nsz Git - musl/blob - src/thread/pthread_create.c

   1 #define _GNU_SOURCE
   2 #include "pthread_impl.h"
   3 #include "stdio_impl.h"
   4 #include "libc.h"
   5 #include "lock.h"
   6 #include <sys/mman.h>
   7 #include <string.h>
   8 #include <stddef.h>
   9
  10 static void dummy_0()
  11 {
  12 }
  13 weak_alias(dummy_0, __acquire_ptc);
  14 weak_alias(dummy_0, __release_ptc);
  15 weak_alias(dummy_0, __pthread_tsd_run_dtors);
  16 weak_alias(dummy_0, __do_orphaned_stdio_locks);
  17 weak_alias(dummy_0, __dl_thread_cleanup);
  18 weak_alias(dummy_0, __membarrier_init);
  19
  20 static int tl_lock_count;
  21 static int tl_lock_waiters;
  22
  23 void __tl_lock(void)
  24 {
  25         int tid = __pthread_self()->tid;
  26         int val = __thread_list_lock;
  27         if (val == tid) {
  28                 tl_lock_count++;
  29                 return;
  30         }
  31         while ((val = a_cas(&__thread_list_lock, 0, tid)))
  32                 __wait(&__thread_list_lock, &tl_lock_waiters, val, 0);
  33 }
  34
  35 void __tl_unlock(void)
  36 {
  37         if (tl_lock_count) {
  38                 tl_lock_count--;
  39                 return;
  40         }
  41         a_store(&__thread_list_lock, 0);
  42         if (tl_lock_waiters) __wake(&__thread_list_lock, 1, 0);
  43 }
  44
  45 void __tl_sync(pthread_t td)
  46 {
  47         a_barrier();
  48         int val = __thread_list_lock;
  49         if (!val) return;
  50         __wait(&__thread_list_lock, &tl_lock_waiters, val, 0);
  51         if (tl_lock_waiters) __wake(&__thread_list_lock, 1, 0);
  52 }
  53
  54 _Noreturn void __pthread_exit(void *result)
  55 {
  56         pthread_t self = __pthread_self();
  57         sigset_t set;
  58
  59         self->canceldisable = 1;
  60         self->cancelasync = 0;
  61         self->result = result;
  62
  63         while (self->cancelbuf) {
  64                 void (*f)(void *) = self->cancelbuf->__f;
  65                 void *x = self->cancelbuf->__x;
  66                 self->cancelbuf = self->cancelbuf->__next;
  67                 f(x);
  68         }
  69
  70         __pthread_tsd_run_dtors();
  71
  72         /* Access to target the exiting thread with syscalls that use
  73          * its kernel tid is controlled by killlock. For detached threads,
  74          * any use past this point would have undefined behavior, but for
  75          * joinable threads it's a valid usage that must be handled. */
  76         LOCK(self->killlock);
  77
  78         /* The thread list lock must be AS-safe, and thus requires
  79          * application signals to be blocked before it can be taken. */
  80         __block_app_sigs(&set);
  81         __tl_lock();
  82
  83         /* If this is the only thread in the list, don't proceed with
  84          * termination of the thread, but restore the previous lock and
  85          * signal state to prepare for exit to call atexit handlers. */
  86         if (self->next == self) {
  87                 __tl_unlock();
  88                 __restore_sigs(&set);
  89                 UNLOCK(self->killlock);
  90                 exit(0);
  91         }
  92
  93         /* At this point we are committed to thread termination. */
  94
  95         /* Process robust list in userspace to handle non-pshared mutexes
  96          * and the detached thread case where the robust list head will
  97          * be invalid when the kernel would process it. */
  98         __vm_lock();
  99         volatile void *volatile *rp;
 100         while ((rp=self->robust_list.head) && rp != &self->robust_list.head) {
 101                 pthread_mutex_t *m = (void *)((char *)rp
 102                         - offsetof(pthread_mutex_t, _m_next));
 103                 int waiters = m->_m_waiters;
 104                 int priv = (m->_m_type & 128) ^ 128;
 105                 self->robust_list.pending = rp;
 106                 self->robust_list.head = *rp;
 107                 int cont = a_swap(&m->_m_lock, 0x40000000);
 108                 self->robust_list.pending = 0;
 109                 if (cont < 0 || waiters)
 110                         __wake(&m->_m_lock, 1, priv);
 111         }
 112         __vm_unlock();
 113
 114         __do_orphaned_stdio_locks();
 115         __dl_thread_cleanup();
 116
 117         /* Last, unlink thread from the list. This change will not be visible
 118          * until the lock is released, which only happens after SYS_exit
 119          * has been called, via the exit futex address pointing at the lock.
 120          * This needs to happen after any possible calls to LOCK() that might
 121          * skip locking if libc.threads_minus_1 is zero. */
 122         libc.threads_minus_1--;
 123         self->next->prev = self->prev;
 124         self->prev->next = self->next;
 125         self->prev = self->next = self;
 126
 127         /* This atomic potentially competes with a concurrent pthread_detach
 128          * call; the loser is responsible for freeing thread resources. */
 129         int state = a_cas(&self->detach_state, DT_JOINABLE, DT_EXITING);
 130
 131         if (state==DT_DETACHED && self->map_base) {
 132                 /* Detached threads must block even implementation-internal
 133                  * signals, since they will not have a stack in their last
 134                  * moments of existence. */
 135                 __block_all_sigs(&set);
 136
 137                 /* Robust list will no longer be valid, and was already
 138                  * processed above, so unregister it with the kernel. */
 139                 if (self->robust_list.off)
 140                         __syscall(SYS_set_robust_list, 0, 3*sizeof(long));
 141
 142                 /* Since __unmapself bypasses the normal munmap code path,
 143                  * explicitly wait for vmlock holders first. */
 144                 __vm_wait();
 145
 146                 /* The following call unmaps the thread's stack mapping
 147                  * and then exits without touching the stack. */
 148                 __unmapself(self->map_base, self->map_size);
 149         }
 150
 151         /* Wake any joiner. */
 152         __wake(&self->detach_state, 1, 1);
 153
 154         /* After the kernel thread exits, its tid may be reused. Clear it
 155          * to prevent inadvertent use and inform functions that would use
 156          * it that it's no longer available. */
 157         self->tid = 0;
 158         UNLOCK(self->killlock);
 159
 160         for (;;) __syscall(SYS_exit, 0);
 161 }
 162
 163 void __do_cleanup_push(struct __ptcb *cb)
 164 {
 165         struct pthread *self = __pthread_self();
 166         cb->__next = self->cancelbuf;
 167         self->cancelbuf = cb;
 168 }
 169
 170 void __do_cleanup_pop(struct __ptcb *cb)
 171 {
 172         __pthread_self()->cancelbuf = cb->__next;
 173 }
 174
 175 struct start_args {
 176         void *(*start_func)(void *);
 177         void *start_arg;
 178         volatile int control;
 179         unsigned long sig_mask[_NSIG/8/sizeof(long)];
 180 };
 181
 182 static int start(void *p)
 183 {
 184         struct start_args *args = p;
 185         int state = args->control;
 186         if (state) {
 187                 if (a_cas(&args->control, 1, 2)==1)
 188                         __wait(&args->control, 0, 2, 1);
 189                 if (args->control) {
 190                         __syscall(SYS_set_tid_address, &args->control);
 191                         for (;;) __syscall(SYS_exit, 0);
 192                 }
 193         }
 194         __syscall(SYS_rt_sigprocmask, SIG_SETMASK, &args->sig_mask, 0, _NSIG/8);
 195         __pthread_exit(args->start_func(args->start_arg));
 196         return 0;
 197 }
 198
 199 static int start_c11(void *p)
 200 {
 201         struct start_args *args = p;
 202         int (*start)(void*) = (int(*)(void*)) args->start_func;
 203         __pthread_exit((void *)(uintptr_t)start(args->start_arg));
 204         return 0;
 205 }
 206
 207 #define ROUND(x) (((x)+PAGE_SIZE-1)&-PAGE_SIZE)
 208
 209 /* pthread_key_create.c overrides this */
 210 static volatile size_t dummy = 0;
 211 weak_alias(dummy, __pthread_tsd_size);
 212 static void *dummy_tsd[1] = { 0 };
 213 weak_alias(dummy_tsd, __pthread_tsd_main);
 214
 215 static FILE *volatile dummy_file = 0;
 216 weak_alias(dummy_file, __stdin_used);
 217 weak_alias(dummy_file, __stdout_used);
 218 weak_alias(dummy_file, __stderr_used);
 219
 220 static void init_file_lock(FILE *f)
 221 {
 222         if (f && f->lock<0) f->lock = 0;
 223 }
 224
 225 int __pthread_create(pthread_t *restrict res, const pthread_attr_t *restrict attrp, void *(*entry)(void *), void *restrict arg)
 226 {
 227         int ret, c11 = (attrp == __ATTRP_C11_THREAD);
 228         size_t size, guard;
 229         struct pthread *self, *new;
 230         unsigned char *map = 0, *stack = 0, *tsd = 0, *stack_limit;
 231         unsigned flags = CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND
 232                 | CLONE_THREAD | CLONE_SYSVSEM | CLONE_SETTLS
 233                 | CLONE_PARENT_SETTID | CLONE_CHILD_CLEARTID | CLONE_DETACHED;
 234         pthread_attr_t attr = { 0 };
 235         sigset_t set;
 236
 237         if (!libc.can_do_threads) return ENOSYS;
 238         self = __pthread_self();
 239         if (!libc.threaded) {
 240                 for (FILE *f=*__ofl_lock(); f; f=f->next)
 241                         init_file_lock(f);
 242                 __ofl_unlock();
 243                 init_file_lock(__stdin_used);
 244                 init_file_lock(__stdout_used);
 245                 init_file_lock(__stderr_used);
 246                 __syscall(SYS_rt_sigprocmask, SIG_UNBLOCK, SIGPT_SET, 0, _NSIG/8);
 247                 self->tsd = (void **)__pthread_tsd_main;
 248                 __membarrier_init();
 249                 libc.threaded = 1;
 250         }
 251         if (attrp && !c11) attr = *attrp;
 252
 253         __acquire_ptc();
 254         if (!attrp || c11) {
 255                 attr._a_stacksize = __default_stacksize;
 256                 attr._a_guardsize = __default_guardsize;
 257         }
 258
 259         if (attr._a_stackaddr) {
 260                 size_t need = libc.tls_size + __pthread_tsd_size;
 261                 size = attr._a_stacksize;
 262                 stack = (void *)(attr._a_stackaddr & -16);
 263                 stack_limit = (void *)(attr._a_stackaddr - size);
 264                 /* Use application-provided stack for TLS only when
 265                  * it does not take more than ~12% or 2k of the
 266                  * application's stack space. */
 267                 if (need < size/8 && need < 2048) {
 268                         tsd = stack - __pthread_tsd_size;
 269                         stack = tsd - libc.tls_size;
 270                         memset(stack, 0, need);
 271                 } else {
 272                         size = ROUND(need);
 273                 }
 274                 guard = 0;
 275         } else {
 276                 guard = ROUND(attr._a_guardsize);
 277                 size = guard + ROUND(attr._a_stacksize
 278                         + libc.tls_size +  __pthread_tsd_size);
 279         }
 280
 281         if (!tsd) {
 282                 if (guard) {
 283                         map = __mmap(0, size, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_ANON, -1, 0);
 284                         if (map == MAP_FAILED) goto fail;
 285                         if (__mprotect(map+guard, size-guard, PROT_READ|PROT_WRITE)
 286                             && errno != ENOSYS) {
 287                                 __munmap(map, size);
 288                                 goto fail;
 289                         }
 290                 } else {
 291                         map = __mmap(0, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANON, -1, 0);
 292                         if (map == MAP_FAILED) goto fail;
 293                 }
 294                 tsd = map + size - __pthread_tsd_size;
 295                 if (!stack) {
 296                         stack = tsd - libc.tls_size;
 297                         stack_limit = map + guard;
 298                 }
 299         }
 300
 301         new = __copy_tls(tsd - libc.tls_size);
 302         new->map_base = map;
 303         new->map_size = size;
 304         new->stack = stack;
 305         new->stack_size = stack - stack_limit;
 306         new->guard_size = guard;
 307         new->self = new;
 308         new->tsd = (void *)tsd;
 309         new->locale = &libc.global_locale;
 310         if (attr._a_detach) {
 311                 new->detach_state = DT_DETACHED;
 312         } else {
 313                 new->detach_state = DT_JOINABLE;
 314         }
 315         new->robust_list.head = &new->robust_list.head;
 316         new->CANARY = self->CANARY;
 317         new->sysinfo = self->sysinfo;
 318
 319         /* Setup argument structure for the new thread on its stack.
 320          * It's safe to access from the caller only until the thread
 321          * list is unlocked. */
 322         stack -= (uintptr_t)stack % sizeof(uintptr_t);
 323         stack -= sizeof(struct start_args);
 324         struct start_args *args = (void *)stack;
 325         args->start_func = entry;
 326         args->start_arg = arg;
 327         args->control = attr._a_sched ? 1 : 0;
 328
 329         /* Application signals (but not the synccall signal) must be
 330          * blocked before the thread list lock can be taken, to ensure
 331          * that the lock is AS-safe. */
 332         __block_app_sigs(&set);
 333
 334         /* Ensure SIGCANCEL is unblocked in new thread. This requires
 335          * working with a copy of the set so we can restore the
 336          * original mask in the calling thread. */
 337         memcpy(&args->sig_mask, &set, sizeof args->sig_mask);
 338         args->sig_mask[(SIGCANCEL-1)/8/sizeof(long)] &=
 339                 ~(1UL<<((SIGCANCEL-1)%(8*sizeof(long))));
 340
 341         __tl_lock();
 342         libc.threads_minus_1++;
 343         ret = __clone((c11 ? start_c11 : start), stack, flags, args, &new->tid, TP_ADJ(new), &__thread_list_lock);
 344
 345         /* All clone failures translate to EAGAIN. If explicit scheduling
 346          * was requested, attempt it before unlocking the thread list so
 347          * that the failed thread is never exposed and so that we can
 348          * clean up all transient resource usage before returning. */
 349         if (ret < 0) {
 350                 ret = -EAGAIN;
 351         } else if (attr._a_sched) {
 352                 ret = __syscall(SYS_sched_setscheduler,
 353                         new->tid, attr._a_policy, &attr._a_prio);
 354                 if (a_swap(&args->control, ret ? 3 : 0)==2)
 355                         __wake(&args->control, 1, 1);
 356                 if (ret)
 357                         __wait(&args->control, 0, 3, 0);
 358         }
 359
 360         if (ret >= 0) {
 361                 new->next = self->next;
 362                 new->prev = self;
 363                 new->next->prev = new;
 364                 new->prev->next = new;
 365         } else {
 366                 libc.threads_minus_1--;
 367         }
 368         __tl_unlock();
 369         __restore_sigs(&set);
 370         __release_ptc();
 371
 372         if (ret < 0) {
 373                 if (map) __munmap(map, size);
 374                 return -ret;
 375         }
 376
 377         *res = new;
 378         return 0;
 379 fail:
 380         __release_ptc();
 381         return EAGAIN;
 382 }
 383
 384 weak_alias(__pthread_exit, pthread_exit);
 385 weak_alias(__pthread_create, pthread_create);