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 <sys/mman.h>
   6 #include <string.h>
   7 #include <stddef.h>
   8
   9 void *__mmap(void *, size_t, int, int, int, off_t);
  10 int __munmap(void *, size_t);
  11 int __mprotect(void *, size_t, int);
  12
  13 static void dummy_0()
  14 {
  15 }
  16 weak_alias(dummy_0, __acquire_ptc);
  17 weak_alias(dummy_0, __release_ptc);
  18 weak_alias(dummy_0, __pthread_tsd_run_dtors);
  19 weak_alias(dummy_0, __do_orphaned_stdio_locks);
  20 weak_alias(dummy_0, __dl_thread_cleanup);
  21
  22 _Noreturn void __pthread_exit(void *result)
  23 {
  24         pthread_t self = __pthread_self();
  25         sigset_t set;
  26
  27         self->canceldisable = 1;
  28         self->cancelasync = 0;
  29         self->result = result;
  30
  31         while (self->cancelbuf) {
  32                 void (*f)(void *) = self->cancelbuf->__f;
  33                 void *x = self->cancelbuf->__x;
  34                 self->cancelbuf = self->cancelbuf->__next;
  35                 f(x);
  36         }
  37
  38         __pthread_tsd_run_dtors();
  39
  40         /* Access to target the exiting thread with syscalls that use
  41          * its kernel tid is controlled by killlock. For detached threads,
  42          * any use past this point would have undefined behavior, but for
  43          * joinable threads it's a valid usage that must be handled. */
  44         LOCK(self->killlock);
  45
  46         /* Block all signals before decrementing the live thread count.
  47          * This is important to ensure that dynamically allocated TLS
  48          * is not under-allocated/over-committed, and possibly for other
  49          * reasons as well. */
  50         __block_all_sigs(&set);
  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, restore the tid, and unblock signals to give the
  56          * atexit handlers and stdio cleanup code a consistent state. */
  57         if (a_fetch_add(&libc.threads_minus_1, -1)==0) {
  58                 libc.threads_minus_1 = 0;
  59                 UNLOCK(self->killlock);
  60                 __restore_sigs(&set);
  61                 exit(0);
  62         }
  63
  64         /* Process robust list in userspace to handle non-pshared mutexes
  65          * and the detached thread case where the robust list head will
  66          * be invalid when the kernel would process it. */
  67         __vm_lock();
  68         volatile void *volatile *rp;
  69         while ((rp=self->robust_list.head) && rp != &self->robust_list.head) {
  70                 pthread_mutex_t *m = (void *)((char *)rp
  71                         - offsetof(pthread_mutex_t, _m_next));
  72                 int waiters = m->_m_waiters;
  73                 int priv = (m->_m_type & 128) ^ 128;
  74                 self->robust_list.pending = rp;
  75                 self->robust_list.head = *rp;
  76                 int cont = a_swap(&m->_m_lock, 0x40000000);
  77                 self->robust_list.pending = 0;
  78                 if (cont < 0 || waiters)
  79                         __wake(&m->_m_lock, 1, priv);
  80         }
  81         __vm_unlock();
  82
  83         __do_orphaned_stdio_locks();
  84         __dl_thread_cleanup();
  85
  86         /* This atomic potentially competes with a concurrent pthread_detach
  87          * call; the loser is responsible for freeing thread resources. */
  88         int state = a_cas(&self->detach_state, DT_JOINABLE, DT_EXITING);
  89
  90         if (state>=DT_DETACHED && self->map_base) {
  91                 /* Detached threads must avoid the kernel clear_child_tid
  92                  * feature, since the virtual address will have been
  93                  * unmapped and possibly already reused by a new mapping
  94                  * at the time the kernel would perform the write. In
  95                  * the case of threads that started out detached, the
  96                  * initial clone flags are correct, but if the thread was
  97                  * detached later, we need to clear it here. */
  98                 if (state == DT_DYNAMIC) __syscall(SYS_set_tid_address, 0);
  99
 100                 /* Robust list will no longer be valid, and was already
 101                  * processed above, so unregister it with the kernel. */
 102                 if (self->robust_list.off)
 103                         __syscall(SYS_set_robust_list, 0, 3*sizeof(long));
 104
 105                 /* Since __unmapself bypasses the normal munmap code path,
 106                  * explicitly wait for vmlock holders first. */
 107                 __vm_wait();
 108
 109                 /* The following call unmaps the thread's stack mapping
 110                  * and then exits without touching the stack. */
 111                 __unmapself(self->map_base, self->map_size);
 112         }
 113
 114         /* After the kernel thread exits, its tid may be reused. Clear it
 115          * to prevent inadvertent use and inform functions that would use
 116          * it that it's no longer available. */
 117         self->tid = 0;
 118         UNLOCK(self->killlock);
 119
 120         for (;;) __syscall(SYS_exit, 0);
 121 }
 122
 123 void __do_cleanup_push(struct __ptcb *cb)
 124 {
 125         struct pthread *self = __pthread_self();
 126         cb->__next = self->cancelbuf;
 127         self->cancelbuf = cb;
 128 }
 129
 130 void __do_cleanup_pop(struct __ptcb *cb)
 131 {
 132         __pthread_self()->cancelbuf = cb->__next;
 133 }
 134
 135 struct start_sched_args {
 136         void *start_arg;
 137         void *(*start_fn)(void *);
 138         sigset_t mask;
 139         pthread_attr_t *attr;
 140         volatile int futex;
 141 };
 142
 143 static void *start_sched(void *p)
 144 {
 145         struct start_sched_args *ssa = p;
 146         void *start_arg = ssa->start_arg;
 147         void *(*start_fn)(void *) = ssa->start_fn;
 148         pthread_t self = __pthread_self();
 149
 150         int ret = -__syscall(SYS_sched_setscheduler, self->tid,
 151                 ssa->attr->_a_policy, &ssa->attr->_a_prio);
 152         if (!ret) __restore_sigs(&ssa->mask);
 153         a_store(&ssa->futex, ret);
 154         __wake(&ssa->futex, 1, 1);
 155         if (ret) {
 156                 self->detach_state = DT_DYNAMIC;
 157                 return 0;
 158         }
 159         return start_fn(start_arg);
 160 }
 161
 162 static int start(void *p)
 163 {
 164         pthread_t self = p;
 165         if (self->unblock_cancel)
 166                 __syscall(SYS_rt_sigprocmask, SIG_UNBLOCK,
 167                         SIGPT_SET, 0, _NSIG/8);
 168         __pthread_exit(self->start(self->start_arg));
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 static int start_c11(void *p)
 173 {
 174         pthread_t self = p;
 175         int (*start)(void*) = (int(*)(void*)) self->start;
 176         __pthread_exit((void *)(uintptr_t)start(self->start_arg));
 177         return 0;
 178 }
 179
 180 #define ROUND(x) (((x)+PAGE_SIZE-1)&-PAGE_SIZE)
 181
 182 /* pthread_key_create.c overrides this */
 183 static volatile size_t dummy = 0;
 184 weak_alias(dummy, __pthread_tsd_size);
 185 static void *dummy_tsd[1] = { 0 };
 186 weak_alias(dummy_tsd, __pthread_tsd_main);
 187
 188 volatile int __block_new_threads = 0;
 189 size_t __default_stacksize = DEFAULT_STACK_SIZE;
 190 size_t __default_guardsize = DEFAULT_GUARD_SIZE;
 191
 192 static FILE *volatile dummy_file = 0;
 193 weak_alias(dummy_file, __stdin_used);
 194 weak_alias(dummy_file, __stdout_used);
 195 weak_alias(dummy_file, __stderr_used);
 196
 197 static void init_file_lock(FILE *f)
 198 {
 199         if (f && f->lock<0) f->lock = 0;
 200 }
 201
 202 void *__copy_tls(unsigned char *);
 203
 204 int __pthread_create(pthread_t *restrict res, const pthread_attr_t *restrict attrp, void *(*entry)(void *), void *restrict arg)
 205 {
 206         int ret, c11 = (attrp == __ATTRP_C11_THREAD);
 207         size_t size, guard;
 208         struct pthread *self, *new;
 209         unsigned char *map = 0, *stack = 0, *tsd = 0, *stack_limit;
 210         unsigned flags = CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND
 211                 | CLONE_THREAD | CLONE_SYSVSEM | CLONE_SETTLS
 212                 | CLONE_PARENT_SETTID | CLONE_CHILD_CLEARTID | CLONE_DETACHED;
 213         int do_sched = 0;
 214         pthread_attr_t attr = { 0 };
 215         struct start_sched_args ssa;
 216
 217         if (!libc.can_do_threads) return ENOSYS;
 218         self = __pthread_self();
 219         if (!libc.threaded) {
 220                 for (FILE *f=*__ofl_lock(); f; f=f->next)
 221                         init_file_lock(f);
 222                 __ofl_unlock();
 223                 init_file_lock(__stdin_used);
 224                 init_file_lock(__stdout_used);
 225                 init_file_lock(__stderr_used);
 226                 __syscall(SYS_rt_sigprocmask, SIG_UNBLOCK, SIGPT_SET, 0, _NSIG/8);
 227                 self->tsd = (void **)__pthread_tsd_main;
 228                 libc.threaded = 1;
 229         }
 230         if (attrp && !c11) attr = *attrp;
 231
 232         __acquire_ptc();
 233         if (!attrp || c11) {
 234                 attr._a_stacksize = __default_stacksize;
 235                 attr._a_guardsize = __default_guardsize;
 236         }
 237
 238         if (__block_new_threads) __wait(&__block_new_threads, 0, 1, 1);
 239
 240         if (attr._a_stackaddr) {
 241                 size_t need = libc.tls_size + __pthread_tsd_size;
 242                 size = attr._a_stacksize;
 243                 stack = (void *)(attr._a_stackaddr & -16);
 244                 stack_limit = (void *)(attr._a_stackaddr - size);
 245                 /* Use application-provided stack for TLS only when
 246                  * it does not take more than ~12% or 2k of the
 247                  * application's stack space. */
 248                 if (need < size/8 && need < 2048) {
 249                         tsd = stack - __pthread_tsd_size;
 250                         stack = tsd - libc.tls_size;
 251                         memset(stack, 0, need);
 252                 } else {
 253                         size = ROUND(need);
 254                 }
 255                 guard = 0;
 256         } else {
 257                 guard = ROUND(attr._a_guardsize);
 258                 size = guard + ROUND(attr._a_stacksize
 259                         + libc.tls_size +  __pthread_tsd_size);
 260         }
 261
 262         if (!tsd) {
 263                 if (guard) {
 264                         map = __mmap(0, size, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_ANON, -1, 0);
 265                         if (map == MAP_FAILED) goto fail;
 266                         if (__mprotect(map+guard, size-guard, PROT_READ|PROT_WRITE)
 267                             && errno != ENOSYS) {
 268                                 __munmap(map, size);
 269                                 goto fail;
 270                         }
 271                 } else {
 272                         map = __mmap(0, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANON, -1, 0);
 273                         if (map == MAP_FAILED) goto fail;
 274                 }
 275                 tsd = map + size - __pthread_tsd_size;
 276                 if (!stack) {
 277                         stack = tsd - libc.tls_size;
 278                         stack_limit = map + guard;
 279                 }
 280         }
 281
 282         new = __copy_tls(tsd - libc.tls_size);
 283         new->map_base = map;
 284         new->map_size = size;
 285         new->stack = stack;
 286         new->stack_size = stack - stack_limit;
 287         new->guard_size = guard;
 288         new->start = entry;
 289         new->start_arg = arg;
 290         new->self = new;
 291         new->tsd = (void *)tsd;
 292         new->locale = &libc.global_locale;
 293         if (attr._a_detach) {
 294                 new->detach_state = DT_DETACHED;
 295                 flags -= CLONE_CHILD_CLEARTID;
 296         } else {
 297                 new->detach_state = DT_JOINABLE;
 298         }
 299         if (attr._a_sched) {
 300                 do_sched = 1;
 301                 ssa.futex = -1;
 302                 ssa.start_fn = new->start;
 303                 ssa.start_arg = new->start_arg;
 304                 ssa.attr = &attr;
 305                 new->start = start_sched;
 306                 new->start_arg = &ssa;
 307                 __block_app_sigs(&ssa.mask);
 308         }
 309         new->robust_list.head = &new->robust_list.head;
 310         new->unblock_cancel = self->cancel;
 311         new->CANARY = self->CANARY;
 312
 313         a_inc(&libc.threads_minus_1);
 314         ret = __clone((c11 ? start_c11 : start), stack, flags, new, &new->tid, TP_ADJ(new), &new->detach_state);
 315
 316         __release_ptc();
 317
 318         if (do_sched) {
 319                 __restore_sigs(&ssa.mask);
 320         }
 321
 322         if (ret < 0) {
 323                 a_dec(&libc.threads_minus_1);
 324                 if (map) __munmap(map, size);
 325                 return EAGAIN;
 326         }
 327
 328         if (do_sched) {
 329                 __futexwait(&ssa.futex, -1, 1);
 330                 if (ret) return ret;
 331         }
 332
 333         *res = new;
 334         return 0;
 335 fail:
 336         __release_ptc();
 337         return EAGAIN;
 338 }
 339
 340 weak_alias(__pthread_exit, pthread_exit);
 341 weak_alias(__pthread_create, pthread_create);