OSDN Git Service

2002-04-16 David S. Miller <davem@redhat.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libjava / include / posix-threads.h
1 // -*- c++ -*-
2 // posix-threads.h - Defines for using POSIX threads.
3
4 /* Copyright (C) 1998, 1999, 2001  Free Software Foundation
5
6    This file is part of libgcj.
7
8 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
9 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
10 details.  */
11
12 #ifndef __JV_POSIX_THREADS__
13 #define __JV_POSIX_THREADS__
14
15 // NOTE: This file may only reference those pthread functions which
16 // are known not to be overridden by the Boehm GC.  If in doubt, scan
17 // boehm-gc/gc.h.  This is yucky but lets us avoid including gc.h
18 // everywhere (which would be truly yucky).
19
20 #include <pthread.h>
21 #include <sched.h>
22
23 //
24 // Typedefs.
25 //
26
27 typedef struct _Jv_Thread_t
28 {
29   // Flag values are defined in implementation.
30   int flags;
31
32   // Actual thread id.
33   pthread_t thread;
34   
35   // Java Thread object.
36   java::lang::Thread *thread_obj;
37   
38   // Condition variable and corresponding mutex, used to implement the
39   // interruptable wait/notify mechanism.
40   pthread_cond_t wait_cond;
41   pthread_mutex_t wait_mutex;
42
43   // Next thread for Condition Variable wait-list chain.
44   _Jv_Thread_t *next;
45   
46 } _Jv_Thread_t;
47
48 typedef void _Jv_ThreadStartFunc (java::lang::Thread *);
49
50
51 // Condition Variables used to implement wait/notify/sleep/interrupt.
52 typedef struct
53 {
54   // Linked list of Threads that are waiting to be notified.
55   _Jv_Thread_t *first;
56
57 } _Jv_ConditionVariable_t;
58
59 typedef struct
60 {
61   // For compatibility, simplicity, and correctness, we do not use the native
62   // pthreads recursive mutex implementation, but simulate them instead.
63
64   // Mutex the thread holds the entire time this mutex is held. 
65   pthread_mutex_t mutex;
66
67   // Thread holding this mutex.
68   pthread_t owner;
69
70   // Number of times mutex is held (lock depth).  If 0, the lock is not held.
71   int count;
72 } _Jv_Mutex_t;
73
74 // This is a convenience function used only by the pthreads thread
75 // implementation.  This is slow, but that's too bad -- we need to do
76 // the checks for correctness.  It might be nice to be able to compile
77 // this out.  Returns 0 if the lock is held by the current thread, and
78 // 1 otherwise.
79 inline int
80 _Jv_PthreadCheckMonitor (_Jv_Mutex_t *mu)
81 {
82   pthread_t self = pthread_self();
83   if (mu->owner == self)
84     return 0;
85   else return 1;
86 }
87
88 //
89 // Condition variables.
90 //
91
92 int _Jv_CondWait (_Jv_ConditionVariable_t *cv, _Jv_Mutex_t *mu,
93                   jlong millis, jint nanos);
94                   
95 int _Jv_CondNotify (_Jv_ConditionVariable_t *cv, _Jv_Mutex_t *mu);
96
97 int _Jv_CondNotifyAll (_Jv_ConditionVariable_t *cv, _Jv_Mutex_t *mu);
98
99 inline void
100 _Jv_CondInit (_Jv_ConditionVariable_t *cv)
101 {
102   cv->first = 0;
103 }
104
105 //
106 // Mutexes.
107 //
108
109 #ifdef LOCK_DEBUG
110 # include <stdio.h>
111 #endif
112
113 inline void
114 _Jv_MutexInit (_Jv_Mutex_t *mu)
115 {
116 # ifdef LOCK_DEBUG /* Assumes Linuxthreads */
117   pthread_mutexattr_t attr;
118   pthread_mutexattr_init(&attr);
119   pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK);
120   pthread_mutex_init (&mu->mutex, &attr);
121 # else
122   pthread_mutex_init (&mu->mutex, 0);
123 # endif
124
125   mu->count = 0;
126   mu->owner = 0;
127 }
128
129 inline int
130 _Jv_MutexLock (_Jv_Mutex_t *mu)
131 {
132   pthread_t self = pthread_self ();
133   if (mu->owner == self)
134     {
135       mu->count++;
136     }
137   else
138     {
139 #     ifdef LOCK_DEBUG
140         int result = pthread_mutex_lock (&mu->mutex);
141         if (0 != result)
142           {
143             fprintf(stderr, "Pthread_mutex_lock returned %d\n", result);
144             for (;;) {}
145           }
146 #     else
147         pthread_mutex_lock (&mu->mutex);
148 #     endif
149       mu->count = 1;
150       mu->owner = self;
151     }
152   return 0;
153 }
154
155 inline int
156 _Jv_MutexUnlock (_Jv_Mutex_t *mu)
157 {
158   if (_Jv_PthreadCheckMonitor (mu))
159     {
160 #     ifdef LOCK_DEBUG
161         fprintf(stderr, "_Jv_MutexUnlock: Not owner\n");
162         for (;;) {}
163 #     endif
164       return 1;
165     }
166     
167   mu->count--;
168
169   if (mu->count == 0)
170     {
171       mu->owner = 0;
172 #     ifdef LOCK_DEBUG
173         int result = pthread_mutex_unlock (&mu->mutex);
174         if (0 != result)
175           {
176             fprintf(stderr, "Pthread_mutex_unlock returned %d\n", result);
177             for (;;) {}
178           }
179 #     else
180         pthread_mutex_unlock (&mu->mutex);
181 #     endif
182     }
183   return 0;
184 }
185
186 #ifndef LINUX_THREADS
187
188 // pthread_mutex_destroy does nothing on Linux and it is a win to avoid
189 // defining this macro.
190
191 #define _Jv_HaveMutexDestroy
192
193 inline void 
194 _Jv_MutexDestroy (_Jv_Mutex_t *mu)
195 {
196   pthread_mutex_destroy (&mu->mutex);
197 }
198
199 #endif /* LINUX_THREADS */
200
201 //
202 // Thread creation and manipulation.
203 //
204
205 void _Jv_InitThreads (void);
206
207 _Jv_Thread_t *_Jv_ThreadInitData (java::lang::Thread *thread);
208 void _Jv_ThreadDestroyData (_Jv_Thread_t *data);
209
210 inline java::lang::Thread *
211 _Jv_ThreadCurrent (void)
212 {
213   extern pthread_key_t _Jv_ThreadKey;
214   return (java::lang::Thread *) pthread_getspecific (_Jv_ThreadKey);
215 }
216
217 #ifdef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
218 // Should be specialized to just load the "current thread" register
219 // on platforms that support it.   Speed is of the essence.  The value
220 // of the descriptor is not, so long as there is a one-to-one correspondence
221 // to threads.
222
223
224 #ifdef __ia64__
225
226 typedef size_t _Jv_ThreadId_t;
227
228 register size_t _Jv_self __asm__("r13");
229         // For linux_threads this is really a pointer to its thread data
230         // structure.  We treat it as opaque.  That should also work
231         // on other operating systems that follow the ABI standard.
232
233 // This should become the prototype for machines that maintain a thread
234 // pointer in a register.
235 inline _Jv_ThreadId_t
236 _Jv_ThreadSelf (void)
237 {
238   return _Jv_self;
239 }
240
241 #define JV_SELF_DEFINED
242
243 #endif /* __ia64__ */
244
245 #ifdef __alpha__
246
247 #ifdef __FreeBSD__
248 #include <machine/pal.h>
249 #define PAL_rduniq PAL_rdunique
250 #else
251 #include <asm/pal.h>
252 #endif
253
254 typedef unsigned long _Jv_ThreadId_t;
255
256 inline _Jv_ThreadId_t
257 _Jv_ThreadSelf (void)
258 {
259   register unsigned long id __asm__("$0");
260   __asm__ ("call_pal %1" : "=r"(id) : "i"(PAL_rduniq));
261   return id;
262 }
263
264 #define JV_SELF_DEFINED
265
266 #endif /* __alpha__ */
267
268 #if defined(SLOW_PTHREAD_SELF)
269
270 #include "sysdep/locks.h"
271
272 typedef pthread_t _Jv_ThreadId_t;
273
274 // E.g. on X86 Linux, pthread_self() is too slow for our purpose.
275 // Instead we maintain a cache based on the current sp value.
276 // This is similar to what's done for thread local allocation in the
277 // GC, only far simpler.
278 // This code should probably go away when Linux/X86 starts using a
279 // segment register to hold the thread id.
280 # define LOG_THREAD_SPACING 12
281                         // If two thread pointer values are closer than
282                         // 1 << LOG_THREAD_SPACING, we assume they belong
283                         // to the same thread.
284 # define SELF_CACHE_SIZE 1024
285 # define SC_INDEX(sp) (((unsigned long)(sp) >> 19) & (SELF_CACHE_SIZE-1))
286                         // Mapping from sp value to cache index.
287                         // Note that this is not in any real sense a hash
288                         // function, since we need to be able to clear
289                         // all possibly matching slots on thread startup.
290                         // Thus all entries that might correspond to
291                         // a given thread are intentionally contiguous.
292                         // Works well with anything that allocates at least
293                         // 512KB stacks.
294 # define SC_CLEAR_MIN (-16)     // When starting a new thread, we clear
295 # define SC_CLEAR_MAX 0         // all self cache entries between
296                                 // SC_INDEX(sp)+SC_CLEAR_MIN and
297                                 // SC_INDEX(sp)+SC_CLEAR_MAX to ensure
298                                 // we never see stale values.  The
299                                 // current values assume a downward
300                                 // growing stack of size <= 7.5 MB.
301 # define BAD_HIGH_SP_VALUE ((size_t)(-1))
302
303 extern volatile
304 struct self_cache_entry {
305   size_t high_sp_bits;  // sp value >> LOG_THREAD_SPACING
306   pthread_t self;       // Corresponding thread
307 } _Jv_self_cache[];
308
309 void _Jv_Self_Cache_Init();
310
311 _Jv_ThreadId_t
312 _Jv_ThreadSelf_out_of_line(volatile self_cache_entry *sce,
313                            size_t high_sp_bits);
314   
315 inline _Jv_ThreadId_t
316 _Jv_ThreadSelf (void)
317 {
318   int dummy;
319   size_t sp = (size_t)(&dummy);
320   unsigned h = SC_INDEX(sp);
321   volatile self_cache_entry *sce = _Jv_self_cache + h;
322   pthread_t candidate_self = sce -> self;  // Read must precede following one.
323   read_barrier();
324   if (sce -> high_sp_bits == sp >> LOG_THREAD_SPACING)
325     {
326       // The sce -> self value we read must be valid.  An intervening
327       // cache replacement by another thread would have first replaced
328       // high_sp_bits by something else, and it can't possibly change
329       // back without our intervention.
330       return candidate_self;
331     }
332   else
333     return _Jv_ThreadSelf_out_of_line(sce, sp >> LOG_THREAD_SPACING);
334 }
335
336 #define JV_SELF_DEFINED
337
338 #endif /* SLOW_PTHREAD_SELF */
339
340 #ifndef JV_SELF_DEFINED /* If all else fails, call pthread_self directly */
341
342 typedef pthread_t _Jv_ThreadId_t;
343
344 inline _Jv_ThreadId_t
345 _Jv_ThreadSelf (void)
346 {
347   return pthread_self();
348 }
349
350 #endif /* !JV_SELF_DEFINED */
351
352 #endif /* JV_HASH_SYNCHRONIZATION */
353
354 inline _Jv_Thread_t *
355 _Jv_ThreadCurrentData (void)
356 {
357   extern pthread_key_t _Jv_ThreadDataKey;
358   return (_Jv_Thread_t *) pthread_getspecific (_Jv_ThreadDataKey);
359 }
360
361 inline void
362 _Jv_ThreadYield (void)
363 {
364 #ifdef HAVE_SCHED_YIELD
365   sched_yield ();
366 #endif /* HAVE_SCHED_YIELD */
367 }
368
369 void _Jv_ThreadRegister (_Jv_Thread_t *data);
370 void _Jv_ThreadUnRegister ();
371
372 void _Jv_ThreadSetPriority (_Jv_Thread_t *data, jint prio);
373
374 void _Jv_ThreadStart (java::lang::Thread *thread, _Jv_Thread_t *data,
375                       _Jv_ThreadStartFunc *meth);
376
377 void _Jv_ThreadWait (void);
378
379 void _Jv_ThreadInterrupt (_Jv_Thread_t *data);
380
381 #endif /* __JV_POSIX_THREADS__ */