]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - bsd/sys/eventvar.h
xnu-7195.101.1.tar.gz
[apple/xnu.git] / bsd / sys / eventvar.h
index 8206a720122862e6577fc7b5ba7385d6d7e5fe58..62387f2b61741114f9dd6e6a89f0f2f3a16f6e49 100644 (file)
@@ -1,25 +1,31 @@
 /*
  * Copyright (c) 2003 Apple Computer, Inc. All rights reserved.
  *
- * @APPLE_LICENSE_HEADER_START@
- * 
- * The contents of this file constitute Original Code as defined in and
- * are subject to the Apple Public Source License Version 1.1 (the
- * "License").  You may not use this file except in compliance with the
- * License.  Please obtain a copy of the License at
- * http://www.apple.com/publicsource and read it before using this file.
- * 
- * This Original Code and all software distributed under the License are
- * distributed on an "AS IS" basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER
+ * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
+ *
+ * This file contains Original Code and/or Modifications of Original Code
+ * as defined in and that are subject to the Apple Public Source License
+ * Version 2.0 (the 'License'). You may not use this file except in
+ * compliance with the License. The rights granted to you under the License
+ * may not be used to create, or enable the creation or redistribution of,
+ * unlawful or unlicensed copies of an Apple operating system, or to
+ * circumvent, violate, or enable the circumvention or violation of, any
+ * terms of an Apple operating system software license agreement.
+ *
+ * Please obtain a copy of the License at
+ * http://www.opensource.apple.com/apsl/ and read it before using this file.
+ *
+ * The Original Code and all software distributed under the License are
+ * distributed on an 'AS IS' basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER
  * EXPRESS OR IMPLIED, AND APPLE HEREBY DISCLAIMS ALL SUCH WARRANTIES,
  * INCLUDING WITHOUT LIMITATION, ANY WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
- * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE OR NON-INFRINGEMENT.  Please see the
- * License for the specific language governing rights and limitations
- * under the License.
- * 
- * @APPLE_LICENSE_HEADER_END@
+ * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, QUIET ENJOYMENT OR NON-INFRINGEMENT.
+ * Please see the License for the specific language governing rights and
+ * limitations under the License.
+ *
+ * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_END@
  */
-/*-
+/*
  * Copyright (c) 1999,2000 Jonathan Lemon <jlemon@FreeBSD.org>
  * All rights reserved.
  *
 #include <sys/event.h>
 #include <sys/select.h>
 #include <kern/kern_types.h>
+#include <kern/waitq.h>
+
+#if defined(XNU_KERNEL_PRIVATE)
+
+typedef int (*kevent_callback_t)(struct kevent_qos_s *, struct kevent_ctx_s *);
+
+#include <stdint.h>
+#include <kern/locks.h>
+#include <mach/thread_policy.h>
+#include <pthread/workqueue_internal.h>
+
+/*
+ * Lock ordering:
+ *
+ * The kqueue locking order can follow a few different patterns:
+ *
+ * Standard file-based kqueues (from above):
+ *     proc fd lock -> kq lock -> kq-waitq-set lock -> thread lock
+ *
+ * WorkQ/WorkLoop kqueues (from above):
+ *     proc fd lock -> kq lock -> workq lock -> thread lock
+ *
+ * Whenever kqueues interact with source locks, it drops all of its own
+ * locks in exchange for a use-reference on the knote used to synchronize
+ * with the source code. When those sources post events from below, they
+ * have the following lock hierarchy.
+ *
+ * Standard file-based kqueues (from below):
+ *     XXX lock -> kq lock -> kq-waitq-set lock -> thread lock
+ *
+ * WorkQ/WorkLoop kqueues (from below):
+ *     XXX lock -> kq lock -> workq lock -> thread lock
+ */
+
+#define KQEXTENT        256             /* linear growth by this amount */
+
+struct knote_lock_ctx {
+       struct knote               *knlc_knote;
+       thread_t                    knlc_thread;
+       uintptr_t                   knlc_waiters;
+       LIST_ENTRY(knote_lock_ctx)  knlc_link;
+#if DEBUG || DEVELOPMENT
+#define KNOTE_LOCK_CTX_UNLOCKED 0
+#define KNOTE_LOCK_CTX_LOCKED   1
+#define KNOTE_LOCK_CTX_WAITING  2
+       int knlc_state;
+#endif
+};
+LIST_HEAD(knote_locks, knote_lock_ctx);
+
+#if DEBUG || DEVELOPMENT
+/*
+ * KNOTE_LOCK_CTX(name) is a convenience macro to define a knote lock context on
+ * the stack named `name`. In development kernels, it uses tricks to make sure
+ * not locks was still held when exiting the C-scope that contains this context.
+ */
+static inline void
+knote_lock_ctx_chk(struct knote_lock_ctx *knlc)
+{
+       /* evil hackery to make sure no one forgets to unlock */
+       assert(knlc->knlc_state == KNOTE_LOCK_CTX_UNLOCKED);
+}
+#define KNOTE_LOCK_CTX(n) \
+               struct knote_lock_ctx n __attribute__((cleanup(knote_lock_ctx_chk))); \
+               n.knlc_state = KNOTE_LOCK_CTX_UNLOCKED
+#else
+#define KNOTE_LOCK_CTX(n) \
+               struct knote_lock_ctx n
+#endif
 
-#define KQ_NEVENTS     16              /* minimize copy{in,out} calls */
-#define KQEXTENT       256             /* linear growth by this amount */
 
+__options_decl(kq_state_t, uint16_t, {
+       KQ_SEL            = 0x0001, /* select was recorded for kq */
+       KQ_SLEEP          = 0x0002, /* thread is waiting for events */
+       KQ_PROCWAIT       = 0x0004, /* thread waiting for processing */
+       KQ_KEV32          = 0x0008, /* kq is used with 32-bit events */
+       KQ_KEV64          = 0x0010, /* kq is used with 64-bit events */
+       KQ_KEV_QOS        = 0x0020, /* kq events carry QoS info */
+       KQ_WORKQ          = 0x0040, /* KQ is bound to process workq */
+       KQ_WORKLOOP       = 0x0080, /* KQ is part of a workloop */
+       KQ_PROCESSING     = 0x0100, /* KQ is being processed */
+       KQ_DRAIN          = 0x0200, /* kq is draining */
+       KQ_WAKEUP         = 0x0400, /* kq awakened while processing */
+       KQ_DYNAMIC        = 0x0800, /* kqueue is dynamically managed */
+       KQ_R2K_ARMED      = 0x1000, /* ast notification armed */
+       KQ_HAS_TURNSTILE  = 0x2000, /* this kqueue has a turnstile */
+});
+
+/*
+ * kqueue - common core definition of a kqueue
+ *
+ *          No real structures are allocated of this type. They are
+ *          either kqfile objects or kqworkq objects - each of which is
+ *          derived from this definition.
+ */
 struct kqueue {
-       decl_lck_spin_data( ,kq_lock)           /* kqueue lock */
-       int             kq_state;
-       int             kq_count;               /* number of queued events */
-       struct kqtailq  kq_head;                /* list of queued events */
-       struct kqtailq  kq_inprocess;           /* list of in-process events */
-       struct selinfo  kq_sel;         /* parent select/kqueue info */
-       struct filedesc *kq_fdp;
-
-#define KQ_SEL         0x01
-#define KQ_SLEEP       0x02
-#define KQ_PROCWAIT    0x04
+       struct {
+               struct waitq_set    kq_wqs;       /* private waitq set */
+               lck_spin_t          kq_lock;      /* kqueue lock */
+               kq_state_t          kq_state;     /* state of the kq */
+               union {
+                       uint16_t    kq_waitq_hook;/* prepost hook (kqwl/kqwq) */
+                       uint16_t    kq_level;     /* nesting level of the kq */
+               };
+               uint32_t            kq_count;     /* number of queued events */
+               struct proc        *kq_p;         /* process containing kqueue */
+               struct knote_locks  kq_knlocks;   /* list of knote locks held */
+       }; /* make sure struct padding is put before kq_queue */
+       struct kqtailq      kq_queue[0];      /* variable array of queues */
 };
 
+/*
+ * kqfile - definition of a typical kqueue opened as a file descriptor
+ *          via the kqueue() system call.
+ *
+ *          Adds selinfo support to the base kqueue definition, as these
+ *          fds can be fed into select().
+ */
+struct kqfile {
+       struct kqueue       kqf_kqueue;     /* common kqueue core */
+       struct kqtailq      kqf_queue;      /* queue of woken up knotes */
+       struct kqtailq      kqf_suppressed; /* suppression queue */
+       struct selinfo      kqf_sel;        /* parent select/kqueue info */
+#define kqf_wqs      kqf_kqueue.kq_wqs
+#define kqf_lock     kqf_kqueue.kq_lock
+#define kqf_state    kqf_kqueue.kq_state
+#define kqf_level    kqf_kqueue.kq_level
+#define kqf_count    kqf_kqueue.kq_count
+#define kqf_p        kqf_kqueue.kq_p
+};
+
+#define QOS_INDEX_KQFILE   0          /* number of qos levels in a file kq */
+
+/*
+ * WorkQ kqueues need to request threads to service the triggered
+ * knotes in the queue.  These threads are brought up on a
+ * effective-requested-QoS basis. Knotes are segregated based on
+ * that value - calculated by computing max(event-QoS, kevent-QoS).
+ * Only one servicing thread is requested at a time for all the
+ * knotes at a given effective-requested-QoS.
+ */
+
+#if !defined(KQWQ_QOS_MANAGER)
+#define KQWQ_QOS_MANAGER (THREAD_QOS_LAST)
+#endif
+
+#if !defined(KQWQ_NBUCKETS)
+#define KQWQ_NBUCKETS    (KQWQ_QOS_MANAGER + 1)
+#endif
+
+/*
+ * kqworkq - definition of a private kqueue used to coordinate event
+ *           handling for pthread work queues.
+ *
+ *           These have per-qos processing queues and state to coordinate with
+ *           the pthread kext to ask for threads at corresponding pthread priority
+ *           values.
+ */
+struct kqworkq {
+       struct kqueue       kqwq_kqueue;
+       struct kqtailq      kqwq_queue[KQWQ_NBUCKETS];       /* array of queues */
+       struct kqtailq      kqwq_suppressed[KQWQ_NBUCKETS];  /* Per-QoS suppression queues */
+       workq_threadreq_s   kqwq_request[KQWQ_NBUCKETS];     /* per-QoS request states */
+};
+
+#define kqwq_wqs         kqwq_kqueue.kq_wqs
+#define kqwq_lock        kqwq_kqueue.kq_lock
+#define kqwq_state       kqwq_kqueue.kq_state
+#define kqwq_waitq_hook  kqwq_kqueue.kq_waitq_hook
+#define kqwq_count       kqwq_kqueue.kq_count
+#define kqwq_p           kqwq_kqueue.kq_p
+
+/*
+ * WorkLoop kqueues need to request a thread to service the triggered
+ * knotes in the queue.  The thread is brought up on a
+ * effective-requested-QoS basis. Knotes are segregated based on
+ * that value. Once a request is made, it cannot be undone.  If
+ * events with higher QoS arrive after, they are stored in their
+ * own queues and an override applied to the original request based
+ * on the delta between the two QoS values.
+ */
+
+/*
+ * "Stay-active" knotes are held in a separate bucket that indicates
+ * special handling required. They are kept separate because the
+ * wakeups issued to them don't have context to tell us where to go
+ * to find and process them. All processing of them happens at the
+ * highest QoS. Unlike WorkQ kqueues, there is no special singular
+ * "manager thread" for a process. We simply request a servicing
+ * thread at the higest known QoS when these are woken (or override
+ * an existing request to that).
+ */
+#define KQWL_BUCKET_STAYACTIVE (THREAD_QOS_LAST)
+
+#if !defined(KQWL_NBUCKETS)
+#define KQWL_NBUCKETS    (KQWL_BUCKET_STAYACTIVE + 1)
+#endif
+
+/*
+ * kqworkloop - definition of a private kqueue used to coordinate event
+ *              handling for pthread workloops.
+ *
+ *              Workloops vary from workqs in that only a single thread is ever
+ *              requested to service a workloop at a time.  But unlike workqs,
+ *              workloops may be "owned" by user-space threads that are
+ *              synchronously draining an event off the workloop. In those cases,
+ *              any overrides have to be applied to the owner until it relinqueshes
+ *              ownership.
+ *
+ *      NOTE:   "lane" support is TBD.
+ */
+struct kqworkloop {
+       struct kqueue       kqwl_kqueue;                  /* queue of events */
+       struct kqtailq      kqwl_queue[KQWL_NBUCKETS];    /* array of queues */
+       struct kqtailq      kqwl_suppressed;              /* Per-QoS suppression queues */
+       workq_threadreq_s   kqwl_request;                 /* thread request state */
+       lck_spin_t          kqwl_statelock;               /* state/debounce lock */
+       thread_t            kqwl_owner;                   /* current [sync] owner thread */
+       uint32_t            kqwl_retains;                 /* retain references */
+#define KQWL_STAYACTIVE_FIRED_BIT     (1 << 0)
+       uint8_t             kqwl_wakeup_indexes;          /* QoS/override levels that woke */
+       kq_index_t          kqwl_stayactive_qos;          /* max QoS of statyactive knotes */
+       struct turnstile   *kqwl_turnstile;               /* turnstile for sync IPC/waiters */
+       kqueue_id_t         kqwl_dynamicid;               /* dynamic identity */
+       uint64_t            kqwl_params;                  /* additional parameters */
+       LIST_ENTRY(kqworkloop) kqwl_hashlink;             /* linkage for search list */
+#if CONFIG_WORKLOOP_DEBUG
+#define KQWL_HISTORY_COUNT 32
+#define KQWL_HISTORY_WRITE_ENTRY(kqwl, ...) ({ \
+               struct kqworkloop *__kqwl = (kqwl); \
+               unsigned int __index = os_atomic_inc_orig(&__kqwl->kqwl_index, relaxed); \
+               __kqwl->kqwl_history[__index % KQWL_HISTORY_COUNT] = \
+                               (struct kqwl_history)__VA_ARGS__; \
+       })
+       struct kqwl_history {
+               thread_t updater;  /* Note: updates can be reordered */
+               thread_t servicer;
+               thread_t old_owner;
+               thread_t new_owner;
+
+               uint64_t kev_ident;
+               int16_t  error;
+               uint16_t kev_flags;
+               uint32_t kev_fflags;
+
+               uint64_t kev_mask;
+               uint64_t kev_value;
+               uint64_t in_value;
+       } kqwl_history[KQWL_HISTORY_COUNT];
+       unsigned int kqwl_index;
+#endif // CONFIG_WORKLOOP_DEBUG
+};
+LIST_HEAD(kqwllist, kqworkloop);
+
+typedef union {
+       struct kqueue       *kq;
+       struct kqworkq      *kqwq;
+       struct kqfile       *kqf;
+       struct kqworkloop   *kqwl;
+} __attribute__((transparent_union)) kqueue_t;
+
+
+#define kqwl_wqs         kqwl_kqueue.kq_wqs
+#define kqwl_lock        kqwl_kqueue.kq_lock
+#define kqwl_state       kqwl_kqueue.kq_state
+#define kqwl_waitq_hook  kqwl_kqueue.kq_waitq_hook
+#define kqwl_count       kqwl_kqueue.kq_count
+#define kqwl_p           kqwl_kqueue.kq_p
+
+#define KQ_WORKLOOP_RETAINS_MAX UINT32_MAX
+
+extern void kqueue_threadreq_unbind(struct proc *p, workq_threadreq_t);
+
+// called with the kq req held
+#define KQUEUE_THREADERQ_BIND_NO_INHERITOR_UPDATE 0x1
+extern void kqueue_threadreq_bind(struct proc *p, workq_threadreq_t req,
+    thread_t thread, unsigned int flags);
+
+struct turnstile *kqueue_threadreq_get_turnstile(workq_threadreq_t kqr);
+
+// called with the wq lock held
+extern void kqueue_threadreq_bind_prepost(struct proc *p, workq_threadreq_t req,
+    struct uthread *uth);
+
+// called with no lock held
+extern void kqueue_threadreq_bind_commit(struct proc *p, thread_t thread);
+
+extern void kqueue_threadreq_cancel(struct proc *p, workq_threadreq_t req);
+
+// lock not held as kqwl_params is immutable after creation
+extern workq_threadreq_param_t kqueue_threadreq_workloop_param(workq_threadreq_t req);
+
 extern struct kqueue *kqueue_alloc(struct proc *);
-extern void kqueue_dealloc(struct kqueue *, struct proc *);
+extern void kqueue_dealloc(struct kqueue *);
+extern void kqworkq_dealloc(struct kqworkq *kqwq);
+
+extern void knotes_dealloc(struct proc *);
+extern void kqworkloops_dealloc(struct proc *);
 
-typedef int (*kevent_callback_t)(struct kqueue *, struct kevent *, void *);
-typedef void (*kevent_continue_t)(struct kqueue *, void *, int);
+extern int kevent_register(struct kqueue *, struct kevent_qos_s *,
+    struct knote **);
+extern int kqueue_scan(struct kqueue *, int flags,
+    struct kevent_ctx_s *, kevent_callback_t);
+extern int kqueue_stat(struct kqueue *, void *, int, proc_t);
 
-extern int kevent_register(struct kqueue *, struct kevent *, struct proc *);
-extern int kevent_scan(struct kqueue *, kevent_callback_t, kevent_continue_t,
-                      void *, struct timeval *, struct proc *);
+#endif /* XNU_KERNEL_PRIVATE */
 
 #endif /* !_SYS_EVENTVAR_H_ */