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