overhaul shared library ctor execution for dependency order, concurrency
[musl] / ldso / dynlink.c
index 2617d55..777be48 100644 (file)
@@ -76,6 +76,8 @@ struct dso {
        char runtime_loaded;
        struct dso **deps, *needed_by;
        size_t ndeps_direct;
+       size_t next_dep;
+       int ctor_visitor;
        char *rpath_orig, *rpath;
        struct tls_module tls;
        size_t tls_id;
@@ -128,7 +130,9 @@ static struct debug debug;
 static struct tls_module *tls_tail;
 static size_t tls_cnt, tls_offset, tls_align = MIN_TLS_ALIGN;
 static size_t static_tls_cnt;
-static pthread_mutex_t init_fini_lock = { ._m_type = PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE };
+static pthread_mutex_t init_fini_lock;
+static pthread_cond_t ctor_cond;
+static struct dso **main_ctor_queue;
 static struct fdpic_loadmap *app_loadmap;
 static struct fdpic_dummy_loadmap app_dummy_loadmap;
 
@@ -1361,22 +1365,87 @@ void __libc_exit_fini()
        }
 }
 
-static void do_init_fini(struct dso *p)
+static struct dso **queue_ctors(struct dso *dso)
 {
-       size_t dyn[DYN_CNT];
-       int need_locking = libc.threads_minus_1;
-       /* Allow recursive calls that arise when a library calls
-        * dlopen from one of its constructors, but block any
-        * other threads until all ctors have finished. */
-       if (need_locking) pthread_mutex_lock(&init_fini_lock);
-       for (; p; p=p->prev) {
+       size_t cnt, qpos, spos, i;
+       struct dso *p, **queue, **stack;
+
+       if (ldd_mode) return 0;
+
+       /* Bound on queue size is the total number of indirect deps.
+        * If a bfs deps list was built, we can use it. Otherwise,
+        * bound by the total number of DSOs, which is always safe and
+        * is reasonable we use it (for main app at startup). */
+       if (dso->bfs_built) {
+               for (cnt=0; dso->deps[cnt]; cnt++)
+                       dso->deps[cnt]->mark = 0;
+               cnt++; /* self, not included in deps */
+       } else {
+               for (cnt=0, p=head; p; cnt++, p=p->next)
+                       p->mark = 0;
+       }
+       cnt++; /* termination slot */
+       stack = queue = calloc(cnt, sizeof *queue);
+
+       if (!queue) {
+               error("Error allocating constructor queue: %m\n");
+               if (runtime) longjmp(*rtld_fail, 1);
+               return 0;
+       }
+
+       /* Opposite ends of the allocated buffer serve as an output queue
+        * and a working stack. Setup initial stack with just the argument
+        * dso and initial queue empty... */
+       qpos = 0;
+       spos = cnt;
+       stack[--spos] = dso;
+       dso->next_dep = 0;
+       dso->mark = 1;
+
+       /* Then perform pseudo-DFS sort, but ignoring circular deps. */
+       while (spos<cnt) {
+               p = stack[spos++];
+               while (p->next_dep < p->ndeps_direct) {
+                       if (p->deps[p->next_dep]->mark) {
+                               p->next_dep++;
+                       } else {
+                               stack[--spos] = p;
+                               p = p->deps[p->next_dep];
+                               p->next_dep = 0;
+                               p->mark = 1;
+                       }
+               }
+               queue[qpos++] = p;
+       }
+       queue[qpos] = 0;
+       for (i=0; i<qpos; i++) queue[i]->mark = 0;
+
+       return queue;
+}
+
+static void do_init_fini(struct dso **queue)
+{
+       struct dso *p;
+       size_t dyn[DYN_CNT], i;
+       int self = __pthread_self()->tid;
+
+       pthread_mutex_lock(&init_fini_lock);
+       for (i=0; (p=queue[i]); i++) {
+               while (p->ctor_visitor && p->ctor_visitor!=self)
+                       pthread_cond_wait(&ctor_cond, &init_fini_lock);
+               if (p->ctor_visitor || p->constructed)
+                       continue;
                if (p->constructed) continue;
-               p->constructed = 1;
+               p->ctor_visitor = self;
+               
                decode_vec(p->dynv, dyn, DYN_CNT);
                if (dyn[0] & ((1<<DT_FINI) | (1<<DT_FINI_ARRAY))) {
                        p->fini_next = fini_head;
                        fini_head = p;
                }
+
+               pthread_mutex_unlock(&init_fini_lock);
+
 #ifndef NO_LEGACY_INITFINI
                if ((dyn[0] & (1<<DT_INIT)) && dyn[DT_INIT])
                        fpaddr(p, dyn[DT_INIT])();
@@ -1386,17 +1455,22 @@ static void do_init_fini(struct dso *p)
                        size_t *fn = laddr(p, dyn[DT_INIT_ARRAY]);
                        while (n--) ((void (*)(void))*fn++)();
                }
-               if (!need_locking && libc.threads_minus_1) {
-                       need_locking = 1;
-                       pthread_mutex_lock(&init_fini_lock);
-               }
+
+               pthread_mutex_lock(&init_fini_lock);
+               p->ctor_visitor = 0;
+               p->constructed = 1;
+               pthread_cond_broadcast(&ctor_cond);
        }
-       if (need_locking) pthread_mutex_unlock(&init_fini_lock);
+       pthread_mutex_unlock(&init_fini_lock);
 }
 
 void __libc_start_init(void)
 {
-       do_init_fini(tail);
+       do_init_fini(main_ctor_queue);
+       /* This is valid because the queue was allocated after redoing
+        * relocations with any interposed malloc having taken effect. */
+       free(main_ctor_queue);
+       main_ctor_queue = 0;
 }
 
 static void dl_debug_state(void)
@@ -1793,6 +1867,8 @@ _Noreturn void __dls3(size_t *sp)
        }
        static_tls_cnt = tls_cnt;
 
+       main_ctor_queue = queue_ctors(&app);
+
        if (ldso_fail) _exit(127);
        if (ldd_mode) _exit(0);
 
@@ -1852,6 +1928,7 @@ void *dlopen(const char *file, int mode)
        size_t i;
        int cs;
        jmp_buf jb;
+       struct dso **volatile ctor_queue = 0;
 
        if (!file) return head;
 
@@ -1886,6 +1963,7 @@ void *dlopen(const char *file, int mode)
                        free(p->deps);
                        unmap_library(p);
                        free(p);
+                       free(ctor_queue);
                }
                if (!orig_tls_tail) libc.tls_head = 0;
                tls_tail = orig_tls_tail;
@@ -1911,6 +1989,9 @@ void *dlopen(const char *file, int mode)
        /* First load handling */
        load_deps(p);
        extend_bfs_deps(p);
+       pthread_mutex_lock(&init_fini_lock);
+       if (!p->constructed) ctor_queue = queue_ctors(p);
+       pthread_mutex_unlock(&init_fini_lock);
        if (!p->relocated && (mode & RTLD_LAZY)) {
                prepare_lazy(p);
                for (i=0; p->deps[i]; i++)
@@ -1948,7 +2029,10 @@ end:
        __release_ptc();
        if (p) gencnt++;
        pthread_rwlock_unlock(&lock);
-       if (p) do_init_fini(orig_tail);
+       if (ctor_queue) {
+               do_init_fini(ctor_queue);
+               free(ctor_queue);
+       }
        pthread_setcancelstate(cs, 0);
        return p;
 }