; no->go on executing
 187   unsigned int sumsendobj = 0;
 188   for(int i = 0; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 189     sumsendobj += gcnumsendobjs[gcnumsrobjs_index][i];
 190   }
 191   for(int i = 0; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 192     sumsendobj -= gcnumreceiveobjs[gcnumsrobjs_index][i];
 193   }
 194   if(0 == sumsendobj) {
 195     // Check if there are changes of the numsendobjs or numreceiveobjs
 196     // on each core
 197     int i = 0;
 198     for(i = 0; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 199       if((gcnumsendobjs[0][i]!=gcnumsendobjs[1][i])||(gcnumreceiveobjs[0][i]!=gcnumreceiveobjs[1][i]) ) {
 200         break;
 201       }
 202     }
 203     if(i == NUMCORESACTIVE) {
 204       //tprintf("Mark terminated\n");
 205       // all the core status info are the latest,stop mark phase
 206       gc_status_info.gcphase = COMPACTPHASE;
 207       // restore the gcstatus for all cores
 208       for(int i = 0; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 209         gccorestatus[i] = 1;
 210       }
 211     } else {
 212       // There were changes between phase 1 and phase 2, can not decide
 213       // whether the mark phase has been finished
 214       waitconfirm = false;
 215       // As it fails in phase 2, flip the entries
 216       gcnumsrobjs_index = (gcnumsrobjs_index == 0) ? 1 : 0;
 217     }
 218   } else {
 219     // There were changes between phase 1 and phase 2, can not decide
 220     // whether the mark phase has been finished
 221     waitconfirm = false;
 222     // As it fails in phase 2, flip the entries
 223     gcnumsrobjs_index = (gcnumsrobjs_index == 0) ? 1 : 0;
 224   }
 225 }
 226
 227 void checkMarkStatus() {
 228   //  tprintf("Check mark status\n");
 229   if((!waitconfirm)||(waitconfirm && (numconfirm == 0))) {
 230     unsigned int entry_index = 0;
 231     if(waitconfirm) {
 232       // phase 2
 233       entry_index = (gcnumsrobjs_index == 0) ? 1 : 0;
 234     } else {
 235       // phase 1
 236       entry_index = gcnumsrobjs_index;
 237     }
 238     BAMBOO_ENTER_RUNTIME_MODE_FROM_CLIENT();
 239     // check the status of all cores
 240     if (gc_checkCoreStatus()) {
 241       // ask for confirm
 242       if(!waitconfirm) {
 243         // the first time found all cores stall
 244         // send out status confirm msg to all other cores
 245         // reset the corestatus array too
 246         waitconfirm = true;
 247         numconfirm = NUMCORESACTIVE - 1;
 248         BAMBOO_ENTER_CLIENT_MODE_FROM_RUNTIME();
 249         GC_SEND_MSG_1_TO_CLIENT(GCMARKCONFIRM);
 250       } else {
 251         // Phase 2
 252         checkMarkStatus_p2();
 253         BAMBOO_ENTER_CLIENT_MODE_FROM_RUNTIME();
 254       }
 255     } else {
 256       BAMBOO_ENTER_CLIENT_MODE_FROM_RUNTIME();
 257     }
 258   }
 259 }
 260
 261 // compute load balance for all cores
 262 int loadbalance() {
 263   // compute load balance
 264   // get the total loads
 265   void * heaptop;
 266   unsigned int tloads = 0;
 267   for(int i = 0; i < NUMCORES4GC; i++) {
 268     tloads += gcloads[i];
 269     //tprintf("load: %d %d \n", gcloads[i], i);
 270   }
 271   heaptop = gcbaseva + tloads;
 272
 273   unsigned int topblockindex;
 274
 275   BLOCKINDEX(topblockindex, heaptop);
 276   // num of blocks per core
 277   unsigned int numbpc = (topblockindex+NUMCORES4GC-1)/NUMCORES4GC;
 278
 279   return numbpc;
 280 }
 281
 282 void gc_collect(struct garbagelist * stackptr) {
 283   gc_status_info.gcprocessing = true;
 284   // inform the master that this core is at a gc safe point and is ready to
 285   // do gc
 286   send_msg_4(STARTUPCORE,GCFINISHPRE,BAMBOO_NUM_OF_CORE,self_numsendobjs,self_numreceiveobjs);
 287
 288   // core collector routine
 289   //wait for init phase
 290   WAITFORGCPHASE(INITPHASE);
 291
 292   GC_PRINTF("Do initGC\n");
 293   initGC();
 294   CACHEADAPT_GC(true);
 295   //send init finish msg to core coordinator
 296   send_msg_2(STARTUPCORE,GCFINISHINIT,BAMBOO_NUM_OF_CORE);
 297
 298   //wait for mark phase
 299   WAITFORGCPHASE(MARKPHASE);
 300
 301   GC_PRINTF("Start mark phase\n");
 302   mark(stackptr);
 303   GC_PRINTF("Finish mark phase, start compact phase\n");
 304   compact();
 305   GC_PRINTF("Finish compact phase\n");
 306
 307   WAITFORGCPHASE(UPDATEPHASE);
 308
 309   GC_PRINTF("Start update phase\n");
 310   GCPROFILE_INFO_2_MASTER();
 311   update(stackptr);
 312   GC_PRINTF("Finish update phase\n");
 313
 314   CACHEADAPT_PHASE_CLIENT();
 315
 316   // invalidate all shared mem pointers
 317   bamboo_cur_msp = NULL;
 318   bamboo_smem_size = 0;
 319   bamboo_smem_zero_top = NULL;
 320   gcflag = false;
 321
 322   WAITFORGCPHASE(FINISHPHASE);
 323
 324   GC_PRINTF("Finish gc! \n");
 325 }
 326
 327 void gc_nocollect(struct garbagelist * stackptr) {
 328   gc_status_info.gcprocessing = true;
 329   // inform the master that this core is at a gc safe point and is ready to
 330   // do gc
 331   send_msg_4(STARTUPCORE,GCFINISHPRE,BAMBOO_NUM_OF_CORE,self_numsendobjs,self_numreceiveobjs);
 332
 333   WAITFORGCPHASE(INITPHASE);
 334
 335   GC_PRINTF("Do initGC\n");
 336   initGC();
 337   CACHEADAPT_GC(true);
 338   //send init finish msg to core coordinator
 339   send_msg_2(STARTUPCORE,GCFINISHINIT,BAMBOO_NUM_OF_CORE);
 340
 341   WAITFORGCPHASE(MARKPHASE);
 342
 343   GC_PRINTF("Start mark phase\n");
 344   mark(stackptr);
 345   GC_PRINTF("Finish mark phase, wait for update\n");
 346
 347   // non-gc core collector routine
 348   WAITFORGCPHASE(UPDATEPHASE);
 349
 350   GC_PRINTF("Start update phase\n");
 351   GCPROFILE_INFO_2_MASTER();
 352   update(stackptr);
 353   GC_PRINTF("Finish update phase\n");
 354
 355   CACHEADAPT_PHASE_CLIENT();
 356
 357   // invalidate all shared mem pointers
 358   bamboo_cur_msp = NULL;
 359   bamboo_smem_size = 0;
 360   bamboo_smem_zero_top = NULL;
 361
 362   gcflag = false;
 363   WAITFORGCPHASE(FINISHPHASE);
 364
 365   GC_PRINTF("Finish gc! \n");
 366 }
 367
 368 void master_mark(struct garbagelist *stackptr) {
 369
 370   GC_PRINTF("Start mark phase \n");
 371   gc_status_info.gcphase = MARKPHASE;
 372   GC_SEND_MSG_1_TO_CLIENT(GCSTART);
 373   // mark phase
 374
 375   mark(stackptr);
 376 }
 377
 378 void master_getlargeobjs() {
 379   // send msgs to all cores requiring large objs info
 380   // Note: only need to ask gc cores, non-gc cores do not host any objs
 381   numconfirm = NUMCORES4GC - 1;
 382   for(int i = 1; i < NUMCORES4GC; i++) {
 383     send_msg_1(i,GCLOBJREQUEST);
 384   }
 385   gcloads[BAMBOO_NUM_OF_CORE] = gccurr_heaptop;
 386   //spin until we have all responses
 387   while(numconfirm!=0) ;
 388
 389   GCPROFILE_ITEM();
 390   GC_PRINTF("prepare to cache large objs \n");
 391
 392 }
 393
 394
 395 void master_updaterefs(struct garbagelist * stackptr) {
 396   gc_status_info.gcphase = UPDATEPHASE;
 397   GC_SEND_MSG_1_TO_CLIENT(GCSTARTUPDATE);
 398   GCPROFILE_ITEM();
 399   GC_PRINTF("Start update phase \n");
 400   // update phase
 401   update(stackptr);
 402   GC_CHECK_ALL_CORE_STATUS();
 403   GC_PRINTF("Finish update phase \n");
 404 }
 405
 406 void master_finish() {
 407   gc_status_info.gcphase = FINISHPHASE;
 408
 409   // invalidate all shared mem pointers
 410   // put it here as it takes time to inform all the other cores to
 411   // finish gc and it might cause problem when some core resumes
 412   // mutator earlier than the other cores
 413   bamboo_cur_msp = NULL;
 414   bamboo_smem_size = 0;
 415   bamboo_smem_zero_top = NULL;
 416
 417   GCPROFILE_END();
 418   unsigned long long tmpt = BAMBOO_GET_EXE_TIME();
 419   CACHEADAPT_OUTPUT_CACHE_POLICY();
 420   gc_output_cache_policy_time += (BAMBOO_GET_EXE_TIME()-tmpt);
 421   gcflag = false;
 422
 423   GC_SEND_MSG_1_TO_CLIENT(GCFINISH);
 424   gc_status_info.gcprocessing = false;
 425
 426   if(gcflag) {
 427     // inform other cores to stop and wait for gc
 428     GC_PRINTF("Back to Back gc case\n");
 429     gcprecheck = true;
 430     for(int i = 0; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 431       // reuse the gcnumsendobjs & gcnumreceiveobjs
 432       gcnumsendobjs[0][i] = 0;
 433       gcnumreceiveobjs[0][i] = 0;
 434     }
 435     GC_SEND_MSG_1_TO_CLIENT(GCSTARTPRE);
 436   }
 437 }
 438
 439 void gc_master(struct garbagelist * stackptr) {
 440   tprintf("start GC!\n");
 441   gc_status_info.gcprocessing = true;
 442   gc_status_info.gcphase = INITPHASE;
 443
 444   waitconfirm = false;
 445   numconfirm = 0;
 446   initGC();
 447   GC_SEND_MSG_1_TO_CLIENT(GCSTARTINIT);
 448   CACHEADAPT_GC(true);
 449   //tprintf("Check core status \n");
 450   GC_CHECK_ALL_CORE_STATUS();
 451   GCPROFILE_ITEM();
 452   unsigned long long tmpt = BAMBOO_GET_EXE_TIME();
 453   CACHEADAPT_OUTPUT_CACHE_SAMPLING();
 454   gc_output_cache_policy_time += (BAMBOO_GET_EXE_TIME()-tmpt);
 455   //tprintf("start mark phase\n");
 456   // do mark phase
 457   master_mark(stackptr);
 458   //tprintf("finish mark phase\n");
 459   // get large objects from all cores
 460   master_getlargeobjs();
 461   //tprintf("start compact phase\n");
 462   // compact the heap
 463   master_compact();
 464   //tprintf("start update phase\n");
 465   // update the references
 466   master_updaterefs(stackptr);
 467   //tprintf("gc master finished update   \n");
 468   // do cache adaptation
 469   CACHEADAPT_PHASE_MASTER();
 470   //tprintf("finish cachdapt phase\n");
 471   // do finish up stuff
 472 #ifdef GC_DEBUG
 473   for(int i=0;i<GCNUMBLOCK;i++) {
 474     struct blockrecord *record=&allocationinfo.blocktable[i];
 475     tprintf("%u. used=%u free=%u corenum=%u status=%u, base=%x, ptr=%x\n", i, record->usedspace, record->freespace, record->corenum, record->status, gcbaseva+OFFSET2BASEVA(i), (gcbaseva+OFFSET2BASEVA(i)+record->usedspace));
 476   }
 477 #endif
 478
 479   master_finish();
 480
 481   //tprintf("finish GC ! %d \n",gcflag);
 482 }
 483
 484 void pregccheck() {
 485   while(true) {
 486     BAMBOO_ENTER_RUNTIME_MODE_FROM_CLIENT();
 487     gcnumsendobjs[0][BAMBOO_NUM_OF_CORE] = self_numsendobjs;
 488     gcnumreceiveobjs[0][BAMBOO_NUM_OF_CORE] = self_numreceiveobjs;
 489     int sumsendobj = 0;
 490     for(int i = 0; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 491       sumsendobj += gcnumsendobjs[0][i];
 492     }
 493     for(int i = 0; i < NUMCORESACTIVE; i++) {
 494       sumsendobj -= gcnumreceiveobjs[0][i];
 495     }
 496     if(0 != sumsendobj) {
 497       // there were still some msgs on the fly, wait until there
 498       // are some update pregc information coming and check it again
 499       gcprecheck = false;
 500       BAMBOO_ENTER_CLIENT_MODE_FROM_RUNTIME();
 501
 502       while(!gcprecheck) ;
 503     } else {
 504       BAMBOO_ENTER_CLIENT_MODE_FROM_RUNTIME();
 505       return;
 506     }
 507   }
 508 }
 509
 510 void pregcprocessing() {
 511 #if defined(GC_CACHE_ADAPT)&&defined(GC_CACHE_SAMPLING)
 512   // disable the timer interrupt
 513   bamboo_mask_timer_intr();
 514   // get the sampling data
 515   bamboo_output_dtlb_sampling();
 516 #endif
 517 }
 518
 519 void postgcprocessing() {
 520 #if defined(GC_CACHE_ADAPT)&&defined(GC_CACHE_SAMPLING)
 521   // enable the timer interrupt
 522   bamboo_tile_timer_set_next_event(GC_TILE_TIMER_EVENT_SETTING);
 523   bamboo_unmask_timer_intr();
 524   //turn on sampling again
 525   bamboo_dtlb_sampling_init();
 526 #endif
 527 }
 528
 529 bool gc(struct garbagelist * stackptr) {
 530   // check if do gc
 531   if(!gcflag) {
 532     gc_status_info.gcprocessing = false;
 533     return false;
 534   }
 535 #ifdef PERFCOUNT
 536   profile_start(GC_REGION);
 537 #endif
 538
 539   // core coordinator routine
 540   if(0 == BAMBOO_NUM_OF_CORE) {
 541     GC_PRINTF("Check if we can do gc or not\n");
 542     gccorestatus[BAMBOO_NUM_OF_CORE] = 0;
 543
 544     //wait for other cores to catch up
 545     while(!gc_checkCoreStatus())
 546       ;
 547
 548     GCPROFILE_START();
 549     pregccheck();
 550     GC_PRINTF("start gc! \n");
 551     pregcprocessing();
 552     gc_master(stackptr);
 553   } else if(BAMBOO_NUM_OF_CORE < NUMCORES4GC) {
 554     GC_PRINTF("Core reporting for gc.\n");
 555     pregcprocessing();
 556     gc_collect(stackptr);
 557   } else {
 558     pregcprocessing();
 559     gc_nocollect(stackptr);
 560   }
 561   postgcprocessing();
 562 #ifdef PERFCOUNT
 563   profile_start(APP_REGION);
 564 #endif
 565   return true;
 566 }
 567
 568 #endif