git.pond.sub.org Git - empserver/blob - src/lib/empthread/pthread.c

   1 /*
   2  *  Empire - A multi-player, client/server Internet based war game.
   3  *  Copyright (C) 1986-2008, Dave Pare, Jeff Bailey, Thomas Ruschak,
   4  *                           Ken Stevens, Steve McClure
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *  (at your option) any later version.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  *  ---
  21  *
  22  *  See files README, COPYING and CREDITS in the root of the source
  23  *  tree for related information and legal notices.  It is expected
  24  *  that future projects/authors will amend these files as needed.
  25  *
  26  *  ---
  27  *
  28  *  pthread.c: Interface from Empire threads to POSIX threads
  29  *
  30  *  Known contributors to this file:
  31  *     Sasha Mikheev
  32  *     Steve McClure, 1998
  33  *     Markus Armbruster, 2005-2007
  34  *     Ron Koenderink, 2007
  35  */
  36
  37 /* Required for PTHREAD_STACK_MIN on some systems, e.g. Solaris: */
  38 #define _XOPEN_SOURCE 500
  39
  40 #include <config.h>
  41
  42 #include <errno.h>
  43 #include <limits.h>
  44 #include <pthread.h>
  45 #include <signal.h>
  46 #include <stdarg.h>
  47 #include <stdio.h>
  48 #include <stdlib.h>
  49 #include <string.h>
  50 #include <sys/types.h>
  51 #include <sys/time.h>
  52 #include <unistd.h>
  53
  54 #include "misc.h"
  55 #include "empthread.h"
  56 #include "prototypes.h"
  57
  58 #define EMPTH_KILLED  1
  59 #define EMPTH_INTR 2
  60
  61 struct empth_t {
  62     char *name;                 /* thread name */
  63     void *ud;                   /* user data */
  64     int state;                  /* my state */
  65     void (*ep)(void *);         /* entry point */
  66     pthread_t id;               /* thread id */
  67 };
  68
  69 struct empth_rwlock_t {
  70     char *name;
  71     pthread_rwlock_t lock;
  72 };
  73
  74 /* Thread-specific data key */
  75 static pthread_key_t ctx_key;
  76
  77 /* Flags that were passed to empth_init() */
  78 static int empth_flags;
  79
  80 /* Pointer to thread context variable */
  81 static void **udata;
  82
  83 /*
  84  * Non-preemption mutex.
  85  * Empire code outside this file is only executed while holding this
  86  * mutex.  This makes sure Empire code is never preempted by Empire
  87  * code.
  88  */
  89 static pthread_mutex_t mtx_ctxsw;
  90
  91 static void empth_status(char *format, ...)
  92     ATTRIBUTE((format (printf, 1, 2)));
  93 static void empth_alarm(int sig);
  94
  95 static void *
  96 empth_start(void *arg)
  97 {
  98     empth_t *ctx = arg;
  99
 100     ctx->id = pthread_self();
 101     pthread_setspecific(ctx_key, ctx);
 102     pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 103     *udata = ctx->ud;
 104     ctx->ep(ctx->ud);
 105     empth_exit();
 106     return NULL;
 107 }
 108
 109 static void
 110 empth_status(char *format, ...)
 111 {
 112     va_list ap;
 113     static struct timeval startTime;
 114     struct timeval tv;
 115     char buf[1024];
 116     int sec, msec;
 117     empth_t *a;
 118
 119     va_start(ap, format);
 120     if (empth_flags & EMPTH_PRINT) {
 121         if (startTime.tv_sec == 0)
 122             gettimeofday(&startTime, 0);
 123         gettimeofday(&tv, 0);
 124         sec = tv.tv_sec - startTime.tv_sec;
 125         msec = (tv.tv_usec - startTime.tv_usec) / 1000;
 126         if (msec < 0) {
 127             sec++;
 128             msec += 1000;
 129         }
 130         vsprintf(buf, format, ap);
 131         a = empth_self();
 132         printf("%d:%02d.%03d %17s: %s\n", sec / 60, sec % 60, msec / 10,
 133                a->name, buf);
 134
 135     }
 136     va_end(ap);
 137 }
 138
 139
 140 int
 141 empth_init(void **ctx_ptr, int flags)
 142 {
 143     empth_t *ctx;
 144     sigset_t set;
 145     struct sigaction act;
 146
 147     empth_flags = flags;
 148     udata = ctx_ptr;
 149
 150     empth_init_signals();
 151     sigemptyset(&set);
 152     sigaddset(&set, SIGHUP);
 153     sigaddset(&set, SIGINT);
 154     sigaddset(&set, SIGTERM);
 155     pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);
 156     act.sa_flags = 0;
 157     sigemptyset(&act.sa_mask);
 158     act.sa_handler = empth_alarm;
 159     sigaction(SIGALRM, &act, NULL);
 160
 161     pthread_key_create(&ctx_key, NULL);
 162     pthread_mutex_init(&mtx_ctxsw, NULL);
 163
 164     ctx = malloc(sizeof(empth_t));
 165     if (!ctx) {
 166         logerror("pthread init failed: not enough memory");
 167         exit(1);
 168     }
 169     ctx->name = "Main";
 170     ctx->ep = 0;
 171     ctx->ud = 0;
 172     ctx->id = pthread_self();
 173     ctx->state = 0;
 174     pthread_setspecific(ctx_key, ctx);
 175     pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 176     logerror("pthreads initialized");
 177     return 0;
 178 }
 179
 180
 181 empth_t *
 182 empth_create(void (*entry)(void *), int size, int flags,
 183              char *name, void *ud)
 184 {
 185     pthread_t t;
 186     pthread_attr_t attr;
 187     empth_t *ctx;
 188     int eno;
 189
 190     empth_status("creating new thread %s", name);
 191
 192     ctx = malloc(sizeof(empth_t));
 193     if (!ctx) {
 194         logerror("not enough memory to create thread %s", name);
 195         return NULL;
 196     }
 197     ctx->name = strdup(name);
 198     ctx->ud = ud;
 199     ctx->state = 0;
 200     ctx->ep = entry;
 201
 202     eno = pthread_attr_init(&attr);
 203     if (eno) {
 204         logerror("can not create thread attribute %s: %s",
 205                  name, strerror(eno));
 206         goto bad;
 207     }
 208     if (size < PTHREAD_STACK_MIN)
 209         size = PTHREAD_STACK_MIN;
 210     pthread_attr_setstacksize(&attr, size);
 211     pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
 212
 213     eno = pthread_create(&t, &attr, empth_start, ctx);
 214     if (eno) {
 215         logerror("can not create thread: %s: %s", name, strerror(eno));
 216         goto bad;
 217     }
 218     empth_status("new thread id is %ld", (long)t);
 219     empth_yield();
 220     return ctx;
 221
 222   bad:
 223     pthread_attr_destroy(&attr);
 224     free(ctx);
 225     return NULL;
 226 }
 227
 228
 229 static void
 230 empth_restorectx(void)
 231 {
 232     empth_t *ctx_ptr;
 233
 234     ctx_ptr = pthread_getspecific(ctx_key);
 235     *udata = ctx_ptr->ud;
 236     if (ctx_ptr->state == EMPTH_KILLED) {
 237         empth_status("i am dead");
 238         empth_exit();
 239     }
 240     ctx_ptr->state = 0;
 241     empth_status("context restored");
 242 }
 243
 244 empth_t *
 245 empth_self(void)
 246 {
 247     return pthread_getspecific(ctx_key);
 248 }
 249
 250 char *
 251 empth_name(empth_t *thread)
 252 {
 253     return thread->name;
 254 }
 255
 256 void
 257 empth_set_name(empth_t *thread, char *name)
 258 {
 259     if (thread->name)
 260         free(thread->name);
 261     thread->name = strdup(name);
 262 }
 263
 264 void
 265 empth_exit(void)
 266 {
 267     empth_t *ctx = pthread_getspecific(ctx_key);
 268
 269     empth_status("empth_exit");
 270     pthread_mutex_unlock(&mtx_ctxsw);
 271     free(ctx->name);
 272     free(ctx);
 273     pthread_exit(0);
 274 }
 275
 276 void
 277 empth_yield(void)
 278 {
 279     pthread_mutex_unlock(&mtx_ctxsw);
 280     pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 281     empth_restorectx();
 282 }
 283
 284 void
 285 empth_terminate(empth_t *a)
 286 {
 287     empth_status("killing thread %s", a->name);
 288     a->state = EMPTH_KILLED;
 289     pthread_kill(a->id, SIGALRM);
 290 }
 291
 292 int
 293 empth_select(int fd, int flags, struct timeval *tv)
 294 {
 295     fd_set readmask;
 296     fd_set writemask;
 297     int n;
 298     int res = 0;
 299
 300     pthread_mutex_unlock(&mtx_ctxsw);
 301     empth_status("%s select on %d",
 302                  flags == EMPTH_FD_READ ? "read" : "write", fd);
 303
 304     FD_ZERO(&readmask);
 305     FD_ZERO(&writemask);
 306
 307     switch (flags) {
 308     case EMPTH_FD_READ:
 309         FD_SET(fd, &readmask);
 310         break;
 311     case EMPTH_FD_WRITE:
 312         FD_SET(fd, &writemask);
 313         break;
 314     default:
 315         CANT_REACH();
 316         errno = EINVAL;
 317         res = -1;
 318         goto done;
 319     }
 320
 321     n = select(fd + 1, &readmask, &writemask, (fd_set *) 0, tv);
 322
 323     if (n < 0) {
 324         if (errno == EINTR) /* go handle the signal */
 325             empth_status("select broken by signal");
 326          else
 327             empth_status("select failed (%s)", strerror(errno));
 328         res = -1;
 329     } else if (n == 0) {
 330         empth_status("select timed out");
 331         res = 0;
 332     } else if (flags == EMPTH_FD_READ && FD_ISSET(fd, &readmask)) {
 333         empth_status("input ready");
 334         res = 1;
 335     } else if (flags == EMPTH_FD_WRITE && FD_ISSET(fd, &writemask)) {
 336         empth_status("output ready");
 337         res = 1;
 338     }
 339
 340 done:
 341     pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 342     empth_restorectx();
 343     return res;
 344 }
 345
 346 static void
 347 empth_alarm(int sig)
 348 {
 349     /*
 350      * Nothing to do --- we handle this signal just to let
 351      * empth_wakeup() and empth_terminate() interrupt system calls.
 352      */
 353 }
 354
 355 void
 356 empth_wakeup(empth_t *a)
 357 {
 358     empth_status("waking up thread %s", a->name);
 359     if (a->state == 0)
 360         a->state = EMPTH_INTR;
 361     pthread_kill(a->id, SIGALRM);
 362 }
 363
 364 int
 365 empth_sleep(time_t until)
 366 {
 367     empth_t *ctx = pthread_getspecific(ctx_key);
 368     struct timeval tv;
 369     int res;
 370
 371     empth_status("going to sleep %ld sec", until - time(0));
 372     pthread_mutex_unlock(&mtx_ctxsw);
 373     do {
 374         tv.tv_sec = until - time(NULL);
 375         tv.tv_usec = 0;
 376         res = select(0, NULL, NULL, NULL, &tv);
 377     } while (res < 0 && ctx->state == 0);
 378     empth_status("sleep done. Waiting for lock");
 379     pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 380     empth_restorectx();
 381     return res;
 382 }
 383
 384 int
 385 empth_wait_for_signal(void)
 386 {
 387     sigset_t set;
 388     int sig, err;
 389
 390     sigemptyset(&set);
 391     sigaddset(&set, SIGHUP);
 392     sigaddset(&set, SIGINT);
 393     sigaddset(&set, SIGTERM);
 394     pthread_mutex_unlock(&mtx_ctxsw);
 395     for (;;) {
 396         empth_status("waiting for signals");
 397         err = sigwait(&set, &sig);
 398         if (CANT_HAPPEN(err)) {
 399             sleep(60);
 400             continue;
 401         }
 402         empth_status("got awaited signal %d", sig);
 403         pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 404         empth_restorectx();
 405         return sig;
 406     }
 407 }
 408
 409 empth_rwlock_t *
 410 empth_rwlock_create(char *name)
 411 {
 412     empth_rwlock_t *rwlock;
 413
 414     rwlock = malloc(sizeof(*rwlock));
 415     if (!rwlock)
 416         return NULL;
 417
 418     if (pthread_rwlock_init(&rwlock->lock, NULL) != 0) {
 419         free(rwlock);
 420         return NULL;
 421     }
 422
 423     rwlock->name = strdup(name);
 424     return rwlock;
 425 }
 426
 427 void
 428 empth_rwlock_destroy(empth_rwlock_t *rwlock)
 429 {
 430     pthread_rwlock_destroy(&rwlock->lock);
 431     free(rwlock->name);
 432     free(rwlock);
 433 }
 434
 435 void
 436 empth_rwlock_wrlock(empth_rwlock_t *rwlock)
 437 {
 438     pthread_mutex_unlock(&mtx_ctxsw);
 439     pthread_rwlock_wrlock(&rwlock->lock);
 440     pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 441     empth_restorectx();
 442 }
 443
 444 void
 445 empth_rwlock_rdlock(empth_rwlock_t *rwlock)
 446 {
 447     pthread_mutex_unlock(&mtx_ctxsw);
 448     pthread_rwlock_rdlock(&rwlock->lock);
 449     pthread_mutex_lock(&mtx_ctxsw);
 450     empth_restorectx();
 451 }
 452
 453 void
 454 empth_rwlock_unlock(empth_rwlock_t *rwlock)
 455 {
 456     pthread_rwlock_unlock(&rwlock->lock);
 457 }