0e635e510a1502e7f63bcefa7b756214f74c1099
[akaros.git] / user / pthread / pthread.c
1 #include <ros/trapframe.h>
2 #include "pthread.h"
3 #include <parlib/vcore.h>
4 #include <parlib/mcs.h>
5 #include <stdlib.h>
6 #include <string.h>
7 #include <parlib/assert.h>
8 #include <stdio.h>
9 #include <errno.h>
10 #include <parlib/parlib.h>
11 #include <ros/event.h>
12 #include <parlib/arch/atomic.h>
13 #include <parlib/arch/arch.h>
14 #include <sys/queue.h>
15 #include <sys/mman.h>
16 #include <parlib/event.h>
17 #include <parlib/ucq.h>
18 #include <parlib/signal.h>
19 #include <parlib/arch/trap.h>
20 #include <parlib/ros_debug.h>
21 #include <parlib/stdio.h>
22 #include <sys/fork_cb.h>
23
24 #include <parlib/alarm.h>
25 #include <futex.h>
26 #include <parlib/serialize.h>
27
28 /* TODO: eventually, we probably want to split this into the pthreads interface
29  * and a default 2LS.  That way, apps can use the pthreads interface and use any
30  * 2LS.  Here's a few blockers:
31  * - pthread_cleanup(): probably support at the uthread level
32  * - attrs and creation: probably use a default stack size and handle detached
33  * - getattrs_np: return -1, mostly due to the stackaddr.  Callers probably want
34  *   a real 2LS operation.
35  * Then we can split pthreads into parlib/default_sched.c (replaces thread0) and
36  * pthread.c.  After that, we can have a signal handling thread (even for
37  * 'thread0'), which allows us to close() or do other vcore-ctx-unsafe ops. */
38
39 struct pthread_queue ready_queue = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(ready_queue);
40 struct pthread_queue active_queue = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(active_queue);
41 struct mcs_pdr_lock queue_lock;
42 int threads_ready = 0;
43 int threads_active = 0;
44 atomic_t threads_total;
45 bool need_tls = TRUE;
46 static uint64_t fork_generation;
47 #define INIT_FORK_GENERATION 1
48
49 /* Array of per-vcore structs to manage waiting on syscalls and handling
50  * overflow.  Init'd in pth_init(). */
51 struct sysc_mgmt *sysc_mgmt = 0;
52
53 /* Helper / local functions */
54 static int get_next_pid(void);
55 static inline void pthread_exit_no_cleanup(void *ret);
56
57 /* Pthread 2LS operations */
58 static void pth_sched_init(void);
59 static void pth_sched_entry(void);
60 static void pth_thread_runnable(struct uthread *uthread);
61 static void pth_thread_paused(struct uthread *uthread);
62 static void pth_thread_blockon_sysc(struct uthread *uthread, void *sysc);
63 static void pth_thread_has_blocked(struct uthread *uthread, int flags);
64 static void pth_thread_refl_fault(struct uthread *uth,
65                                   struct user_context *ctx);
66 static void pth_thread_exited(struct uthread *uth);
67 static struct uthread *pth_thread_create(void *(*func)(void *), void *arg);
68 static void pth_thread_bulk_runnable(uth_sync_t *wakees);
69
70 /* Event Handlers */
71 static void pth_handle_syscall(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type,
72                                void *data);
73
74 struct schedule_ops pthread_sched_ops = {
75         .sched_init = pth_sched_init,
76         .sched_entry = pth_sched_entry,
77         .thread_runnable = pth_thread_runnable,
78         .thread_paused = pth_thread_paused,
79         .thread_blockon_sysc = pth_thread_blockon_sysc,
80         .thread_has_blocked = pth_thread_has_blocked,
81         .thread_refl_fault = pth_thread_refl_fault,
82         .thread_exited = pth_thread_exited,
83         .thread_create = pth_thread_create,
84         .thread_bulk_runnable = pth_thread_bulk_runnable,
85 };
86
87 struct schedule_ops *sched_ops = &pthread_sched_ops;
88
89 /* Static helpers */
90 static void __pthread_free_stack(struct pthread_tcb *pt);
91 static int __pthread_allocate_stack(struct pthread_tcb *pt);
92 static void __pth_yield_cb(struct uthread *uthread, void *junk);
93
94 /* Called from vcore entry.  Options usually include restarting whoever was
95  * running there before or running a new thread.  Events are handled out of
96  * event.c (table of function pointers, stuff like that). */
97 static void __attribute__((noreturn)) pth_sched_entry(void)
98 {
99         uint32_t vcoreid = vcore_id();
100         if (current_uthread) {
101                 /* Prep the pthread to run any pending posix signal handlers
102                  * registered via pthread_kill once it is restored. */
103                 uthread_prep_pending_signals(current_uthread);
104                 /* Run the thread itself */
105                 run_current_uthread();
106                 assert(0);
107         }
108         /* no one currently running, so lets get someone from the ready queue */
109         struct pthread_tcb *new_thread = NULL;
110
111         /* Try to get a thread.  If we get one, we'll break out and run it.  If
112          * not, we'll try to yield.  vcore_yield() might return, if we lost a
113          * race and had a new event come in, one that may make us able to get a
114          * new_thread */
115         do {
116                 handle_events(vcoreid);
117                 __check_preempt_pending(vcoreid);
118                 mcs_pdr_lock(&queue_lock);
119                 TAILQ_FOREACH(new_thread, &ready_queue, tq_next) {
120                         if (new_thread->fork_generation < fork_generation)
121                                 continue;
122                         break;
123                 }
124                 if (new_thread) {
125                         TAILQ_REMOVE(&ready_queue, new_thread, tq_next);
126                         assert(new_thread->state == PTH_RUNNABLE);
127                         new_thread->state = PTH_RUNNING;
128                         TAILQ_INSERT_TAIL(&active_queue, new_thread, tq_next);
129                         threads_active++;
130                         threads_ready--;
131                         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
132                         /* If you see what looks like the same uthread running
133                          * in multiple places, your list might be jacked up.
134                          * Turn this on. */
135                         printd("[P] got uthread %08p on vc %d state %08p flags %08p\n",
136                                new_thread, vcoreid,
137                                ((struct uthread*)new_thread)->state,
138                                ((struct uthread*)new_thread)->flags);
139                         break;
140                 }
141                 mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
142                 /* no new thread, try to yield */
143                 printd("[P] No threads, vcore %d is yielding\n", vcore_id());
144                 /* TODO: you can imagine having something smarter here, like
145                  * spin for a bit before yielding. */
146                 vcore_yield(FALSE);
147         } while (1);
148         /* Prep the pthread to run any pending posix signal handlers registered
149          * via pthread_kill once it is restored. */
150         uthread_prep_pending_signals((struct uthread*)new_thread);
151         /* Run the thread itself */
152         run_uthread((struct uthread*)new_thread);
153         assert(0);
154 }
155
156 /* Could move this, along with start_routine and arg, into the 2LSs */
157 static void __pthread_run(void)
158 {
159         struct pthread_tcb *me = pthread_self();
160         pthread_exit_no_cleanup(me->start_routine(me->arg));
161 }
162
163 /* GIANT WARNING: if you make any changes to this, also change the broadcast
164  * wakeups (cond var, barrier, etc) */
165 static void pth_thread_runnable(struct uthread *uthread)
166 {
167         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
168
169         /* At this point, the 2LS can see why the thread blocked and was woken
170          * up in the first place (coupling these things together).  On the yield
171          * path, the 2LS was involved and was able to set the state.  Now when
172          * we get the thread back, we can take a look. */
173         printd("pthread %08p runnable, state was %d\n", pthread,
174                pthread->state);
175         switch (pthread->state) {
176         case (PTH_CREATED):
177         case (PTH_BLK_YIELDING):
178         case (PTH_BLK_SYSC):
179         case (PTH_BLK_PAUSED):
180         case (PTH_BLK_MUTEX):
181         case (PTH_BLK_MISC):
182                 /* can do whatever for each of these cases */
183                 break;
184         default:
185                 panic("Odd state %d for pthread %08p\n", pthread->state,
186                       pthread);
187         }
188         pthread->state = PTH_RUNNABLE;
189         /* Insert the newly created thread into the ready queue of threads.  It
190          * will be removed from this queue later when vcore_entry() comes up */
191         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
192         /* Again, GIANT WARNING: if you change this, change batch wakeup code */
193         TAILQ_INSERT_TAIL(&ready_queue, pthread, tq_next);
194         threads_ready++;
195         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
196         /* Smarter schedulers should look at the num_vcores() and how much work
197          * is going on to make a decision about how many vcores to request. */
198         vcore_request_more(threads_ready);
199 }
200
201 /* For some reason not under its control, the uthread stopped running (compared
202  * to yield, which was caused by uthread/2LS code).
203  *
204  * The main case for this is if the vcore was preempted or if the vcore it was
205  * running on needed to stop.  You are given a uthread that looks like it took a
206  * notif, and had its context/silly state copied out to the uthread struct.
207  * (copyout_uthread).  Note that this will be called in the context (TLS) of the
208  * vcore that is losing the uthread.  If that vcore is running, it'll be in a
209  * preempt-event handling loop (not in your 2LS code).  If this is a big
210  * problem, I'll change it. */
211 static void pth_thread_paused(struct uthread *uthread)
212 {
213         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
214
215         __pthread_generic_yield(pthread);
216         /* communicate to pth_thread_runnable */
217         pthread->state = PTH_BLK_PAUSED;
218         /* At this point, you could do something clever, like put it at the
219          * front of the runqueue, see if it was holding a lock, do some
220          * accounting, or whatever. */
221         pth_thread_runnable(uthread);
222 }
223
224 /* Restarts a uthread hanging off a syscall.  For the simple pthread case, we
225  * just make it runnable and let the main scheduler code handle it. */
226 static void restart_thread(struct syscall *sysc)
227 {
228         struct uthread *ut_restartee = (struct uthread*)sysc->u_data;
229         /* uthread stuff here: */
230         assert(ut_restartee);
231         assert(((struct pthread_tcb*)ut_restartee)->state == PTH_BLK_SYSC);
232         assert(ut_restartee->sysc == sysc);     /* set in uthread.c */
233         ut_restartee->sysc = 0; /* so we don't 'reblock' on this later */
234         pth_thread_runnable(ut_restartee);
235 }
236
237 /* This handler is usually run in vcore context, though I can imagine it being
238  * called by a uthread in some other threading library. */
239 static void pth_handle_syscall(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type,
240                                void *data)
241 {
242         struct syscall *sysc;
243         assert(in_vcore_context());
244         /* if we just got a bit (not a msg), it should be because the process is
245          * still an SCP and hasn't started using the MCP ev_q yet (using the
246          * simple ev_q and glibc's blockon) or because the bit is still set from
247          * an old ev_q (blocking syscalls from before we could enter vcore ctx).
248          * Either way, just return.  Note that if you screwed up the pth ev_q
249          * and made it NO_MSG, you'll never notice (we used to assert(ev_msg)).
250          * */
251         if (!ev_msg)
252                 return;
253         /* It's a bug if we don't have a msg (we're handling a syscall
254          * bit-event) */
255         assert(ev_msg);
256         /* Get the sysc from the message and just restart it */
257         sysc = ev_msg->ev_arg3;
258         assert(sysc);
259         restart_thread(sysc);
260 }
261
262 /* This will be called from vcore context, after the current thread has yielded
263  * and is trying to block on sysc.  Need to put it somewhere were we can wake it
264  * up when the sysc is done.  For now, we'll have the kernel send us an event
265  * when the syscall is done. */
266 static void pth_thread_blockon_sysc(struct uthread *uthread, void *syscall)
267 {
268         struct syscall *sysc = (struct syscall*)syscall;
269         int old_flags;
270         uint32_t vcoreid = vcore_id();
271         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
272
273         __pthread_generic_yield(pthread);
274         pthread->state = PTH_BLK_SYSC;
275         /* Set things up so we can wake this thread up later */
276         sysc->u_data = uthread;
277         /* Register our vcore's syscall ev_q to hear about this syscall. */
278         if (!register_evq(sysc, sysc_mgmt[vcoreid].ev_q)) {
279                 /* Lost the race with the call being done.  The kernel won't
280                  * send the event.  Just restart him. */
281                 restart_thread(sysc);
282         }
283         /* GIANT WARNING: do not touch the thread after this point. */
284 }
285
286 static void pth_thread_has_blocked(struct uthread *uthread, int flags)
287 {
288         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
289
290         __pthread_generic_yield(pthread);
291         /* Whatever we do here, we are mostly communicating to our future selves
292          * in pth_thread_runnable(), which gets called by whoever triggered this
293          * callback */
294         switch (flags) {
295         case UTH_EXT_BLK_YIELD:
296                 pthread->state = PTH_BLK_YIELDING;
297                 break;
298         case UTH_EXT_BLK_MUTEX:
299                 pthread->state = PTH_BLK_MUTEX;
300                 break;
301         default:
302                 pthread->state = PTH_BLK_MISC;
303         };
304 }
305
306 static void __signal_and_restart(struct uthread *uthread,
307                                  int signo, int code, void *addr)
308 {
309         uthread_prep_signal_from_fault(uthread, signo, code, addr);
310         pth_thread_runnable(uthread);
311 }
312
313 static void handle_div_by_zero(struct uthread *uthread, unsigned int err,
314                                unsigned long aux)
315 {
316         __signal_and_restart(uthread, SIGFPE, FPE_INTDIV, (void*)aux);
317 }
318
319 // checks that usys in go passes its arguments correctly
320 // it only automatically checks with 7 arguments, print is for the rest
321 int go_usys_tester(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t c, uint64_t d, uint64_t e,
322                    uint64_t f, uint64_t g, uint64_t h, uint64_t i, uint64_t j,
323                    uint64_t k, uint64_t l)
324 {
325         printf("a = %lu, b = %lu, c = %lu, d = %lu, e = %lu, f = %lu, g = %lu, h = %lu, i = %lu, j = %lu, k = %lu, l = %lu\n",
326                 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l);
327         uint64_t ret_val = 0;
328
329         ret_val |= a;
330         ret_val |= (b << 8);
331         ret_val |= (c << 16);
332         ret_val |= (d << 24);
333         ret_val |= (e << 32);
334         ret_val |= (f << 40);
335         ret_val |= (g << 48);
336         return ret_val;
337 }
338
339 struct alarm_waiter *abort_syscall_at_abs_unix(uint64_t deadline)
340 {
341         // note the malloc of waiter instead of it going on the stack
342         struct alarm_waiter *waiter = malloc(sizeof(struct alarm_waiter));
343
344         init_awaiter(waiter, alarm_abort_sysc);
345         waiter->data = current_uthread;
346         set_awaiter_abs_unix(waiter, deadline);
347         set_alarm(waiter);
348         return waiter;
349 }
350
351 bool unset_alarm_with_free(struct alarm_waiter *waiter)
352 {
353         // we need to free the waiter we created in abort_syscall_at_abs_unix
354         bool ret = unset_alarm(waiter);
355
356         free(waiter);
357         return ret;
358 }
359
360 // ros_syscall_sync, but makes sure errors are zeros if there is no error
361 void go_syscall(struct syscall *sysc)
362 {
363         ros_syscall_sync(sysc);
364         if (!syscall_retval_is_error(sysc->num, sysc->retval)) {
365                 sysc->err = 0;
366                 sysc->errstr[0] = 0;
367         }
368 }
369
370 static void set_up_go_table(void **table)
371 {
372         table[0] = abort_syscall_at_abs_unix;
373         table[1] = unset_alarm_with_free;
374         table[2] = go_syscall;
375         table[3] = go_usys_tester;
376         table[4] = futex;
377         table[5] = serialize_argv_envp;
378         table[6] = free;
379         assert(table[7] == (void*) 0xDEADBEEF);
380 }
381
382 static void handle_gp_fault(struct uthread *uthread, unsigned int err,
383                             unsigned long aux)
384 {
385         //TODO this code is x86-64 only
386         uint64_t rax = uthread->u_ctx.tf.hw_tf.tf_rax;
387
388         // we fault with a known high 16 bits in go to set up a function pointer
389         // table, the address of the table is the low 48 bits
390         if (rax >> 48 == 0xDEAD) {
391                 set_up_go_table((void **)(0xFFFFFFFFFFFFUL & rax));
392                 // we jump over the call instruction which is 2 bytes
393                 uthread->u_ctx.tf.hw_tf.tf_rip += 2;
394                 pth_thread_runnable(uthread);
395                 return;
396         }
397         __signal_and_restart(uthread, SIGSEGV, SEGV_ACCERR, (void*)aux);
398 }
399
400 static void handle_page_fault(struct uthread *uthread, unsigned int err,
401                               unsigned long aux)
402 {
403         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
404         if (!(err & PF_VMR_BACKED)) {
405                 __signal_and_restart(uthread, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, (void*)aux);
406         } else {
407                 syscall_async(&uthread->local_sysc, SYS_populate_va, aux, 1);
408                 __block_uthread_on_async_sysc(uthread);
409         }
410 }
411
412 static void pth_thread_refl_hw_fault(struct uthread *uthread,
413                                      unsigned int trap_nr,
414                                      unsigned int err, unsigned long aux)
415 {
416         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
417
418         __pthread_generic_yield(pthread);
419         pthread->state = PTH_BLK_SYSC;
420
421         switch (trap_nr) {
422         case HW_TRAP_DIV_ZERO:
423                 handle_div_by_zero(uthread, err, aux);
424                 break;
425         case HW_TRAP_GP_FAULT:
426                 handle_gp_fault(uthread, err, aux);
427                 break;
428         case HW_TRAP_PAGE_FAULT:
429                 handle_page_fault(uthread, err, aux);
430                 break;
431         default:
432                 printf("Pthread has unhandled fault: %d, err: %d, aux: %p\n",
433                        trap_nr, err, aux);
434                 /* Note that uthread.c already copied out our ctx into the uth
435                  * struct */
436                 print_user_context(&uthread->u_ctx);
437                 printf("Turn on printx to spew unhandled, malignant trap info\n");
438                 exit(-1);
439         }
440 }
441
442 static void pth_thread_refl_fault(struct uthread *uth,
443                                   struct user_context *ctx)
444 {
445         switch (ctx->type) {
446         case ROS_HW_CTX:
447                 pth_thread_refl_hw_fault(uth, __arch_refl_get_nr(ctx),
448                                          __arch_refl_get_err(ctx),
449                                          __arch_refl_get_aux(ctx));
450                 break;
451         default:
452                 assert(0);
453         }
454 }
455
456 static void pth_thread_exited(struct uthread *uth)
457 {
458         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uth;
459
460         __pthread_generic_yield(pthread);
461         /* Catch some bugs */
462         pthread->state = PTH_EXITING;
463         /* Destroy the pthread */
464         uthread_cleanup(uth);
465         /* Cleanup, mirroring pthread_create() */
466         __pthread_free_stack(pthread);
467         /* If we were the last pthread, we exit for the whole process.  Keep in
468          * mind that thread0 is counted in this, so this will only happen if
469          * that thread calls pthread_exit(). */
470         if ((atomic_fetch_and_add(&threads_total, -1) == 1))
471                 exit(0);
472 }
473
474 /* Careful, if someone used the pthread_need_tls() hack to turn off TLS, it will
475  * also be turned off for these threads. */
476 static struct uthread *pth_thread_create(void *(*func)(void *), void *arg)
477 {
478         struct pthread_tcb *pth;
479         int ret;
480
481         ret = pthread_create(&pth, NULL, func, arg);
482         return ret == 0 ? (struct uthread*)pth : NULL;
483 }
484
485 static void pth_thread_bulk_runnable(uth_sync_t *wakees)
486 {
487         struct uthread *uth_i;
488         struct pthread_tcb *pth_i;
489
490         /* Amortize the lock grabbing over all restartees */
491         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
492         while ((uth_i = __uth_sync_get_next(wakees))) {
493                 pth_i = (struct pthread_tcb*)uth_i;
494                 pth_i->state = PTH_RUNNABLE;
495                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ready_queue, pth_i, tq_next);
496                 threads_ready++;
497         }
498         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
499         vcore_request_more(threads_ready);
500 }
501
502 /* Akaros pthread extensions / hacks */
503
504 /* Careful using this - glibc and gcc are likely to use TLS without you knowing
505  * it. */
506 void pthread_need_tls(bool need)
507 {
508         need_tls = need;
509 }
510
511 /* Pthread interface stuff and helpers */
512
513 int pthread_attr_init(pthread_attr_t *a)
514 {
515         a->stackaddr = 0;
516         a->stacksize = PTHREAD_STACK_SIZE;
517         a->detachstate = PTHREAD_CREATE_JOINABLE;
518         /* priority and policy should be set by anyone changing inherit. */
519         a->sched_priority = 0;
520         a->sched_policy = 0;
521         a->sched_inherit = PTHREAD_INHERIT_SCHED;
522         return 0;
523 }
524
525 int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *a)
526 {
527         return 0;
528 }
529
530 static void __pthread_free_stack(struct pthread_tcb *pt)
531 {
532         int ret = munmap(pt->stacktop - pt->stacksize, pt->stacksize);
533         assert(!ret);
534 }
535
536 static int __pthread_allocate_stack(struct pthread_tcb *pt)
537 {
538         int force_a_page_fault;
539         assert(pt->stacksize);
540         void* stackbot = mmap(0, pt->stacksize,
541                               PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
542                               MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE, -1, 0);
543         if (stackbot == MAP_FAILED)
544                 return -1; // errno set by mmap
545         pt->stacktop = stackbot + pt->stacksize;
546         /* Want the top of the stack populated, but not the rest of the stack;
547          * that'll grow on demand (up to pt->stacksize) */
548         force_a_page_fault = ACCESS_ONCE(*(int*)(pt->stacktop - sizeof(int)));
549         return 0;
550 }
551
552 // Warning, this will reuse numbers eventually
553 static int get_next_pid(void)
554 {
555         static uint32_t next_pid = 0;
556         return next_pid++;
557 }
558
559 int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr, size_t stacksize)
560 {
561         attr->stacksize = stacksize;
562         return 0;
563 }
564
565 int pthread_attr_getstacksize(const pthread_attr_t *attr, size_t *stacksize)
566 {
567         *stacksize = attr->stacksize;
568         return 0;
569 }
570
571 int pthread_attr_setguardsize(pthread_attr_t *attr, size_t guardsize)
572 {
573         attr->guardsize = guardsize;
574         return 0;
575 }
576
577 int pthread_attr_getguardsize(pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize)
578 {
579         *guardsize = attr->guardsize;
580         return 0;
581 }
582
583 int pthread_attr_getstack(const pthread_attr_t *__restrict __attr,
584                           void **__stackaddr, size_t *__stacksize)
585 {
586         *__stackaddr = __attr->stackaddr;
587         *__stacksize = __attr->stacksize;
588         return 0;
589 }
590
591 int pthread_getattr_np(pthread_t __th, pthread_attr_t *__attr)
592 {
593         struct uthread *uth = (struct uthread*)__th;
594
595         __attr->stackaddr = __th->stacktop - __th->stacksize;
596         __attr->stacksize = __th->stacksize;
597         if (atomic_read(&uth->join_ctl.state) == UTH_JOIN_DETACHED)
598                 __attr->detachstate = PTHREAD_CREATE_DETACHED;
599         else
600                 __attr->detachstate = PTHREAD_CREATE_JOINABLE;
601         return 0;
602 }
603
604 /* All multi-threading is suspended during a fork.  Thread0 will continue to
605  * run, which could come up if SYS_fork blocks or we get interrupted.  Parents
606  * will continue threading after the fork, like normal.  Old threads in the
607  * child will never run again.  New threads in the child will run. */
608 static void pth_pre_fork(void)
609 {
610         struct pthread_tcb *pth_0 = (struct pthread_tcb*)current_uthread;
611
612         if (!uthread_is_thread0(current_uthread))
613                 panic("Tried to fork from a non-thread0 thread!");
614         if (in_multi_mode())
615                 panic("Tried to fork from an MCP!");
616         pth_0->fork_generation = fork_generation + 1;
617         /* in case we get interrupted after incrementing the global gen */
618         cmb();
619         /* We're single-core and thread0 here, so we can modify fork_generation
620          */
621         fork_generation++;
622         /* At this point, whether we come back as the child or the parent, no
623          * old thread (from the previous generation) will run. */
624 }
625
626 static void pth_post_fork(pid_t ret)
627 {
628         struct pthread_tcb *pth_0 = (struct pthread_tcb*)current_uthread;
629
630         if (ret) {
631                 fork_generation--;
632                 pth_0->fork_generation = fork_generation;
633         }
634 }
635
636 /* Do whatever init you want.  At some point call uthread_2ls_init() and pass it
637  * a uthread representing thread0 (int main()) */
638 void pth_sched_init(void)
639 {
640         uintptr_t mmap_block;
641         struct pthread_tcb *t;
642         int ret;
643
644         mcs_pdr_init(&queue_lock);
645         fork_generation = INIT_FORK_GENERATION;
646         /* Create a pthread_tcb for the main thread */
647         ret = posix_memalign((void**)&t, __alignof__(struct pthread_tcb),
648                              sizeof(struct pthread_tcb));
649         assert(!ret);
650         /* aggressively 0 for bugs */
651         memset(t, 0, sizeof(struct pthread_tcb));
652         t->id = get_next_pid();
653         t->fork_generation = fork_generation;
654         t->stacksize = USTACK_NUM_PAGES * PGSIZE;
655         t->stacktop = (void*)USTACKTOP;
656         t->state = PTH_RUNNING;
657         /* implies that sigmasks are longs, which they are. */
658         assert(t->id == 0);
659         SLIST_INIT(&t->cr_stack);
660         /* Put the new pthread (thread0) on the active queue */
661         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
662         threads_active++;
663         TAILQ_INSERT_TAIL(&active_queue, t, tq_next);
664         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
665         /* Tell the kernel where and how we want to receive events.  This is
666          * just an example of what to do to have a notification turned on.
667          * We're turning on USER_IPIs, posting events to vcore 0's vcpd, and
668          * telling the kernel to send to vcore 0.  Note sys_self_notify will
669          * ignore the vcoreid and private preference.  Also note that
670          * enable_kevent() is just an example, and you probably want to use
671          * parts of event.c to do what you want. */
672         enable_kevent(EV_USER_IPI, 0, EVENT_IPI | EVENT_VCORE_PRIVATE);
673         /* Set up the per-vcore structs to track outstanding syscalls */
674         sysc_mgmt = malloc(sizeof(struct sysc_mgmt) * max_vcores());
675         assert(sysc_mgmt);
676 #if 1   /* Independent ev_mboxes per vcore */
677         /* Get a block of pages for our per-vcore (but non-VCPD) ev_qs */
678         mmap_block = (uintptr_t)mmap(0, PGSIZE * 2 * max_vcores(),
679                                      PROT_WRITE | PROT_READ,
680                                      MAP_POPULATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE,
681                                      -1, 0);
682         assert(mmap_block);
683         /* Could be smarter and do this on demand (in case we don't actually
684          * want max_vcores()). */
685         for (int i = 0; i < max_vcores(); i++) {
686                 /* Each vcore needs to point to a non-VCPD ev_q */
687                 sysc_mgmt[i].ev_q = get_eventq_raw();
688                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_flags = EVENT_IPI | EVENT_INDIR |
689                                               EVENT_SPAM_INDIR | EVENT_WAKEUP;
690                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_vcore = i;
691                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_mbox->type = EV_MBOX_UCQ;
692                 ucq_init_raw(&sysc_mgmt[i].ev_q->ev_mbox->ucq,
693                              mmap_block + (2 * i    ) * PGSIZE, 
694                              mmap_block + (2 * i + 1) * PGSIZE); 
695         }
696         /* Technically, we should munmap and free what we've alloc'd, but the
697          * kernel will clean it up for us when we exit. */
698 #endif 
699 #if 0   /* One global ev_mbox, separate ev_q per vcore */
700         struct event_mbox *sysc_mbox = malloc(sizeof(struct event_mbox));
701         uintptr_t two_pages = (uintptr_t)mmap(0, PGSIZE * 2, PROT_WRITE |
702                                               PROT_READ, MAP_POPULATE |
703                                               MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE, -1,
704                                               0);
705         printd("Global ucq: %08p\n", &sysc_mbox->ev_msgs);
706         assert(sysc_mbox);
707         assert(two_pages);
708         memset(sysc_mbox, 0, sizeof(struct event_mbox));
709         sysc_mbox->type = EV_MBOX_UCQ;
710         ucq_init_raw(&sysc_mbox->ucq, two_pages, two_pages + PGSIZE);
711         for (int i = 0; i < max_vcores(); i++) {
712                 sysc_mgmt[i].ev_q = get_eventq_slim();
713                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_flags = EVENT_IPI | EVENT_INDIR |
714                                               EVENT_SPAM_INDIR | EVENT_WAKEUP;
715                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_vcore = i;
716                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_mbox = sysc_mbox;
717         }
718 #endif
719         uthread_2ls_init((struct uthread*)t, pth_handle_syscall, NULL);
720         atomic_init(&threads_total, 1);                 /* one for thread0 */
721         pre_fork_2ls = pth_pre_fork;
722         post_fork_2ls = pth_post_fork;
723 }
724
725 /* Make sure our scheduler runs inside an MCP rather than an SCP. */
726 void pthread_mcp_init()
727 {
728         /* Prevent this from happening more than once. */
729         parlib_init_once_racy(return);
730
731         uthread_mcp_init();
732         /* From here forward we are an MCP running on vcore 0. Could consider
733          * doing other pthread specific initialization based on knowing we are
734          * an mcp after this point. */
735 }
736
737 int __pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
738                      void *(*start_routine)(void *), void *arg)
739 {
740         struct uth_thread_attr uth_attr = {0};
741         struct pthread_tcb *parent;
742         struct pthread_tcb *pthread;
743         int ret;
744
745         /* For now, unconditionally become an mcp when creating a pthread (if
746          * not one already). This may change in the future once we support 2LSs
747          * in an SCP. */
748         pthread_mcp_init();
749
750         parent = (struct pthread_tcb*)current_uthread;
751         ret = posix_memalign((void**)&pthread, __alignof__(struct pthread_tcb),
752                              sizeof(struct pthread_tcb));
753         assert(!ret);
754         /* aggressively 0 for bugs*/
755         memset(pthread, 0, sizeof(struct pthread_tcb));
756         pthread->stacksize = PTHREAD_STACK_SIZE;        /* default */
757         pthread->state = PTH_CREATED;
758         pthread->id = get_next_pid();
759         pthread->fork_generation = fork_generation;
760         SLIST_INIT(&pthread->cr_stack);
761         /* Respect the attributes */
762         if (attr) {
763                 if (attr->stacksize)    /* don't set a 0 stacksize */
764                         pthread->stacksize = attr->stacksize;
765                 if (attr->detachstate == PTHREAD_CREATE_DETACHED)
766                         uth_attr.detached = TRUE;
767         }
768         /* allocate a stack */
769         if (__pthread_allocate_stack(pthread))
770                 printf("We're fucked\n");
771         /* Set the u_tf to start up in __pthread_run, which will call the real
772          * start_routine and pass it the arg.  Note those aren't set until later
773          * in pthread_create(). */
774         init_user_ctx(&pthread->uthread.u_ctx, (uintptr_t)&__pthread_run,
775                       (uintptr_t)(pthread->stacktop));
776         pthread->start_routine = start_routine;
777         pthread->arg = arg;
778         /* Initialize the uthread */
779         if (need_tls)
780                 uth_attr.want_tls = TRUE;
781         uthread_init((struct uthread*)pthread, &uth_attr);
782         *thread = pthread;
783         atomic_inc(&threads_total);
784         return 0;
785 }
786
787 int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
788                    void *(*start_routine)(void *), void *arg)
789 {
790         if (!__pthread_create(thread, attr, start_routine, arg))
791                 pth_thread_runnable((struct uthread*)*thread);
792         return 0;
793 }
794
795 /* Helper that all pthread-controlled yield paths call.  Just does some
796  * accounting.  This is another example of how the much-loathed (and loved)
797  * active queue is keeping us honest.  Need to export for sem and friends. */
798 void __pthread_generic_yield(struct pthread_tcb *pthread)
799 {
800         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
801         threads_active--;
802         TAILQ_REMOVE(&active_queue, pthread, tq_next);
803         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
804 }
805
806 int pthread_join(struct pthread_tcb *join_target, void **retval)
807 {
808         uthread_join((struct uthread*)join_target, retval);
809         return 0;
810 }
811
812 static inline void pthread_exit_no_cleanup(void *ret)
813 {
814         struct pthread_tcb *pthread = pthread_self();
815
816         while (SLIST_FIRST(&pthread->cr_stack))
817                 pthread_cleanup_pop(FALSE);
818         destroy_dtls();
819         uth_2ls_thread_exit(ret);
820 }
821
822 void pthread_exit(void *ret)
823 {
824         struct pthread_tcb *pthread = pthread_self();
825         while (SLIST_FIRST(&pthread->cr_stack))
826                 pthread_cleanup_pop(TRUE);
827         pthread_exit_no_cleanup(ret);
828 }
829
830 /* Cooperative yielding of the processor, to allow other threads to run */
831 int pthread_yield(void)
832 {
833         uthread_sched_yield();
834         return 0;
835 }
836
837 int pthread_cancel(pthread_t __th)
838 {
839         fprintf(stderr, "Unsupported %s!", __FUNCTION__);
840         abort();
841         return -1;
842 }
843
844 void pthread_cleanup_push(void (*routine)(void *), void *arg)
845 {
846         struct pthread_tcb *p = pthread_self();
847         struct pthread_cleanup_routine *r = malloc(sizeof(*r));
848
849         r->routine = routine;
850         r->arg = arg;
851         SLIST_INSERT_HEAD(&p->cr_stack, r, cr_next);
852 }
853
854 void pthread_cleanup_pop(int execute)
855 {
856         struct pthread_tcb *p = pthread_self();
857         struct pthread_cleanup_routine *r = SLIST_FIRST(&p->cr_stack);
858
859         if (r) {
860                 SLIST_REMOVE_HEAD(&p->cr_stack, cr_next);
861                 if (execute)
862                         r->routine(r->arg);
863                 free(r);
864         }
865 }
866
867 int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr)
868 {
869         attr->type = PTHREAD_MUTEX_DEFAULT;
870         return 0;
871 }
872
873 int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr)
874 {
875         return 0;
876 }
877
878 int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *__attr, int __detachstate)
879 {
880         __attr->detachstate = __detachstate;
881         return 0;
882 }
883
884 int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t *attr, int *type)
885 {
886         *type = attr ? attr->type : PTHREAD_MUTEX_DEFAULT;
887         return 0;
888 }
889
890 static bool __pthread_mutex_type_ok(int type)
891 {
892         switch (type) {
893         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
894         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
895                 return TRUE;
896         }
897         return FALSE;
898 }
899
900 int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int type)
901 {
902         if (!__pthread_mutex_type_ok(type))
903                 return EINVAL;
904         attr->type = type;
905         return 0;
906 }
907
908 int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *m, const pthread_mutexattr_t *attr)
909 {
910         if (attr) {
911                 if (!__pthread_mutex_type_ok(attr->type))
912                         return EINVAL;
913                 m->type = attr->type;
914         } else {
915                 m->type = PTHREAD_MUTEX_NORMAL;
916         }
917         switch (m->type) {
918         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
919                 uth_mutex_init(&m->mtx);
920                 break;
921         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
922                 uth_recurse_mutex_init(&m->r_mtx);
923                 break;
924         }
925         return 0;
926 }
927
928 int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *m)
929 {
930         switch (m->type) {
931         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
932                 uth_mutex_lock(&m->mtx);
933                 break;
934         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
935                 uth_recurse_mutex_lock(&m->r_mtx);
936                 break;
937         default:
938                 panic("Bad pth mutex type %d!", m->type);
939         }
940         return 0;
941 }
942
943 int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *m)
944 {
945         bool got_it;
946
947         switch (m->type) {
948         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
949                 got_it = uth_mutex_trylock(&m->mtx);
950                 break;
951         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
952                 got_it = uth_recurse_mutex_trylock(&m->r_mtx);
953                 break;
954         default:
955                 panic("Bad pth mutex type %d!", m->type);
956         }
957         return got_it ? 0 : EBUSY;
958 }
959
960 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *m)
961 {
962         switch (m->type) {
963         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
964                 uth_mutex_unlock(&m->mtx);
965                 break;
966         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
967                 uth_recurse_mutex_unlock(&m->r_mtx);
968                 break;
969         default:
970                 panic("Bad pth mutex type %d!", m->type);
971         }
972         return 0;
973 }
974
975 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *m)
976 {
977         switch (m->type) {
978         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
979                 uth_mutex_destroy(&m->mtx);
980                 break;
981         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
982                 uth_recurse_mutex_destroy(&m->r_mtx);
983                 break;
984         default:
985                 panic("Bad pth mutex type %d!", m->type);
986         }
987         return 0;
988 }
989
990 int pthread_mutex_timedlock(pthread_mutex_t *m, const struct timespec *abstime)
991 {
992         bool got_it;
993
994         switch (m->type) {
995         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
996                 got_it = uth_mutex_timed_lock(&m->mtx, abstime);
997                 break;
998         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
999                 got_it = uth_recurse_mutex_timed_lock(&m->r_mtx, abstime);
1000                 break;
1001         default:
1002                 panic("Bad pth mutex type %d!", m->type);
1003         }
1004         return got_it ? 0 : ETIMEDOUT;
1005 }
1006
1007 int pthread_cond_init(pthread_cond_t *c, const pthread_condattr_t *a)
1008 {
1009         if (a) {
1010                 if (a->pshared != PTHREAD_PROCESS_PRIVATE)
1011                         fprintf(stderr,
1012                                 "pthreads only supports private condvars");
1013                 /* We also ignore clock_id */
1014         }
1015         uth_cond_var_init(c);
1016         return 0;
1017 }
1018
1019 int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *c)
1020 {
1021         uth_cond_var_destroy(c);
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *c)
1026 {
1027         uth_cond_var_broadcast(c);
1028         return 0;
1029 }
1030
1031 /* spec says this needs to work regardless of whether or not it holds the mutex
1032  * already. */
1033 int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *c)
1034 {
1035         uth_cond_var_signal(c);
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *c, pthread_mutex_t *m)
1040 {
1041         switch (m->type) {
1042         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
1043                 uth_cond_var_wait(c, &m->mtx);
1044                 break;
1045         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
1046                 uth_cond_var_wait_recurse(c, &m->r_mtx);
1047                 break;
1048         default:
1049                 panic("Bad pth mutex type %d!", m->type);
1050         }
1051         return 0;
1052 }
1053
1054 int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *c, pthread_mutex_t *m,
1055                            const struct timespec *abstime)
1056 {
1057         bool got_it;
1058
1059         switch (m->type) {
1060         case PTHREAD_MUTEX_NORMAL:
1061                 got_it = uth_cond_var_timed_wait(c, &m->mtx, abstime);
1062                 break;
1063         case PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:
1064                 got_it = uth_cond_var_timed_wait_recurse(c, &m->r_mtx, abstime);
1065                 break;
1066         default:
1067                 panic("Bad pth mutex type %d!", m->type);
1068         }
1069         return got_it ? 0 : ETIMEDOUT;
1070 }
1071
1072 int pthread_condattr_init(pthread_condattr_t *a)
1073 {
1074         a->pshared = PTHREAD_PROCESS_PRIVATE;
1075         a->clock = 0;
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 int pthread_condattr_destroy(pthread_condattr_t *a)
1080 {
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 int pthread_condattr_getpshared(pthread_condattr_t *a, int *s)
1085 {
1086         *s = a->pshared;
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 int pthread_condattr_setpshared(pthread_condattr_t *a, int s)
1091 {
1092         a->pshared = s;
1093         if (s == PTHREAD_PROCESS_SHARED) {
1094                 printf("Warning: we don't do shared pthread condvars btw diff MCPs\n");
1095                 return -1;
1096         }
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 int pthread_condattr_getclock(const pthread_condattr_t *attr,
1101                               clockid_t *clock_id)
1102 {
1103         *clock_id = attr->clock;
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 int pthread_condattr_setclock(pthread_condattr_t *attr, clockid_t clock_id)
1108 {
1109         printf("Warning: we don't do pthread condvar clock stuff\n");
1110         attr->clock = clock_id;
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwl, const pthread_rwlockattr_t *a)
1115 {
1116         uth_rwlock_init(rwl);
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwl)
1121 {
1122         uth_rwlock_destroy(rwl);
1123         return 0;
1124 }
1125
1126 int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwl)
1127 {
1128         uth_rwlock_rdlock(rwl);
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwl)
1133 {
1134         return uth_rwlock_try_rdlock(rwl) ? 0 : EBUSY;
1135 }
1136
1137 int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwl)
1138 {
1139         uth_rwlock_wrlock(rwl);
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwl)
1144 {
1145         return uth_rwlock_try_wrlock(rwl) ? 0 : EBUSY;
1146 }
1147
1148 int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwl)
1149 {
1150         uth_rwlock_unlock(rwl);
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 pthread_t pthread_self(void)
1155 {
1156         return (struct pthread_tcb*)uthread_self();
1157 }
1158
1159 int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2)
1160 {
1161         return t1 == t2;
1162 }
1163
1164 int pthread_once(pthread_once_t *once_control, void (*init_routine)(void))
1165 {
1166         /* pthread_once's init routine doesn't take an argument, like parlibs.
1167          * This means the func will be run with an argument passed to it, but
1168          * it'll be ignored. */
1169         parlib_run_once(once_control, (void (*)(void *))init_routine, NULL);
1170         /* The return for pthread_once isn't an error from the function, it's
1171          * just an overall error.  Note pthread's init_routine() has no return
1172          * value. */
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *b,
1177                          const pthread_barrierattr_t *a, int count)
1178 {
1179         b->total_threads = count;
1180         b->sense = 0;
1181         atomic_set(&b->count, count);
1182         spin_pdr_init(&b->lock);
1183         __uth_sync_init(&b->waiters);
1184         b->nr_waiters = 0;
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 struct barrier_junk {
1189         pthread_barrier_t               *b;
1190         int                             ls;
1191 };
1192
1193 /* Helper for spinning sync, returns TRUE if it is okay to keep spinning.
1194  *
1195  * Alternatives include:
1196  *      old_count <= num_vcores() (barrier code, pass in old_count as *state,
1197  *                                 but this only works if every awake pthread
1198  *                                 will belong to the barrier).
1199  *      just spin for a bit       (use *state to track spins)
1200  *      FALSE                     (always is safe)
1201  *      etc...
1202  * 'threads_ready' isn't too great since sometimes it'll be non-zero when it is
1203  * about to become 0.  We really want "I have no threads waiting to run that
1204  * aren't going to run on their on unless this core yields instead of spins". */
1205 /* TODO: consider making this a 2LS op */
1206 static inline bool safe_to_spin(unsigned int *state)
1207 {
1208         return (*state)++ % PTHREAD_BARRIER_SPINS;
1209 }
1210
1211 /* Callback/bottom half of barrier. */
1212 static void __pth_barrier_cb(struct uthread *uthread, void *junk)
1213 {
1214         pthread_barrier_t *b = ((struct barrier_junk*)junk)->b;
1215         int ls = ((struct barrier_junk*)junk)->ls;
1216
1217         uthread_has_blocked(uthread, UTH_EXT_BLK_MUTEX);
1218         /* TODO: if we used a trylock, we could bail as soon as we see sense */
1219         spin_pdr_lock(&b->lock);
1220         /* If sense is ls (our free value), we lost the race and shouldn't sleep
1221          */
1222         if (b->sense == ls) {
1223                 spin_pdr_unlock(&b->lock);
1224                 uthread_runnable(uthread);
1225                 return;
1226         }
1227         /* otherwise, we sleep */
1228         __uth_sync_enqueue(uthread, &b->waiters);
1229         b->nr_waiters++;
1230         spin_pdr_unlock(&b->lock);
1231 }
1232
1233 /* We assume that the same threads participating in the barrier this time will
1234  * also participate next time.  Imagine a thread stopped right after its fetch
1235  * and add - we know it is coming through eventually.  We finish and change the
1236  * sense, which should allow the delayed thread to eventually break through.
1237  * But if another n threads come in first, we'll set the sense back to the old
1238  * value, thereby catching the delayed thread til the next barrier. 
1239  *
1240  * A note on preemption: if any thread gets preempted and it is never dealt
1241  * with, eventually we deadlock, with all threads waiting on the last one to
1242  * enter (and any stragglers from one run will be the last in the next run).
1243  * One way or another, we need to handle preemptions.  The current 2LS requests
1244  * an IPI for a preempt, so we'll be fine.  Any other strategies will need to
1245  * consider how barriers work.  Any time we sleep, we'll be okay (since that
1246  * frees up our core to handle preemptions/run other threads. */
1247 int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t *b)
1248 {
1249         unsigned int spin_state = 0;
1250         /* when b->sense is the value we read, then we're free*/
1251         int ls = !b->sense;
1252         uth_sync_t restartees;
1253         struct uthread *uth_i;
1254         struct barrier_junk local_junk;
1255         
1256         long old_count = atomic_fetch_and_add(&b->count, -1);
1257
1258         if (old_count == 1) {
1259                 /* TODO: we might want to grab the lock right away, so a few
1260                  * short circuit faster? */
1261                 atomic_set(&b->count, b->total_threads);
1262                 /* we still need to maintain ordering btw count and sense, in
1263                  * case another thread doesn't sleep (if we wrote sense first,
1264                  * they could break out, race around, and muck with count before
1265                  * it is time) */
1266                 /* wmb(); handled by the spin lock */
1267                 spin_pdr_lock(&b->lock);
1268                 /* Sense is only protected in addition to decisions to sleep */
1269                 b->sense = ls;  /* set to free everyone */
1270                 /* All access to nr_waiters is protected by the lock */
1271                 if (!b->nr_waiters) {
1272                         spin_pdr_unlock(&b->lock);
1273                         return PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD;
1274                 }
1275                 __uth_sync_init(&restartees);
1276                 __uth_sync_swap(&restartees, &b->waiters);
1277                 b->nr_waiters = 0;
1278                 spin_pdr_unlock(&b->lock);
1279                 __uth_sync_wake_all(&restartees);
1280                 return PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD;
1281         } else {
1282                 /* Spin if there are no other threads to run.  No sense sleeping
1283                  */
1284                 do {
1285                         if (b->sense == ls)
1286                                 return 0;
1287                         cpu_relax();
1288                 } while (safe_to_spin(&spin_state));
1289
1290                 /* Try to sleep, when we wake/return, we're free to go */
1291                 local_junk.b = b;
1292                 local_junk.ls = ls;
1293                 uthread_yield(TRUE, __pth_barrier_cb, &local_junk);
1294                 // assert(b->sense == ls);
1295                 return 0;
1296         }
1297 }
1298
1299 int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t *b)
1300 {
1301         assert(!b->nr_waiters);
1302         __uth_sync_destroy(&b->waiters);
1303         /* Free any locks (if we end up using an MCS) */
1304         return 0;
1305 }
1306
1307 int pthread_detach(pthread_t thread)
1308 {
1309         uthread_detach((struct uthread*)thread);
1310         return 0;
1311 }
1312
1313 int pthread_kill(pthread_t thread, int signo)
1314 {
1315         return uthread_signal(&thread->uthread, signo);
1316 }
1317
1318 int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset)
1319 {
1320         int ret = sigprocmask(how, set, oset);
1321
1322         /* Ensures any pending signals we just unmasked get processed. */
1323         if (set && ret == 0)
1324                 pthread_yield();
1325         return ret;
1326 }
1327
1328 int pthread_sigqueue(pthread_t *thread, int sig, const union sigval value)
1329 {
1330         printf("pthread_sigqueue is not yet implemented!");
1331         return -1;
1332 }
1333
1334 int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (*destructor)(void*))
1335 {
1336         *key = dtls_key_create(destructor);
1337         assert(key);
1338         return 0;
1339 }
1340
1341 int pthread_key_delete(pthread_key_t key)
1342 {
1343         dtls_key_delete(key);
1344         return 0;
1345 }
1346
1347 void *pthread_getspecific(pthread_key_t key)
1348 {
1349         return get_dtls(key);
1350 }
1351
1352 int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value)
1353 {
1354         set_dtls(key, (void*)value);
1355         return 0;
1356 }
1357
1358
1359 /* Scheduling Stuff.  Actually, these don't tell the 2LS anything - they just
1360  * pretend to muck with attrs and params, as expected by pthreads apps. */
1361
1362 int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr,
1363                                const struct sched_param *param)
1364 {
1365         /* The set of acceptable priorities are based on the scheduling policy.
1366          * We'll just accept any old number, since we might not know the policy
1367          * yet.  I didn't see anything in the man pages saying attr had to have
1368          * a policy set before setting priority. */
1369         attr->sched_priority = param->sched_priority;
1370         return 0;
1371 }
1372
1373 int pthread_attr_getschedparam(pthread_attr_t *attr,
1374                                struct sched_param *param)
1375 {
1376         param->sched_priority = attr->sched_priority;
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int policy)
1381 {
1382         attr->sched_policy = policy;
1383         return 0;
1384 }
1385
1386 int pthread_attr_getschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int *policy)
1387 {
1388         *policy = attr->sched_policy;
1389         return 0;
1390 }
1391
1392 /* We only support SCOPE_PROCESS, so we don't even use the attr. */
1393 int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr, int scope)
1394 {
1395         if (scope != PTHREAD_SCOPE_PROCESS)
1396                 return -ENOTSUP;
1397         return 0;
1398 }
1399
1400 int pthread_attr_getscope(pthread_attr_t *attr, int *scope)
1401 {
1402         *scope = PTHREAD_SCOPE_PROCESS;
1403         return 0;
1404 }
1405
1406 /* Inheritance refers to policy, priority, scope */
1407 int pthread_attr_setinheritsched(pthread_attr_t *attr,
1408                                  int inheritsched)
1409 {
1410         switch (inheritsched) {
1411                 case PTHREAD_INHERIT_SCHED:
1412                 case PTHREAD_EXPLICIT_SCHED:
1413                         break;
1414                 default:
1415                         return -EINVAL;
1416         }
1417         attr->sched_inherit = inheritsched;
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 int pthread_attr_getinheritsched(const pthread_attr_t *attr,
1422                                  int *inheritsched)
1423 {
1424         *inheritsched = attr->sched_inherit;
1425         return 0;
1426 }
1427
1428 int pthread_setschedparam(pthread_t thread, int policy,
1429                            const struct sched_param *param)
1430 {
1431         return 0;
1432 }
1433
1434 int pthread_getschedparam(pthread_t thread, int *policy,
1435                            struct sched_param *param)
1436 {
1437         /* Faking {FIFO, 0}.  It's up to the 2LS to do whatever it wants. */
1438         *policy = SCHED_FIFO;
1439         param->sched_priority = 0;
1440         return 0;
1441 }