fix false ownership of stdio FILEs due to tid reuse
[musl] / 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 <sys/mman.h>
6 #include <string.h>
7
8 static void dummy_0()
9 {
10 }
11 weak_alias(dummy_0, __acquire_ptc);
12 weak_alias(dummy_0, __release_ptc);
13 weak_alias(dummy_0, __pthread_tsd_run_dtors);
14 weak_alias(dummy_0, __do_private_robust_list);
15 weak_alias(dummy_0, __do_orphaned_stdio_locks);
16
17 _Noreturn void pthread_exit(void *result)
18 {
19         pthread_t self = __pthread_self();
20         sigset_t set;
21
22         self->result = result;
23
24         while (self->cancelbuf) {
25                 void (*f)(void *) = self->cancelbuf->__f;
26                 void *x = self->cancelbuf->__x;
27                 self->cancelbuf = self->cancelbuf->__next;
28                 f(x);
29         }
30
31         __pthread_tsd_run_dtors();
32
33         __lock(self->exitlock);
34
35         /* Mark this thread dead before decrementing count */
36         __lock(self->killlock);
37         self->dead = 1;
38
39         /* Block all signals before decrementing the live thread count.
40          * This is important to ensure that dynamically allocated TLS
41          * is not under-allocated/over-committed, and possibly for other
42          * reasons as well. */
43         __block_all_sigs(&set);
44
45         /* Wait to unlock the kill lock, which governs functions like
46          * pthread_kill which target a thread id, until signals have
47          * been blocked. This precludes observation of the thread id
48          * as a live thread (with application code running in it) after
49          * the thread was reported dead by ESRCH being returned. */
50         __unlock(self->killlock);
51
52         /* It's impossible to determine whether this is "the last thread"
53          * until performing the atomic decrement, since multiple threads
54          * could exit at the same time. For the last thread, revert the
55          * decrement and unblock signals to give the atexit handlers and
56          * stdio cleanup code a consistent state. */
57         if (a_fetch_add(&libc.threads_minus_1, -1)==0) {
58                 libc.threads_minus_1 = 0;
59                 __restore_sigs(&set);
60                 exit(0);
61         }
62
63         if (self->locale != &libc.global_locale) {
64                 a_dec(&libc.uselocale_cnt);
65                 if (self->locale->ctype_utf8)
66                         a_dec(&libc.bytelocale_cnt_minus_1);
67         }
68
69         __do_private_robust_list();
70         __do_orphaned_stdio_locks();
71
72         if (self->detached && self->map_base) {
73                 /* Detached threads must avoid the kernel clear_child_tid
74                  * feature, since the virtual address will have been
75                  * unmapped and possibly already reused by a new mapping
76                  * at the time the kernel would perform the write. In
77                  * the case of threads that started out detached, the
78                  * initial clone flags are correct, but if the thread was
79                  * detached later (== 2), we need to clear it here. */
80                 if (self->detached == 2) __syscall(SYS_set_tid_address, 0);
81
82                 /* The following call unmaps the thread's stack mapping
83                  * and then exits without touching the stack. */
84                 __unmapself(self->map_base, self->map_size);
85         }
86
87         for (;;) __syscall(SYS_exit, 0);
88 }
89
90 void __do_cleanup_push(struct __ptcb *cb)
91 {
92         if (!libc.has_thread_pointer) return;
93         struct pthread *self = __pthread_self();
94         cb->__next = self->cancelbuf;
95         self->cancelbuf = cb;
96 }
97
98 void __do_cleanup_pop(struct __ptcb *cb)
99 {
100         if (!libc.has_thread_pointer) return;
101         __pthread_self()->cancelbuf = cb->__next;
102 }
103
104 static int start(void *p)
105 {
106         pthread_t self = p;
107         if (self->startlock[0]) {
108                 __wait(self->startlock, 0, 1, 1);
109                 if (self->startlock[0]) {
110                         self->detached = 2;
111                         pthread_exit(0);
112                 }
113                 __restore_sigs(self->sigmask);
114         }
115         if (self->unblock_cancel)
116                 __syscall(SYS_rt_sigprocmask, SIG_UNBLOCK,
117                         SIGPT_SET, 0, _NSIG/8);
118         pthread_exit(self->start(self->start_arg));
119         return 0;
120 }
121
122 #define ROUND(x) (((x)+PAGE_SIZE-1)&-PAGE_SIZE)
123
124 /* pthread_key_create.c overrides this */
125 static volatile size_t dummy = 0;
126 weak_alias(dummy, __pthread_tsd_size);
127 static void *dummy_tsd[1] = { 0 };
128 weak_alias(dummy_tsd, __pthread_tsd_main);
129
130 static FILE *volatile dummy_file = 0;
131 weak_alias(dummy_file, __stdin_used);
132 weak_alias(dummy_file, __stdout_used);
133 weak_alias(dummy_file, __stderr_used);
134
135 static void init_file_lock(FILE *f)
136 {
137         if (f && f->lock<0) f->lock = 0;
138 }
139
140 void *__copy_tls(unsigned char *);
141
142 int pthread_create(pthread_t *restrict res, const pthread_attr_t *restrict attrp, void *(*entry)(void *), void *restrict arg)
143 {
144         int ret;
145         size_t size, guard;
146         struct pthread *self, *new;
147         unsigned char *map = 0, *stack = 0, *tsd = 0, *stack_limit;
148         unsigned flags = CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND
149                 | CLONE_THREAD | CLONE_SYSVSEM | CLONE_SETTLS
150                 | CLONE_PARENT_SETTID | CLONE_CHILD_CLEARTID | CLONE_DETACHED;
151         int do_sched = 0;
152         pthread_attr_t attr = {0};
153
154         if (!libc.can_do_threads) return ENOSYS;
155         self = __pthread_self();
156         if (!libc.threaded) {
157                 for (FILE *f=libc.ofl_head; f; f=f->next)
158                         init_file_lock(f);
159                 init_file_lock(__stdin_used);
160                 init_file_lock(__stdout_used);
161                 init_file_lock(__stderr_used);
162                 __syscall(SYS_rt_sigprocmask, SIG_UNBLOCK, SIGPT_SET, 0, _NSIG/8);
163                 self->tsd = (void **)__pthread_tsd_main;
164                 libc.threaded = 1;
165         }
166         if (attrp) attr = *attrp;
167
168         __acquire_ptc();
169
170         if (attr._a_stackaddr) {
171                 size_t need = libc.tls_size + __pthread_tsd_size;
172                 size = attr._a_stacksize + DEFAULT_STACK_SIZE;
173                 stack = (void *)(attr._a_stackaddr & -16);
174                 stack_limit = (void *)(attr._a_stackaddr - size);
175                 /* Use application-provided stack for TLS only when
176                  * it does not take more than ~12% or 2k of the
177                  * application's stack space. */
178                 if (need < size/8 && need < 2048) {
179                         tsd = stack - __pthread_tsd_size;
180                         stack = tsd - libc.tls_size;
181                         memset(stack, 0, need);
182                 } else {
183                         size = ROUND(need);
184                         guard = 0;
185                 }
186         } else {
187                 guard = ROUND(DEFAULT_GUARD_SIZE + attr._a_guardsize);
188                 size = guard + ROUND(DEFAULT_STACK_SIZE + attr._a_stacksize
189                         + libc.tls_size +  __pthread_tsd_size);
190         }
191
192         if (!tsd) {
193                 if (guard) {
194                         map = mmap(0, size, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_ANON, -1, 0);
195                         if (map == MAP_FAILED) goto fail;
196                         if (mprotect(map+guard, size-guard, PROT_READ|PROT_WRITE)) {
197                                 munmap(map, size);
198                                 goto fail;
199                         }
200                 } else {
201                         map = mmap(0, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANON, -1, 0);
202                         if (map == MAP_FAILED) goto fail;
203                 }
204                 tsd = map + size - __pthread_tsd_size;
205                 if (!stack) {
206                         stack = tsd - libc.tls_size;
207                         stack_limit = map + guard;
208                 }
209         }
210
211         new = __copy_tls(tsd - libc.tls_size);
212         new->map_base = map;
213         new->map_size = size;
214         new->stack = stack;
215         new->stack_size = stack - stack_limit;
216         new->start = entry;
217         new->start_arg = arg;
218         new->self = new;
219         new->tsd = (void *)tsd;
220         new->locale = &libc.global_locale;
221         if (attr._a_detach) {
222                 new->detached = 1;
223                 flags -= CLONE_CHILD_CLEARTID;
224         }
225         if (attr._a_sched) {
226                 do_sched = new->startlock[0] = 1;
227                 __block_app_sigs(new->sigmask);
228         }
229         new->unblock_cancel = self->cancel;
230         new->canary = self->canary;
231
232         a_inc(&libc.threads_minus_1);
233         ret = __clone(start, stack, flags, new, &new->tid, TP_ADJ(new), &new->tid);
234
235         __release_ptc();
236
237         if (do_sched) {
238                 __restore_sigs(new->sigmask);
239         }
240
241         if (ret < 0) {
242                 a_dec(&libc.threads_minus_1);
243                 if (map) munmap(map, size);
244                 return EAGAIN;
245         }
246
247         if (do_sched) {
248                 ret = __syscall(SYS_sched_setscheduler, new->tid,
249                         attr._a_policy, &attr._a_prio);
250                 a_store(new->startlock, ret<0 ? 2 : 0);
251                 __wake(new->startlock, 1, 1);
252                 if (ret < 0) return -ret;
253         }
254
255         *res = new;
256         return 0;
257 fail:
258         __release_ptc();
259         return EAGAIN;
260 }