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