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