SYS_abort_syscall (XCC)
[akaros.git] / user / parlib / uthread.c
index 21ac6d0..44093b9 100644 (file)
@@ -16,13 +16,13 @@ __thread struct uthread *current_uthread = 0;
  * extensively about the details.  Will call out when necessary. */
 struct event_queue *preempt_ev_q;
 
-/* static helpers: */
+/* Helpers: */
+#define UTH_TLSDESC_NOTLS (void*)(-1)
+static inline bool __uthread_has_tls(struct uthread *uthread);
 static int __uthread_allocate_tls(struct uthread *uthread);
 static int __uthread_reinit_tls(struct uthread *uthread);
 static void __uthread_free_tls(struct uthread *uthread);
 static void __run_current_uthread_raw(void);
-static void handle_vc_preempt(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type);
-static void handle_vc_indir(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type);
 
 /* Block the calling uthread on sysc until it makes progress or is done */
 static void __ros_mcp_syscall_blockon(struct syscall *sysc);
@@ -30,7 +30,13 @@ static void __ros_mcp_syscall_blockon(struct syscall *sysc);
 /* Helper, make the uthread code manage thread0.  This sets up uthread such
  * that the calling code and its TLS are tracked by the uthread struct, and
  * vcore0 thinks the uthread is running there.  Called only by slim_init (early
- * _S code) and lib_init. */
+ * _S code) and lib_init.
+ *
+ * Whether or not uthreads have TLS, thread0 has TLS, given to it by glibc.
+ * This TLS will get set whenever we use thread0, regardless of whether or not
+ * we use TLS for uthreads in general.  glibc cares about this TLS and will use
+ * it at exit.  We can't simply use that TLS for VC0 either, since we don't know
+ * where thread0 will be running when the program ends. */
 static void uthread_manage_thread0(struct uthread *uthread)
 {
        assert(uthread);
@@ -42,13 +48,14 @@ static void uthread_manage_thread0(struct uthread *uthread)
        uthread->state = UT_RUNNING;
        /* utf/as doesn't represent the state of the uthread (we are running) */
        uthread->flags &= ~(UTHREAD_SAVED | UTHREAD_FPSAVED);
+       /* need to track thread0 for TLS deallocation */
+       uthread->flags |= UTHREAD_IS_THREAD0;
        /* Change temporarily to vcore0s tls region so we can save the newly created
         * tcb into its current_uthread variable and then restore it.  One minor
         * issue is that vcore0's transition-TLS isn't TLS_INITed yet.  Until it is
         * (right before vcore_entry(), don't try and take the address of any of
         * its TLS vars. */
-       extern void** vcore_thread_control_blocks;
-       set_tls_desc(vcore_thread_control_blocks[0], 0);
+       set_tls_desc(get_vcpd_tls_desc(0), 0);
        /* We might have a basic uthread already installed (from slim_init), so
         * free it before installing the new one. */
        if (current_uthread)
@@ -108,6 +115,25 @@ static void scp_vcctx_ready(void)
                             old_flags & ~VC_SCP_NOVCCTX));
 }
 
+/* For both of these, VC ctx uses the usual TLS errno/errstr.  Uthreads use
+ * their own storage.  Since we're called after manage_thread0, we should always
+ * have current_uthread if we are not in vc ctx. */
+static int *__ros_errno_loc(void)
+{
+       if (in_vcore_context())
+               return __errno_location_tls();
+       else
+               return &current_uthread->err_no;
+}
+
+static char *__ros_errstr_loc(void)
+{
+       if (in_vcore_context())
+               return __errstr_location_tls();
+       else
+               return current_uthread->err_str;
+}
+
 /* Slim-init - sets up basic uthreading for when we are in _S mode and before
  * we set up the 2LS.  Some apps may not have a 2LS and thus never do the full
  * vcore/2LS/uthread init. */
@@ -128,6 +154,10 @@ void uthread_slim_init(void)
         * before blocking while an _M.  it's harmless (and probably saner) to do it
         * earlier, so we do it as early as possible. */
        ros_syscall_blockon = __ros_mcp_syscall_blockon;
+       /* Switch our errno/errstr functions to be uthread-aware.  See glibc's
+        * errno.c for more info. */
+       ros_errno_loc = __ros_errno_loc;
+       ros_errstr_loc = __ros_errstr_loc;
 }
 
 /* 2LSs shouldn't call uthread_vcore_entry directly */
@@ -179,7 +209,7 @@ void __attribute__((noreturn)) uthread_vcore_entry(void)
 
 /* Does the uthread initialization of a uthread that the caller created.  Call
  * this whenever you are "starting over" with a thread. */
-void uthread_init(struct uthread *new_thread)
+void uthread_init(struct uthread *new_thread, struct uth_thread_attr *attr)
 {
        int ret;
        assert(new_thread);
@@ -190,13 +220,17 @@ void uthread_init(struct uthread *new_thread)
         * There is no FP context to be restored yet.  We only save the FPU when we
         * were interrupted off a core. */
        new_thread->flags |= UTHREAD_SAVED;
-       /* Get a TLS.  If we already have one, reallocate/refresh it */
-       if (new_thread->tls_desc)
-               ret = __uthread_reinit_tls(new_thread);
-       else
-               ret = __uthread_allocate_tls(new_thread);
-       assert(!ret);
-       uthread_set_tls_var(new_thread, current_uthread, new_thread);
+       if (attr && attr->want_tls) {
+               /* Get a TLS.  If we already have one, reallocate/refresh it */
+               if (new_thread->tls_desc)
+                       ret = __uthread_reinit_tls(new_thread);
+               else
+                       ret = __uthread_allocate_tls(new_thread);
+               assert(!ret);
+               uthread_set_tls_var(new_thread, current_uthread, new_thread);
+       } else {
+               new_thread->tls_desc = UTH_TLSDESC_NOTLS;
+       }
 }
 
 /* This is a wrapper for the sched_ops thread_runnable, for use by functions
@@ -302,11 +336,17 @@ void uthread_yield(bool save_state, void (*yield_func)(struct uthread*, void*),
                save_fp_state(&uthread->as);
                uthread->flags |= UTHREAD_FPSAVED;
        }
-       /* Change to the transition context (both TLS and stack). */
-       extern void** vcore_thread_control_blocks;
-       set_tls_desc(vcore_thread_control_blocks[vcoreid], vcoreid);
-       assert(current_uthread == uthread);
-       assert(in_vcore_context());     /* technically, we aren't fully in vcore ctx */
+       /* Change to the transition context (both TLS (if applicable) and stack). */
+       if (__uthread_has_tls(uthread)) {
+               set_tls_desc(get_vcpd_tls_desc(vcoreid), vcoreid);
+               assert(current_uthread == uthread);
+               assert(in_vcore_context());
+       } else {
+               /* Since uthreads and vcores share TLS (it's always the vcore's TLS, the
+                * uthread one just bootstraps from it), we need to change our state at
+                * boundaries between the two 'contexts' */
+               __vcore_context = TRUE;
+       }
        /* After this, make sure you don't use local variables.  Also, make sure the
         * compiler doesn't use them without telling you (TODO).
         *
@@ -324,14 +364,25 @@ yield_return_path:
        printd("[U] Uthread %08p returning from a yield!\n", uthread);
 }
 
+/* We explicitly don't support sleep(), since old callers of it have
+ * expectations of being woken up by signal handlers.  If we need that, we can
+ * build it in to sleep() later.  If you just want to sleep for a while, call
+ * this helper. */
+void uthread_sleep(unsigned int seconds)
+{
+       sys_block(seconds * 1000000);   /* usec sleep */
+}
+
 /* Cleans up the uthread (the stuff we did in uthread_init()).  If you want to
  * destroy a currently running uthread, you'll want something like
  * pthread_exit(), which yields, and calls this from its sched_ops yield. */
 void uthread_cleanup(struct uthread *uthread)
 {
        printd("[U] thread %08p on vcore %d is DYING!\n", uthread, vcore_id());
-       /* we alloc and manage the TLS, so lets get rid of it */
-       __uthread_free_tls(uthread);
+       /* we alloc and manage the TLS, so lets get rid of it, except for thread0.
+        * glibc owns it.  might need to keep it around for a full exit() */
+       if (__uthread_has_tls(uthread) && !(uthread->flags & UTHREAD_IS_THREAD0))
+               __uthread_free_tls(uthread);
 }
 
 static void __ros_syscall_spinon(struct syscall *sysc)
@@ -365,7 +416,7 @@ void __ros_mcp_syscall_blockon(struct syscall *sysc)
        /* double check before doing all this crap */
        if (atomic_read(&sysc->flags) & (SC_DONE | SC_PROGRESS))
                return;
-       /* Debugging: so we can match sysc when it tries to wake us up later */
+       /* for both debugging and syscall cancelling */
        current_uthread->sysc = sysc;
        /* yield, calling 2ls-blockon(cur_uth, sysc) on the other side */
        uthread_yield(TRUE, sched_ops->thread_blockon_sysc, sysc);
@@ -379,12 +430,32 @@ void highjack_current_uthread(struct uthread *uthread)
 {
        uint32_t vcoreid = vcore_id();
        assert(uthread != current_uthread);
-       assert(uthread->tls_desc);
        current_uthread->state = UT_NOT_RUNNING;
        uthread->state = UT_RUNNING;
-       vcore_set_tls_var(current_uthread, uthread);
-       set_tls_desc(uthread->tls_desc, vcoreid);
-       __vcoreid = vcoreid;    /* setting the uthread's TLS var */
+       /* Make sure the vcore is tracking the new uthread struct */
+       if (__uthread_has_tls(current_uthread))
+               vcore_set_tls_var(current_uthread, uthread);
+       else
+               current_uthread = uthread;
+       /* and make sure we are using the correct TLS for the new uthread */
+       if (__uthread_has_tls(uthread)) {
+               assert(uthread->tls_desc);
+               set_tls_desc(uthread->tls_desc, vcoreid);
+               __vcoreid = vcoreid;    /* setting the uthread's TLS var */
+       }
+}
+
+/* Helper: loads a uthread's TLS on this vcore, if applicable.  If our uthreads
+ * do not have their own TLS, we simply switch the __vc_ctx, signalling that the
+ * context running here is (soon to be) a uthread. */
+static void set_uthread_tls(struct uthread *uthread, uint32_t vcoreid)
+{
+       if (__uthread_has_tls(uthread)) {
+               set_tls_desc(uthread->tls_desc, vcoreid);
+               __vcoreid = vcoreid;    /* setting the uthread's TLS var */
+       } else {
+               __vcore_context = FALSE;
+       }
 }
 
 /* Run the thread that was current_uthread, from a previous run.  Should be
@@ -403,8 +474,7 @@ void run_current_uthread(void)
        printd("[U] Vcore %d is restarting uthread %08p\n", vcoreid,
               current_uthread);
        /* Go ahead and start the uthread */
-       set_tls_desc(current_uthread->tls_desc, vcoreid);
-       __vcoreid = vcoreid;    /* setting the uthread's TLS var */
+       set_uthread_tls(current_uthread, vcoreid);
        /* Run, using the TF in the VCPD.  FP state should already be loaded */
        pop_user_ctx(&vcpd->uthread_ctx, vcoreid);
        assert(0);
@@ -444,9 +514,7 @@ void run_uthread(struct uthread *uthread)
                uthread->flags &= ~UTHREAD_FPSAVED;
                restore_fp_state(&uthread->as);
        }
-       /* Go ahead and start the uthread */
-       set_tls_desc(uthread->tls_desc, vcoreid);
-       __vcoreid = vcoreid;    /* setting the uthread's TLS var */
+       set_uthread_tls(uthread, vcoreid);
        /* the uth's context will soon be in the cpu (or VCPD), no longer saved */
        uthread->flags &= ~UTHREAD_SAVED;
        pop_user_ctx(&uthread->u_ctx, vcoreid);
@@ -465,8 +533,7 @@ static void __run_current_uthread_raw(void)
        vcpd->notif_pending = TRUE;
        assert(!(current_uthread->flags & UTHREAD_SAVED));
        assert(!(current_uthread->flags & UTHREAD_FPSAVED));
-       set_tls_desc(current_uthread->tls_desc, vcoreid);
-       __vcoreid = vcoreid;    /* setting the uthread's TLS var */
+       set_uthread_tls(current_uthread, vcoreid);
        pop_user_ctx_raw(&vcpd->uthread_ctx, vcoreid);
        assert(0);
 }
@@ -733,14 +800,14 @@ out_we_returned:
 
 /* This handles a preemption message.  When this is done, either we recovered,
  * or recovery *for our message* isn't needed. */
-static void handle_vc_preempt(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
+void handle_vc_preempt(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
 {
        uint32_t vcoreid = vcore_id();
        struct preempt_data *vcpd = vcpd_of(vcoreid);
        uint32_t rem_vcoreid = ev_msg->ev_arg2;
        struct preempt_data *rem_vcpd = vcpd_of(rem_vcoreid);
-       extern void **vcore_thread_control_blocks;
        struct uthread *uthread_to_steal = 0;
+       struct uthread **rem_cur_uth;
        bool cant_migrate = FALSE;
 
        assert(in_vcore_context());
@@ -761,7 +828,8 @@ static void handle_vc_preempt(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
        /* At this point, we need to try to recover */
        /* This case handles when the remote core was in vcore context */
        if (rem_vcpd->notif_disabled) {
-               printd("VC %d recovering %d, notifs were disabled\n", vcoreid, rem_vcoreid);
+               printd("VC %d recovering %d, notifs were disabled\n", vcoreid,
+                      rem_vcoreid);
                change_to_vcore(vcpd, rem_vcoreid);
                return; /* in case it returns.  we've done our job recovering */
        }
@@ -779,7 +847,8 @@ static void handle_vc_preempt(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
         * don't need to worry about handling the message any further.  Future
         * preemptions will generate another message, so we can ignore getting the
         * uthread or anything like that. */
-       printd("VC %d recovering %d, trying to steal uthread\n", vcoreid, rem_vcoreid);
+       printd("VC %d recovering %d, trying to steal uthread\n", vcoreid,
+              rem_vcoreid);
        if (!(atomic_read(&rem_vcpd->flags) & VC_PREEMPTED))
                goto out_stealing;
        /* Might be preempted twice quickly, and the second time had notifs
@@ -795,38 +864,31 @@ static void handle_vc_preempt(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
         * handler will bail when it fails to steal. */
        if (rem_vcpd->notif_disabled)
                goto out_stealing;
-       /* At this point, we're clear to try and steal the uthread.  Need to switch
-        * into their TLS to take their uthread */
-       vcoreid = vcore_id();   /* need to copy this out to our stack var */
-       /* We want to minimize the time we're in the remote vcore's TLS, so we peak
-        * and make the minimum changes we need, and deal with everything later. */
-       set_tls_desc(vcore_thread_control_blocks[rem_vcoreid], vcoreid);
-       if (current_uthread) {
-               if (current_uthread->flags & UTHREAD_DONT_MIGRATE) {
-                       cant_migrate = TRUE;
+       /* At this point, we're clear to try and steal the uthread.  We used to
+        * switch to their TLS to steal the uthread, but we can access their
+        * current_uthread directly. */
+       rem_cur_uth = get_cur_uth_addr(rem_vcoreid);
+       uthread_to_steal = *rem_cur_uth;
+       if (uthread_to_steal) {
+               /* Extremely rare: they have a uthread, but it can't migrate.  So we'll
+                * need to change to them. */
+               if (uthread_to_steal->flags & UTHREAD_DONT_MIGRATE) {
+                       printd("VC %d recovering %d, can't migrate uthread!\n", vcoreid,
+                              rem_vcoreid);
+                       stop_uth_stealing(rem_vcpd);
+                       change_to_vcore(vcpd, rem_vcoreid);
+                       return; /* in case it returns.  we've done our job recovering */
                } else {
-                       uthread_to_steal = current_uthread;
-                       current_uthread = 0;
+                       *rem_cur_uth = 0;
+                       /* we're clear to steal it */
+                       printd("VC %d recovering %d, uthread %08p stolen\n", vcoreid,
+                              rem_vcoreid, uthread_to_steal);
+                       __uthread_pause(rem_vcpd, uthread_to_steal, FALSE);
+                       /* can't let the cur_uth = 0 write and any writes from __uth_pause()
+                        * to pass stop_uth_stealing. */
+                       wmb();
                }
        }
-       set_tls_desc(vcore_thread_control_blocks[vcoreid], vcoreid);
-       /* Extremely rare: they have a uthread, but it can't migrate.  So we'll need
-        * to change to them. */
-       if (cant_migrate) {
-               printd("VC %d recovering %d, can't migrate uthread!\n", vcoreid, rem_vcoreid);
-               stop_uth_stealing(rem_vcpd);
-               change_to_vcore(vcpd, rem_vcoreid);
-               return; /* in case it returns.  we've done our job recovering */
-       }
-       if (!uthread_to_steal)
-               goto out_stealing;
-       /* we're clear to steal it */
-       printd("VC %d recovering %d, uthread %08p stolen\n", vcoreid, rem_vcoreid,
-              current_uthread);
-       __uthread_pause(rem_vcpd, uthread_to_steal, FALSE);
-       /* can't let the cur_uth = 0 write and any writes from __uth_pause() to
-        * pass stop_uth_stealing.  it's harmless in the cant_migrate case. */
-       wmb();
        /* Fallthrough */
 out_stealing:
        stop_uth_stealing(rem_vcpd);
@@ -837,7 +899,7 @@ out_stealing:
  * their indirs, or the vcore restarted enough so that checking them is
  * unnecessary.  If that happens and they got preempted quickly, then another
  * preempt/check_indirs was sent out. */
-static void handle_vc_indir(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
+void handle_vc_indir(struct event_msg *ev_msg, unsigned int ev_type)
 {
        uint32_t vcoreid = vcore_id();
        uint32_t rem_vcoreid = ev_msg->ev_arg2;
@@ -903,6 +965,11 @@ void deregister_evq(struct syscall *sysc)
        } while (!atomic_cas(&sysc->flags, old_flags, old_flags & ~SC_UEVENT));
 }
 
+static inline bool __uthread_has_tls(struct uthread *uthread)
+{
+       return uthread->tls_desc != UTH_TLSDESC_NOTLS;
+}
+
 /* TLS helpers */
 static int __uthread_allocate_tls(struct uthread *uthread)
 {