1.0.5.6: compare-and-swap / instance-set-conditional refactoring
[sbcl.git] / src / code / target-thread.lisp
index 69860df..59d0562 100644 (file)
 
 (in-package "SB!THREAD")
 
-;;; FIXME it would be good to define what a thread id is or isn't (our
-;;; current assumption is that it's a fixnum).  It so happens that on
-;;; Linux it's a pid, but it might not be on posix thread implementations
+;;; Of the WITH-PINNED-OBJECTS in this file, not every single one is
+;;; necessary because threads are only supported with the conservative
+;;; gencgc and numbers on the stack (returned by GET-LISP-OBJ-ADDRESS)
+;;; are treated as references.
+
+;;; set the doc here because in early-thread FDOCUMENTATION is not
+;;; available, yet
+#!+sb-doc
+(setf (fdocumentation '*current-thread* 'variable)
+      "Bound in each thread to the thread itself.")
+
+(defstruct (thread (:constructor %make-thread))
+  #!+sb-doc
+  "Thread type. Do not rely on threads being structs as it may change
+in future versions."
+  name
+  %alive-p
+  os-thread
+  interruptions
+  (interruptions-lock (make-mutex :name "thread interruptions lock"))
+  result
+  (result-lock (make-mutex :name "thread result lock")))
+
+#!+sb-doc
+(setf (fdocumentation 'thread-name 'function)
+      "The name of the thread. Setfable.")
+
+(def!method print-object ((thread thread) stream)
+  (if (thread-name thread)
+      (print-unreadable-object (thread stream :type t :identity t)
+        (prin1 (thread-name thread) stream))
+      (print-unreadable-object (thread stream :type t :identity t)
+        ;; body is empty => there is only one space between type and
+        ;; identity
+        ))
+  thread)
+
+(defun thread-alive-p (thread)
+  #!+sb-doc
+  "Check if THREAD is running."
+  (thread-%alive-p thread))
+
+;; A thread is eligible for gc iff it has finished and there are no
+;; more references to it. This list is supposed to keep a reference to
+;; all running threads.
+(defvar *all-threads* ())
+(defvar *all-threads-lock* (make-mutex :name "all threads lock"))
+
+(defmacro with-all-threads-lock (&body body)
+  #!-sb-thread
+  `(locally ,@body)
+  #!+sb-thread
+  `(without-interrupts
+     (with-mutex (*all-threads-lock*)
+       ,@body)))
+
+(defun list-all-threads ()
+  #!+sb-doc
+  "Return a list of the live threads."
+  (with-all-threads-lock
+    (copy-list *all-threads*)))
+
+(declaim (inline current-thread-sap))
+(defun current-thread-sap ()
+  (sb!vm::current-thread-offset-sap sb!vm::thread-this-slot))
+
+(declaim (inline current-thread-sap-id))
+(defun current-thread-sap-id ()
+  (sap-int
+   (sb!vm::current-thread-offset-sap sb!vm::thread-os-thread-slot)))
+
+(defun init-initial-thread ()
+  (/show0 "Entering INIT-INITIAL-THREAD")
+  (let ((initial-thread (%make-thread :name "initial thread"
+                                      :%alive-p t
+                                      :os-thread (current-thread-sap-id))))
+    (setq *current-thread* initial-thread)
+    ;; Either *all-threads* is empty or it contains exactly one thread
+    ;; in case we are in reinit since saving core with multiple
+    ;; threads doesn't work.
+    (setq *all-threads* (list initial-thread))))
 
-(define-alien-routine ("create_thread" %create-thread)
-    unsigned-long
-  (lisp-fun-address unsigned-long))
-
-(define-alien-routine "signal_thread_to_dequeue"
-    unsigned-int
-  (thread-id unsigned-long))
-
-(defvar *session* nil)
+;;;;
 
-;;;; queues, locks 
+#!+sb-thread
+(progn
+  ;; FIXME it would be good to define what a thread id is or isn't
+  ;; (our current assumption is that it's a fixnum).  It so happens
+  ;; that on Linux it's a pid, but it might not be on posix thread
+  ;; implementations.
+  (define-alien-routine ("create_thread" %create-thread)
+      unsigned-long (lisp-fun-address unsigned-long))
+
+  (define-alien-routine "signal_interrupt_thread"
+      integer (os-thread unsigned-long))
+
+  (define-alien-routine "block_deferrable_signals"
+      void)
+
+  #!+sb-lutex
+  (progn
+    (declaim (inline %lutex-init %lutex-wait %lutex-wake
+                     %lutex-lock %lutex-unlock))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine ("lutex_init" %lutex-init)
+        int (lutex unsigned-long))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine ("lutex_wait" %lutex-wait)
+        int (queue-lutex unsigned-long) (mutex-lutex unsigned-long))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine ("lutex_wake" %lutex-wake)
+        int (lutex unsigned-long) (n int))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine ("lutex_lock" %lutex-lock)
+        int (lutex unsigned-long))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine ("lutex_trylock" %lutex-trylock)
+        int (lutex unsigned-long))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine ("lutex_unlock" %lutex-unlock)
+        int (lutex unsigned-long))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine ("lutex_destroy" %lutex-destroy)
+        int (lutex unsigned-long))
+
+    ;; FIXME: Defining a whole bunch of alien-type machinery just for
+    ;; passing primitive lutex objects directly to foreign functions
+    ;; doesn't seem like fun right now. So instead we just manually
+    ;; pin the lutex, get its address, and let the callee untag it.
+    (defmacro with-lutex-address ((name lutex) &body body)
+      `(let ((,name ,lutex))
+         (with-pinned-objects (,name)
+           (let ((,name (get-lisp-obj-address ,name)))
+             ,@body))))
+
+    (defun make-lutex ()
+      (/show0 "Entering MAKE-LUTEX")
+      ;; Suppress GC until the lutex has been properly registered with
+      ;; the GC.
+      (without-gcing
+        (let ((lutex (sb!vm::%make-lutex)))
+          (/show0 "LUTEX=..")
+          (/hexstr lutex)
+          (with-lutex-address (lutex lutex)
+            (%lutex-init lutex))
+          lutex))))
+
+  #!-sb-lutex
+  (progn
+    (declaim (inline futex-wait futex-wake))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine "futex_wait"
+        int (word unsigned-long) (old-value unsigned-long))
+
+    (sb!alien:define-alien-routine "futex_wake"
+        int (word unsigned-long) (n unsigned-long))))
+
+;;; used by debug-int.lisp to access interrupt contexts
+#!-(or sb-fluid sb-thread) (declaim (inline sb!vm::current-thread-offset-sap))
+#!-sb-thread
+(defun sb!vm::current-thread-offset-sap (n)
+  (declare (type (unsigned-byte 27) n))
+  (sap-ref-sap (alien-sap (extern-alien "all_threads" (* t)))
+               (* n sb!vm:n-word-bytes)))
+
+#!+sb-thread
+(defun sb!vm::current-thread-offset-sap (n)
+  (declare (type (unsigned-byte 27) n))
+  (sb!vm::current-thread-offset-sap n))
+
+;;;; spinlocks
+#!+sb-thread
+(define-structure-slot-compare-and-swap
+    compare-and-swap-spinlock-value
+    :structure spinlock
+    :slot value)
 
-;; spinlocks use 0 as "free" value: higher-level locks use NIL
 (declaim (inline get-spinlock release-spinlock))
 
-(defun get-spinlock (lock offset new-value)
-  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
+(defun get-spinlock (spinlock)
+  (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
+           #!-sb-thread
+           (ignore spinlock))
+  ;; %instance-set-conditional can test for 0 (which is a fixnum) and
+  ;; store any value
+  #!+sb-thread
   (loop until
-       (eql (sb!vm::%instance-set-conditional lock offset 0 new-value) 0)))
-
-;; this should do nothing if we didn't own the lock, so safe to use in
-;; unwind-protect cleanups when lock acquisition failed for some reason
-(defun release-spinlock (lock offset our-value)
-  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
-  (sb!vm::%instance-set-conditional lock offset our-value 0))
-
-(defmacro with-spinlock ((queue) &body body)
-  (with-unique-names (pid)
-    `(let ((,pid (current-thread-id)))
-       (unwind-protect
-           (progn
-             (get-spinlock ,queue 2 ,pid)
-             ,@body)
-        (release-spinlock ,queue 2 ,pid)))))
-
+       (eql 0 (compare-and-swap-spinlock-value spinlock 0 1)))
+  t)
+
+(defun release-spinlock (spinlock)
+  (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
+           #!-sb-thread (ignore spinlock))
+  ;; %instance-set-conditional cannot compare arbitrary objects
+  ;; meaningfully, so (compare-and-swap-spinlock-value our-value 0)
+  ;; does not work for bignum thread ids.
+  #!+sb-thread
+  (setf (spinlock-value spinlock) 0)
+  nil)
+
+;;;; mutexes
+
+#!+sb-doc
+(setf (fdocumentation 'make-mutex 'function)
+      "Create a mutex."
+      (fdocumentation 'mutex-name 'function)
+      "The name of the mutex. Setfable."
+      (fdocumentation 'mutex-value 'function)
+      "The value of the mutex. NIL if the mutex is free. Setfable.")
+
+#!+(and sb-thread (not sb-lutex))
+(progn
+  (define-structure-slot-addressor mutex-value-address
+      :structure mutex
+      :slot value)
+  (define-structure-slot-compare-and-swap
+      compare-and-swap-mutex-value
+      :structure mutex
+      :slot value))
+
+(defun get-mutex (mutex &optional (new-value *current-thread*) (wait-p t))
+  #!+sb-doc
+  "Acquire MUTEX, setting it to NEW-VALUE or some suitable default
+value if NIL. If WAIT-P is non-NIL and the mutex is in use, sleep
+until it is available."
+  (declare (type mutex mutex) (optimize (speed 3)))
+  (/show0 "Entering GET-MUTEX")
+  (unless new-value
+    (setq new-value *current-thread*))
+  #!-sb-thread
+  (let ((old-value (mutex-value mutex)))
+    (when (and old-value wait-p)
+      (error "In unithread mode, mutex ~S was requested with WAIT-P ~S and ~
+              new-value ~S, but has already been acquired (with value ~S)."
+             mutex wait-p new-value old-value))
+    (setf (mutex-value mutex) new-value)
+    t)
+  #!+sb-thread
+  (progn
+    (when (eql new-value (mutex-value mutex))
+      (warn "recursive lock attempt ~S~%" mutex)
+      (format *debug-io* "Thread: ~A~%" *current-thread*)
+      (sb!debug:backtrace most-positive-fixnum *debug-io*)
+      (force-output *debug-io*))
+    #!+sb-lutex
+    (when (zerop (with-lutex-address (lutex (mutex-lutex mutex))
+                   (if wait-p
+                       (%lutex-lock lutex)
+                       (%lutex-trylock lutex))))
+      (setf (mutex-value mutex) new-value))
+    #!-sb-lutex
+    (let (old)
+      (loop
+         (unless
+             (setf old
+                   (compare-and-swap-mutex-value mutex nil new-value))
+           (return t))
+         (unless wait-p (return nil))
+         (with-pinned-objects (mutex old)
+           (futex-wait (mutex-value-address mutex)
+                       (get-lisp-obj-address old)))))))
+
+(defun release-mutex (mutex)
+  #!+sb-doc
+  "Release MUTEX by setting it to NIL. Wake up threads waiting for
+this mutex."
+  (declare (type mutex mutex))
+  (/show0 "Entering RELEASE-MUTEX")
+  (setf (mutex-value mutex) nil)
+  #!+sb-thread
+  (progn
+    #!+sb-lutex
+    (with-lutex-address (lutex (mutex-lutex mutex))
+      (%lutex-unlock lutex))
+    #!-sb-lutex
+    (futex-wake (mutex-value-address mutex) 1)))
+
+;;;; waitqueues/condition variables
+
+(defstruct (waitqueue (:constructor %make-waitqueue))
+  #!+sb-doc
+  "Waitqueue type."
+  (name nil :type (or null simple-string))
+  #!+(and sb-lutex sb-thread)
+  (lutex (make-lutex))
+  #!-sb-lutex
+  (data nil))
 
-;;;; the higher-level locking operations are based on waitqueues
+(defun make-waitqueue (&key name)
+  #!+sb-doc
+  "Create a waitqueue."
+  (%make-waitqueue :name name))
 
-(declaim (inline waitqueue-data-address mutex-value-address))
+#!+sb-doc
+(setf (fdocumentation 'waitqueue-name 'function)
+      "The name of the waitqueue. Setfable.")
 
-(defstruct waitqueue
-  (name nil :type (or null simple-base-string))
-  (lock 0)
-  (data nil))
+#!+(and sb-thread (not sb-lutex))
+(define-structure-slot-addressor waitqueue-data-address
+    :structure waitqueue
+    :slot data)
 
-;;; The bare 4 here and 5 below are offsets of the slots in the struct.
-;;; There ought to be some better way to get these numbers
-(defun waitqueue-data-address (lock)
-  (declare (optimize (speed 3)))
-  (sb!ext:truly-the
-   (unsigned-byte 32)
-   (+ (sb!kernel:get-lisp-obj-address lock)
-      (- (* 4 sb!vm:n-word-bytes) sb!vm:instance-pointer-lowtag))))
-
-(defstruct (mutex (:include waitqueue))
-  (value nil))
-
-(defun mutex-value-address (lock)
-  (declare (optimize (speed 3)))
-  (sb!ext:truly-the
-   (unsigned-byte 32)
-   (+ (sb!kernel:get-lisp-obj-address lock)
-      (- (* 5 sb!vm:n-word-bytes) sb!vm:instance-pointer-lowtag))))
-
-(sb!alien:define-alien-routine "block_sigcont"  void)
-(sb!alien:define-alien-routine "unblock_sigcont_and_sleep"  void)
-
-#!+sb-futex
-(declaim (inline futex-wait futex-wake))
-#!+sb-futex
-(sb!alien:define-alien-routine
-    "futex_wait" int (word unsigned-long) (old-value unsigned-long))
-#!+sb-futex
-(sb!alien:define-alien-routine
-    "futex_wake" int (word unsigned-long) (n unsigned-long))
-
-
-;;; this should only be called while holding the queue spinlock.
-;;; it releases the spinlock before sleeping
-(defun wait-on-queue (queue &optional lock)
-  (let ((pid (current-thread-id)))
-    (block-sigcont)
-    (when lock (release-mutex lock))
-    (sb!sys:without-interrupts
-     (pushnew pid (waitqueue-data queue)))
-    (setf (waitqueue-lock queue) 0)
-    (unblock-sigcont-and-sleep)))
-
-;;; this should only be called while holding the queue spinlock.  It doesn't
-;;; release it
-(defun dequeue (queue)
-  (let ((pid (current-thread-id)))
-    (sb!sys:without-interrupts     
-     (setf (waitqueue-data queue)
-          (delete pid (waitqueue-data queue))))))
-
-;;; this should only be called while holding the queue spinlock.
-(defun signal-queue-head (queue)
-  (let ((p (car (waitqueue-data queue))))
-    (when p (signal-thread-to-dequeue p))))
-
-;;;; mutex
-
-;;; i suspect there may be a race still in this: the futex version requires
-;;; the old mutex value before sleeping, so how do we get away without it
-(defun get-mutex (lock &optional new-value (wait-p t))
-  (declare (type mutex lock) (optimize (speed 3)))
-  (let ((pid (current-thread-id)))
-    (unless new-value (setf new-value pid))
-    (assert (not (eql new-value (mutex-value lock))))
-    (get-spinlock lock 2 pid)
-    (loop
-     (unless
-        ;; args are object slot-num old-value new-value
-        (sb!vm::%instance-set-conditional lock 4 nil new-value)
-       (dequeue lock)
-       (setf (waitqueue-lock lock) 0)
-       (return t))
-     (unless wait-p
-       (setf (waitqueue-lock lock) 0)
-       (return nil))
-     (wait-on-queue lock nil))))
-
-#!+sb-futex
-(defun get-mutex/futex (lock &optional new-value (wait-p t))
-  (declare (type mutex lock)  (optimize (speed 3)))
-  (let ((pid (current-thread-id))
-       old)
-    (unless new-value (setf new-value pid))
-    (assert (not (eql new-value (mutex-value lock))))
-    (loop
-     (unless
-        (setf old (sb!vm::%instance-set-conditional lock 4 nil new-value))
-       (return t))
-     (unless wait-p (return nil))
-     (futex-wait (mutex-value-address lock)
-                (sb!kernel:get-lisp-obj-address old)))))
-
-(defun release-mutex (lock &optional (new-value nil))
-  (declare (type mutex lock))
-  ;; we assume the lock is ours to release
-  (with-spinlock (lock)
-    (setf (mutex-value lock) new-value)
-    (signal-queue-head lock)))
-
-#!+sb-futex
-(defun release-mutex/futex (lock)
-  (declare (type mutex lock))
-  (setf (mutex-value lock) nil)
-  (futex-wake (mutex-value-address lock) 1))
-
-;;;; condition variables
-
-(defun condition-wait (queue lock)
-  "Atomically release LOCK and enqueue ourselves on QUEUE.  Another
+(defun condition-wait (queue mutex)
+  #!+sb-doc
+  "Atomically release MUTEX and enqueue ourselves on QUEUE.  Another
 thread may subsequently notify us using CONDITION-NOTIFY, at which
-time we reacquire LOCK and return to the caller."
-  (assert lock)
-  (let ((value (mutex-value lock)))
+time we reacquire MUTEX and return to the caller."
+  #!-sb-thread (declare (ignore queue))
+  (assert mutex)
+  #!-sb-thread (error "Not supported in unithread builds.")
+  #!+sb-thread
+  (let ((value (mutex-value mutex)))
+    (/show0 "CONDITION-WAITing")
+    #!+sb-lutex
+    (progn
+      (setf (mutex-value mutex) nil)
+      (with-lutex-address (queue-lutex-address (waitqueue-lutex queue))
+        (with-lutex-address (mutex-lutex-address (mutex-lutex mutex))
+          (%lutex-wait queue-lutex-address mutex-lutex-address)))
+      (setf (mutex-value mutex) value))
+    #!-sb-lutex
     (unwind-protect
-        (progn
-          (get-spinlock queue 2 (current-thread-id))
-          (wait-on-queue queue lock))
+         (let ((me *current-thread*))
+           ;; XXX we should do something to ensure that the result of this setf
+           ;; is visible to all CPUs
+           (setf (waitqueue-data queue) me)
+           (release-mutex mutex)
+           ;; Now we go to sleep using futex-wait.  If anyone else
+           ;; manages to grab MUTEX and call CONDITION-NOTIFY during
+           ;; this comment, it will change queue->data, and so
+           ;; futex-wait returns immediately instead of sleeping.
+           ;; Ergo, no lost wakeup
+           (with-pinned-objects (queue me)
+             (futex-wait (waitqueue-data-address queue)
+                         (get-lisp-obj-address me))))
       ;; If we are interrupted while waiting, we should do these things
       ;; before returning.  Ideally, in the case of an unhandled signal,
       ;; we should do them before entering the debugger, but this is
       ;; better than nothing.
-      (with-spinlock (queue)
-       (dequeue queue))
-      (get-mutex lock value))))
-
-#!+sb-futex
-(defun condition-wait/futex (queue lock)
-  (assert lock)
-  (let ((value (mutex-value lock)))
-    (unwind-protect
-        (let ((me (current-thread-id)))
-          ;; XXX we should do something to ensure that the result of this setf
-          ;; is visible to all CPUs
-          (setf (waitqueue-data queue) me)
-          (release-mutex lock)
-          ;; Now we go to sleep using futex-wait.  If anyone else
-          ;; manages to grab LOCK and call CONDITION-NOTIFY during
-          ;; this comment, it will change queue->data, and so
-          ;; futex-wait returns immediately instead of sleeping.
-          ;; Ergo, no lost wakeup
-          (futex-wait (waitqueue-data-address queue)
-                      (sb!kernel:get-lisp-obj-address me)))
-      ;; If we are interrupted while waiting, we should do these things
-      ;; before returning.  Ideally, in the case of an unhandled signal,
-      ;; we should do them before entering the debugger, but this is
-      ;; better than nothing.
-      (get-mutex lock value))))
-
-
-(defun condition-notify (queue)
-  "Notify one of the processes waiting on QUEUE"
-  (with-spinlock (queue) (signal-queue-head queue)))
-
-#!+sb-futex
-(defun condition-notify/futex (queue)
-  "Notify one of the processes waiting on QUEUE."
-  (let ((me (current-thread-id)))
+      (get-mutex mutex value))))
+
+(defun condition-notify (queue &optional (n 1))
+  #!+sb-doc
+  "Notify N threads waiting on QUEUE."
+  #!-sb-thread (declare (ignore queue n))
+  #!-sb-thread (error "Not supported in unithread builds.")
+  #!+sb-thread
+  (declare (type (and fixnum (integer 1)) n))
+  (/show0 "Entering CONDITION-NOTIFY")
+  #!+sb-thread
+  (progn
+    #!+sb-lutex
+    (with-lutex-address (lutex (waitqueue-lutex queue))
+      (%lutex-wake lutex n))
     ;; no problem if >1 thread notifies during the comment in
     ;; condition-wait: as long as the value in queue-data isn't the
     ;; waiting thread's id, it matters not what it is
     ;; XXX we should do something to ensure that the result of this setf
     ;; is visible to all CPUs
-    (setf (waitqueue-data queue) me)
-    (futex-wake (waitqueue-data-address queue) 1)))
-
-#!+sb-futex
-(defun condition-broadcast/futex (queue)
-  (let ((me (current-thread-id)))
-    (setf (waitqueue-data queue) me)
-    (futex-wake (waitqueue-data-address queue) (ash 1 30))))
+    #!-sb-lutex
+    (let ((me *current-thread*))
+      (progn
+        (setf (waitqueue-data queue) me)
+        (with-pinned-objects (queue)
+          (futex-wake (waitqueue-data-address queue) n))))))
 
 (defun condition-broadcast (queue)
-  "Notify all of the processes waiting on QUEUE."
-  (with-spinlock (queue)
-    (map nil #'signal-thread-to-dequeue (waitqueue-data queue))))
-
-;;; Futexes may be available at compile time but not runtime, so we
-;;; default to not using them unless os_init says they're available
-(defun maybe-install-futex-functions ()
-  #!+sb-futex
-  (unless (zerop (extern-alien "linux_supports_futex" int))
-    (setf (fdefinition 'get-mutex) #'get-mutex/futex
-         (fdefinition 'release-mutex) #'release-mutex/futex
-         (fdefinition 'condition-wait) #'condition-wait/futex
-         (fdefinition 'condition-broadcast) #'condition-broadcast/futex
-         (fdefinition 'condition-notify) #'condition-notify/futex)
-    t))
-
-(defun make-thread (function)
-  (let* ((real-function (coerce function 'function))
-        (tid
-         (%create-thread
-          (sb!kernel:get-lisp-obj-address
-           (lambda ()
-             ;; in time we'll move some of the binding presently done in C
-             ;; here too
-             (let ((sb!kernel::*restart-clusters* nil)
-                   (sb!impl::*descriptor-handlers* nil) ; serve-event
-                   (sb!impl::*available-buffers* nil)) ;for fd-stream
-               ;; can't use handling-end-of-the-world, because that flushes
-               ;; output streams, and we don't necessarily have any (or we
-               ;; could be sharing them)
-               (sb!sys:enable-interrupt sb!unix:sigint :ignore)
-               (sb!unix:unix-exit
-                (catch 'sb!impl::%end-of-the-world 
-                  (with-simple-restart 
-                      (destroy-thread
-                       (format nil "~~@<Destroy this thread (~A)~~@:>"
-                               (current-thread-id)))
-                    (funcall real-function))
-                  0))))))))
-    (with-mutex ((session-lock *session*))
-      (pushnew tid (session-threads *session*)))
-    tid))
-
-;;; Really, you don't want to use these: they'll get into trouble with
-;;; garbage collection.  Use a lock or a waitqueue instead
-(defun suspend-thread (thread-id)
-  (sb!unix:unix-kill thread-id sb!unix:sigstop))
-(defun resume-thread (thread-id)
-  (sb!unix:unix-kill thread-id sb!unix:sigcont))
-;;; Note warning about cleanup forms
-(defun destroy-thread (thread-id)
-  "Destroy the thread identified by THREAD-ID abruptly, without running cleanup forms"
-  (sb!unix:unix-kill thread-id sb!unix:sigterm)
-  ;; may have been stopped for some reason, so now wake it up to
-  ;; deliver the TERM
-  (sb!unix:unix-kill thread-id sb!unix:sigcont))
-
-     
-     
-
-;;; a moderate degree of care is expected for use of interrupt-thread,
-;;; due to its nature: if you interrupt a thread that was holding
-;;; important locks then do something that turns out to need those
-;;; locks, you probably won't like the effect.  Used with thought
-;;; though, it's a good deal gentler than the last-resort functions above
-
-(defun interrupt-thread (thread function)
-  "Interrupt THREAD and make it run FUNCTION."
-  (let ((function (coerce function 'function)))
-    (sb!sys:with-pinned-objects (function)
-      (sb!unix::syscall* ("interrupt_thread"
-                         sb!alien:unsigned-long  sb!alien:unsigned-long)
-                        thread
-                        thread 
-                        (sb!kernel:get-lisp-obj-address function)))))
-
-(defun terminate-thread (thread-id)
-  "Terminate the thread identified by THREAD-ID, by causing it to run
-SB-EXT:QUIT - the usual cleanup forms will be evaluated"
-  (interrupt-thread thread-id 'sb!ext:quit))
-
-(declaim (inline current-thread-id))
-(defun current-thread-id ()
-  (logand 
-   (sb!sys:sap-int
-    (sb!vm::current-thread-offset-sap sb!vm::thread-pid-slot))
-   ;; KLUDGE pids are 16 bit really.  Avoid boxing the return value
-   (1- (ash 1 16))))
-
-;;;; iterate over the in-memory threads
-
-(defun mapcar-threads (function)
-  "Call FUNCTION once for each known thread, giving it the thread structure as argument"
-  (let ((function (coerce function 'function)))
-    (loop for thread = (alien-sap (extern-alien "all_threads" (* t)))
-         then  (sb!sys:sap-ref-sap thread (* 4 sb!vm::thread-next-slot))
-         until (sb!sys:sap= thread (sb!sys:int-sap 0))
-         collect (funcall function thread))))
+  #!+sb-doc
+  "Notify all threads waiting on QUEUE."
+  (condition-notify queue
+                    ;; On a 64-bit platform truncating M-P-F to an int results
+                    ;; in -1, which wakes up only one thread.
+                    (ldb (byte 29 0)
+                         most-positive-fixnum)))
+
+;;;; semaphores
+
+(defstruct (semaphore (:constructor %make-semaphore))
+  #!+sb-doc
+  "Semaphore type."
+  (name nil :type (or null simple-string))
+  (count 0 :type (integer 0))
+  (mutex (make-mutex))
+  (queue (make-waitqueue)))
+
+(defun make-semaphore (&key name (count 0))
+  #!+sb-doc
+  "Create a semaphore with the supplied COUNT."
+  (%make-semaphore :name name :count count))
+
+(setf (fdocumentation 'semaphore-name 'function)
+      "The name of the semaphore. Setfable.")
+
+(defun wait-on-semaphore (sem)
+  #!+sb-doc
+  "Decrement the count of SEM if the count would not be negative. Else
+block until the semaphore can be decremented."
+  ;; a more direct implementation based directly on futexes should be
+  ;; possible
+  (with-mutex ((semaphore-mutex sem))
+    (loop until (> (semaphore-count sem) 0)
+          do (condition-wait (semaphore-queue sem) (semaphore-mutex sem))
+          finally (decf (semaphore-count sem)))))
+
+(defun signal-semaphore (sem &optional (n 1))
+  #!+sb-doc
+  "Increment the count of SEM by N. If there are threads waiting on
+this semaphore, then N of them is woken up."
+  (declare (type (and fixnum (integer 1)) n))
+  (with-mutex ((semaphore-mutex sem))
+    (when (= n (incf (semaphore-count sem) n))
+      (condition-notify (semaphore-queue sem) n))))
 
 ;;;; job control, independent listeners
 
-(defstruct session 
-  (lock (make-mutex))
+(defstruct session
+  (lock (make-mutex :name "session lock"))
   (threads nil)
   (interactive-threads nil)
   (interactive-threads-queue (make-waitqueue)))
 
+(defvar *session* nil)
+
+;;; the debugger itself tries to acquire the session lock, don't let
+;;; funny situations (like getting a sigint while holding the session
+;;; lock) occur
+(defmacro with-session-lock ((session) &body body)
+  #!-sb-thread (declare (ignore session))
+  #!-sb-thread
+  `(locally ,@body)
+  #!+sb-thread
+  `(without-interrupts
+     (with-mutex ((session-lock ,session))
+       ,@body)))
+
 (defun new-session ()
-  (let ((tid (current-thread-id)))
-    (make-session :threads (list tid)
-                 :interactive-threads (list tid))))
+  (make-session :threads (list *current-thread*)
+                :interactive-threads (list *current-thread*)))
 
 (defun init-job-control ()
-  (setf *session* (new-session)))
+  (/show0 "Entering INIT-JOB-CONTROL")
+  (setf *session* (new-session))
+  (/show0 "Exiting INIT-JOB-CONTROL"))
 
-(defun %delete-thread-from-session (tid)
-  (with-mutex ((session-lock *session*))
-    (setf (session-threads *session*)
-         (delete tid (session-threads *session*))
-         (session-interactive-threads *session*)
-         (delete tid (session-interactive-threads *session*)))))
+(defun %delete-thread-from-session (thread session)
+  (with-session-lock (session)
+    (setf (session-threads session)
+          (delete thread (session-threads session))
+          (session-interactive-threads session)
+          (delete thread (session-interactive-threads session)))))
 
 (defun call-with-new-session (fn)
-  (%delete-thread-from-session (current-thread-id))
-  (let ((*session* (new-session)))  (funcall fn)))
+  (%delete-thread-from-session *current-thread* *session*)
+  (let ((*session* (new-session)))
+    (funcall fn)))
 
 (defmacro with-new-session (args &body forms)
-  (declare (ignore args))              ;for extensibility
+  (declare (ignore args))               ;for extensibility
   (sb!int:with-unique-names (fb-name)
     `(labels ((,fb-name () ,@forms))
       (call-with-new-session (function ,fb-name)))))
 
-;;; this is called from a C signal handler: some signals may be masked
-(defun handle-thread-exit (tid)
-  "Remove thread id TID from the session, if it's there"
-  (%delete-thread-from-session tid))
-  
+;;; Remove thread from its session, if it has one.
+#!+sb-thread
+(defun handle-thread-exit (thread)
+  (/show0 "HANDLING THREAD EXIT")
+  ;; We're going down, can't handle interrupts sanely anymore.
+  ;; GC remains enabled.
+  (block-deferrable-signals)
+  ;; Lisp-side cleanup
+  (with-all-threads-lock
+    (setf (thread-%alive-p thread) nil)
+    (setf (thread-os-thread thread) nil)
+    (setq *all-threads* (delete thread *all-threads*))
+    (when *session*
+      (%delete-thread-from-session thread *session*)))
+  #!+sb-lutex
+  (without-gcing
+    (/show0 "FREEING MUTEX LUTEX")
+    (with-lutex-address (lutex (mutex-lutex (thread-interruptions-lock thread)))
+      (%lutex-destroy lutex))))
+
 (defun terminate-session ()
-  "Kill all threads in session exept for this one.  Does nothing if current
-thread is not the foreground thread"
-  (let* ((tid (current-thread-id))
-        (to-kill
-         (with-mutex ((session-lock *session*))
-           (and (eql tid (car (session-interactive-threads *session*)))
-                (session-threads *session*)))))
+  #!+sb-doc
+  "Kill all threads in session except for this one.  Does nothing if current
+thread is not the foreground thread."
+  ;; FIXME: threads created in other threads may escape termination
+  (let ((to-kill
+         (with-session-lock (*session*)
+           (and (eq *current-thread*
+                    (car (session-interactive-threads *session*)))
+                (session-threads *session*)))))
     ;; do the kill after dropping the mutex; unwind forms in dying
     ;; threads may want to do session things
-    (dolist (p to-kill)
-      (unless (eql p tid) (terminate-thread p)))))
+    (dolist (thread to-kill)
+      (unless (eq thread *current-thread*)
+        ;; terminate the thread but don't be surprised if it has
+        ;; exited in the meantime
+        (handler-case (terminate-thread thread)
+          (interrupt-thread-error ()))))))
 
 ;;; called from top of invoke-debugger
 (defun debugger-wait-until-foreground-thread (stream)
   "Returns T if thread had been running in background, NIL if it was
 interactive."
   (declare (ignore stream))
+  #!-sb-thread nil
+  #!+sb-thread
   (prog1
-      (with-mutex ((session-lock *session*))
-       (not (member (current-thread-id) 
-                    (session-interactive-threads *session*))))
+      (with-session-lock (*session*)
+        (not (member *current-thread*
+                     (session-interactive-threads *session*))))
     (get-foreground)))
 
-
 (defun get-foreground ()
+  #!-sb-thread t
+  #!+sb-thread
   (let ((was-foreground t))
     (loop
-     (with-mutex ((session-lock *session*))
-       (let ((tid (current-thread-id))
-            (int-t (session-interactive-threads *session*)))
-        (when (eql (car int-t) tid)
-          (unless was-foreground
-            (format *query-io* "Resuming thread ~A~%" tid))
-          (sb!sys:enable-interrupt sb!unix:sigint #'sb!unix::sigint-handler)
-          (return-from get-foreground t))
-        (setf was-foreground nil)
-        (unless (member tid int-t)
-          (setf (cdr (last int-t))
-                (list tid)))
-        (condition-wait
-         (session-interactive-threads-queue *session*)
-         (session-lock *session*)))))))
+     (/show0 "Looping in GET-FOREGROUND")
+     (with-session-lock (*session*)
+       (let ((int-t (session-interactive-threads *session*)))
+         (when (eq (car int-t) *current-thread*)
+           (unless was-foreground
+             (format *query-io* "Resuming thread ~A~%" *current-thread*))
+           (return-from get-foreground t))
+         (setf was-foreground nil)
+         (unless (member *current-thread* int-t)
+           (setf (cdr (last int-t))
+                 (list *current-thread*)))
+         (condition-wait
+          (session-interactive-threads-queue *session*)
+          (session-lock *session*)))))))
 
 (defun release-foreground (&optional next)
-  "Background this thread.  If NEXT is supplied, arrange for it to have the foreground next"
-  (with-mutex ((session-lock *session*))
-    (let ((tid (current-thread-id)))
+  #!+sb-doc
+  "Background this thread.  If NEXT is supplied, arrange for it to
+have the foreground next."
+  #!-sb-thread (declare (ignore next))
+  #!-sb-thread nil
+  #!+sb-thread
+  (with-session-lock (*session*)
+    (when (rest (session-interactive-threads *session*))
+      (setf (session-interactive-threads *session*)
+            (delete *current-thread* (session-interactive-threads *session*))))
+    (when next
       (setf (session-interactive-threads *session*)
-           (delete tid (session-interactive-threads *session*)))
-      (sb!sys:enable-interrupt sb!unix:sigint :ignore)
-      (when next 
-       (setf (session-interactive-threads *session*)
-             (list* next 
-                    (delete next (session-interactive-threads *session*)))))
-      (condition-broadcast (session-interactive-threads-queue *session*)))))
-
-(defun make-listener-thread (tty-name)  
+            (list* next
+                   (delete next (session-interactive-threads *session*)))))
+    (condition-broadcast (session-interactive-threads-queue *session*))))
+
+(defun foreground-thread ()
+  (car (session-interactive-threads *session*)))
+
+(defun make-listener-thread (tty-name)
   (assert (probe-file tty-name))
   (let* ((in (sb!unix:unix-open (namestring tty-name) sb!unix:o_rdwr #o666))
-        (out (sb!unix:unix-dup in))
-        (err (sb!unix:unix-dup in)))
-    (labels ((thread-repl () 
-              (sb!unix::unix-setsid)
-              (let* ((sb!impl::*stdin* 
-                      (sb!sys:make-fd-stream in :input t :buffering :line))
-                     (sb!impl::*stdout* 
-                      (sb!sys:make-fd-stream out :output t :buffering :line))
-                     (sb!impl::*stderr* 
-                      (sb!sys:make-fd-stream err :output t :buffering :line))
-                     (sb!impl::*tty* 
-                      (sb!sys:make-fd-stream err :input t :output t :buffering :line))
-                     (sb!impl::*descriptor-handlers* nil))
-                (with-new-session ()
-                  (sb!sys:enable-interrupt sb!unix:sigint #'sb!unix::sigint-handler)
-                  (unwind-protect
-                       (sb!impl::toplevel-repl nil)
-                    (sb!int:flush-standard-output-streams))))))
+         (out (sb!unix:unix-dup in))
+         (err (sb!unix:unix-dup in)))
+    (labels ((thread-repl ()
+               (sb!unix::unix-setsid)
+               (let* ((sb!impl::*stdin*
+                       (make-fd-stream in :input t :buffering :line
+                                       :dual-channel-p t))
+                      (sb!impl::*stdout*
+                       (make-fd-stream out :output t :buffering :line
+                                              :dual-channel-p t))
+                      (sb!impl::*stderr*
+                       (make-fd-stream err :output t :buffering :line
+                                              :dual-channel-p t))
+                      (sb!impl::*tty*
+                       (make-fd-stream err :input t :output t
+                                              :buffering :line
+                                              :dual-channel-p t))
+                      (sb!impl::*descriptor-handlers* nil))
+                 (with-new-session ()
+                   (unwind-protect
+                        (sb!impl::toplevel-repl nil)
+                     (sb!int:flush-standard-output-streams))))))
       (make-thread #'thread-repl))))
+
+;;;; the beef
+
+(defun make-thread (function &key name)
+  #!+sb-doc
+  "Create a new thread of NAME that runs FUNCTION. When the function
+returns the thread exits. The return values of FUNCTION are kept
+around and can be retrieved by JOIN-THREAD."
+  #!-sb-thread (declare (ignore function name))
+  #!-sb-thread (error "Not supported in unithread builds.")
+  #!+sb-thread
+  (let* ((thread (%make-thread :name name))
+         (setup-sem (make-semaphore :name "Thread setup semaphore"))
+         (real-function (coerce function 'function))
+         (initial-function
+          (lambda ()
+            ;; In time we'll move some of the binding presently done in C
+            ;; here too.
+            ;;
+            ;; KLUDGE: Here we have a magic list of variables that are
+            ;; not thread-safe for one reason or another.  As people
+            ;; report problems with the thread safety of certain
+            ;; variables, (e.g. "*print-case* in multiple threads
+            ;; broken", sbcl-devel 2006-07-14), we add a few more
+            ;; bindings here.  The Right Thing is probably some variant
+            ;; of Allegro's *cl-default-special-bindings*, as that is at
+            ;; least accessible to users to secure their own libraries.
+            ;;   --njf, 2006-07-15
+            (let ((*current-thread* thread)
+                  (*restart-clusters* nil)
+                  (*handler-clusters* nil)
+                  (*condition-restarts* nil)
+                  (sb!impl::*step-out* nil)
+                  ;; internal printer variables
+                  (sb!impl::*previous-case* nil)
+                  (sb!impl::*previous-readtable-case* nil)
+                  (sb!impl::*merge-sort-temp-vector* (vector)) ; keep these small!
+                  (sb!impl::*zap-array-data-temp* (vector))    ;
+                  (sb!impl::*internal-symbol-output-fun* nil)
+                  (sb!impl::*descriptor-handlers* nil)) ; serve-event
+              (setf (thread-os-thread thread) (current-thread-sap-id))
+              (with-mutex ((thread-result-lock thread))
+                (with-all-threads-lock
+                  (push thread *all-threads*))
+                (with-session-lock (*session*)
+                  (push thread (session-threads *session*)))
+                (setf (thread-%alive-p thread) t)
+                (signal-semaphore setup-sem)
+                ;; can't use handling-end-of-the-world, because that flushes
+                ;; output streams, and we don't necessarily have any (or we
+                ;; could be sharing them)
+                (catch 'sb!impl::toplevel-catcher
+                  (catch 'sb!impl::%end-of-the-world
+                    (with-simple-restart
+                        (terminate-thread
+                         (format nil
+                                 "~~@<Terminate this thread (~A)~~@:>"
+                                 *current-thread*))
+                      (unwind-protect
+                           (progn
+                             ;; now that most things have a chance to
+                             ;; work properly without messing up other
+                             ;; threads, it's time to enable signals
+                             (sb!unix::reset-signal-mask)
+                             (setf (thread-result thread)
+                                   (cons t
+                                         (multiple-value-list
+                                          (funcall real-function)))))
+                        (handle-thread-exit thread)))))))
+            (values))))
+    ;; Keep INITIAL-FUNCTION pinned until the child thread is
+    ;; initialized properly.
+    (with-pinned-objects (initial-function)
+      (let ((os-thread
+             (%create-thread
+              (get-lisp-obj-address initial-function))))
+        (when (zerop os-thread)
+          (error "Can't create a new thread"))
+        (wait-on-semaphore setup-sem)
+        thread))))
+
+(define-condition join-thread-error (error)
+  ((thread :reader join-thread-error-thread :initarg :thread))
+  #!+sb-doc
+  (:documentation "Joining thread failed.")
+  (:report (lambda (c s)
+             (format s "Joining thread failed: thread ~A ~
+                        has not returned normally."
+                     (join-thread-error-thread c)))))
+
+#!+sb-doc
+(setf (fdocumentation 'join-thread-error-thread 'function)
+      "The thread that we failed to join.")
+
+(defun join-thread (thread &key (default nil defaultp))
+  #!+sb-doc
+  "Suspend current thread until THREAD exits. Returns the result
+values of the thread function. If the thread does not exit normally,
+return DEFAULT if given or else signal JOIN-THREAD-ERROR."
+  (with-mutex ((thread-result-lock thread))
+    (cond ((car (thread-result thread))
+           (values-list (cdr (thread-result thread))))
+          (defaultp
+           default)
+          (t
+           (error 'join-thread-error :thread thread)))))
+
+(defun destroy-thread (thread)
+  #!+sb-doc
+  "Deprecated. Same as TERMINATE-THREAD."
+  (terminate-thread thread))
+
+(define-condition interrupt-thread-error (error)
+  ((thread :reader interrupt-thread-error-thread :initarg :thread))
+  #!+sb-doc
+  (:documentation "Interrupting thread failed.")
+  (:report (lambda (c s)
+             (format s "Interrupt thread failed: thread ~A has exited."
+                     (interrupt-thread-error-thread c)))))
+
+#!+sb-doc
+(setf (fdocumentation 'interrupt-thread-error-thread 'function)
+      "The thread that was not interrupted.")
+
+(defmacro with-interruptions-lock ((thread) &body body)
+  `(without-interrupts
+     (with-mutex ((thread-interruptions-lock ,thread))
+       ,@body)))
+
+;; Called from the signal handler.
+(defun run-interruption ()
+  (in-interruption ()
+    (loop
+       (let ((interruption (with-interruptions-lock (*current-thread*)
+                             (pop (thread-interruptions *current-thread*)))))
+         (if interruption
+             (with-interrupts
+               (funcall interruption))
+             (return))))))
+
+;; The order of interrupt execution is peculiar. If thread A
+;; interrupts thread B with I1, I2 and B for some reason receives I1
+;; when FUN2 is already on the list, then it is FUN2 that gets to run
+;; first. But when FUN2 is run SIG_INTERRUPT_THREAD is enabled again
+;; and I2 hits pretty soon in FUN2 and run FUN1. This is of course
+;; just one scenario, and the order of thread interrupt execution is
+;; undefined.
+(defun interrupt-thread (thread function)
+  #!+sb-doc
+  "Interrupt the live THREAD and make it run FUNCTION. A moderate
+degree of care is expected for use of INTERRUPT-THREAD, due to its
+nature: if you interrupt a thread that was holding important locks
+then do something that turns out to need those locks, you probably
+won't like the effect."
+  #!-sb-thread (declare (ignore thread))
+  ;; not quite perfect, because it does not take WITHOUT-INTERRUPTS
+  ;; into account
+  #!-sb-thread
+  (funcall function)
+  #!+sb-thread
+  (if (eq thread *current-thread*)
+      (funcall function)
+      (let ((os-thread (thread-os-thread thread)))
+        (cond ((not os-thread)
+               (error 'interrupt-thread-error :thread thread))
+              (t
+               (with-interruptions-lock (thread)
+                 (push function (thread-interruptions thread)))
+               (when (minusp (signal-interrupt-thread os-thread))
+                 (error 'interrupt-thread-error :thread thread)))))))
+
+(defun terminate-thread (thread)
+  #!+sb-doc
+  "Terminate the thread identified by THREAD, by causing it to run
+SB-EXT:QUIT - the usual cleanup forms will be evaluated"
+  (interrupt-thread thread 'sb!ext:quit))
+
+;;; internal use only.  If you think you need to use this, either you
+;;; are an SBCL developer, are doing something that you should discuss
+;;; with an SBCL developer first, or are doing something that you
+;;; should probably discuss with a professional psychiatrist first
+#!+sb-thread
+(defun thread-sap-for-id (id)
+  (let ((thread-sap (alien-sap (extern-alien "all_threads" (* t)))))
+    (loop
+     (when (sap= thread-sap (int-sap 0)) (return nil))
+     (let ((os-thread (sap-ref-word thread-sap
+                                    (* sb!vm:n-word-bytes
+                                       sb!vm::thread-os-thread-slot))))
+       (when (= os-thread id) (return thread-sap))
+       (setf thread-sap
+             (sap-ref-sap thread-sap (* sb!vm:n-word-bytes
+                                        sb!vm::thread-next-slot)))))))
+
+#!+sb-thread
+(defun symbol-value-in-thread (symbol thread-sap)
+  (let* ((index (sb!vm::symbol-tls-index symbol))
+         (tl-val (sap-ref-word thread-sap
+                               (* sb!vm:n-word-bytes index))))
+    (if (eql tl-val sb!vm::no-tls-value-marker-widetag)
+        (sb!vm::symbol-global-value symbol)
+        (make-lisp-obj tl-val))))
+
+(defun sb!vm::locked-symbol-global-value-add (symbol-name delta)
+  (sb!vm::locked-symbol-global-value-add symbol-name delta))
+
+;;; Stepping
+
+(defun thread-stepping ()
+  (make-lisp-obj
+   (sap-ref-word (current-thread-sap)
+                 (* sb!vm::thread-stepping-slot sb!vm:n-word-bytes))))
+
+(defun (setf thread-stepping) (value)
+  (setf (sap-ref-word (current-thread-sap)
+                      (* sb!vm::thread-stepping-slot sb!vm:n-word-bytes))
+        (get-lisp-obj-address value)))