pthread_test() and supporting changes
[akaros.git] / user / pthread / pthread.c
1 #include <ros/arch/trapframe.h>
2 #include <pthread.h>
3 #include <vcore.h>
4 #include <mcs.h>
5 #include <stdlib.h>
6 #include <string.h>
7 #include <assert.h>
8 #include <stdio.h>
9 #include <errno.h>
10 #include <parlib.h>
11 #include <ros/event.h>
12 #include <arch/atomic.h>
13 #include <arch/arch.h>
14 #include <sys/queue.h>
15 #include <sys/mman.h>
16 #include <assert.h>
17 #include <event.h>
18 #include <ucq.h>
19
20 struct pthread_queue ready_queue = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(ready_queue);
21 struct pthread_queue active_queue = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(active_queue);
22 struct mcs_pdr_lock queue_lock;
23 pthread_once_t init_once = PTHREAD_ONCE_INIT;
24 int threads_ready = 0;
25 int threads_active = 0;
26 bool can_adjust_vcores = TRUE;
27
28 /* Array of per-vcore structs to manage waiting on syscalls and handling
29  * overflow.  Init'd in pth_init(). */
30 struct sysc_mgmt *sysc_mgmt = 0;
31
32 /* Helper / local functions */
33 static int get_next_pid(void);
34 static inline void spin_to_sleep(unsigned int spins, unsigned int *spun);
35
36 /* Pthread 2LS operations */
37 void pth_sched_entry(void);
38 void pth_thread_runnable(struct uthread *uthread);
39 void pth_thread_paused(struct uthread *uthread);
40 void pth_thread_blockon_sysc(struct uthread *uthread, void *sysc);
41 void pth_thread_has_blocked(struct uthread *uthread, int flags);
42 void pth_preempt_pending(void);
43 void pth_spawn_thread(uintptr_t pc_start, void *data);
44
45 /* Event Handlers */
46 static void pth_handle_syscall(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type);
47
48 struct schedule_ops pthread_sched_ops = {
49         pth_sched_entry,
50         pth_thread_runnable,
51         pth_thread_paused,
52         pth_thread_blockon_sysc,
53         pth_thread_has_blocked,
54         0, /* pth_preempt_pending, */
55         0, /* pth_spawn_thread, */
56 };
57
58 /* Publish our sched_ops, overriding the weak defaults */
59 struct schedule_ops *sched_ops = &pthread_sched_ops;
60
61 /* Static helpers */
62 static void __pthread_free_stack(struct pthread_tcb *pt);
63 static int __pthread_allocate_stack(struct pthread_tcb *pt);
64
65 /* Called from vcore entry.  Options usually include restarting whoever was
66  * running there before or running a new thread.  Events are handled out of
67  * event.c (table of function pointers, stuff like that). */
68 void __attribute__((noreturn)) pth_sched_entry(void)
69 {
70         uint32_t vcoreid = vcore_id();
71         if (current_uthread) {
72                 run_current_uthread();
73                 assert(0);
74         }
75         /* no one currently running, so lets get someone from the ready queue */
76         struct pthread_tcb *new_thread = NULL;
77         /* Try to get a thread.  If we get one, we'll break out and run it.  If not,
78          * we'll try to yield.  vcore_yield() might return, if we lost a race and
79          * had a new event come in, one that may make us able to get a new_thread */
80         do {
81                 handle_events(vcoreid);
82                 __check_preempt_pending(vcoreid);
83                 mcs_pdr_lock(&queue_lock);
84                 new_thread = TAILQ_FIRST(&ready_queue);
85                 if (new_thread) {
86                         TAILQ_REMOVE(&ready_queue, new_thread, next);
87                         TAILQ_INSERT_TAIL(&active_queue, new_thread, next);
88                         threads_active++;
89                         threads_ready--;
90                         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
91                         /* If you see what looks like the same uthread running in multiple
92                          * places, your list might be jacked up.  Turn this on. */
93                         printd("[P] got uthread %08p on vc %d state %08p flags %08p\n",
94                                new_thread, vcoreid,
95                                ((struct uthread*)new_thread)->state,
96                                ((struct uthread*)new_thread)->flags);
97                         break;
98                 }
99                 mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
100                 /* no new thread, try to yield */
101                 printd("[P] No threads, vcore %d is yielding\n", vcore_id());
102                 /* TODO: you can imagine having something smarter here, like spin for a
103                  * bit before yielding (or not at all if you want to be greedy). */
104                 if (can_adjust_vcores)
105                         vcore_yield(FALSE);
106         } while (1);
107         assert(new_thread->state == PTH_RUNNABLE);
108         run_uthread((struct uthread*)new_thread);
109         assert(0);
110 }
111
112 /* Could move this, along with start_routine and arg, into the 2LSs */
113 static void __pthread_run(void)
114 {
115         struct pthread_tcb *me = pthread_self();
116         pthread_exit(me->start_routine(me->arg));
117 }
118
119 void pth_thread_runnable(struct uthread *uthread)
120 {
121         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
122         /* At this point, the 2LS can see why the thread blocked and was woken up in
123          * the first place (coupling these things together).  On the yield path, the
124          * 2LS was involved and was able to set the state.  Now when we get the
125          * thread back, we can take a look. */
126         printd("pthread %08p runnable, state was %d\n", pthread, pthread->state);
127         switch (pthread->state) {
128                 case (PTH_CREATED):
129                 case (PTH_BLK_YIELDING):
130                 case (PTH_BLK_JOINING):
131                 case (PTH_BLK_SYSC):
132                 case (PTH_BLK_PAUSED):
133                 case (PTH_BLK_MUTEX):
134                         /* can do whatever for each of these cases */
135                         break;
136                 default:
137                         printf("Odd state %d for pthread %08p\n", pthread->state, pthread);
138         }
139         pthread->state = PTH_RUNNABLE;
140         /* Insert the newly created thread into the ready queue of threads.
141          * It will be removed from this queue later when vcore_entry() comes up */
142         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
143         TAILQ_INSERT_TAIL(&ready_queue, pthread, next);
144         threads_ready++;
145         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
146         /* Smarter schedulers should look at the num_vcores() and how much work is
147          * going on to make a decision about how many vcores to request. */
148         if (can_adjust_vcores)
149                 vcore_request(threads_ready);
150 }
151
152 /* For some reason not under its control, the uthread stopped running (compared
153  * to yield, which was caused by uthread/2LS code).
154  *
155  * The main case for this is if the vcore was preempted or if the vcore it was
156  * running on needed to stop.  You are given a uthread that looks like it took a
157  * notif, and had its context/silly state copied out to the uthread struct.
158  * (copyout_uthread).  Note that this will be called in the context (TLS) of the
159  * vcore that is losing the uthread.  If that vcore is running, it'll be in a
160  * preempt-event handling loop (not in your 2LS code).  If this is a big
161  * problem, I'll change it. */
162 void pth_thread_paused(struct uthread *uthread)
163 {
164         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
165         /* Remove from the active list.  Note that I don't particularly care about
166          * the active list.  We keep it around because it causes bugs and keeps us
167          * honest.  After all, some 2LS may want an active list */
168         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
169         threads_active--;
170         TAILQ_REMOVE(&active_queue, pthread, next);
171         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
172         /* communicate to pth_thread_runnable */
173         pthread->state = PTH_BLK_PAUSED;
174         /* At this point, you could do something clever, like put it at the front of
175          * the runqueue, see if it was holding a lock, do some accounting, or
176          * whatever. */
177         uthread_runnable(uthread);
178 }
179
180 /* Restarts a uthread hanging off a syscall.  For the simple pthread case, we
181  * just make it runnable and let the main scheduler code handle it. */
182 static void restart_thread(struct syscall *sysc)
183 {
184         struct uthread *ut_restartee = (struct uthread*)sysc->u_data;
185         /* uthread stuff here: */
186         assert(ut_restartee);
187         assert(((struct pthread_tcb*)ut_restartee)->state == PTH_BLK_SYSC);
188         assert(ut_restartee->sysc == sysc);     /* set in uthread.c */
189         ut_restartee->sysc = 0; /* so we don't 'reblock' on this later */
190         uthread_runnable(ut_restartee);
191 }
192
193 /* This handler is usually run in vcore context, though I can imagine it being
194  * called by a uthread in some other threading library. */
195 static void pth_handle_syscall(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
196 {
197         struct syscall *sysc;
198         assert(in_vcore_context());
199         /* if we just got a bit (not a msg), it should be because the process is
200          * still an SCP and hasn't started using the MCP ev_q yet (using the simple
201          * ev_q and glibc's blockon) or because the bit is still set from an old
202          * ev_q (blocking syscalls from before we could enter vcore ctx).  Either
203          * way, just return.  Note that if you screwed up the pth ev_q and made it
204          * NO_MSG, you'll never notice (we used to assert(ev_msg)). */
205         if (!ev_msg)
206                 return;
207         /* It's a bug if we don't have a msg (we're handling a syscall bit-event) */
208         assert(ev_msg);
209         /* Get the sysc from the message and just restart it */
210         sysc = ev_msg->ev_arg3;
211         assert(sysc);
212         restart_thread(sysc);
213 }
214
215 /* This will be called from vcore context, after the current thread has yielded
216  * and is trying to block on sysc.  Need to put it somewhere were we can wake it
217  * up when the sysc is done.  For now, we'll have the kernel send us an event
218  * when the syscall is done. */
219 void pth_thread_blockon_sysc(struct uthread *uthread, void *syscall)
220 {
221         struct syscall *sysc = (struct syscall*)syscall;
222         int old_flags;
223         bool need_to_restart = FALSE;
224         uint32_t vcoreid = vcore_id();
225         /* rip from the active queue */
226         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
227         pthread->state = PTH_BLK_SYSC;
228         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
229         threads_active--;
230         TAILQ_REMOVE(&active_queue, pthread, next);
231         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
232         /* Set things up so we can wake this thread up later */
233         sysc->u_data = uthread;
234         /* Register our vcore's syscall ev_q to hear about this syscall. */
235         if (!register_evq(sysc, sysc_mgmt[vcoreid].ev_q)) {
236                 /* Lost the race with the call being done.  The kernel won't send the
237                  * event.  Just restart him. */
238                 restart_thread(sysc);
239         }
240         /* GIANT WARNING: do not touch the thread after this point. */
241 }
242
243 void pth_thread_has_blocked(struct uthread *uthread, int flags)
244 {
245         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
246         /* could imagine doing something with the flags.  For now, we just treat all
247          * externally blocked reasons as 'MUTEX'.  Whatever we do here, we are
248          * mostly communicating to our future selves in pth_thread_runnable(), which
249          * gets called by whoever triggered this callback */
250         pthread->state = PTH_BLK_MUTEX;
251         /* Just for yucks: */
252         if (flags == UTH_EXT_BLK_JUSTICE)
253                 printf("For great justice!\n");
254 }
255
256 void pth_preempt_pending(void)
257 {
258 }
259
260 void pth_spawn_thread(uintptr_t pc_start, void *data)
261 {
262 }
263
264 /* Akaros pthread extensions / hacks */
265
266 /* Tells the pthread 2LS to not change the number of vcores.  This means it will
267  * neither request vcores nor yield vcores.  Only used for testing. */
268 void pthread_can_vcore_request(bool can)
269 {
270         /* checked when we would request or yield */
271         can_adjust_vcores = can;
272 }
273
274 /* Pthread interface stuff and helpers */
275
276 int pthread_attr_init(pthread_attr_t *a)
277 {
278         a->stacksize = PTHREAD_STACK_SIZE;
279         a->detachstate = PTHREAD_CREATE_JOINABLE;
280         return 0;
281 }
282
283 int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *a)
284 {
285         return 0;
286 }
287
288 static void __pthread_free_stack(struct pthread_tcb *pt)
289 {
290         assert(!munmap(pt->stacktop - pt->stacksize, pt->stacksize));
291 }
292
293 static int __pthread_allocate_stack(struct pthread_tcb *pt)
294 {
295         assert(pt->stacksize);
296         void* stackbot = mmap(0, pt->stacksize,
297                               PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
298                               MAP_POPULATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
299         if (stackbot == MAP_FAILED)
300                 return -1; // errno set by mmap
301         pt->stacktop = stackbot + pt->stacksize;
302         return 0;
303 }
304
305 // Warning, this will reuse numbers eventually
306 static int get_next_pid(void)
307 {
308         static uint32_t next_pid = 0;
309         return next_pid++;
310 }
311
312 int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr, size_t stacksize)
313 {
314         attr->stacksize = stacksize;
315         return 0;
316 }
317 int pthread_attr_getstacksize(const pthread_attr_t *attr, size_t *stacksize)
318 {
319         *stacksize = attr->stacksize;
320         return 0;
321 }
322
323 /* Do whatever init you want.  At some point call uthread_lib_init() and pass it
324  * a uthread representing thread0 (int main()) */
325 int pthread_lib_init(void)
326 {
327         /* Make sure this only initializes once */
328         static bool initialized = FALSE;
329         if (initialized)
330                 return 0;
331         initialized = TRUE;
332         uintptr_t mmap_block;
333         mcs_pdr_init(&queue_lock);
334         /* Create a pthread_tcb for the main thread */
335         pthread_t t = (pthread_t)calloc(1, sizeof(struct pthread_tcb));
336         assert(t);
337         t->id = get_next_pid();
338         t->stacksize = USTACK_NUM_PAGES * PGSIZE;
339         t->stacktop = (void*)USTACKTOP;
340         t->detached = TRUE;
341         t->state = PTH_RUNNING;
342         t->joiner = 0;
343         assert(t->id == 0);
344         /* Put the new pthread (thread0) on the active queue */
345         mcs_pdr_lock(&queue_lock);      /* arguably, we don't need these (_S mode) */
346         threads_active++;
347         TAILQ_INSERT_TAIL(&active_queue, t, next);
348         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
349         /* Tell the kernel where and how we want to receive events.  This is just an
350          * example of what to do to have a notification turned on.  We're turning on
351          * USER_IPIs, posting events to vcore 0's vcpd, and telling the kernel to
352          * send to vcore 0.  Note sys_self_notify will ignore the vcoreid and
353          * private preference.  Also note that enable_kevent() is just an example,
354          * and you probably want to use parts of event.c to do what you want. */
355         enable_kevent(EV_USER_IPI, 0, EVENT_IPI | EVENT_VCORE_PRIVATE);
356
357         /* Handle syscall events. */
358         ev_handlers[EV_SYSCALL] = pth_handle_syscall;
359         /* Set up the per-vcore structs to track outstanding syscalls */
360         sysc_mgmt = malloc(sizeof(struct sysc_mgmt) * max_vcores());
361         assert(sysc_mgmt);
362 #if 1   /* Independent ev_mboxes per vcore */
363         /* Get a block of pages for our per-vcore (but non-VCPD) ev_qs */
364         mmap_block = (uintptr_t)mmap(0, PGSIZE * 2 * max_vcores(),
365                                      PROT_WRITE | PROT_READ,
366                                      MAP_POPULATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
367         assert(mmap_block);
368         /* Could be smarter and do this on demand (in case we don't actually want
369          * max_vcores()). */
370         for (int i = 0; i < max_vcores(); i++) {
371                 /* Each vcore needs to point to a non-VCPD ev_q */
372                 sysc_mgmt[i].ev_q = get_big_event_q_raw();
373                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_flags = EVENT_IPI | EVENT_INDIR | EVENT_FALLBACK;
374                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_vcore = i;
375                 ucq_init_raw(&sysc_mgmt[i].ev_q->ev_mbox->ev_msgs, 
376                              mmap_block + (2 * i    ) * PGSIZE, 
377                              mmap_block + (2 * i + 1) * PGSIZE); 
378         }
379         /* Technically, we should munmap and free what we've alloc'd, but the
380          * kernel will clean it up for us when we exit. */
381 #endif 
382 #if 0   /* One global ev_mbox, separate ev_q per vcore */
383         struct event_mbox *sysc_mbox = malloc(sizeof(struct event_mbox));
384         uintptr_t two_pages = (uintptr_t)mmap(0, PGSIZE * 2, PROT_WRITE | PROT_READ,
385                                               MAP_POPULATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
386         printd("Global ucq: %08p\n", &sysc_mbox->ev_msgs);
387         assert(sysc_mbox);
388         assert(two_pages);
389         memset(sysc_mbox, 0, sizeof(struct event_mbox));
390         ucq_init_raw(&sysc_mbox->ev_msgs, two_pages, two_pages + PGSIZE);
391         for (int i = 0; i < max_vcores(); i++) {
392                 sysc_mgmt[i].ev_q = get_event_q();
393                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_flags = EVENT_IPI | EVENT_INDIR | EVENT_FALLBACK;
394                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_vcore = i;
395                 sysc_mgmt[i].ev_q->ev_mbox = sysc_mbox;
396         }
397 #endif
398         /* Initialize the uthread code (we're in _M mode after this).  Doing this
399          * last so that all the event stuff is ready when we're in _M mode.  Not a
400          * big deal one way or the other.  Note that vcore_init() hasn't happened
401          * yet, so if a 2LS somehow wants to have its init stuff use things like
402          * vcore stacks or TLSs, we'll need to change this. */
403         assert(!uthread_lib_init((struct uthread*)t));
404         return 0;
405 }
406
407 int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
408                    void *(*start_routine)(void *), void *arg)
409 {
410         static bool first = TRUE;
411         if (first) {
412                 assert(!pthread_lib_init());
413                 first = FALSE;
414         }
415         /* Create the actual thread */
416         struct pthread_tcb *pthread;
417         pthread = (pthread_t)calloc(1, sizeof(struct pthread_tcb));
418         assert(pthread);
419         pthread->stacksize = PTHREAD_STACK_SIZE;        /* default */
420         pthread->state = PTH_CREATED;
421         pthread->id = get_next_pid();
422         pthread->detached = FALSE;                              /* default */
423         pthread->joiner = 0;
424         /* Respect the attributes */
425         if (attr) {
426                 if (attr->stacksize)                                    /* don't set a 0 stacksize */
427                         pthread->stacksize = attr->stacksize;
428                 if (attr->detachstate == PTHREAD_CREATE_DETACHED)
429                         pthread->detached = TRUE;
430         }
431         /* allocate a stack */
432         if (__pthread_allocate_stack(pthread))
433                 printf("We're fucked\n");
434         /* Set the u_tf to start up in __pthread_run, which will call the real
435          * start_routine and pass it the arg.  Note those aren't set until later in
436          * pthread_create(). */
437         init_user_tf(&pthread->uthread.utf, (long)&__pthread_run,
438                      (long)(pthread->stacktop));
439         pthread->start_routine = start_routine;
440         pthread->arg = arg;
441         /* Initialize the uthread */
442         uthread_init((struct uthread*)pthread);
443         uthread_runnable((struct uthread*)pthread);
444         *thread = pthread;
445         return 0;
446 }
447
448 /* Helper that all pthread-controlled yield paths call.  Just does some
449  * accounting.  This is another example of how the much-loathed (and loved)
450  * active queue is keeping us honest. */
451 static void __pthread_generic_yield(struct pthread_tcb *pthread)
452 {
453         mcs_pdr_lock(&queue_lock);
454         threads_active--;
455         TAILQ_REMOVE(&active_queue, pthread, next);
456         mcs_pdr_unlock(&queue_lock);
457 }
458
459 /* Callback/bottom half of join, called from __uthread_yield (vcore context).
460  * join_target is who we are trying to join on (and who is calling exit). */
461 static void __pth_join_cb(struct uthread *uthread, void *arg)
462 {
463         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
464         struct pthread_tcb *join_target = (struct pthread_tcb*)arg;
465         struct pthread_tcb *temp_pth = 0;
466         __pthread_generic_yield(pthread);
467         /* We're trying to join, yield til we get woken up */
468         pthread->state = PTH_BLK_JOINING;       /* could do this front-side */
469         /* Put ourselves in the join target's joiner slot.  If we get anything back,
470          * we lost the race and need to wake ourselves.  Syncs with __pth_exit_cb.*/
471         temp_pth = atomic_swap_ptr((void**)&join_target->joiner, pthread);
472         /* After that atomic swap, the pthread might be woken up (if it succeeded),
473          * so don't touch pthread again after that (this following if () is okay).*/
474         if (temp_pth) {         /* temp_pth != 0 means they exited first */
475                 assert(temp_pth == join_target);        /* Sanity */
476                 /* wake ourselves, not the exited one! */
477                 printd("[pth] %08p already exit, rewaking ourselves, joiner %08p\n",
478                        temp_pth, pthread);
479                 uthread_runnable(uthread);      /* wake ourselves */
480         }
481 }
482
483 int pthread_join(struct pthread_tcb *join_target, void **retval)
484 {
485         /* Not sure if this is the right semantics.  There is a race if we deref
486          * join_target and he is already freed (which would have happened if he was
487          * detached. */
488         if (join_target->detached) {
489                 printf("[pthread] trying to join on a detached pthread");
490                 return -1;
491         }
492         /* See if it is already done, to avoid the pain of a uthread_yield() (the
493          * early check is an optimization, pth_thread_yield() handles the race). */
494         if (!join_target->joiner) {
495                 uthread_yield(TRUE, __pth_join_cb, join_target);
496                 /* When we return/restart, the thread will be done */
497         } else {
498                 assert(join_target->joiner == join_target);     /* sanity check */
499         }
500         if (retval)
501                 *retval = join_target->retval;
502         free(join_target);
503         return 0;
504 }
505
506 /* Callback/bottom half of exit.  Syncs with __pth_join_cb.  Here's how it
507  * works: the slot for joiner is initially 0.  Joiners try to swap themselves
508  * into that spot.  Exiters try to put 'themselves' into it.  Whoever gets 0
509  * back won the race.  If the exiter lost the race, it must wake up the joiner
510  * (which was the value from temp_pth).  If the joiner lost the race, it must
511  * wake itself up, and for sanity reasons can ensure the value from temp_pth is
512  * the join target). */
513 static void __pth_exit_cb(struct uthread *uthread, void *junk)
514 {
515         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
516         struct pthread_tcb *temp_pth = 0;
517         __pthread_generic_yield(pthread);
518         /* Catch some bugs */
519         pthread->state = PTH_EXITING;
520         /* Destroy the pthread */
521         uthread_cleanup(uthread);
522         /* Cleanup, mirroring pthread_create() */
523         __pthread_free_stack(pthread);
524         /* TODO: race on detach state (see join) */
525         if (pthread->detached) {
526                 free(pthread);
527         } else {
528                 /* See if someone is joining on us.  If not, we're done (and the
529                  * joiner will wake itself when it saw us there instead of 0). */
530                 temp_pth = atomic_swap_ptr((void**)&pthread->joiner, pthread);
531                 if (temp_pth) {
532                         /* they joined before we exited, we need to wake them */
533                         printd("[pth] %08p exiting, waking joiner %08p\n",
534                                pthread, temp_pth);
535                         uthread_runnable((struct uthread*)temp_pth);
536                 }
537         }
538 }
539
540 void pthread_exit(void *ret)
541 {
542         struct pthread_tcb *pthread = pthread_self();
543         pthread->retval = ret;
544         uthread_yield(FALSE, __pth_exit_cb, 0);
545 }
546
547 /* Callback/bottom half of yield.  For those writing these pth callbacks, the
548  * minimum is call generic, set state (communicate with runnable), then do
549  * something that causes it to be runnable in the future (or right now). */
550 static void __pth_yield_cb(struct uthread *uthread, void *junk)
551 {
552         struct pthread_tcb *pthread = (struct pthread_tcb*)uthread;
553         __pthread_generic_yield(pthread);
554         pthread->state = PTH_BLK_YIELDING;
555         /* just immediately restart it */
556         uthread_runnable(uthread);
557 }
558
559 /* Cooperative yielding of the processor, to allow other threads to run */
560 int pthread_yield(void)
561 {
562         uthread_yield(TRUE, __pth_yield_cb, 0);
563         return 0;
564 }
565
566 int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t* attr)
567 {
568   attr->type = PTHREAD_MUTEX_DEFAULT;
569   return 0;
570 }
571
572 int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t* attr)
573 {
574   return 0;
575 }
576
577 int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *__attr, int __detachstate)
578 {
579         __attr->detachstate = __detachstate;
580         return 0;
581 }
582
583 int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t* attr, int* type)
584 {
585   *type = attr ? attr->type : PTHREAD_MUTEX_DEFAULT;
586   return 0;
587 }
588
589 int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t* attr, int type)
590 {
591   if(type != PTHREAD_MUTEX_NORMAL)
592     return EINVAL;
593   attr->type = type;
594   return 0;
595 }
596
597 int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t* m, const pthread_mutexattr_t* attr)
598 {
599   m->attr = attr;
600   atomic_init(&m->lock, 0);
601   return 0;
602 }
603
604 /* Set *spun to 0 when calling this the first time.  It will yield after 'spins'
605  * calls.  Use this for adaptive mutexes and such. */
606 static inline void spin_to_sleep(unsigned int spins, unsigned int *spun)
607 {
608         if ((*spun)++ == spins) {
609                 pthread_yield();
610                 *spun = 0;
611         }
612 }
613
614 int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* m)
615 {
616         unsigned int spinner = 0;
617         while(pthread_mutex_trylock(m))
618                 while(*(volatile size_t*)&m->lock) {
619                         cpu_relax();
620                         spin_to_sleep(PTHREAD_MUTEX_SPINS, &spinner);
621                 }
622         /* normally we'd need a wmb() and a wrmb() after locking, but the
623          * atomic_swap handles the CPU mb(), so just a cmb() is necessary. */
624         cmb();
625         return 0;
626 }
627
628 int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t* m)
629 {
630   return atomic_swap(&m->lock, 1) == 0 ? 0 : EBUSY;
631 }
632
633 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t* m)
634 {
635   /* keep reads and writes inside the protected region */
636   rwmb();
637   wmb();
638   atomic_set(&m->lock, 0);
639   return 0;
640 }
641
642 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t* m)
643 {
644   return 0;
645 }
646
647 int pthread_cond_init(pthread_cond_t *c, const pthread_condattr_t *a)
648 {
649   c->attr = a;
650   memset(c->waiters,0,sizeof(c->waiters));
651   memset(c->in_use,0,sizeof(c->in_use));
652   c->next_waiter = 0;
653   return 0;
654 }
655
656 int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *c)
657 {
658   return 0;
659 }
660
661 int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *c)
662 {
663   memset(c->waiters,0,sizeof(c->waiters));
664   return 0;
665 }
666
667 int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *c)
668 {
669   int i;
670   for(i = 0; i < MAX_PTHREADS; i++)
671   {
672     if(c->waiters[i])
673     {
674       c->waiters[i] = 0;
675       break;
676     }
677   }
678   return 0;
679 }
680
681 int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *c, pthread_mutex_t *m)
682 {
683   uint32_t old_waiter = c->next_waiter;
684   uint32_t my_waiter = c->next_waiter;
685   
686   //allocate a slot
687   while (atomic_swap_u32(& (c->in_use[my_waiter]), SLOT_IN_USE) == SLOT_IN_USE)
688   {
689     my_waiter = (my_waiter + 1) % MAX_PTHREADS;
690     assert (old_waiter != my_waiter);  // do not want to wrap around
691   }
692   c->waiters[my_waiter] = WAITER_WAITING;
693   c->next_waiter = (my_waiter+1) % MAX_PTHREADS;  // race on next_waiter but ok, because it is advisary
694
695   pthread_mutex_unlock(m);
696
697   volatile int* poll = &c->waiters[my_waiter];
698   while(*poll);
699   c->in_use[my_waiter] = SLOT_FREE;
700   pthread_mutex_lock(m);
701
702   return 0;
703 }
704
705 int pthread_condattr_init(pthread_condattr_t *a)
706 {
707   a = PTHREAD_PROCESS_PRIVATE;
708   return 0;
709 }
710
711 int pthread_condattr_destroy(pthread_condattr_t *a)
712 {
713   return 0;
714 }
715
716 int pthread_condattr_setpshared(pthread_condattr_t *a, int s)
717 {
718   a->pshared = s;
719   return 0;
720 }
721
722 int pthread_condattr_getpshared(pthread_condattr_t *a, int *s)
723 {
724   *s = a->pshared;
725   return 0;
726 }
727
728 pthread_t pthread_self()
729 {
730   return (struct pthread_tcb*)current_uthread;
731 }
732
733 int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2)
734 {
735   return t1 == t2;
736 }
737
738 int pthread_once(pthread_once_t* once_control, void (*init_routine)(void))
739 {
740   if (atomic_swap_u32(once_control, 1) == 0)
741     init_routine();
742   return 0;
743 }
744
745 int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t* b, const pthread_barrierattr_t* a, int count)
746 {
747   b->nprocs = b->count = count;
748   b->sense = 0;
749   pthread_mutex_init(&b->pmutex, 0);
750   return 0;
751 }
752
753 int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t* b)
754 {
755   unsigned int spinner = 0;
756   int ls = !b->sense;
757
758   pthread_mutex_lock(&b->pmutex);
759   int count = --b->count;
760   pthread_mutex_unlock(&b->pmutex);
761
762   if(count == 0)
763   {
764     printd("Thread %d is last to hit the barrier, resetting...\n", pthread_self()->id);
765     b->count = b->nprocs;
766         wmb();
767     b->sense = ls;
768     return PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD;
769   }
770   else
771   {
772     while(b->sense != ls) {
773       cpu_relax();
774       spin_to_sleep(PTHREAD_BARRIER_SPINS, &spinner);
775     }
776     return 0;
777   }
778 }
779
780 int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t* b)
781 {
782   pthread_mutex_destroy(&b->pmutex);
783   return 0;
784 }
785
786 int pthread_detach(pthread_t thread)
787 {
788         /* TODO: race on this state.  Someone could be trying to join now */
789         thread->detached = TRUE;
790         return 0;
791 }