1.0.37.47: less pain for building threads on Darwin
[sbcl.git] / src / code / target-thread.lisp
1 ;;;; support for threads in the target machine
2
3 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
4 ;;;; more information.
5 ;;;;
6 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
7 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
8 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
9 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
10 ;;;; files for more information.
11
12 (in-package "SB!THREAD")
13
14 ;;; Conditions
15
16 (define-condition thread-error (error)
17   ((thread :reader thread-error-thread :initarg :thread))
18   #!+sb-doc
19   (:documentation
20    "Conditions of type THREAD-ERROR are signalled when thread operations fail.
21 The offending thread is initialized by the :THREAD initialization argument and
22 read by the function THREAD-ERROR-THREAD."))
23
24 #!+sb-doc
25 (setf
26  (fdocumentation 'thread-error-thread 'function)
27  "Return the offending thread that the THREAD-ERROR pertains to.")
28
29 (define-condition symbol-value-in-thread-error (cell-error thread-error)
30   ((info :reader symbol-value-in-thread-error-info :initarg :info))
31   (:report
32    (lambda (condition stream)
33      (destructuring-bind (op problem)
34          (symbol-value-in-thread-error-info condition)
35        (format stream "Cannot ~(~A~) value of ~S in ~S: ~S"
36                op
37                (cell-error-name condition)
38                (thread-error-thread condition)
39                (ecase problem
40                  (:unbound-in-thread "the symbol is unbound in thread.")
41                  (:no-tls-value "the symbol has no thread-local value.")
42                  (:thread-dead "the thread has exited.")
43                  (:invalid-tls-value "the thread-local value is not valid."))))))
44   #!+sb-doc
45   (:documentation
46    "Signalled when SYMBOL-VALUE-IN-THREAD or its SETF version fails due to eg.
47 the symbol not having a thread-local value, or the target thread having
48 exited. The offending symbol can be accessed using CELL-ERROR-NAME, and the
49 offending thread using THREAD-ERROR-THREAD."))
50
51 (define-condition join-thread-error (thread-error) ()
52   (:report (lambda (c s)
53              (format s "Joining thread failed: thread ~A ~
54                         did not return normally."
55                      (thread-error-thread c))))
56   #!+sb-doc
57   (:documentation
58    "Signalled when joining a thread fails due to abnormal exit of the thread
59 to be joined. The offending thread can be accessed using
60 THREAD-ERROR-THREAD."))
61
62 (defun join-thread-error-thread (condition)
63   (thread-error-thread condition))
64 (define-compiler-macro join-thread-error-thread (condition)
65   (deprecation-warning 'join-thread-error-thread 'thread-error-thread)
66   `(thread-error-thread ,condition))
67
68 #!+sb-doc
69 (setf
70  (fdocumentation 'join-thread-error-thread 'function)
71  "The thread that we failed to join. Deprecated, use THREAD-ERROR-THREAD
72 instead.")
73
74 (define-condition interrupt-thread-error (thread-error) ()
75   (:report (lambda (c s)
76              (format s "Interrupt thread failed: thread ~A has exited."
77                      (thread-error-thread c))))
78   #!+sb-doc
79   (:documentation
80    "Signalled when interrupting a thread fails because the thread has already
81 exited. The offending thread can be accessed using THREAD-ERROR-THREAD."))
82
83 (defun interrupt-thread-error-thread (condition)
84   (thread-error-thread condition))
85 (define-compiler-macro interrupt-thread-error-thread (condition)
86   (deprecation-warning 'join-thread-error-thread 'thread-error-thread)
87   `(thread-error-thread ,condition))
88
89 #!+sb-doc
90 (setf
91  (fdocumentation 'interrupt-thread-error-thread 'function)
92  "The thread that was not interrupted. Deprecated, use THREAD-ERROR-THREAD
93 instead.")
94
95 ;;; Of the WITH-PINNED-OBJECTS in this file, not every single one is
96 ;;; necessary because threads are only supported with the conservative
97 ;;; gencgc and numbers on the stack (returned by GET-LISP-OBJ-ADDRESS)
98 ;;; are treated as references.
99
100 ;;; set the doc here because in early-thread FDOCUMENTATION is not
101 ;;; available, yet
102 #!+sb-doc
103 (setf (fdocumentation '*current-thread* 'variable)
104       "Bound in each thread to the thread itself.")
105
106 #!+sb-doc
107 (setf
108  (fdocumentation 'thread-name 'function)
109  "Name of the thread. Can be assigned to using SETF. Thread names can be
110 arbitrary printable objects, and need not be unique.")
111
112 (def!method print-object ((thread thread) stream)
113   (print-unreadable-object (thread stream :type t :identity t)
114     (let* ((cookie (list thread))
115            (info (if (thread-alive-p thread)
116                      :running
117                      (multiple-value-list
118                       (join-thread thread :default cookie))))
119            (state (if (eq :running info)
120                       info
121                       (if (eq cookie (car info))
122                           :aborted
123                           :finished)))
124            (values (when (eq :finished state) info)))
125       (format stream
126               "~@[~S ~]~:[~A~;~A~:[ no values~; values: ~:*~{~S~^, ~}~]~]"
127               (thread-name thread)
128               (eq :finished state)
129               state
130               values))))
131
132 (defun thread-alive-p (thread)
133   #!+sb-doc
134   "Return T if THREAD is still alive. Note that the return value is
135 potentially stale even before the function returns, as the thread may exit at
136 any time."
137   (thread-%alive-p thread))
138
139 ;; A thread is eligible for gc iff it has finished and there are no
140 ;; more references to it. This list is supposed to keep a reference to
141 ;; all running threads.
142 (defvar *all-threads* ())
143 (defvar *all-threads-lock* (make-mutex :name "all threads lock"))
144
145 (defvar *default-alloc-signal* nil)
146
147 (defmacro with-all-threads-lock (&body body)
148   `(with-system-mutex (*all-threads-lock*)
149      ,@body))
150
151 (defun list-all-threads ()
152   #!+sb-doc
153   "Return a list of the live threads. Note that the return value is
154 potentially stale even before the function returns, as new threads may be
155 created and old ones may exit at any time."
156   (with-all-threads-lock
157     (copy-list *all-threads*)))
158
159 (declaim (inline current-thread-sap))
160 (defun current-thread-sap ()
161   (sb!vm::current-thread-offset-sap sb!vm::thread-this-slot))
162
163 (declaim (inline current-thread-os-thread))
164 (defun current-thread-os-thread ()
165   #!+sb-thread
166   (sap-int (sb!vm::current-thread-offset-sap sb!vm::thread-os-thread-slot))
167   #!-sb-thread
168   0)
169
170 (defun init-initial-thread ()
171   (/show0 "Entering INIT-INITIAL-THREAD")
172   (let ((initial-thread (%make-thread :name "initial thread"
173                                       :%alive-p t
174                                       :os-thread (current-thread-os-thread))))
175     (setq *current-thread* initial-thread)
176     ;; Either *all-threads* is empty or it contains exactly one thread
177     ;; in case we are in reinit since saving core with multiple
178     ;; threads doesn't work.
179     (setq *all-threads* (list initial-thread))))
180 \f
181
182 ;;;; Aliens, low level stuff
183
184 (define-alien-routine "kill_safely"
185     integer
186   (os-thread #!-alpha unsigned-long #!+alpha unsigned-int)
187   (signal int))
188
189 #!+sb-thread
190 (progn
191   ;; FIXME it would be good to define what a thread id is or isn't
192   ;; (our current assumption is that it's a fixnum).  It so happens
193   ;; that on Linux it's a pid, but it might not be on posix thread
194   ;; implementations.
195   (define-alien-routine ("create_thread" %create-thread)
196       unsigned-long (lisp-fun-address unsigned-long))
197
198   (declaim (inline %block-deferrable-signals))
199   (define-alien-routine ("block_deferrable_signals" %block-deferrable-signals)
200       void
201     (where sb!alien:unsigned-long)
202     (old sb!alien:unsigned-long))
203
204   (defun block-deferrable-signals ()
205     (%block-deferrable-signals 0 0))
206
207   #!+sb-lutex
208   (progn
209     (declaim (inline %lutex-init %lutex-wait %lutex-wake
210                      %lutex-lock %lutex-unlock))
211
212     (define-alien-routine ("lutex_init" %lutex-init)
213         int (lutex unsigned-long))
214
215     (define-alien-routine ("lutex_wait" %lutex-wait)
216         int (queue-lutex unsigned-long) (mutex-lutex unsigned-long))
217
218     (define-alien-routine ("lutex_wake" %lutex-wake)
219         int (lutex unsigned-long) (n int))
220
221     (define-alien-routine ("lutex_lock" %lutex-lock)
222         int (lutex unsigned-long))
223
224     (define-alien-routine ("lutex_trylock" %lutex-trylock)
225         int (lutex unsigned-long))
226
227     (define-alien-routine ("lutex_unlock" %lutex-unlock)
228         int (lutex unsigned-long))
229
230     (define-alien-routine ("lutex_destroy" %lutex-destroy)
231         int (lutex unsigned-long))
232
233     ;; FIXME: Defining a whole bunch of alien-type machinery just for
234     ;; passing primitive lutex objects directly to foreign functions
235     ;; doesn't seem like fun right now. So instead we just manually
236     ;; pin the lutex, get its address, and let the callee untag it.
237     (defmacro with-lutex-address ((name lutex) &body body)
238       `(let ((,name ,lutex))
239          (with-pinned-objects (,name)
240            (let ((,name (get-lisp-obj-address ,name)))
241              ,@body))))
242
243     (defun make-lutex ()
244       (/show0 "Entering MAKE-LUTEX")
245       ;; Suppress GC until the lutex has been properly registered with
246       ;; the GC.
247       (without-gcing
248         (let ((lutex (sb!vm::%make-lutex)))
249           (/show0 "LUTEX=..")
250           (/hexstr lutex)
251           (with-lutex-address (lutex lutex)
252             (%lutex-init lutex))
253           lutex))))
254
255   #!-sb-lutex
256   (progn
257     (declaim (inline futex-wait %futex-wait futex-wake))
258
259     (define-alien-routine ("futex_wait" %futex-wait)
260         int (word unsigned-long) (old-value unsigned-long)
261         (to-sec long) (to-usec unsigned-long))
262
263     (defun futex-wait (word old to-sec to-usec)
264       (with-interrupts
265         (%futex-wait word old to-sec to-usec)))
266
267     (define-alien-routine "futex_wake"
268         int (word unsigned-long) (n unsigned-long))))
269
270 ;;; used by debug-int.lisp to access interrupt contexts
271 #!-(or sb-fluid sb-thread) (declaim (inline sb!vm::current-thread-offset-sap))
272 #!-sb-thread
273 (defun sb!vm::current-thread-offset-sap (n)
274   (declare (type (unsigned-byte 27) n))
275   (sap-ref-sap (alien-sap (extern-alien "all_threads" (* t)))
276                (* n sb!vm:n-word-bytes)))
277
278 #!+sb-thread
279 (defun sb!vm::current-thread-offset-sap (n)
280   (declare (type (unsigned-byte 27) n))
281   (sb!vm::current-thread-offset-sap n))
282 \f
283
284 ;;;; Spinlocks
285
286 (declaim (inline get-spinlock release-spinlock))
287
288 ;;; Should always be called with interrupts disabled.
289 (defun get-spinlock (spinlock)
290   (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
291   (let* ((new *current-thread*)
292          (old (sb!ext:compare-and-swap (spinlock-value spinlock) nil new)))
293     (when old
294       (when (eq old new)
295         (error "Recursive lock attempt on ~S." spinlock))
296       #!+sb-thread
297       (flet ((cas ()
298                (if (sb!ext:compare-and-swap (spinlock-value spinlock) nil new)
299                    (thread-yield)
300                    (return-from get-spinlock t))))
301         (if (and (not *interrupts-enabled*) *allow-with-interrupts*)
302             ;; If interrupts are disabled, but we are allowed to
303             ;; enabled them, check for pending interrupts every once
304             ;; in a while. %CHECK-INTERRUPTS is taking shortcuts, make
305             ;; sure that deferrables are unblocked by doing an empty
306             ;; WITH-INTERRUPTS once.
307             (progn
308               (with-interrupts)
309               (loop
310                (loop repeat 128 do (cas)) ; 128 is arbitrary here
311                (sb!unix::%check-interrupts)))
312             (loop (cas)))))
313     t))
314
315 (defun release-spinlock (spinlock)
316   (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
317   ;; On x86 and x86-64 we can get away with no memory barriers, (see
318   ;; Linux kernel mailing list "spin_unlock optimization(i386)"
319   ;; thread, summary at
320   ;; http://kt.iserv.nl/kernel-traffic/kt19991220_47.html#1.
321   ;;
322   ;; If the compiler may reorder this with other instructions, insert
323   ;; compiler barrier here.
324   ;;
325   ;; FIXME: this does not work on SMP Pentium Pro and OOSTORE systems,
326   ;; neither on most non-x86 architectures (but we don't have threads
327   ;; on those).
328   (setf (spinlock-value spinlock) nil))
329 \f
330
331 ;;;; Mutexes
332
333 #!+sb-doc
334 (setf (fdocumentation 'make-mutex 'function)
335       "Create a mutex."
336       (fdocumentation 'mutex-name 'function)
337       "The name of the mutex. Setfable.")
338
339 #!+(and sb-thread (not sb-lutex))
340 (progn
341   (define-structure-slot-addressor mutex-state-address
342       :structure mutex
343       :slot state)
344   ;; Important: current code assumes these are fixnums or other
345   ;; lisp objects that don't need pinning.
346   (defconstant +lock-free+ 0)
347   (defconstant +lock-taken+ 1)
348   (defconstant +lock-contested+ 2))
349
350 (defun mutex-owner (mutex)
351   "Current owner of the mutex, NIL if the mutex is free. Naturally,
352 this is racy by design (another thread may acquire the mutex after
353 this function returns), it is intended for informative purposes. For
354 testing whether the current thread is holding a mutex see
355 HOLDING-MUTEX-P."
356   ;; Make sure to get the current value.
357   (sb!ext:compare-and-swap (mutex-%owner mutex) nil nil))
358
359 (defun get-mutex (mutex &optional (new-owner *current-thread*)
360                                   (waitp t) (timeout nil))
361   #!+sb-doc
362   "Deprecated in favor of GRAB-MUTEX."
363   (declare (type mutex mutex) (optimize (speed 3))
364            #!-sb-thread (ignore waitp timeout))
365   (unless new-owner
366     (setq new-owner *current-thread*))
367   (let ((old (mutex-%owner mutex)))
368     (when (eq new-owner old)
369       (error "Recursive lock attempt ~S." mutex))
370     #!-sb-thread
371     (when old
372       (error "Strange deadlock on ~S in an unithreaded build?" mutex)))
373   #!-sb-thread
374   (setf (mutex-%owner mutex) new-owner)
375   #!+sb-thread
376   (progn
377     ;; FIXME: Lutexes do not currently support deadlines, as at least
378     ;; on Darwin pthread_foo_timedbar functions are not supported:
379     ;; this means that we probably need to use the Carbon multiprocessing
380     ;; functions on Darwin.
381     ;;
382     ;; FIXME: This is definitely not interrupt safe: what happens if
383     ;; we get hit (1) during the lutex calls (ok, they may be safe,
384     ;; but has that been checked?) (2) after the lutex call, but
385     ;; before setting the mutex owner.
386     #!+sb-lutex
387     (progn
388       (when timeout
389         (error "Mutex timeouts not supported on this platform."))
390       (when (zerop (with-lutex-address (lutex (mutex-lutex mutex))
391                     (if waitp
392                         (with-interrupts (%lutex-lock lutex))
393                         (%lutex-trylock lutex))))
394        (setf (mutex-%owner mutex) new-owner)
395        t))
396     #!-sb-lutex
397     ;; This is a direct translation of the Mutex 2 algorithm from
398     ;; "Futexes are Tricky" by Ulrich Drepper.
399     (let ((old (sb!ext:compare-and-swap (mutex-state mutex)
400                                         +lock-free+
401                                         +lock-taken+)))
402       (unless (or (eql +lock-free+ old) (not waitp))
403         (tagbody
404          :retry
405            (when (or (eql +lock-contested+ old)
406                      (not (eql +lock-free+
407                                (sb!ext:compare-and-swap (mutex-state mutex)
408                                                         +lock-taken+
409                                                         +lock-contested+))))
410              ;; Wait on the contested lock.
411              (loop
412               (multiple-value-bind (to-sec to-usec stop-sec stop-usec deadlinep)
413                   (decode-timeout timeout)
414                 (declare (ignore stop-sec stop-usec))
415                 (case (with-pinned-objects (mutex)
416                         (futex-wait (mutex-state-address mutex)
417                                     (get-lisp-obj-address +lock-contested+)
418                                     (or to-sec -1)
419                                     (or to-usec 0)))
420                   ((1) (if deadlinep
421                            (signal-deadline)
422                            (return-from get-mutex nil)))
423                   ((2))
424                   (otherwise (return))))))
425            (setf old (sb!ext:compare-and-swap (mutex-state mutex)
426                                               +lock-free+
427                                               +lock-contested+))
428            ;; Did we get it?
429            (unless (eql +lock-free+ old)
430              (go :retry))))
431       (cond ((eql +lock-free+ old)
432              (let ((prev (sb!ext:compare-and-swap (mutex-%owner mutex)
433                                                   nil new-owner)))
434                (when prev
435                  (bug "Old owner in free mutex: ~S" prev))
436                t))
437             (waitp
438              (bug "Failed to acquire lock with WAITP."))))))
439
440 (defun grab-mutex (mutex &key (new-owner *current-thread*)
441                               (waitp t) (timeout nil))
442   #!+sb-doc
443   "Acquire MUTEX for NEW-OWNER, which must be a thread or NIL. If
444 NEW-OWNER is NIL, it defaults to the current thread. If WAITP is
445 non-NIL and the mutex is in use, sleep until it is available.
446
447 If TIMEOUT is given, it specifies a relative timeout, in seconds, on
448 how long GRAB-MUTEX should try to acquire the lock in the contested
449 case. Unsupported on :SB-LUTEX platforms (eg. Darwin), where a non-NIL
450 TIMEOUT signals an error.
451
452 If GRAB-MUTEX returns T, the lock acquisition was successful. In case
453 of WAITP being NIL, or an expired TIMEOUT, GRAB-MUTEX may also return
454 NIL which denotes that GRAB-MUTEX did -not- acquire the lock.
455
456 Notes:
457
458   - Using the NEW-OWNER parameter to assign a MUTEX to another thread
459     than the current one is not recommended, and liable to be
460     deprecated.
461
462   - GRAB-MUTEX is not interrupt safe. The correct way to call it is:
463
464       (WITHOUT-INTERRUPTS
465         ...
466         (ALLOW-WITH-INTERRUPTS (GRAB-MUTEX ...))
467         ...)
468
469     WITHOUT-INTERRUPTS is necessary to avoid an interrupt unwinding
470     the call while the mutex is in an inconsistent state while
471     ALLOW-WITH-INTERRUPTS allows the call to be interrupted from
472     sleep.
473
474   - (GRAB-MUTEX <mutex> :timeout 0.0) differs from
475     (GRAB-MUTEX <mutex> :waitp nil) in that the former may signal a
476     DEADLINE-TIMEOUT if the global deadline was due already on
477     entering GRAB-MUTEX.
478
479     The exact interplay of GRAB-MUTEX and deadlines are reserved to
480     change in future versions.
481
482   - It is recommended that you use WITH-MUTEX instead of calling
483     GRAB-MUTEX directly.
484 "
485   (get-mutex mutex new-owner waitp timeout))
486
487 (defun release-mutex (mutex &key (if-not-owner :punt))
488   #!+sb-doc
489   "Release MUTEX by setting it to NIL. Wake up threads waiting for
490 this mutex.
491
492 RELEASE-MUTEX is not interrupt safe: interrupts should be disabled
493 around calls to it.
494
495 If the current thread is not the owner of the mutex then it silently
496 returns without doing anything (if IF-NOT-OWNER is :PUNT), signals a
497 WARNING (if IF-NOT-OWNER is :WARN), or releases the mutex anyway (if
498 IF-NOT-OWNER is :FORCE)."
499   (declare (type mutex mutex))
500   ;; Order matters: set owner to NIL before releasing state.
501   (let* ((self *current-thread*)
502          (old-owner (sb!ext:compare-and-swap (mutex-%owner mutex) self nil)))
503     (unless (eql self old-owner)
504       (ecase if-not-owner
505         ((:punt) (return-from release-mutex nil))
506         ((:warn)
507          (warn "Releasing ~S, owned by another thread: ~S" mutex old-owner))
508         ((:force))))
509     #!+sb-thread
510     (when old-owner
511       (setf (mutex-%owner mutex) nil)
512       #!+sb-lutex
513       (with-lutex-address (lutex (mutex-lutex mutex))
514         (%lutex-unlock lutex))
515       #!-sb-lutex
516       ;; FIXME: once ATOMIC-INCF supports struct slots with word sized
517       ;; unsigned-byte type this can be used:
518       ;;
519       ;;     (let ((old (sb!ext:atomic-incf (mutex-state mutex) -1)))
520       ;;       (unless (eql old +lock-free+)
521       ;;         (setf (mutex-state mutex) +lock-free+)
522       ;;         (with-pinned-objects (mutex)
523       ;;           (futex-wake (mutex-state-address mutex) 1))))
524       (let ((old (sb!ext:compare-and-swap (mutex-state mutex)
525                                           +lock-taken+ +lock-free+)))
526         (when (eql old +lock-contested+)
527           (sb!ext:compare-and-swap (mutex-state mutex)
528                                    +lock-contested+ +lock-free+)
529           (with-pinned-objects (mutex)
530             (futex-wake (mutex-state-address mutex) 1))))
531       nil)))
532 \f
533
534 ;;;; Waitqueues/condition variables
535
536 (defstruct (waitqueue (:constructor %make-waitqueue))
537   #!+sb-doc
538   "Waitqueue type."
539   (name nil :type (or null thread-name))
540   #!+(and sb-lutex sb-thread)
541   (lutex (make-lutex))
542   #!-sb-lutex
543   (token nil))
544
545 (defun make-waitqueue (&key name)
546   #!+sb-doc
547   "Create a waitqueue."
548   (%make-waitqueue :name name))
549
550 #!+sb-doc
551 (setf (fdocumentation 'waitqueue-name 'function)
552       "The name of the waitqueue. Setfable.")
553
554 #!+(and sb-thread (not sb-lutex))
555 (define-structure-slot-addressor waitqueue-token-address
556     :structure waitqueue
557     :slot token)
558
559 (defun condition-wait (queue mutex)
560   #!+sb-doc
561   "Atomically release MUTEX and enqueue ourselves on QUEUE.  Another
562 thread may subsequently notify us using CONDITION-NOTIFY, at which
563 time we reacquire MUTEX and return to the caller.
564
565 Note that if CONDITION-WAIT unwinds (due to eg. a timeout) instead of
566 returning normally, it may do so without holding the mutex."
567   #!-sb-thread (declare (ignore queue))
568   (assert mutex)
569   #!-sb-thread (error "Not supported in unithread builds.")
570   #!+sb-thread
571   (let ((me *current-thread*))
572     (assert (eq me (mutex-%owner mutex)))
573     (/show0 "CONDITION-WAITing")
574     #!+sb-lutex
575     ;; Need to disable interrupts so that we don't miss setting the
576     ;; owner on our way out. (pthread_cond_wait handles the actual
577     ;; re-acquisition.)
578     (without-interrupts
579       (unwind-protect
580            (progn
581              (setf (mutex-%owner mutex) nil)
582              (with-lutex-address (queue-lutex-address (waitqueue-lutex queue))
583                (with-lutex-address (mutex-lutex-address (mutex-lutex mutex))
584                  (with-local-interrupts
585                    (%lutex-wait queue-lutex-address mutex-lutex-address)))))
586         (setf (mutex-%owner mutex) me)))
587     #!-sb-lutex
588     ;; Need to disable interrupts so that we don't miss grabbing the
589     ;; mutex on our way out.
590     (without-interrupts
591       ;; This setf becomes visible to other CPUS due to the usual
592       ;; memory barrier semantics of lock acquire/release. This must
593       ;; not be moved into the loop else wakeups may be lost upon
594       ;; continuing after a deadline or EINTR.
595       (setf (waitqueue-token queue) me)
596       (loop
597         (multiple-value-bind (to-sec to-usec)
598             (allow-with-interrupts (decode-timeout nil))
599           (case (unwind-protect
600                      (with-pinned-objects (queue me)
601                        ;; RELEASE-MUTEX is purposefully as close to
602                        ;; FUTEX-WAIT as possible to reduce the size of
603                        ;; the window where the token may be set by a
604                        ;; notifier.
605                        (release-mutex mutex)
606                        ;; Now we go to sleep using futex-wait. If
607                        ;; anyone else manages to grab MUTEX and call
608                        ;; CONDITION-NOTIFY during this comment, it
609                        ;; will change the token, and so futex-wait
610                        ;; returns immediately instead of sleeping.
611                        ;; Ergo, no lost wakeup. We may get spurious
612                        ;; wakeups, but that's ok.
613                        (allow-with-interrupts
614                          (futex-wait (waitqueue-token-address queue)
615                                      (get-lisp-obj-address me)
616                                      ;; our way of saying "no
617                                      ;; timeout":
618                                      (or to-sec -1)
619                                      (or to-usec 0))))
620                   ;; If we are interrupted while waiting, we should
621                   ;; do these things before returning. Ideally, in
622                   ;; the case of an unhandled signal, we should do
623                   ;; them before entering the debugger, but this is
624                   ;; better than nothing.
625                   (allow-with-interrupts (get-mutex mutex)))
626             ;; ETIMEDOUT; we know it was a timeout, yet we cannot
627             ;; signal a deadline unconditionally here because the
628             ;; call to GET-MUTEX may already have signaled it.
629             ((1))
630             ;; EINTR; we do not need to return to the caller because
631             ;; an interleaved wakeup would change the token causing an
632             ;; EWOULDBLOCK in the next iteration.
633             ((2))
634             ;; EWOULDBLOCK, -1 here, is the possible spurious wakeup
635             ;; case. 0 is the normal wakeup.
636             (otherwise (return))))))))
637
638 (defun condition-notify (queue &optional (n 1))
639   #!+sb-doc
640   "Notify N threads waiting on QUEUE. The same mutex that is used in
641 the corresponding CONDITION-WAIT must be held by this thread during
642 this call."
643   #!-sb-thread (declare (ignore queue n))
644   #!-sb-thread (error "Not supported in unithread builds.")
645   #!+sb-thread
646   (declare (type (and fixnum (integer 1)) n))
647   (/show0 "Entering CONDITION-NOTIFY")
648   #!+sb-thread
649   (progn
650     #!+sb-lutex
651     (with-lutex-address (lutex (waitqueue-lutex queue))
652       (%lutex-wake lutex n))
653     ;; No problem if >1 thread notifies during the comment in condition-wait:
654     ;; as long as the value in queue-data isn't the waiting thread's id, it
655     ;; matters not what it is -- using the queue object itself is handy.
656     ;;
657     ;; XXX we should do something to ensure that the result of this setf
658     ;; is visible to all CPUs.
659     ;;
660     ;; ^-- surely futex_wake() involves a memory barrier?
661     #!-sb-lutex
662     (progn
663       (setf (waitqueue-token queue) queue)
664       (with-pinned-objects (queue)
665         (futex-wake (waitqueue-token-address queue) n)))))
666
667 (defun condition-broadcast (queue)
668   #!+sb-doc
669   "Notify all threads waiting on QUEUE."
670   (condition-notify queue
671                     ;; On a 64-bit platform truncating M-P-F to an int
672                     ;; results in -1, which wakes up only one thread.
673                     (ldb (byte 29 0)
674                          most-positive-fixnum)))
675 \f
676
677 ;;;; Semaphores
678
679 (defstruct (semaphore (:constructor %make-semaphore (name %count)))
680   #!+sb-doc
681   "Semaphore type. The fact that a SEMAPHORE is a STRUCTURE-OBJECT
682 should be considered an implementation detail, and may change in the
683 future."
684   (name    nil :type (or null thread-name))
685   (%count    0 :type (integer 0))
686   (waitcount 0 :type sb!vm:word)
687   (mutex (make-mutex))
688   (queue (make-waitqueue)))
689
690 (setf (fdocumentation 'semaphore-name 'function)
691       "The name of the semaphore INSTANCE. Setfable.")
692
693 (declaim (inline semaphore-count))
694 (defun semaphore-count (instance)
695   "Returns the current count of the semaphore INSTANCE."
696   (semaphore-%count instance))
697
698 (defun make-semaphore (&key name (count 0))
699   #!+sb-doc
700   "Create a semaphore with the supplied COUNT and NAME."
701   (%make-semaphore name count))
702
703 (defun wait-on-semaphore (semaphore)
704   #!+sb-doc
705   "Decrement the count of SEMAPHORE if the count would not be
706 negative. Else blocks until the semaphore can be decremented."
707   ;; A more direct implementation based directly on futexes should be
708   ;; possible.
709   ;;
710   ;; We need to disable interrupts so that we don't forget to
711   ;; decrement the waitcount (which would happen if an asynch
712   ;; interrupt should catch us on our way out from the loop.)
713   (with-system-mutex ((semaphore-mutex semaphore) :allow-with-interrupts t)
714     ;; Quick check: is it positive? If not, enter the wait loop.
715     (let ((count (semaphore-%count semaphore)))
716       (if (plusp count)
717           (setf (semaphore-%count semaphore) (1- count))
718           (unwind-protect
719                (progn
720                  ;; Need to use ATOMIC-INCF despite the lock, because on our
721                  ;; way out from here we might not be locked anymore -- so
722                  ;; another thread might be tweaking this in parallel using
723                  ;; ATOMIC-DECF. No danger over overflow, since there it
724                  ;; at most one increment per thread waiting on the semaphore.
725                  (sb!ext:atomic-incf (semaphore-waitcount semaphore))
726                  (loop until (plusp (setf count (semaphore-%count semaphore)))
727                        do (condition-wait (semaphore-queue semaphore)
728                                           (semaphore-mutex semaphore)))
729                  (setf (semaphore-%count semaphore) (1- count)))
730             ;; Need to use ATOMIC-DECF instead of DECF, as CONDITION-WAIT
731             ;; may unwind without the lock being held due to timeouts.
732             (sb!ext:atomic-decf (semaphore-waitcount semaphore)))))))
733
734 (defun try-semaphore (semaphore &optional (n 1))
735   #!+sb-doc
736   "Try to decrement the count of SEMAPHORE by N. If the count were to
737 become negative, punt and return NIL, otherwise return true."
738   (declare (type (integer 1) n))
739   (with-mutex ((semaphore-mutex semaphore))
740     (let ((new-count (- (semaphore-%count semaphore) n)))
741       (when (not (minusp new-count))
742         (setf (semaphore-%count semaphore) new-count)))))
743
744 (defun signal-semaphore (semaphore &optional (n 1))
745   #!+sb-doc
746   "Increment the count of SEMAPHORE by N. If there are threads waiting
747 on this semaphore, then N of them is woken up."
748   (declare (type (integer 1) n))
749   ;; Need to disable interrupts so that we don't lose a wakeup after
750   ;; we have incremented the count.
751   (with-system-mutex ((semaphore-mutex semaphore) :allow-with-interrupts t)
752     (let ((waitcount (semaphore-waitcount semaphore))
753           (count (incf (semaphore-%count semaphore) n)))
754       (when (plusp waitcount)
755         (condition-notify (semaphore-queue semaphore) (min waitcount count))))))
756 \f
757
758 ;;;; Job control, independent listeners
759
760 (defstruct session
761   (lock (make-mutex :name "session lock"))
762   (threads nil)
763   (interactive-threads nil)
764   (interactive-threads-queue (make-waitqueue)))
765
766 (defvar *session* nil)
767
768 ;;; The debugger itself tries to acquire the session lock, don't let
769 ;;; funny situations (like getting a sigint while holding the session
770 ;;; lock) occur. At the same time we need to allow interrupts while
771 ;;; *waiting* for the session lock for things like GET-FOREGROUND to
772 ;;; be interruptible.
773 ;;;
774 ;;; Take care: we sometimes need to obtain the session lock while
775 ;;; holding on to *ALL-THREADS-LOCK*, so we must _never_ obtain it
776 ;;; _after_ getting a session lock! (Deadlock risk.)
777 ;;;
778 ;;; FIXME: It would be good to have ordered locks to ensure invariants
779 ;;; like the above.
780 (defmacro with-session-lock ((session) &body body)
781   `(with-system-mutex ((session-lock ,session) :allow-with-interrupts t)
782      ,@body))
783
784 (defun new-session ()
785   (make-session :threads (list *current-thread*)
786                 :interactive-threads (list *current-thread*)))
787
788 (defun init-job-control ()
789   (/show0 "Entering INIT-JOB-CONTROL")
790   (setf *session* (new-session))
791   (/show0 "Exiting INIT-JOB-CONTROL"))
792
793 (defun %delete-thread-from-session (thread session)
794   (with-session-lock (session)
795     (setf (session-threads session)
796           (delete thread (session-threads session))
797           (session-interactive-threads session)
798           (delete thread (session-interactive-threads session)))))
799
800 (defun call-with-new-session (fn)
801   (%delete-thread-from-session *current-thread* *session*)
802   (let ((*session* (new-session)))
803     (funcall fn)))
804
805 (defmacro with-new-session (args &body forms)
806   (declare (ignore args))               ;for extensibility
807   (sb!int:with-unique-names (fb-name)
808     `(labels ((,fb-name () ,@forms))
809       (call-with-new-session (function ,fb-name)))))
810
811 ;;; Remove thread from its session, if it has one.
812 #!+sb-thread
813 (defun handle-thread-exit (thread)
814   (/show0 "HANDLING THREAD EXIT")
815   ;; Lisp-side cleanup
816   (with-all-threads-lock
817     (setf (thread-%alive-p thread) nil)
818     (setf (thread-os-thread thread) nil)
819     (setq *all-threads* (delete thread *all-threads*))
820     (when *session*
821       (%delete-thread-from-session thread *session*)))
822   #!+sb-lutex
823   (without-gcing
824     (/show0 "FREEING MUTEX LUTEX")
825     (with-lutex-address (lutex (mutex-lutex (thread-interruptions-lock thread)))
826       (%lutex-destroy lutex))))
827
828 (defun terminate-session ()
829   #!+sb-doc
830   "Kill all threads in session except for this one.  Does nothing if current
831 thread is not the foreground thread."
832   ;; FIXME: threads created in other threads may escape termination
833   (let ((to-kill
834          (with-session-lock (*session*)
835            (and (eq *current-thread*
836                     (car (session-interactive-threads *session*)))
837                 (session-threads *session*)))))
838     ;; do the kill after dropping the mutex; unwind forms in dying
839     ;; threads may want to do session things
840     (dolist (thread to-kill)
841       (unless (eq thread *current-thread*)
842         ;; terminate the thread but don't be surprised if it has
843         ;; exited in the meantime
844         (handler-case (terminate-thread thread)
845           (interrupt-thread-error ()))))))
846
847 ;;; called from top of invoke-debugger
848 (defun debugger-wait-until-foreground-thread (stream)
849   "Returns T if thread had been running in background, NIL if it was
850 interactive."
851   (declare (ignore stream))
852   #!-sb-thread nil
853   #!+sb-thread
854   (prog1
855       (with-session-lock (*session*)
856         (not (member *current-thread*
857                      (session-interactive-threads *session*))))
858     (get-foreground)))
859
860 (defun get-foreground ()
861   #!-sb-thread t
862   #!+sb-thread
863   (let ((was-foreground t))
864     (loop
865      (/show0 "Looping in GET-FOREGROUND")
866      (with-session-lock (*session*)
867        (let ((int-t (session-interactive-threads *session*)))
868          (when (eq (car int-t) *current-thread*)
869            (unless was-foreground
870              (format *query-io* "Resuming thread ~A~%" *current-thread*))
871            (return-from get-foreground t))
872          (setf was-foreground nil)
873          (unless (member *current-thread* int-t)
874            (setf (cdr (last int-t))
875                  (list *current-thread*)))
876          (condition-wait
877           (session-interactive-threads-queue *session*)
878           (session-lock *session*)))))))
879
880 (defun release-foreground (&optional next)
881   #!+sb-doc
882   "Background this thread.  If NEXT is supplied, arrange for it to
883 have the foreground next."
884   #!-sb-thread (declare (ignore next))
885   #!-sb-thread nil
886   #!+sb-thread
887   (with-session-lock (*session*)
888     (when (rest (session-interactive-threads *session*))
889       (setf (session-interactive-threads *session*)
890             (delete *current-thread* (session-interactive-threads *session*))))
891     (when next
892       (setf (session-interactive-threads *session*)
893             (list* next
894                    (delete next (session-interactive-threads *session*)))))
895     (condition-broadcast (session-interactive-threads-queue *session*))))
896
897 (defun foreground-thread ()
898   (car (session-interactive-threads *session*)))
899
900 (defun make-listener-thread (tty-name)
901   (assert (probe-file tty-name))
902   (let* ((in (sb!unix:unix-open (namestring tty-name) sb!unix:o_rdwr #o666))
903          (out (sb!unix:unix-dup in))
904          (err (sb!unix:unix-dup in)))
905     (labels ((thread-repl ()
906                (sb!unix::unix-setsid)
907                (let* ((sb!impl::*stdin*
908                        (make-fd-stream in :input t :buffering :line
909                                        :dual-channel-p t))
910                       (sb!impl::*stdout*
911                        (make-fd-stream out :output t :buffering :line
912                                               :dual-channel-p t))
913                       (sb!impl::*stderr*
914                        (make-fd-stream err :output t :buffering :line
915                                               :dual-channel-p t))
916                       (sb!impl::*tty*
917                        (make-fd-stream err :input t :output t
918                                               :buffering :line
919                                               :dual-channel-p t))
920                       (sb!impl::*descriptor-handlers* nil))
921                  (with-new-session ()
922                    (unwind-protect
923                         (sb!impl::toplevel-repl nil)
924                      (sb!int:flush-standard-output-streams))))))
925       (make-thread #'thread-repl))))
926 \f
927
928 ;;;; The beef
929
930 (defun make-thread (function &key name)
931   #!+sb-doc
932   "Create a new thread of NAME that runs FUNCTION. When the function
933 returns the thread exits. The return values of FUNCTION are kept
934 around and can be retrieved by JOIN-THREAD."
935   #!-sb-thread (declare (ignore function name))
936   #!-sb-thread (error "Not supported in unithread builds.")
937   #!+sb-thread
938   (let* ((thread (%make-thread :name name))
939          (setup-sem (make-semaphore :name "Thread setup semaphore"))
940          (real-function (coerce function 'function))
941          (initial-function
942           (named-lambda initial-thread-function ()
943             ;; In time we'll move some of the binding presently done in C
944             ;; here too.
945             ;;
946             ;; KLUDGE: Here we have a magic list of variables that are
947             ;; not thread-safe for one reason or another.  As people
948             ;; report problems with the thread safety of certain
949             ;; variables, (e.g. "*print-case* in multiple threads
950             ;; broken", sbcl-devel 2006-07-14), we add a few more
951             ;; bindings here.  The Right Thing is probably some variant
952             ;; of Allegro's *cl-default-special-bindings*, as that is at
953             ;; least accessible to users to secure their own libraries.
954             ;;   --njf, 2006-07-15
955             ;;
956             ;; As it is, this lambda must not cons until we are ready
957             ;; to run GC. Be very careful.
958             (let* ((*current-thread* thread)
959                    (*restart-clusters* nil)
960                    (*handler-clusters* (sb!kernel::initial-handler-clusters))
961                    (*condition-restarts* nil)
962                    (sb!impl::*deadline* nil)
963                    (sb!impl::*deadline-seconds* nil)
964                    (sb!impl::*step-out* nil)
965                    ;; internal printer variables
966                    (sb!impl::*previous-case* nil)
967                    (sb!impl::*previous-readtable-case* nil)
968                    (sb!impl::*internal-symbol-output-fun* nil)
969                    (sb!impl::*descriptor-handlers* nil)) ; serve-event
970               ;; Binding from C
971               (setf sb!vm:*alloc-signal* *default-alloc-signal*)
972               (setf (thread-os-thread thread) (current-thread-os-thread))
973               (with-mutex ((thread-result-lock thread))
974                 (with-all-threads-lock
975                   (push thread *all-threads*))
976                 (with-session-lock (*session*)
977                   (push thread (session-threads *session*)))
978                 (setf (thread-%alive-p thread) t)
979                 (signal-semaphore setup-sem)
980                 ;; can't use handling-end-of-the-world, because that flushes
981                 ;; output streams, and we don't necessarily have any (or we
982                 ;; could be sharing them)
983                 (catch 'sb!impl::toplevel-catcher
984                   (catch 'sb!impl::%end-of-the-world
985                     (with-simple-restart
986                         (terminate-thread
987                          (format nil
988                                  "~~@<Terminate this thread (~A)~~@:>"
989                                  *current-thread*))
990                       (without-interrupts
991                         (unwind-protect
992                              (with-local-interrupts
993                                ;; Now that most things have a chance
994                                ;; to work properly without messing up
995                                ;; other threads, it's time to enable
996                                ;; signals.
997                                (sb!unix::unblock-deferrable-signals)
998                                (setf (thread-result thread)
999                                      (cons t
1000                                            (multiple-value-list
1001                                             (funcall real-function))))
1002                                ;; Try to block deferrables. An
1003                                ;; interrupt may unwind it, but for a
1004                                ;; normal exit it prevents interrupt
1005                                ;; loss.
1006                                (block-deferrable-signals))
1007                           ;; We're going down, can't handle interrupts
1008                           ;; sanely anymore. GC remains enabled.
1009                           (block-deferrable-signals)
1010                           ;; We don't want to run interrupts in a dead
1011                           ;; thread when we leave WITHOUT-INTERRUPTS.
1012                           ;; This potentially causes important
1013                           ;; interupts to be lost: SIGINT comes to
1014                           ;; mind.
1015                           (setq *interrupt-pending* nil)
1016                           (handle-thread-exit thread))))))))
1017             (values))))
1018     ;; If the starting thread is stopped for gc before it signals the
1019     ;; semaphore then we'd be stuck.
1020     (assert (not *gc-inhibit*))
1021     ;; Keep INITIAL-FUNCTION pinned until the child thread is
1022     ;; initialized properly. Wrap the whole thing in
1023     ;; WITHOUT-INTERRUPTS because we pass INITIAL-FUNCTION to another
1024     ;; thread.
1025     (without-interrupts
1026       (with-pinned-objects (initial-function)
1027         (let ((os-thread
1028                (%create-thread
1029                 (get-lisp-obj-address initial-function))))
1030           (when (zerop os-thread)
1031             (error "Can't create a new thread"))
1032           (wait-on-semaphore setup-sem)
1033           thread)))))
1034
1035 (defun join-thread (thread &key (default nil defaultp))
1036   #!+sb-doc
1037   "Suspend current thread until THREAD exits. Returns the result
1038 values of the thread function. If the thread does not exit normally,
1039 return DEFAULT if given or else signal JOIN-THREAD-ERROR."
1040   (with-system-mutex ((thread-result-lock thread) :allow-with-interrupts t)
1041     (cond ((car (thread-result thread))
1042            (return-from join-thread
1043              (values-list (cdr (thread-result thread)))))
1044           (defaultp
1045            (return-from join-thread default))))
1046   (error 'join-thread-error :thread thread))
1047
1048 (defun destroy-thread (thread)
1049   #!+sb-doc
1050   "Deprecated. Same as TERMINATE-THREAD."
1051   (terminate-thread thread))
1052
1053 (defmacro with-interruptions-lock ((thread) &body body)
1054   `(with-system-mutex ((thread-interruptions-lock ,thread))
1055      ,@body))
1056
1057 ;;; Called from the signal handler.
1058 #!-win32
1059 (defun run-interruption ()
1060   (let ((interruption (with-interruptions-lock (*current-thread*)
1061                         (pop (thread-interruptions *current-thread*)))))
1062     ;; If there is more to do, then resignal and let the normal
1063     ;; interrupt deferral mechanism take care of the rest. From the
1064     ;; OS's point of view the signal we are in the handler for is no
1065     ;; longer pending, so the signal will not be lost.
1066     (when (thread-interruptions *current-thread*)
1067       (kill-safely (thread-os-thread *current-thread*) sb!unix:sigpipe))
1068     (when interruption
1069       (funcall interruption))))
1070
1071 (defun interrupt-thread (thread function)
1072   #!+sb-doc
1073   "Interrupt the live THREAD and make it run FUNCTION. A moderate
1074 degree of care is expected for use of INTERRUPT-THREAD, due to its
1075 nature: if you interrupt a thread that was holding important locks
1076 then do something that turns out to need those locks, you probably
1077 won't like the effect. FUNCTION runs with interrupts disabled, but
1078 WITH-INTERRUPTS is allowed in it. Keep in mind that many things may
1079 enable interrupts (GET-MUTEX when contended, for instance) so the
1080 first thing to do is usually a WITH-INTERRUPTS or a
1081 WITHOUT-INTERRUPTS. Within a thread interrupts are queued, they are
1082 run in same the order they were sent."
1083   #!+win32
1084   (declare (ignore thread))
1085   #!+win32
1086   (with-interrupt-bindings
1087     (with-interrupts (funcall function)))
1088   #!-win32
1089   (let ((os-thread (thread-os-thread thread)))
1090     (cond ((not os-thread)
1091            (error 'interrupt-thread-error :thread thread))
1092           (t
1093            (with-interruptions-lock (thread)
1094              ;; Append to the end of the interruptions queue. It's
1095              ;; O(N), but it does not hurt to slow interruptors down a
1096              ;; bit when the queue gets long.
1097              (setf (thread-interruptions thread)
1098                    (append (thread-interruptions thread)
1099                            (list (lambda ()
1100                                    (without-interrupts
1101                                      (allow-with-interrupts
1102                                        (funcall function))))))))
1103            (when (minusp (kill-safely os-thread sb!unix:sigpipe))
1104              (error 'interrupt-thread-error :thread thread))))))
1105
1106 (defun terminate-thread (thread)
1107   #!+sb-doc
1108   "Terminate the thread identified by THREAD, by causing it to run
1109 SB-EXT:QUIT - the usual cleanup forms will be evaluated"
1110   (interrupt-thread thread 'sb!ext:quit))
1111
1112 (define-alien-routine "thread_yield" int)
1113
1114 #!+sb-doc
1115 (setf (fdocumentation 'thread-yield 'function)
1116       "Yield the processor to other threads.")
1117
1118 ;;; internal use only.  If you think you need to use these, either you
1119 ;;; are an SBCL developer, are doing something that you should discuss
1120 ;;; with an SBCL developer first, or are doing something that you
1121 ;;; should probably discuss with a professional psychiatrist first
1122 #!+sb-thread
1123 (progn
1124   (defun %thread-sap (thread)
1125     (let ((thread-sap (alien-sap (extern-alien "all_threads" (* t))))
1126           (target (thread-os-thread thread)))
1127       (loop
1128         (when (sap= thread-sap (int-sap 0)) (return nil))
1129         (let ((os-thread (sap-ref-word thread-sap
1130                                        (* sb!vm:n-word-bytes
1131                                           sb!vm::thread-os-thread-slot))))
1132           (when (= os-thread target) (return thread-sap))
1133           (setf thread-sap
1134                 (sap-ref-sap thread-sap (* sb!vm:n-word-bytes
1135                                            sb!vm::thread-next-slot)))))))
1136
1137   (defun %symbol-value-in-thread (symbol thread)
1138     ;; Prevent the thread from dying completely while we look for the TLS
1139     ;; area...
1140     (with-all-threads-lock
1141       (loop
1142         (if (thread-alive-p thread)
1143             (let* ((epoch sb!kernel::*gc-epoch*)
1144                    (offset (* sb!vm:n-word-bytes
1145                               (sb!vm::symbol-tls-index symbol)))
1146                    (tl-val (sap-ref-word (%thread-sap thread) offset)))
1147               (cond ((zerop offset)
1148                      (return (values nil :no-tls-value)))
1149                     ((or (eql tl-val sb!vm:no-tls-value-marker-widetag)
1150                          (eql tl-val sb!vm:unbound-marker-widetag))
1151                      (return (values nil :unbound-in-thread)))
1152                     (t
1153                      (multiple-value-bind (obj ok) (make-lisp-obj tl-val nil)
1154                        ;; The value we constructed may be invalid if a GC has
1155                        ;; occurred. That is harmless, though, since OBJ is
1156                        ;; either in a register or on stack, and we are
1157                        ;; conservative on both on GENCGC -- so a bogus object
1158                        ;; is safe here as long as we don't return it. If we
1159                        ;; ever port threads to a non-conservative GC we must
1160                        ;; pin the TL-VAL address before constructing OBJ, or
1161                        ;; make WITH-ALL-THREADS-LOCK imply WITHOUT-GCING.
1162                        ;;
1163                        ;; The reason we don't just rely on TL-VAL pinning the
1164                        ;; object is that the call to MAKE-LISP-OBJ may cause
1165                        ;; bignum allocation, at which point TL-VAL might not
1166                        ;; be alive anymore -- hence the epoch check.
1167                        (when (eq epoch sb!kernel::*gc-epoch*)
1168                          (if ok
1169                              (return (values obj :ok))
1170                              (return (values obj :invalid-tls-value))))))))
1171             (return (values nil :thread-dead))))))
1172
1173   (defun %set-symbol-value-in-thread (symbol thread value)
1174     (with-pinned-objects (value)
1175       ;; Prevent the thread from dying completely while we look for the TLS
1176       ;; area...
1177       (with-all-threads-lock
1178         (if (thread-alive-p thread)
1179             (let ((offset (* sb!vm:n-word-bytes
1180                              (sb!vm::symbol-tls-index symbol))))
1181               (cond ((zerop offset)
1182                      (values nil :no-tls-value))
1183                     (t
1184                      (setf (sap-ref-word (%thread-sap thread) offset)
1185                            (get-lisp-obj-address value))
1186                      (values value :ok))))
1187             (values nil :thread-dead))))))
1188
1189 (defun symbol-value-in-thread (symbol thread &optional (errorp t))
1190   "Return the local value of SYMBOL in THREAD, and a secondary value of T
1191 on success.
1192
1193 If the value cannot be retrieved (because the thread has exited or because it
1194 has no local binding for NAME) and ERRORP is true signals an error of type
1195 SYMBOL-VALUE-IN-THREAD-ERROR; if ERRORP is false returns a primary value of
1196 NIL, and a secondary value of NIL.
1197
1198 Can also be used with SETF to change the thread-local value of SYMBOL.
1199
1200 SYMBOL-VALUE-IN-THREAD is primarily intended as a debugging tool, and not as a
1201 mechanism for inter-thread communication."
1202   (declare (symbol symbol) (thread thread))
1203   #!+sb-thread
1204   (multiple-value-bind (res status) (%symbol-value-in-thread symbol thread)
1205     (if (eq :ok status)
1206         (values res t)
1207         (if errorp
1208             (error 'symbol-value-in-thread-error
1209                    :name symbol
1210                    :thread thread
1211                    :info (list :read status))
1212             (values nil nil))))
1213   #!-sb-thread
1214   (if (boundp symbol)
1215       (values (symbol-value symbol) t)
1216       (if errorp
1217           (error 'symbol-value-in-thread-error
1218                  :name symbol
1219                  :thread thread
1220                  :info (list :read :unbound-in-thread))
1221           (values nil nil))))
1222
1223 (defun (setf symbol-value-in-thread) (value symbol thread &optional (errorp t))
1224   (declare (symbol symbol) (thread thread))
1225   #!+sb-thread
1226   (multiple-value-bind (res status) (%set-symbol-value-in-thread symbol thread value)
1227     (if (eq :ok status)
1228         (values res t)
1229         (if errorp
1230             (error 'symbol-value-in-thread-error
1231                    :name symbol
1232                    :thread thread
1233                    :info (list :write status))
1234             (values nil nil))))
1235   #!-sb-thread
1236   (if (boundp symbol)
1237       (values (setf (symbol-value symbol) value) t)
1238       (if errorp
1239           (error 'symbol-value-in-thread-error
1240                  :name symbol
1241                  :thread thread
1242                  :info (list :write :unbound-in-thread))
1243           (values nil nil))))
1244
1245 (defun sb!vm::locked-symbol-global-value-add (symbol-name delta)
1246   (sb!vm::locked-symbol-global-value-add symbol-name delta))
1247 \f
1248
1249 ;;;; Stepping
1250
1251 (defun thread-stepping ()
1252   (make-lisp-obj
1253    (sap-ref-word (current-thread-sap)
1254                  (* sb!vm::thread-stepping-slot sb!vm:n-word-bytes))))
1255
1256 (defun (setf thread-stepping) (value)
1257   (setf (sap-ref-word (current-thread-sap)
1258                       (* sb!vm::thread-stepping-slot sb!vm:n-word-bytes))
1259         (get-lisp-obj-address value)))