sys/kern/kern_thr.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2003, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  10  *    disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include "opt_compat.h"
  31 #include "opt_posix.h"
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/lock.h>
  35 #include <sys/mutex.h>
  36 #include <sys/priv.h>
  37 #include <sys/proc.h>
  38 #include <sys/posix4.h>
  39 #include <sys/racct.h>
  40 #include <sys/resourcevar.h>
  41 #include <sys/rwlock.h>
  42 #include <sys/sched.h>
  43 #include <sys/sysctl.h>
  44 #include <sys/smp.h>
  45 #include <sys/syscallsubr.h>
  46 #include <sys/sysent.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/sysproto.h>
  49 #include <sys/signalvar.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51 #include <sys/ucontext.h>
  52 #include <sys/thr.h>
  53 #include <sys/rtprio.h>
  54 #include <sys/umtx.h>
  55 #include <sys/limits.h>
  56
  57 #include <machine/frame.h>
  58
  59 #include <security/audit/audit.h>
  60
  61 static SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, threads, CTLFLAG_RW, 0,
  62     "thread allocation");
  63
  64 static int max_threads_per_proc = 1500;
  65 SYSCTL_INT(_kern_threads, OID_AUTO, max_threads_per_proc, CTLFLAG_RW,
  66     &max_threads_per_proc, 0, "Limit on threads per proc");
  67
  68 static int max_threads_hits;
  69 SYSCTL_INT(_kern_threads, OID_AUTO, max_threads_hits, CTLFLAG_RD,
  70     &max_threads_hits, 0, "kern.threads.max_threads_per_proc hit count");
  71
  72 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
  73
  74 static inline int
  75 suword_lwpid(void *addr, lwpid_t lwpid)
  76 {
  77         int error;
  78
  79         if (SV_CURPROC_FLAG(SV_LP64))
  80                 error = suword(addr, lwpid);
  81         else
  82                 error = suword32(addr, lwpid);
  83         return (error);
  84 }
  85
  86 #else
  87 #define suword_lwpid    suword
  88 #endif
  89
  90 static int create_thread(struct thread *td, mcontext_t *ctx,
  91                          void (*start_func)(void *), void *arg,
  92                          char *stack_base, size_t stack_size,
  93                          char *tls_base,
  94                          long *child_tid, long *parent_tid,
  95                          int flags, struct rtprio *rtp);
  96
  97 /*
  98  * System call interface.
  99  */
 100 int
 101 sys_thr_create(struct thread *td, struct thr_create_args *uap)
 102     /* ucontext_t *ctx, long *id, int flags */
 103 {
 104         ucontext_t ctx;
 105         int error;
 106
 107         if ((error = copyin(uap->ctx, &ctx, sizeof(ctx))))
 108                 return (error);
 109
 110         error = create_thread(td, &ctx.uc_mcontext, NULL, NULL,
 111                 NULL, 0, NULL, uap->id, NULL, uap->flags, NULL);
 112         return (error);
 113 }
 114
 115 int
 116 sys_thr_new(struct thread *td, struct thr_new_args *uap)
 117     /* struct thr_param * */
 118 {
 119         struct thr_param param;
 120         int error;
 121
 122         if (uap->param_size < 0 || uap->param_size > sizeof(param))
 123                 return (EINVAL);
 124         bzero(&param, sizeof(param));
 125         if ((error = copyin(uap->param, &param, uap->param_size)))
 126                 return (error);
 127         return (kern_thr_new(td, &param));
 128 }
 129
 130 int
 131 kern_thr_new(struct thread *td, struct thr_param *param)
 132 {
 133         struct rtprio rtp, *rtpp;
 134         int error;
 135
 136         rtpp = NULL;
 137         if (param->rtp != 0) {
 138                 error = copyin(param->rtp, &rtp, sizeof(struct rtprio));
 139                 if (error)
 140                         return (error);
 141                 rtpp = &rtp;
 142         }
 143         error = create_thread(td, NULL, param->start_func, param->arg,
 144                 param->stack_base, param->stack_size, param->tls_base,
 145                 param->child_tid, param->parent_tid, param->flags,
 146                 rtpp);
 147         return (error);
 148 }
 149
 150 static int
 151 create_thread(struct thread *td, mcontext_t *ctx,
 152             void (*start_func)(void *), void *arg,
 153             char *stack_base, size_t stack_size,
 154             char *tls_base,
 155             long *child_tid, long *parent_tid,
 156             int flags, struct rtprio *rtp)
 157 {
 158         stack_t stack;
 159         struct thread *newtd;
 160         struct proc *p;
 161         int error;
 162
 163         p = td->td_proc;
 164
 165         /* Have race condition but it is cheap. */
 166         if (p->p_numthreads >= max_threads_per_proc) {
 167                 ++max_threads_hits;
 168                 return (EPROCLIM);
 169         }
 170
 171         if (rtp != NULL) {
 172                 switch(rtp->type) {
 173                 case RTP_PRIO_REALTIME:
 174                 case RTP_PRIO_FIFO:
 175                         /* Only root can set scheduler policy */
 176                         if (priv_check(td, PRIV_SCHED_SETPOLICY) != 0)
 177                                 return (EPERM);
 178                         if (rtp->prio > RTP_PRIO_MAX)
 179                                 return (EINVAL);
 180                         break;
 181                 case RTP_PRIO_NORMAL:
 182                         rtp->prio = 0;
 183                         break;
 184                 default:
 185                         return (EINVAL);
 186                 }
 187         }
 188
 189 #ifdef RACCT
 190         PROC_LOCK(td->td_proc);
 191         error = racct_add(p, RACCT_NTHR, 1);
 192         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
 193         if (error != 0)
 194                 return (EPROCLIM);
 195 #endif
 196
 197         /* Initialize our td */
 198         newtd = thread_alloc(0);
 199         if (newtd == NULL) {
 200                 error = ENOMEM;
 201                 goto fail;
 202         }
 203
 204         cpu_set_upcall(newtd, td);
 205
 206         /*
 207          * Try the copyout as soon as we allocate the td so we don't
 208          * have to tear things down in a failure case below.
 209          * Here we copy out tid to two places, one for child and one
 210          * for parent, because pthread can create a detached thread,
 211          * if parent wants to safely access child tid, it has to provide
 212          * its storage, because child thread may exit quickly and
 213          * memory is freed before parent thread can access it.
 214          */
 215         if ((child_tid != NULL &&
 216             suword_lwpid(child_tid, newtd->td_tid)) ||
 217             (parent_tid != NULL &&
 218             suword_lwpid(parent_tid, newtd->td_tid))) {
 219                 thread_free(newtd);
 220                 error = EFAULT;
 221                 goto fail;
 222         }
 223
 224         bzero(&newtd->td_startzero,
 225             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 226         newtd->td_su = NULL;
 227         bcopy(&td->td_startcopy, &newtd->td_startcopy,
 228             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 229         newtd->td_proc = td->td_proc;
 230         newtd->td_ucred = crhold(td->td_ucred);
 231
 232         if (ctx != NULL) { /* old way to set user context */
 233                 error = set_mcontext(newtd, ctx);
 234                 if (error != 0) {
 235                         thread_free(newtd);
 236                         crfree(td->td_ucred);
 237                         goto fail;
 238                 }
 239         } else {
 240                 /* Set up our machine context. */
 241                 stack.ss_sp = stack_base;
 242                 stack.ss_size = stack_size;
 243                 /* Set upcall address to user thread entry function. */
 244                 cpu_set_upcall_kse(newtd, start_func, arg, &stack);
 245                 /* Setup user TLS address and TLS pointer register. */
 246                 error = cpu_set_user_tls(newtd, tls_base);
 247                 if (error != 0) {
 248                         thread_free(newtd);
 249                         crfree(td->td_ucred);
 250                         goto fail;
 251                 }
 252         }
 253
 254         PROC_LOCK(td->td_proc);
 255         td->td_proc->p_flag |= P_HADTHREADS;
 256         thread_link(newtd, p);
 257         bcopy(p->p_comm, newtd->td_name, sizeof(newtd->td_name));
 258         thread_lock(td);
 259         /* let the scheduler know about these things. */
 260         sched_fork_thread(td, newtd);
 261         thread_unlock(td);
 262         if (P_SHOULDSTOP(p))
 263                 newtd->td_flags |= TDF_ASTPENDING | TDF_NEEDSUSPCHK;
 264         PROC_UNLOCK(p);
 265
 266         tidhash_add(newtd);
 267
 268         thread_lock(newtd);
 269         if (rtp != NULL) {
 270                 if (!(td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE &&
 271                       rtp->type == RTP_PRIO_NORMAL)) {
 272                         rtp_to_pri(rtp, newtd);
 273                         sched_prio(newtd, newtd->td_user_pri);
 274                 } /* ignore timesharing class */
 275         }
 276         TD_SET_CAN_RUN(newtd);
 277         sched_add(newtd, SRQ_BORING);
 278         thread_unlock(newtd);
 279
 280         return (0);
 281
 282 fail:
 283 #ifdef RACCT
 284         PROC_LOCK(p);
 285         racct_sub(p, RACCT_NTHR, 1);
 286         PROC_UNLOCK(p);
 287 #endif
 288         return (error);
 289 }
 290
 291 int
 292 sys_thr_self(struct thread *td, struct thr_self_args *uap)
 293     /* long *id */
 294 {
 295         int error;
 296
 297         error = suword_lwpid(uap->id, (unsigned)td->td_tid);
 298         if (error == -1)
 299                 return (EFAULT);
 300         return (0);
 301 }
 302
 303 int
 304 sys_thr_exit(struct thread *td, struct thr_exit_args *uap)
 305     /* long *state */
 306 {
 307         struct proc *p;
 308
 309         p = td->td_proc;
 310
 311         /* Signal userland that it can free the stack. */
 312         if ((void *)uap->state != NULL) {
 313                 suword_lwpid(uap->state, 1);
 314                 kern_umtx_wake(td, uap->state, INT_MAX, 0);
 315         }
 316
 317         rw_wlock(&tidhash_lock);
 318
 319         PROC_LOCK(p);
 320
 321         if (p->p_numthreads != 1) {
 322                 racct_sub(p, RACCT_NTHR, 1);
 323                 LIST_REMOVE(td, td_hash);
 324                 rw_wunlock(&tidhash_lock);
 325                 tdsigcleanup(td);
 326                 umtx_thread_exit(td);
 327                 PROC_SLOCK(p);
 328                 thread_stopped(p);
 329                 thread_exit();
 330                 /* NOTREACHED */
 331         }
 332
 333         /*
 334          * Ignore attempts to shut down last thread in the proc.  This
 335          * will actually call _exit(2) in the usermode trampoline when
 336          * it returns.
 337          */
 338         PROC_UNLOCK(p);
 339         rw_wunlock(&tidhash_lock);
 340         return (0);
 341 }
 342
 343 int
 344 sys_thr_kill(struct thread *td, struct thr_kill_args *uap)
 345     /* long id, int sig */
 346 {
 347         ksiginfo_t ksi;
 348         struct thread *ttd;
 349         struct proc *p;
 350         int error;
 351
 352         p = td->td_proc;
 353         ksiginfo_init(&ksi);
 354         ksi.ksi_signo = uap->sig;
 355         ksi.ksi_code = SI_LWP;
 356         ksi.ksi_pid = p->p_pid;
 357         ksi.ksi_uid = td->td_ucred->cr_ruid;
 358         if (uap->id == -1) {
 359                 if (uap->sig != 0 && !_SIG_VALID(uap->sig)) {
 360                         error = EINVAL;
 361                 } else {
 362                         error = ESRCH;
 363                         PROC_LOCK(p);
 364                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, ttd) {
 365                                 if (ttd != td) {
 366                                         error = 0;
 367                                         if (uap->sig == 0)
 368                                                 break;
 369                                         tdksignal(ttd, uap->sig, &ksi);
 370                                 }
 371                         }
 372                         PROC_UNLOCK(p);
 373                 }
 374         } else {
 375                 error = 0;
 376                 ttd = tdfind((lwpid_t)uap->id, p->p_pid);
 377                 if (ttd == NULL)
 378                         return (ESRCH);
 379                 if (uap->sig == 0)
 380                         ;
 381                 else if (!_SIG_VALID(uap->sig))
 382                         error = EINVAL;
 383                 else
 384                         tdksignal(ttd, uap->sig, &ksi);
 385                 PROC_UNLOCK(ttd->td_proc);
 386         }
 387         return (error);
 388 }
 389
 390 int
 391 sys_thr_kill2(struct thread *td, struct thr_kill2_args *uap)
 392     /* pid_t pid, long id, int sig */
 393 {
 394         ksiginfo_t ksi;
 395         struct thread *ttd;
 396         struct proc *p;
 397         int error;
 398
 399         AUDIT_ARG_SIGNUM(uap->sig);
 400
 401         ksiginfo_init(&ksi);
 402         ksi.ksi_signo = uap->sig;
 403         ksi.ksi_code = SI_LWP;
 404         ksi.ksi_pid = td->td_proc->p_pid;
 405         ksi.ksi_uid = td->td_ucred->cr_ruid;
 406         if (uap->id == -1) {
 407                 if ((p = pfind(uap->pid)) == NULL)
 408                         return (ESRCH);
 409                 AUDIT_ARG_PROCESS(p);
 410                 error = p_cansignal(td, p, uap->sig);
 411                 if (error) {
 412                         PROC_UNLOCK(p);
 413                         return (error);
 414                 }
 415                 if (uap->sig != 0 && !_SIG_VALID(uap->sig)) {
 416                         error = EINVAL;
 417                 } else {
 418                         error = ESRCH;
 419                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, ttd) {
 420                                 if (ttd != td) {
 421                                         error = 0;
 422                                         if (uap->sig == 0)
 423                                                 break;
 424                                         tdksignal(ttd, uap->sig, &ksi);
 425                                 }
 426                         }
 427                 }
 428                 PROC_UNLOCK(p);
 429         } else {
 430                 ttd = tdfind((lwpid_t)uap->id, uap->pid);
 431                 if (ttd == NULL)
 432                         return (ESRCH);
 433                 p = ttd->td_proc;
 434                 AUDIT_ARG_PROCESS(p);
 435                 error = p_cansignal(td, p, uap->sig);
 436                 if (uap->sig == 0)
 437                         ;
 438                 else if (!_SIG_VALID(uap->sig))
 439                         error = EINVAL;
 440                 else
 441                         tdksignal(ttd, uap->sig, &ksi);
 442                 PROC_UNLOCK(p);
 443         }
 444         return (error);
 445 }
 446
 447 int
 448 sys_thr_suspend(struct thread *td, struct thr_suspend_args *uap)
 449         /* const struct timespec *timeout */
 450 {
 451         struct timespec ts, *tsp;
 452         int error;
 453
 454         tsp = NULL;
 455         if (uap->timeout != NULL) {
 456                 error = umtx_copyin_timeout(uap->timeout, &ts);
 457                 if (error != 0)
 458                         return (error);
 459                 tsp = &ts;
 460         }
 461
 462         return (kern_thr_suspend(td, tsp));
 463 }
 464
 465 int
 466 kern_thr_suspend(struct thread *td, struct timespec *tsp)
 467 {
 468         struct proc *p = td->td_proc;
 469         struct timeval tv;
 470         int error = 0;
 471         int timo = 0;
 472
 473         if (td->td_pflags & TDP_WAKEUP) {
 474                 td->td_pflags &= ~TDP_WAKEUP;
 475                 return (0);
 476         }
 477
 478         if (tsp != NULL) {
 479                 if (tsp->tv_sec == 0 && tsp->tv_nsec == 0)
 480                         error = EWOULDBLOCK;
 481                 else {
 482                         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, tsp);
 483                         timo = tvtohz(&tv);
 484                 }
 485         }
 486
 487         PROC_LOCK(p);
 488         if (error == 0 && (td->td_flags & TDF_THRWAKEUP) == 0)
 489                 error = msleep((void *)td, &p->p_mtx,
 490                          PCATCH, "lthr", timo);
 491
 492         if (td->td_flags & TDF_THRWAKEUP) {
 493                 thread_lock(td);
 494                 td->td_flags &= ~TDF_THRWAKEUP;
 495                 thread_unlock(td);
 496                 PROC_UNLOCK(p);
 497                 return (0);
 498         }
 499         PROC_UNLOCK(p);
 500         if (error == EWOULDBLOCK)
 501                 error = ETIMEDOUT;
 502         else if (error == ERESTART) {
 503                 if (timo != 0)
 504                         error = EINTR;
 505         }
 506         return (error);
 507 }
 508
 509 int
 510 sys_thr_wake(struct thread *td, struct thr_wake_args *uap)
 511         /* long id */
 512 {
 513         struct proc *p;
 514         struct thread *ttd;
 515
 516         if (uap->id == td->td_tid) {
 517                 td->td_pflags |= TDP_WAKEUP;
 518                 return (0);
 519         }
 520
 521         p = td->td_proc;
 522         ttd = tdfind((lwpid_t)uap->id, p->p_pid);
 523         if (ttd == NULL)
 524                 return (ESRCH);
 525         thread_lock(ttd);
 526         ttd->td_flags |= TDF_THRWAKEUP;
 527         thread_unlock(ttd);
 528         wakeup((void *)ttd);
 529         PROC_UNLOCK(p);
 530         return (0);
 531 }
 532
 533 int
 534 sys_thr_set_name(struct thread *td, struct thr_set_name_args *uap)
 535 {
 536         struct proc *p;
 537         char name[MAXCOMLEN + 1];
 538         struct thread *ttd;
 539         int error;
 540
 541         error = 0;
 542         name[0] = '\0';
 543         if (uap->name != NULL) {
 544                 error = copyinstr(uap->name, name, sizeof(name),
 545                         NULL);
 546                 if (error)
 547                         return (error);
 548         }
 549         p = td->td_proc;
 550         ttd = tdfind((lwpid_t)uap->id, p->p_pid);
 551         if (ttd == NULL)
 552                 return (ESRCH);
 553         strcpy(ttd->td_name, name);
 554 #ifdef KTR
 555         sched_clear_tdname(ttd);
 556 #endif
 557         PROC_UNLOCK(p);
 558         return (error);
 559 }