Merge pull request #5714 from alexischr/update_bockbuild
[mono.git] / support / signal.c
index c92bf3c69d3f3679e44cf6286b78b9b905935aa4..993e2e216618b3c0aa0a9773707f48eef836873d 100644 (file)
 #ifndef HOST_WIN32
 #include <sys/time.h>
 #include <sys/types.h>
+#if defined(HAVE_POLL_H)
 #include <poll.h>
+#elif defined(HAVE_SYS_POLL_H)
+#include <sys/poll.h>
+#endif
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <pthread.h>
-#include <mono/io-layer/atomic.h>
+#include <mono/utils/atomic.h>
 #include <mono/metadata/appdomain.h>
 #endif
 
@@ -32,7 +36,9 @@ G_BEGIN_DECLS
 typedef void (*mph_sighandler_t)(int);
 typedef struct Mono_Unix_UnixSignal_SignalInfo signal_info;
 
+#ifndef HOST_WIN32
 static int count_handlers (int signum);
+#endif
 
 void*
 Mono_Posix_Stdlib_SIG_DFL (void)
@@ -101,23 +107,28 @@ int Mono_Posix_FromRealTimeSignum (int offset, int *r)
 
 #ifndef HOST_WIN32
 
-#ifdef WAPI_ATOMIC_ASM
+// Atomicity rules: Fields of signal_info read or written by the signal handler
+// (see UnixSignal.cs) should be read and written using atomic functions.
+// (For simplicity, we're protecting some things we don't strictly need to.)
+
+// Because we are in MonoPosixHelper, we are banned from linking mono.
+// We can still use atomic.h because that's all inline functions--
+// unless WAPI_NO_ATOMIC_ASM is defined, in which case atomic.h calls linked functions.
+#ifndef WAPI_NO_ATOMIC_ASM
        #define mph_int_get(p)     InterlockedExchangeAdd ((p), 0)
        #define mph_int_inc(p)     InterlockedIncrement ((p))
        #define mph_int_dec_test(p)     (InterlockedDecrement ((p)) == 0)
-       #define mph_int_set(p,o,n) InterlockedExchange ((p), (n))
+       #define mph_int_set(p,n) InterlockedExchange ((p), (n))
+       // Pointer, original, new
+       #define mph_int_test_and_set(p,o,n) (o == InterlockedCompareExchange ((p), (n), (o)))
 #elif GLIB_CHECK_VERSION(2,4,0)
        #define mph_int_get(p) g_atomic_int_get ((p))
        #define mph_int_inc(p) do {g_atomic_int_inc ((p));} while (0)
        #define mph_int_dec_test(p) g_atomic_int_dec_and_test ((p))
-       #define mph_int_set(p,o,n) do {                                 \
-               while (!g_atomic_int_compare_and_exchange ((p), (o), (n))) {} \
-       } while (0)
+       #define mph_int_set(p,n) g_atomic_int_set ((p),(n))
+       #define mph_int_test_and_set(p,o,n) g_atomic_int_compare_and_exchange ((p), (o), (n))
 #else
-       #define mph_int_get(p) (*(p))
-       #define mph_int_inc(p) do { (*(p))++; } while (0)
-       #define mph_int_dec_test(p) (--(*(p)) == 0)
-       #define mph_int_set(p,o,n) do { *(p) = n; } while (0)
+       #error "GLIB 2.4 required because building without ASM atomics"
 #endif
 
 #if HAVE_PSIGNAL
@@ -160,6 +171,90 @@ keep_trying (int r)
        return r == -1 && errno == EINTR;
 }
 
+// This tiny ad-hoc read/write lock is needed because of the very specific
+// synchronization needed between default_handler and teardown_pipes:
+// - Many default_handlers can be running at once
+// - The signals_mutex already ensures only one teardown_pipes runs at once
+// - If teardown_pipes starts while a default_handler is ongoing, it must block
+// - If default_handler starts while a teardown_pipes is ongoing, it must *not* block
+// Locks are implemented as ints.
+
+// The lock is split into a teardown bit and a handler count (sign bit unused).
+// There is a teardown running or waiting to run if the teardown bit is set.
+// There is a handler running if the handler count is nonzero.
+#define PIPELOCK_TEARDOWN_BIT (  (int)0x40000000 )
+#define PIPELOCK_COUNT_MASK   (~((int)0xC0000000))
+#define PIPELOCK_GET_COUNT(x)      ((x) & PIPELOCK_COUNT_MASK)
+#define PIPELOCK_INCR_COUNT(x, by) (((x) & PIPELOCK_TEARDOWN_BIT) | (PIPELOCK_GET_COUNT (PIPELOCK_GET_COUNT (x) + (by))))
+
+static inline void
+acquire_pipelock_teardown (int *lock)
+{
+       int lockvalue_draining;
+       // First mark that a teardown is occurring, so handlers will stop entering the lock.
+       while (1) {
+               int lockvalue = mph_int_get (lock);
+               lockvalue_draining = lockvalue | PIPELOCK_TEARDOWN_BIT;
+               if (mph_int_test_and_set (lock, lockvalue, lockvalue_draining))
+                       break;
+       }
+       // Now wait for all handlers to complete.
+       while (1) {
+               if (0 == PIPELOCK_GET_COUNT (lockvalue_draining))
+                       break; // We now hold the lock.
+               // Handler is still running, spin until it completes.
+               sched_yield (); // We can call this because !defined(HOST_WIN32)
+               lockvalue_draining = mph_int_get (lock);
+       }
+}
+
+static inline void
+release_pipelock_teardown (int *lock)
+{
+       while (1) {
+               int lockvalue = mph_int_get (lock);
+               int lockvalue_new = lockvalue & ~PIPELOCK_TEARDOWN_BIT;
+               // Technically this can't fail, because we hold both the pipelock and the mutex, but
+               if (mph_int_test_and_set (lock, lockvalue, lockvalue_new))
+                       return;
+       }
+}
+
+// Return 1 for success
+static inline int
+acquire_pipelock_handler (int *lock)
+{
+       while (1) {
+               int lockvalue = mph_int_get (lock);
+               if (lockvalue & PIPELOCK_TEARDOWN_BIT) // Final lock is being torn down
+                       return 0;
+               int lockvalue_new = PIPELOCK_INCR_COUNT (lockvalue, 1);
+               if (mph_int_test_and_set (lock, lockvalue, lockvalue_new))
+                       return 1;
+       }
+}
+
+static inline void
+release_pipelock_handler (int *lock)
+{
+       while (1) {
+               int lockvalue = mph_int_get (lock);
+               int lockvalue_new = PIPELOCK_INCR_COUNT (lockvalue, -1);
+               if (mph_int_test_and_set (lock, lockvalue, lockvalue_new))
+                       return;
+       }
+}
+
+// This handler is registered once for each UnixSignal object. A pipe is maintained
+// for each one; Wait users read at one end of this pipe, and default_handler sends
+// a write on the pipe for each signal received while the Wait is ongoing.
+//
+// Notice a fairly unlikely race condition exists here: Because we synchronize with
+// pipe teardown, but not install/uninstall (in other words, we are only trying to
+// protect against writing on a closed pipe) it is technically possible a full
+// uninstall and then an install could complete after signum is checked but before
+// the remaining instructions execute. In this unlikely case count could be
+// incremented or a byte written on the wrong signal handler.
 static void
 default_handler (int signum)
 {
@@ -169,29 +264,36 @@ default_handler (int signum)
                signal_info* h = &signals [i];
                if (mph_int_get (&h->signum) != signum)
                        continue;
+
                mph_int_inc (&h->count);
+
+               if (!acquire_pipelock_handler (&h->pipelock))
+                       continue; // Teardown is occurring on this object, no one to send to.
+
                fd = mph_int_get (&h->write_fd);
-               if (fd > 0) {
+               if (fd > 0) { // If any listener exists to write to
                        int j,pipecounter;
-                       char c = signum;
-                       pipecounter = mph_int_get (&h->pipecnt);
+                       char c = signum; // (Value is meaningless)
+                       pipecounter = mph_int_get (&h->pipecnt); // Write one byte per pipe listener
                        for (j = 0; j < pipecounter; ++j) {
                                int r;
                                do { r = write (fd, &c, 1); } while (keep_trying (r));
-                               fsync (fd); /* force */
                        }
                }
+               release_pipelock_handler (&h->pipelock);
        }
 }
 
 static pthread_mutex_t signals_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
 
+// A UnixSignal object is being constructed
 void*
 Mono_Unix_UnixSignal_install (int sig)
 {
+#if defined(HAVE_SIGNAL)
        int i;
-       signal_info* h = NULL; 
-       int have_handler = 0;
+       signal_info* h = NULL;        // signals[] slot to install to
+       int have_handler = 0;         // Candidates for signal_info handler fields
        void* handler = NULL;
 
        if (acquire_mutex (&signals_mutex) == -1)
@@ -205,13 +307,16 @@ Mono_Unix_UnixSignal_install (int sig)
                if (sinfo.sa_handler != SIG_DFL || (void*)sinfo.sa_sigaction != (void*)SIG_DFL) {
                        pthread_mutex_unlock (&signals_mutex);
                        errno = EADDRINUSE;
-                       return NULL;
+                       return NULL; // This is an rt signal with an existing handler. Bail out.
                }
        }
 #endif /*defined (SIGRTMIN) && defined (SIGRTMAX)*/
 
+       // Scan through signals list looking for (1) an unused spot (2) a usable value for handler
        for (i = 0; i < NUM_SIGNALS; ++i) {
-               if (h == NULL && signals [i].signum == 0) {
+               int just_installed = 0;
+               // We're still looking for a signal_info spot, and this one is available:
+               if (h == NULL && mph_int_get (&signals [i].signum) == 0) {
                        h = &signals [i];
                        h->handler = signal (sig, default_handler);
                        if (h->handler == SIG_ERR) {
@@ -220,32 +325,41 @@ Mono_Unix_UnixSignal_install (int sig)
                                break;
                        }
                        else {
-                               h->have_handler = 1;
+                               just_installed = 1;
                        }
                }
-               if (!have_handler && signals [i].signum == sig &&
+               // Check if this slot has a "usable" (not installed by this file) handler-to-restore-later:
+               // (On the first signal to be installed, signals [i] will be == h when this happens.)
+               if (!have_handler && (just_installed || mph_int_get (&signals [i].signum) == sig) &&
                                signals [i].handler != default_handler) {
                        have_handler = 1;
                        handler = signals [i].handler;
                }
-               if (h && have_handler)
+               if (h && have_handler) // We have everything we need
                        break;
        }
 
-       if (h && have_handler) {
+       if (h) {
+               // If we reached here without have_handler, this means that default_handler
+               // was set as the signal handler before the first UnixSignal object was installed.
+               g_assert (have_handler);
+
+               // Overwrite the tenative handler we set a moment ago with a known-usable one
+               h->handler = handler;
                h->have_handler = 1;
-               h->handler      = handler;
-       }
 
-       if (h) {
-               mph_int_set (&h->count, h->count, 0);
-               mph_int_set (&h->signum, h->signum, sig);
-               mph_int_set (&h->pipecnt, h->pipecnt, 0);
+               mph_int_set (&h->count, 0);
+               mph_int_set (&h->pipecnt, 0);
+               mph_int_set (&h->signum, sig);
        }
 
        release_mutex (&signals_mutex);
 
        return h;
+#else
+       g_error ("signal() is not supported by this platform");
+       return 0;
+#endif
 }
 
 static int
@@ -254,15 +368,17 @@ count_handlers (int signum)
        int i;
        int count = 0;
        for (i = 0; i < NUM_SIGNALS; ++i) {
-               if (signals [i].signum == signum)
+               if (mph_int_get (&signals [i].signum) == signum)
                        ++count;
        }
        return count;
 }
 
+// A UnixSignal object is being Disposed
 int
 Mono_Unix_UnixSignal_uninstall (void* info)
 {
+#if defined(HAVE_SIGNAL)
        signal_info* h;
        int r = -1;
 
@@ -275,21 +391,27 @@ Mono_Unix_UnixSignal_uninstall (void* info)
                errno = EINVAL;
        else {
                /* last UnixSignal -- we can unregister */
-               if (h->have_handler && count_handlers (h->signum) == 1) {
-                       mph_sighandler_t p = signal (h->signum, h->handler);
+               int signum = mph_int_get (&h->signum);
+               if (h->have_handler && count_handlers (signum) == 1) {
+                       mph_sighandler_t p = signal (signum, h->handler);
                        if (p != SIG_ERR)
                                r = 0;
                        h->handler      = NULL;
                        h->have_handler = 0;
                }
-               h->signum = 0;
+               mph_int_set (&h->signum, 0);
        }
 
        release_mutex (&signals_mutex);
 
        return r;
+#else
+       g_error ("signal() is not supported by this platform");
+       return 0;
+#endif
 }
 
+// Set up a signal_info to begin waiting for signal
 static int
 setup_pipes (signal_info** signals, int count, struct pollfd *fd_structs, int *currfd)
 {
@@ -301,21 +423,22 @@ setup_pipes (signal_info** signals, int count, struct pollfd *fd_structs, int *c
 
                h = signals [i];
 
-               if (mph_int_get (&h->pipecnt) == 0) {
+               if (mph_int_get (&h->pipecnt) == 0) { // First listener for this signal_info
                        if ((r = pipe (filedes)) != 0) {
                                break;
                        }
-                       h->read_fd  = filedes [0];
-                       h->write_fd = filedes [1];
+                       mph_int_set (&h->read_fd,  filedes [0]);
+                       mph_int_set (&h->write_fd, filedes [1]);
                }
                mph_int_inc (&h->pipecnt);
-               fd_structs[*currfd].fd = h->read_fd;
+               fd_structs[*currfd].fd = mph_int_get (&h->read_fd);
                fd_structs[*currfd].events = POLLIN;
-               ++(*currfd);
+               ++(*currfd); // count is verified less than NUM_SIGNALS by caller
        }
        return r;
 }
 
+// Cleanup a signal_info after waiting for signal
 static void
 teardown_pipes (signal_info** signals, int count)
 {
@@ -323,21 +446,28 @@ teardown_pipes (signal_info** signals, int count)
        for (i = 0; i < count; ++i) {
                signal_info* h = signals [i];
 
-               if (mph_int_dec_test (&h->pipecnt)) {
-                       if (h->read_fd != 0)
-                               close (h->read_fd);
-                       if (h->write_fd != 0)
-                               close (h->write_fd);
-                       h->read_fd  = 0;
-                       h->write_fd = 0;
+               if (mph_int_dec_test (&h->pipecnt)) { // Final listener for this signal_info
+                       acquire_pipelock_teardown (&h->pipelock);
+                       int read_fd = mph_int_get (&h->read_fd);
+                       int write_fd = mph_int_get (&h->write_fd);
+                       if (read_fd != 0)
+                               close (read_fd);
+                       if (write_fd != 0)
+                               close (write_fd);
+                       mph_int_set (&h->read_fd, 0);
+                       mph_int_set (&h->write_fd, 0);
+                       release_pipelock_teardown (&h->pipelock);
                }
        }
 }
 
+// Given pipes set up, wait for a byte to arrive on one of them
 static int
 wait_for_any (signal_info** signals, int count, int *currfd, struct pollfd* fd_structs, int timeout, Mono_Posix_RuntimeIsShuttingDown shutting_down)
 {
        int r, idx;
+       // Poll until one of this signal_info's pipes is ready to read.
+       // Once a second, stop to check if the VM is shutting down.
        do {
                struct timeval tv;
                struct timeval *ptv = NULL;
@@ -352,7 +482,7 @@ wait_for_any (signal_info** signals, int count, int *currfd, struct pollfd* fd_s
        idx = -1;
        if (r == 0)
                idx = timeout;
-       else if (r > 0) {
+       else if (r > 0) { // The pipe[s] are ready to read.
                int i;
                for (i = 0; i < count; ++i) {
                        signal_info* h = signals [i];
@@ -360,7 +490,7 @@ wait_for_any (signal_info** signals, int count, int *currfd, struct pollfd* fd_s
                                int r;
                                char c;
                                do {
-                                       r = read (h->read_fd, &c, 1);
+                                       r = read (mph_int_get (&h->read_fd), &c, 1);
                                } while (keep_trying (r) && !shutting_down ());
                                if (idx == -1)
                                        idx = i;