Thread.xs

   1 #include "EXTERN.h"
   2 #include "perl.h"
   3 #include "XSUB.h"
   4
   5 /* Magic signature for Thread's mg_private is "Th" */
   6 #define Thread_MAGIC_SIGNATURE 0x5468
   7
   8 static U32 threadnum = 0;
   9 static int sig_pipe[2];
  10
  11 static void
  12 remove_thread(t)
  13 Thread t;
  14 {
  15     DEBUG_L(WITH_THR(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
  16                                    "%p: remove_thread %p\n", thr, t)));
  17     MUTEX_LOCK(&threads_mutex);
  18     nthreads--;
  19     t->prev->next = t->next;
  20     t->next->prev = t->prev;
  21     COND_BROADCAST(&nthreads_cond);
  22     MUTEX_UNLOCK(&threads_mutex);
  23 }
  24
  25 static void *
  26 threadstart(arg)
  27 void *arg;
  28 {
  29 #ifdef FAKE_THREADS
  30     Thread savethread = thr;
  31     LOGOP myop;
  32     dSP;
  33     I32 oldscope = scopestack_ix;
  34     I32 retval;
  35     AV *returnav;
  36     int i;
  37
  38     DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "new thread %p starting at %s\n",
  39                           thr, SvPEEK(TOPs)));
  40     thr = (Thread) arg;
  41     savemark = TOPMARK;
  42     thr->prev = thr->prev_run = savethread;
  43     thr->next = savethread->next;
  44     thr->next_run = savethread->next_run;
  45     savethread->next = savethread->next_run = thr;
  46     thr->wait_queue = 0;
  47     thr->private = 0;
  48
  49     /* Now duplicate most of perl_call_sv but with a few twists */
  50     op = (OP*)&myop;
  51     Zero(op, 1, LOGOP);
  52     myop.op_flags = OPf_STACKED;
  53     myop.op_next = Nullop;
  54     myop.op_flags |= OPf_KNOW;
  55     myop.op_flags |= OPf_WANT_LIST;
  56     op = pp_entersub(ARGS);
  57     DEBUG_L(if (!op)
  58             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "thread starts at Nullop\n"));
  59     /*
  60      * When this thread is next scheduled, we start in the right
  61      * place. When the thread runs off the end of the sub, perl.c
  62      * handles things, using savemark to figure out how much of the
  63      * stack is the return value for any join.
  64      */
  65     thr = savethread;           /* back to the old thread */
  66     return 0;
  67 #else
  68     Thread thr = (Thread) arg;
  69     LOGOP myop;
  70     dSP;
  71     I32 oldmark = TOPMARK;
  72     I32 oldscope = scopestack_ix;
  73     I32 retval;
  74     AV *returnav;
  75     int i, ret;
  76     dJMPENV;
  77
  78     /* Don't call *anything* requiring dTHR until after pthread_setspecific */
  79     /*
  80      * Wait until our creator releases us. If we didn't do this, then
  81      * it would be potentially possible for out thread to carry on and
  82      * do stuff before our creator fills in our "self" field. For example,
  83      * if we went and created another thread which tried to pthread_join
  84      * with us, then we'd be in a mess.
  85      */
  86     MUTEX_LOCK(&thr->mutex);
  87     MUTEX_UNLOCK(&thr->mutex);
  88
  89     /*
  90      * It's safe to wait until now to set the thread-specific pointer
  91      * from our pthread_t structure to our struct thread, since we're
  92      * the only thread who can get at it anyway.
  93      */
  94     if (pthread_setspecific(thr_key, (void *) thr))
  95         croak("panic: pthread_setspecific");
  96
  97     /* Only now can we use SvPEEK (which calls sv_newmortal which does dTHR) */
  98     DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "new thread %p starting at %s\n",
  99                           thr, SvPEEK(TOPs)));
 100
 101     JMPENV_PUSH(ret);
 102     switch (ret) {
 103     case 3:
 104         PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "panic: threadstart\n");
 105         /* fall through */
 106     case 1:
 107         STATUS_ALL_FAILURE;
 108         /* fall through */
 109     case 2:
 110         /* my_exit() was called */
 111         while (scopestack_ix > oldscope)
 112             LEAVE;
 113         JMPENV_POP;
 114         av_store(returnav, 0, newSViv(statusvalue));
 115         goto finishoff;
 116     }
 117
 118     /* Now duplicate most of perl_call_sv but with a few twists */
 119     op = (OP*)&myop;
 120     Zero(op, 1, LOGOP);
 121     myop.op_flags = OPf_STACKED;
 122     myop.op_next = Nullop;
 123     myop.op_flags |= OPf_KNOW;
 124     myop.op_flags |= OPf_WANT_LIST;
 125     op = pp_entersub(ARGS);
 126     if (op)
 127         runops();
 128     SPAGAIN;
 129     retval = sp - (stack_base + oldmark);
 130     sp = stack_base + oldmark + 1;
 131     DEBUG_L(for (i = 1; i <= retval; i++)
 132                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 133                               "%p returnav[%d] = %s\n",
 134                               thr, i, SvPEEK(sp[i - 1]));)
 135     returnav = newAV();
 136     av_store(returnav, 0, newSVpv("", 0));
 137     for (i = 1; i <= retval; i++, sp++)
 138         sv_setsv(*av_fetch(returnav, i, TRUE), SvREFCNT_inc(*sp));
 139
 140   finishoff:
 141 #if 0
 142     /* removed for debug */
 143     SvREFCNT_dec(curstack);
 144 #endif
 145     SvREFCNT_dec(cvcache);
 146     Safefree(markstack);
 147     Safefree(scopestack);
 148     Safefree(savestack);
 149     Safefree(retstack);
 150     Safefree(cxstack);
 151     Safefree(tmps_stack);
 152
 153     MUTEX_LOCK(&thr->mutex);
 154     DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 155                           "%p: threadstart finishing: state is %u\n",
 156                           thr, ThrSTATE(thr)));
 157     switch (ThrSTATE(thr)) {
 158     case THRf_R_JOINABLE:
 159         ThrSETSTATE(thr, THRf_ZOMBIE);
 160         MUTEX_UNLOCK(&thr->mutex);
 161         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 162                               "%p: R_JOINABLE thread finished\n", thr));
 163         break;
 164     case THRf_R_JOINED:
 165         ThrSETSTATE(thr, THRf_DEAD);
 166         MUTEX_UNLOCK(&thr->mutex);
 167         remove_thread(thr);
 168         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 169                               "%p: R_JOINED thread finished\n", thr));
 170         break;
 171     case THRf_R_DETACHED:
 172         ThrSETSTATE(thr, THRf_DEAD);
 173         MUTEX_UNLOCK(&thr->mutex);
 174         SvREFCNT_dec(returnav);
 175         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 176                               "%p: DETACHED thread finished\n", thr));
 177         remove_thread(thr);     /* This might trigger main thread to finish */
 178         break;
 179     default:
 180         MUTEX_UNLOCK(&thr->mutex);
 181         croak("panic: illegal state %u at end of threadstart", ThrSTATE(thr));
 182         /* NOTREACHED */
 183     }
 184     MUTEX_DESTROY(&thr->mutex);
 185     return (void *) returnav;   /* Available for anyone to join with us */
 186                                 /* unless we are detached in which case */
 187                                 /* noone will see the value anyway. */
 188 #endif
 189 }
 190
 191 static SV *
 192 newthread(startsv, initargs, class)
 193 SV *startsv;
 194 AV *initargs;
 195 char *class;
 196 {
 197     dTHR;
 198     dSP;
 199     Thread savethread;
 200     int i;
 201     SV *sv;
 202     sigset_t fullmask, oldmask;
 203
 204     savethread = thr;
 205     sv = newSVpv("", 0);
 206     SvGROW(sv, sizeof(struct thread) + 1);
 207     SvCUR_set(sv, sizeof(struct thread));
 208     thr = (Thread) SvPVX(sv);
 209     DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "%p: newthread(%s) = %p)\n",
 210                           savethread, SvPEEK(startsv), thr));
 211     oursv = sv;
 212     /* If we don't zero these foostack pointers, init_stacks won't init them */
 213     markstack = 0;
 214     scopestack = 0;
 215     savestack = 0;
 216     retstack = 0;
 217     init_stacks(ARGS);
 218     curcop = savethread->Tcurcop;       /* XXX As good a guess as any? */
 219     SPAGAIN;
 220     defstash = savethread->Tdefstash;   /* XXX maybe these should */
 221     curstash = savethread->Tcurstash;   /* always be set to main? */
 222     /* top_env? */
 223     /* runlevel */
 224     cvcache = newHV();
 225     thr->flags = THRf_R_JOINABLE;
 226     MUTEX_INIT(&thr->mutex);
 227     thr->tid = ++threadnum;
 228     /* Insert new thread into the circular linked list and bump nthreads */
 229     MUTEX_LOCK(&threads_mutex);
 230     thr->next = savethread->next;
 231     thr->prev = savethread;
 232     savethread->next = thr;
 233     thr->next->prev = thr;
 234     nthreads++;
 235     MUTEX_UNLOCK(&threads_mutex);
 236
 237     DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 238                           "%p: newthread, tid is %u, preparing stack\n",
 239                           savethread, thr->tid));
 240     /* The following pushes the arg list and startsv onto the *new* stack */
 241     PUSHMARK(sp);
 242     /* Could easily speed up the following greatly */
 243     for (i = 0; i <= AvFILL(initargs); i++)
 244         XPUSHs(SvREFCNT_inc(*av_fetch(initargs, i, FALSE)));
 245     XPUSHs(SvREFCNT_inc(startsv));
 246     PUTBACK;
 247
 248 #ifdef FAKE_THREADS
 249     threadstart(thr);
 250 #else
 251     /* On your marks... */
 252     MUTEX_LOCK(&thr->mutex);
 253     /* Get set...
 254      * Increment the global thread count.
 255      */
 256     sigfillset(&fullmask);
 257     if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &fullmask, &oldmask) == -1)
 258         croak("panic: sigprocmask");
 259     if (pthread_create(&self, NULL, threadstart, (void*) thr))
 260         return NULL;    /* XXX should clean up first */
 261     /* Go */
 262     MUTEX_UNLOCK(&thr->mutex);
 263     if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, 0))
 264         croak("panic: sigprocmask");
 265 #endif
 266     sv = newSViv(thr->tid);
 267     sv_magic(sv, oursv, '~', 0, 0);
 268     SvMAGIC(sv)->mg_private = Thread_MAGIC_SIGNATURE;
 269     return sv_bless(newRV_noinc(sv), gv_stashpv(class, TRUE));
 270 }
 271
 272 static Signal_t
 273 handle_thread_signal(sig)
 274 int sig;
 275 {
 276     char c = (char) sig;
 277     write(sig_pipe[0], &c, 1);
 278 }
 279
 280 MODULE = Thread         PACKAGE = Thread
 281
 282 void
 283 new(class, startsv, ...)
 284         char *          class
 285         SV *            startsv
 286         AV *            av = av_make(items - 2, &ST(2));
 287     PPCODE:
 288         XPUSHs(sv_2mortal(newthread(startsv, av, class)));
 289
 290 void
 291 join(t)
 292         Thread  t
 293         AV *    av = NO_INIT
 294         int     i = NO_INIT
 295     PPCODE:
 296         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "%p: joining %p (state %u)\n",
 297                               thr, t, ThrSTATE(t)););
 298         MUTEX_LOCK(&t->mutex);
 299         switch (ThrSTATE(t)) {
 300         case THRf_R_JOINABLE:
 301         case THRf_R_JOINED:
 302             ThrSETSTATE(t, THRf_R_JOINED);
 303             MUTEX_UNLOCK(&t->mutex);
 304             break;
 305         case THRf_ZOMBIE:
 306             ThrSETSTATE(t, THRf_DEAD);
 307             MUTEX_UNLOCK(&t->mutex);
 308             remove_thread(t);
 309             break;
 310         default:
 311             MUTEX_UNLOCK(&t->mutex);
 312             croak("can't join with thread");
 313             /* NOTREACHED */
 314         }
 315         if (pthread_join(t->Tself, (void **) &av))
 316             croak("pthread_join failed");
 317
 318         /* Could easily speed up the following if necessary */
 319         for (i = 0; i <= AvFILL(av); i++)
 320             XPUSHs(sv_2mortal(*av_fetch(av, i, FALSE)));
 321
 322 void
 323 detach(t)
 324         Thread  t
 325     CODE:
 326         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "%p: detaching %p (state %u)\n",
 327                               thr, t, ThrSTATE(t)););
 328         MUTEX_LOCK(&t->mutex);
 329         switch (ThrSTATE(t)) {
 330         case THRf_R_JOINABLE:
 331             ThrSETSTATE(t, THRf_R_DETACHED);
 332             /* fall through */
 333         case THRf_R_DETACHED:
 334             DETACH(t);
 335             MUTEX_UNLOCK(&t->mutex);
 336             break;
 337         case THRf_ZOMBIE:
 338             ThrSETSTATE(t, THRf_DEAD);
 339             DETACH(t);
 340             MUTEX_UNLOCK(&t->mutex);
 341             remove_thread(t);
 342             break;
 343         default:
 344             MUTEX_UNLOCK(&t->mutex);
 345             croak("can't detach thread");
 346             /* NOTREACHED */
 347         }
 348
 349 void
 350 equal(t1, t2)
 351         Thread  t1
 352         Thread  t2
 353     PPCODE:
 354         PUSHs((t1 == t2) ? &sv_yes : &sv_no);
 355
 356 void
 357 flags(t)
 358         Thread  t
 359     PPCODE:
 360         PUSHs(sv_2mortal(newSViv(t->flags)));
 361
 362 void
 363 self(class)
 364         char *  class
 365     PREINIT:
 366         SV *sv;
 367     PPCODE:
 368         sv = newSViv(thr->tid);
 369         sv_magic(sv, oursv, '~', 0, 0);
 370         SvMAGIC(sv)->mg_private = Thread_MAGIC_SIGNATURE;
 371         PUSHs(sv_2mortal(sv_bless(newRV_noinc(sv), gv_stashpv(class, TRUE))));
 372
 373 U32
 374 tid(t)
 375         Thread  t
 376     CODE:
 377         MUTEX_LOCK(&t->mutex);
 378         RETVAL = t->tid;
 379         MUTEX_UNLOCK(&t->mutex);
 380     OUTPUT:
 381         RETVAL
 382
 383 void
 384 DESTROY(t)
 385         SV *    t
 386     PPCODE:
 387         PUSHs(&sv_yes);
 388
 389 void
 390 yield()
 391     CODE:
 392 #ifdef OLD_PTHREADS_API
 393         pthread_yield();
 394 #else
 395 #ifndef NO_SCHED_YIELD
 396         sched_yield();
 397 #endif /* NO_SCHED_YIELD */
 398 #endif /* OLD_PTHREADS_API */
 399
 400 void
 401 cond_wait(sv)
 402         SV *    sv
 403         MAGIC * mg = NO_INIT
 404 CODE:
 405         if (SvROK(sv))
 406             sv = SvRV(sv);
 407
 408         mg = condpair_magic(sv);
 409         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "%p: cond_wait %p\n", thr, sv));
 410         MUTEX_LOCK(MgMUTEXP(mg));
 411         if (MgOWNER(mg) != thr) {
 412             MUTEX_UNLOCK(MgMUTEXP(mg));
 413             croak("cond_wait for lock that we don't own\n");
 414         }
 415         MgOWNER(mg) = 0;
 416         COND_WAIT(MgCONDP(mg), MgMUTEXP(mg));
 417         while (MgOWNER(mg))
 418             COND_WAIT(MgOWNERCONDP(mg), MgMUTEXP(mg));
 419         MgOWNER(mg) = thr;
 420         MUTEX_UNLOCK(MgMUTEXP(mg));
 421
 422 void
 423 cond_signal(sv)
 424         SV *    sv
 425         MAGIC * mg = NO_INIT
 426 CODE:
 427         if (SvROK(sv))
 428             sv = SvRV(sv);
 429
 430         mg = condpair_magic(sv);
 431         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "%p: cond_signal %p\n",thr,sv));
 432         MUTEX_LOCK(MgMUTEXP(mg));
 433         if (MgOWNER(mg) != thr) {
 434             MUTEX_UNLOCK(MgMUTEXP(mg));
 435             croak("cond_signal for lock that we don't own\n");
 436         }
 437         COND_SIGNAL(MgCONDP(mg));
 438         MUTEX_UNLOCK(MgMUTEXP(mg));
 439
 440 void
 441 cond_broadcast(sv)
 442         SV *    sv
 443         MAGIC * mg = NO_INIT
 444 CODE:
 445         if (SvROK(sv))
 446             sv = SvRV(sv);
 447
 448         mg = condpair_magic(sv);
 449         DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "%p: cond_broadcast %p\n",
 450                               thr, sv));
 451         MUTEX_LOCK(MgMUTEXP(mg));
 452         if (MgOWNER(mg) != thr) {
 453             MUTEX_UNLOCK(MgMUTEXP(mg));
 454             croak("cond_broadcast for lock that we don't own\n");
 455         }
 456         COND_BROADCAST(MgCONDP(mg));
 457         MUTEX_UNLOCK(MgMUTEXP(mg));
 458
 459 void
 460 list(class)
 461         char *  class
 462     PREINIT:
 463         Thread  t;
 464         AV *    av;
 465         SV **   svp;
 466         int     n = 0;
 467     PPCODE:
 468         av = newAV();
 469         /*
 470          * Iterate until we have enough dynamic storage for all threads.
 471          * We mustn't do any allocation while holding threads_mutex though.
 472          */
 473         MUTEX_LOCK(&threads_mutex);
 474         do {
 475             n = nthreads;
 476             MUTEX_UNLOCK(&threads_mutex);
 477             DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "list: n = %d\n", n));
 478             if (AvFILL(av) < n - 1) {
 479                 int i = AvFILL(av);
 480                 for (i = AvFILL(av); i < n - 1; i++) {
 481                     SV *sv = newSViv(0);        /* fill in tid later */
 482                     sv_magic(sv, 0, '~', 0, 0); /* fill in other magic later */
 483                     av_push(av, sv_bless(newRV_noinc(sv),
 484                                          gv_stashpv(class, TRUE)));
 485
 486                 }
 487             }
 488             MUTEX_LOCK(&threads_mutex);
 489         } while (n < nthreads);
 490         n = nthreads;   /* Get the final correct value */
 491
 492         /*
 493          * At this point, there's enough room to fill in av.
 494          * Note that we are holding threads_mutex so the list
 495          * won't change out from under us but all the remaining
 496          * processing is "fast" (no blocking, malloc etc.)
 497          */
 498         t = thr;
 499         svp = AvARRAY(av);
 500         do {
 501             SV *sv = SvRV(*svp++);
 502             DEBUG_L(PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 503                                   "list: filling in thread %p\n", t));
 504             sv_setiv(sv, t->tid);
 505             SvMAGIC(sv)->mg_obj = SvREFCNT_inc(t->Toursv);
 506             SvMAGIC(sv)->mg_flags |= MGf_REFCOUNTED;
 507             SvMAGIC(sv)->mg_private = Thread_MAGIC_SIGNATURE;
 508             t = t->next;
 509         } while (t != thr);
 510         /*  */
 511         MUTEX_UNLOCK(&threads_mutex);
 512         /* Truncate any unneeded slots in av */
 513         av_fill(av, n - 1);
 514         /* Finally, push all the new objects onto the stack and drop av */
 515         EXTEND(sp, n);
 516         for (svp = AvARRAY(av); n > 0; n--, svp++)
 517             PUSHs(*svp);
 518         (void)sv_2mortal((SV*)av);
 519
 520
 521 MODULE = Thread         PACKAGE = Thread::Signal
 522
 523 void
 524 kill_sighandler_thread()
 525     PPCODE:
 526         write(sig_pipe[0], "\0", 1);
 527         PUSHs(&sv_yes);
 528
 529 void
 530 init_thread_signals()
 531     PPCODE:
 532         sighandlerp = handle_thread_signal;
 533         if (pipe(sig_pipe) == -1)
 534             XSRETURN_UNDEF;
 535         PUSHs(&sv_yes);
 536
 537 SV *
 538 await_signal()
 539     PREINIT:
 540         char c;
 541         ssize_t ret;
 542     CODE:
 543         do {
 544             ret = read(sig_pipe[1], &c, 1);
 545         } while (ret == -1 && errno == EINTR);
 546         if (ret == -1)
 547             croak("panic: await_signal");
 548         if (ret == 0)
 549             XSRETURN_UNDEF;
 550         RETVAL = c ? psig_ptr[c] : &sv_no;
 551     OUTPUT:
 552         RETVAL