| 1 | /* | 
|---|
| 2 | * pthread_mutex.c - pthread mutex related functions | 
|---|
| 3 | * | 
|---|
| 4 | * Copyright (c) 2008,2009,2010,2011,2012 Ghassan Almaless | 
|---|
| 5 | * Copyright (c) 2011,2012 UPMC Sorbonne Universites | 
|---|
| 6 | * | 
|---|
| 7 | * This file is part of ALMOS. | 
|---|
| 8 | * | 
|---|
| 9 | * ALMOS is free software; you can redistribute it and/or modify it | 
|---|
| 10 | * under the terms of the GNU General Public License as published by | 
|---|
| 11 | * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License. | 
|---|
| 12 | * | 
|---|
| 13 | * ALMOS is distributed in the hope that it will be useful, but | 
|---|
| 14 | * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of | 
|---|
| 15 | * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU | 
|---|
| 16 | * General Public License for more details. | 
|---|
| 17 | * | 
|---|
| 18 | * You should have received a copy of the GNU General Public License | 
|---|
| 19 | * along with ALMOS; if not, write to the Free Software Foundation, | 
|---|
| 20 | * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA | 
|---|
| 21 | */ | 
|---|
| 22 |  | 
|---|
| 23 | #include <errno.h> | 
|---|
| 24 | #include <sys/types.h> | 
|---|
| 25 | #include <pthread.h> | 
|---|
| 26 | #include <semaphore.h> | 
|---|
| 27 | #include <stdio.h> | 
|---|
| 28 | #include <sys/syscall.h> | 
|---|
| 29 | #include <cpu-syscall.h> | 
|---|
| 30 | #include <assert.h> | 
|---|
| 31 | #include <unistd.h> | 
|---|
| 32 |  | 
|---|
| 33 | #define USE_PTSPINLOCK       1 | 
|---|
| 34 | #define USE_HEURISTIC_LOCK   0 | 
|---|
| 35 | //#define CONFIG_MUTEX_DEBUG | 
|---|
| 36 |  | 
|---|
| 37 | #ifdef CONFIG_MUTEX_DEBUG | 
|---|
| 38 | #define mdmsg(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS__) | 
|---|
| 39 | #else | 
|---|
| 40 | #define mdmsg(...) | 
|---|
| 41 | #endif | 
|---|
| 42 |  | 
|---|
| 43 | #define print_mutex(x)                                                  \ | 
|---|
| 44 | do{mdmsg("%s: mtx @%x, [v %u, w %d, t %d, s %d, c %d]\n",       \ | 
|---|
| 45 | __FUNCTION__,                                          \ | 
|---|
| 46 | (unsigned)(x),                                         \ | 
|---|
| 47 | (unsigned)(x)->value,                                  \ | 
|---|
| 48 | (unsigned)(x)->waiting,                                \ | 
|---|
| 49 | (x)->attr.type,                                        \ | 
|---|
| 50 | (x)->attr.scope,                                       \ | 
|---|
| 51 | (x)->attr.cntr);}while(0) | 
|---|
| 52 |  | 
|---|
| 53 | int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr) | 
|---|
| 54 | { | 
|---|
| 55 | if(attr == NULL) return EINVAL; | 
|---|
| 56 |  | 
|---|
| 57 | attr->type  = PTHREAD_MUTEX_DEFAULT; | 
|---|
| 58 | attr->scope = PTHREAD_PROCESS_PRIVATE; | 
|---|
| 59 | attr->cntr  = 0; | 
|---|
| 60 | return 0; | 
|---|
| 61 | } | 
|---|
| 62 |  | 
|---|
| 63 | int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr, int pshared) | 
|---|
| 64 | { | 
|---|
| 65 | if((attr == NULL) || ((pshared != PTHREAD_PROCESS_SHARED) && (pshared != PTHREAD_PROCESS_PRIVATE))) | 
|---|
| 66 | return EINVAL; | 
|---|
| 67 |  | 
|---|
| 68 | attr->scope = attr->scope; | 
|---|
| 69 | return 0; | 
|---|
| 70 | } | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 | int pthread_mutexattr_getpshared(pthread_mutexattr_t *attr, int *pshared) | 
|---|
| 73 | { | 
|---|
| 74 | if(attr == NULL) | 
|---|
| 75 | return EINVAL; | 
|---|
| 76 |  | 
|---|
| 77 | *pshared = (int)attr->scope; | 
|---|
| 78 | return 0; | 
|---|
| 79 | } | 
|---|
| 80 |  | 
|---|
| 81 | int pthread_mutexattr_gettype(pthread_mutexattr_t *attr, int *type) | 
|---|
| 82 | { | 
|---|
| 83 | if(attr == NULL) | 
|---|
| 84 | return EINVAL; | 
|---|
| 85 |  | 
|---|
| 86 | *type = (int)attr->type; | 
|---|
| 87 | return 0; | 
|---|
| 88 | } | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 | int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int type) | 
|---|
| 91 | { | 
|---|
| 92 | if(attr == NULL) | 
|---|
| 93 | return EINVAL; | 
|---|
| 94 |  | 
|---|
| 95 | if(type == PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE) | 
|---|
| 96 | attr->type = (uint8_t)type; | 
|---|
| 97 | else | 
|---|
| 98 | attr->type = PTHREAD_MUTEX_DEFAULT; | 
|---|
| 99 |  | 
|---|
| 100 | return 0; | 
|---|
| 101 | } | 
|---|
| 102 |  | 
|---|
| 103 | int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr) | 
|---|
| 104 | { | 
|---|
| 105 | return 0; | 
|---|
| 106 | } | 
|---|
| 107 |  | 
|---|
| 108 | int pthread_mutex_init (pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t * attr) | 
|---|
| 109 | { | 
|---|
| 110 | int err; | 
|---|
| 111 | pthread_mutexattr_t _attr; | 
|---|
| 112 |  | 
|---|
| 113 | if(mutex == NULL) | 
|---|
| 114 | return EINVAL; | 
|---|
| 115 |  | 
|---|
| 116 | if(attr == NULL) | 
|---|
| 117 | { | 
|---|
| 118 | pthread_mutexattr_init(&_attr); | 
|---|
| 119 | attr = &_attr; | 
|---|
| 120 | } | 
|---|
| 121 |  | 
|---|
| 122 | err = pthread_spin_init(&mutex->lock, 0); | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 | if(err) return err; | 
|---|
| 125 |  | 
|---|
| 126 | mutex->value      = __PTHREAD_OBJECT_FREE; | 
|---|
| 127 | mutex->waiting    = 0; | 
|---|
| 128 | mutex->attr.type  = attr->type; | 
|---|
| 129 | mutex->attr.scope = attr->scope; | 
|---|
| 130 | mutex->attr.cntr  = attr->cntr; | 
|---|
| 131 |  | 
|---|
| 132 | if(mutex->attr.scope == PTHREAD_PROCESS_SHARED) | 
|---|
| 133 | return sem_init(&mutex->sem, PTHREAD_PROCESS_SHARED, 1); | 
|---|
| 134 |  | 
|---|
| 135 | return 0; | 
|---|
| 136 | } | 
|---|
| 137 |  | 
|---|
| 138 | int pthread_mutex_lock (pthread_mutex_t *mutex) | 
|---|
| 139 | { | 
|---|
| 140 | volatile uint_t cntr; | 
|---|
| 141 | register __pthread_tls_t *tls; | 
|---|
| 142 | register uint_t this; | 
|---|
| 143 | register const uint_t limit1 = 100000; | 
|---|
| 144 | register const uint_t limit2 = 2 * limit1; | 
|---|
| 145 | int err; | 
|---|
| 146 |  | 
|---|
| 147 | if(mutex == NULL) | 
|---|
| 148 | return EINVAL; | 
|---|
| 149 |  | 
|---|
| 150 | cntr = 0; | 
|---|
| 151 | this = (uint_t)pthread_self(); | 
|---|
| 152 | int pid = getpid(); | 
|---|
| 153 |  | 
|---|
| 154 | if(mutex->value == __PTHREAD_OBJECT_DESTROYED) | 
|---|
| 155 | return EINVAL; | 
|---|
| 156 |  | 
|---|
| 157 | if((mutex->attr.type == PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE) && (mutex->value == this)) | 
|---|
| 158 | { | 
|---|
| 159 | mutex->attr.cntr += 1; | 
|---|
| 160 | return 0; | 
|---|
| 161 | } | 
|---|
| 162 |  | 
|---|
| 163 | if(mutex->value == this) | 
|---|
| 164 | return EDEADLK; | 
|---|
| 165 |  | 
|---|
| 166 | if(mutex->attr.scope == PTHREAD_PROCESS_SHARED) | 
|---|
| 167 | return sem_wait(&mutex->sem); | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 | for(cntr = 0; ((cntr < limit2) && (mutex->value != __PTHREAD_OBJECT_FREE)); cntr++) | 
|---|
| 170 | { | 
|---|
| 171 | if((cntr > limit1) && (mutex->value != __PTHREAD_OBJECT_FREE))// && (mutex->waiting > 4)) | 
|---|
| 172 | break; | 
|---|
| 173 | } | 
|---|
| 174 |  | 
|---|
| 175 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 176 | err = pthread_spin_lock(&mutex->lock); | 
|---|
| 177 | if(err) return err; | 
|---|
| 178 | #else | 
|---|
| 179 | cpu_spinlock_lock(&mutex->lock); | 
|---|
| 180 | #endif | 
|---|
| 181 |  | 
|---|
| 182 | if(mutex->value == __PTHREAD_OBJECT_FREE) | 
|---|
| 183 | { | 
|---|
| 184 | mutex->value = this; | 
|---|
| 185 |  | 
|---|
| 186 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 187 | (void)pthread_spin_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 188 | #else | 
|---|
| 189 | cpu_spinlock_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 190 | #endif | 
|---|
| 191 | return 0; | 
|---|
| 192 | } | 
|---|
| 193 |  | 
|---|
| 194 | if(mutex->waiting == 0) | 
|---|
| 195 | list_root_init(&mutex->queue); | 
|---|
| 196 |  | 
|---|
| 197 | mutex->waiting += 1; | 
|---|
| 198 | tls = cpu_get_tls(); | 
|---|
| 199 |  | 
|---|
| 200 | struct __shared_s *shared = (struct __shared_s*)__pthread_tls_get(tls,__PT_TLS_SHARED); | 
|---|
| 201 |  | 
|---|
| 202 | list_add_last(&mutex->queue, &shared->list); | 
|---|
| 203 |  | 
|---|
| 204 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 205 | (void)pthread_spin_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 206 | #else | 
|---|
| 207 | cpu_spinlock_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 208 | #endif | 
|---|
| 209 | /* TODO: compute syscall return value (signals treatment) */ | 
|---|
| 210 | (void)cpu_syscall(NULL, NULL, NULL, NULL, SYS_SLEEP); | 
|---|
| 211 |  | 
|---|
| 212 | cpu_wbflush(); | 
|---|
| 213 |  | 
|---|
| 214 | return 0; | 
|---|
| 215 | } | 
|---|
| 216 |  | 
|---|
| 217 | int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t *mutex) | 
|---|
| 218 | { | 
|---|
| 219 | int err; | 
|---|
| 220 | struct __shared_s *next; | 
|---|
| 221 | uint_t this; | 
|---|
| 222 |  | 
|---|
| 223 | int pid = getpid(); | 
|---|
| 224 |  | 
|---|
| 225 | if(mutex == NULL) | 
|---|
| 226 | return EINVAL; | 
|---|
| 227 |  | 
|---|
| 228 | this = (uint_t)pthread_self(); | 
|---|
| 229 |  | 
|---|
| 230 | if((mutex->attr.type == PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE) && | 
|---|
| 231 | (mutex->value == this)                        && | 
|---|
| 232 | (mutex->attr.cntr > 0)) | 
|---|
| 233 | { | 
|---|
| 234 | mutex->attr.cntr -= 1; | 
|---|
| 235 | return 0; | 
|---|
| 236 | } | 
|---|
| 237 |  | 
|---|
| 238 | if(mutex->attr.scope == PTHREAD_PROCESS_SHARED) | 
|---|
| 239 | { | 
|---|
| 240 | if(mutex->value != this) | 
|---|
| 241 | err = EPERM; | 
|---|
| 242 | else | 
|---|
| 243 | err = sem_post(&mutex->sem); | 
|---|
| 244 |  | 
|---|
| 245 | return err; | 
|---|
| 246 | } | 
|---|
| 247 |  | 
|---|
| 248 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 249 | err = pthread_spin_lock(&mutex->lock); | 
|---|
| 250 | if(err) return err; | 
|---|
| 251 | #else | 
|---|
| 252 | cpu_spinlock_lock(&mutex->lock); | 
|---|
| 253 | #endif | 
|---|
| 254 |  | 
|---|
| 255 | if(mutex->value != this) | 
|---|
| 256 | { | 
|---|
| 257 | (void)pthread_spin_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 258 | return EPERM; | 
|---|
| 259 | } | 
|---|
| 260 |  | 
|---|
| 261 | if(mutex->waiting == 0) | 
|---|
| 262 | { | 
|---|
| 263 | mutex->value = __PTHREAD_OBJECT_FREE; | 
|---|
| 264 |  | 
|---|
| 265 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 266 | (void)pthread_spin_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 267 | #else | 
|---|
| 268 | cpu_spinlock_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 269 | #endif | 
|---|
| 270 | return 0; | 
|---|
| 271 | } | 
|---|
| 272 |  | 
|---|
| 273 | #if 0 | 
|---|
| 274 | if(!(list_empty(&mutex->queue))) | 
|---|
| 275 | #endif | 
|---|
| 276 | { | 
|---|
| 277 | next = list_first(&mutex->queue, struct __shared_s, list); | 
|---|
| 278 | list_unlink(&next->list); | 
|---|
| 279 |  | 
|---|
| 280 | mutex->waiting --; | 
|---|
| 281 | mutex->value = next->tid; | 
|---|
| 282 | cpu_wbflush(); | 
|---|
| 283 |  | 
|---|
| 284 | (void)cpu_syscall((void*)next->tid, NULL, NULL, NULL, SYS_WAKEUP); | 
|---|
| 285 | } | 
|---|
| 286 |  | 
|---|
| 287 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 288 | (void)pthread_spin_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 289 | #else | 
|---|
| 290 | cpu_spinlock_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 291 | #endif | 
|---|
| 292 | return 0; | 
|---|
| 293 | } | 
|---|
| 294 |  | 
|---|
| 295 |  | 
|---|
| 296 | int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t *mutex) | 
|---|
| 297 | { | 
|---|
| 298 | int err; | 
|---|
| 299 | uint_t this; | 
|---|
| 300 |  | 
|---|
| 301 | if(mutex == NULL) | 
|---|
| 302 | return EINVAL; | 
|---|
| 303 |  | 
|---|
| 304 | this = (uint_t)pthread_self(); | 
|---|
| 305 |  | 
|---|
| 306 | if((mutex->attr.type == PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE) && (mutex->value == this)) | 
|---|
| 307 | { | 
|---|
| 308 | mutex->attr.cntr += 1; | 
|---|
| 309 | return 0; | 
|---|
| 310 | } | 
|---|
| 311 |  | 
|---|
| 312 | if(mutex->value == this) | 
|---|
| 313 | return EDEADLK; | 
|---|
| 314 |  | 
|---|
| 315 | if(mutex->attr.scope == PTHREAD_PROCESS_SHARED) | 
|---|
| 316 | return sem_trywait(&mutex->sem); | 
|---|
| 317 |  | 
|---|
| 318 | if(mutex->value != __PTHREAD_OBJECT_FREE) | 
|---|
| 319 | return EBUSY; | 
|---|
| 320 |  | 
|---|
| 321 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 322 | err = pthread_spin_lock(&mutex->lock); | 
|---|
| 323 | if(err) return err; | 
|---|
| 324 | #else | 
|---|
| 325 | cpu_spinlock_lock(&mutex->lock); | 
|---|
| 326 | #endif | 
|---|
| 327 |  | 
|---|
| 328 | if(mutex->value != __PTHREAD_OBJECT_FREE) | 
|---|
| 329 | err = EBUSY; | 
|---|
| 330 | else | 
|---|
| 331 | mutex->value = this; | 
|---|
| 332 |  | 
|---|
| 333 | #if USE_PTSPINLOCK | 
|---|
| 334 | (void)pthread_spin_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 335 | #else | 
|---|
| 336 | cpu_spinlock_unlock(&mutex->lock); | 
|---|
| 337 | #endif | 
|---|
| 338 |  | 
|---|
| 339 | return err; | 
|---|
| 340 | } | 
|---|
| 341 |  | 
|---|
| 342 |  | 
|---|
| 343 | int pthread_mutex_destroy (pthread_mutex_t *mutex) | 
|---|
| 344 | { | 
|---|
| 345 | int err; | 
|---|
| 346 |  | 
|---|
| 347 | if(mutex == NULL) | 
|---|
| 348 | return EINVAL; | 
|---|
| 349 |  | 
|---|
| 350 | if(mutex->attr.scope == PTHREAD_PROCESS_SHARED) | 
|---|
| 351 | return sem_destroy(&mutex->sem); | 
|---|
| 352 |  | 
|---|
| 353 | print_mutex(mutex); | 
|---|
| 354 |  | 
|---|
| 355 | if((mutex->waiting != 0) || (mutex->value != __PTHREAD_OBJECT_FREE)) | 
|---|
| 356 | return EBUSY; | 
|---|
| 357 |  | 
|---|
| 358 | err = pthread_spin_destroy(&mutex->lock); | 
|---|
| 359 |  | 
|---|
| 360 | if(err) return err; | 
|---|
| 361 |  | 
|---|
| 362 | mutex->value   = __PTHREAD_OBJECT_DESTROYED; | 
|---|
| 363 | mutex->waiting = __PTHREAD_OBJECT_BUSY; | 
|---|
| 364 | return 0; | 
|---|
| 365 | } | 
|---|
| 366 |  | 
|---|