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[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / base / synchronization / waitable_event_posix.cc
1 // Copyright (c) 2012 The Chromium Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4
5 #include <algorithm>
6 #include <vector>
7
8 #include "base/logging.h"
9 #include "base/synchronization/waitable_event.h"
10 #include "base/synchronization/condition_variable.h"
11 #include "base/synchronization/lock.h"
12 #include "base/threading/thread_restrictions.h"
13
14 // -----------------------------------------------------------------------------
15 // A WaitableEvent on POSIX is implemented as a wait-list. Currently we don't
16 // support cross-process events (where one process can signal an event which
17 // others are waiting on). Because of this, we can avoid having one thread per
18 // listener in several cases.
19 //
20 // The WaitableEvent maintains a list of waiters, protected by a lock. Each
21 // waiter is either an async wait, in which case we have a Task and the
22 // MessageLoop to run it on, or a blocking wait, in which case we have the
23 // condition variable to signal.
24 //
25 // Waiting involves grabbing the lock and adding oneself to the wait list. Async
26 // waits can be canceled, which means grabbing the lock and removing oneself
27 // from the list.
28 //
29 // Waiting on multiple events is handled by adding a single, synchronous wait to
30 // the wait-list of many events. An event passes a pointer to itself when
31 // firing a waiter and so we can store that pointer to find out which event
32 // triggered.
33 // -----------------------------------------------------------------------------
34
35 namespace base {
36
37 // -----------------------------------------------------------------------------
38 // This is just an abstract base class for waking the two types of waiters
39 // -----------------------------------------------------------------------------
40 WaitableEvent::WaitableEvent(bool manual_reset, bool initially_signaled)
41     : kernel_(new WaitableEventKernel(manual_reset, initially_signaled)) {
42 }
43
44 WaitableEvent::~WaitableEvent() {
45 }
46
47 void WaitableEvent::Reset() {
48   base::AutoLock locked(kernel_->lock_);
49   kernel_->signaled_ = false;
50 }
51
52 void WaitableEvent::Signal() {
53   base::AutoLock locked(kernel_->lock_);
54
55   if (kernel_->signaled_)
56     return;
57
58   if (kernel_->manual_reset_) {
59     SignalAll();
60     kernel_->signaled_ = true;
61   } else {
62     // In the case of auto reset, if no waiters were woken, we remain
63     // signaled.
64     if (!SignalOne())
65       kernel_->signaled_ = true;
66   }
67 }
68
69 bool WaitableEvent::IsSignaled() {
70   base::AutoLock locked(kernel_->lock_);
71
72   const bool result = kernel_->signaled_;
73   if (result && !kernel_->manual_reset_)
74     kernel_->signaled_ = false;
75   return result;
76 }
77
78 // -----------------------------------------------------------------------------
79 // Synchronous waits
80
81 // -----------------------------------------------------------------------------
82 // This is a synchronous waiter. The thread is waiting on the given condition
83 // variable and the fired flag in this object.
84 // -----------------------------------------------------------------------------
85 class SyncWaiter : public WaitableEvent::Waiter {
86  public:
87   SyncWaiter()
88       : fired_(false),
89         signaling_event_(NULL),
90         lock_(),
91         cv_(&lock_) {
92   }
93
94   bool Fire(WaitableEvent* signaling_event) override {
95     base::AutoLock locked(lock_);
96
97     if (fired_)
98       return false;
99
100     fired_ = true;
101     signaling_event_ = signaling_event;
102
103     cv_.Broadcast();
104
105     // Unlike AsyncWaiter objects, SyncWaiter objects are stack-allocated on
106     // the blocking thread's stack.  There is no |delete this;| in Fire.  The
107     // SyncWaiter object is destroyed when it goes out of scope.
108
109     return true;
110   }
111
112   WaitableEvent* signaling_event() const {
113     return signaling_event_;
114   }
115
116   // ---------------------------------------------------------------------------
117   // These waiters are always stack allocated and don't delete themselves. Thus
118   // there's no problem and the ABA tag is the same as the object pointer.
119   // ---------------------------------------------------------------------------
120   bool Compare(void* tag) override { return this == tag; }
121
122   // ---------------------------------------------------------------------------
123   // Called with lock held.
124   // ---------------------------------------------------------------------------
125   bool fired() const {
126     return fired_;
127   }
128
129   // ---------------------------------------------------------------------------
130   // During a TimedWait, we need a way to make sure that an auto-reset
131   // WaitableEvent doesn't think that this event has been signaled between
132   // unlocking it and removing it from the wait-list. Called with lock held.
133   // ---------------------------------------------------------------------------
134   void Disable() {
135     fired_ = true;
136   }
137
138   base::Lock* lock() {
139     return &lock_;
140   }
141
142   base::ConditionVariable* cv() {
143     return &cv_;
144   }
145
146  private:
147   bool fired_;
148   WaitableEvent* signaling_event_;  // The WaitableEvent which woke us
149   base::Lock lock_;
150   base::ConditionVariable cv_;
151 };
152
153 void WaitableEvent::Wait() {
154   bool result = TimedWait(TimeDelta::FromSeconds(-1));
155   DCHECK(result) << "TimedWait() should never fail with infinite timeout";
156 }
157
158 bool WaitableEvent::TimedWait(const TimeDelta& max_time) {
159   base::ThreadRestrictions::AssertWaitAllowed();
160   const TimeTicks end_time(TimeTicks::Now() + max_time);
161   const bool finite_time = max_time.ToInternalValue() >= 0;
162
163   kernel_->lock_.Acquire();
164   if (kernel_->signaled_) {
165     if (!kernel_->manual_reset_) {
166       // In this case we were signaled when we had no waiters. Now that
167       // someone has waited upon us, we can automatically reset.
168       kernel_->signaled_ = false;
169     }
170
171     kernel_->lock_.Release();
172     return true;
173   }
174
175   SyncWaiter sw;
176   sw.lock()->Acquire();
177
178   Enqueue(&sw);
179   kernel_->lock_.Release();
180   // We are violating locking order here by holding the SyncWaiter lock but not
181   // the WaitableEvent lock. However, this is safe because we don't lock @lock_
182   // again before unlocking it.
183
184   for (;;) {
185     const TimeTicks current_time(TimeTicks::Now());
186
187     if (sw.fired() || (finite_time && current_time >= end_time)) {
188       const bool return_value = sw.fired();
189
190       // We can't acquire @lock_ before releasing the SyncWaiter lock (because
191       // of locking order), however, in between the two a signal could be fired
192       // and @sw would accept it, however we will still return false, so the
193       // signal would be lost on an auto-reset WaitableEvent. Thus we call
194       // Disable which makes sw::Fire return false.
195       sw.Disable();
196       sw.lock()->Release();
197
198       // This is a bug that has been enshrined in the interface of
199       // WaitableEvent now: |Dequeue| is called even when |sw.fired()| is true,
200       // even though it'll always return false in that case. However, taking
201       // the lock ensures that |Signal| has completed before we return and
202       // means that a WaitableEvent can synchronise its own destruction.
203       kernel_->lock_.Acquire();
204       kernel_->Dequeue(&sw, &sw);
205       kernel_->lock_.Release();
206
207       return return_value;
208     }
209
210     if (finite_time) {
211       const TimeDelta max_wait(end_time - current_time);
212       sw.cv()->TimedWait(max_wait);
213     } else {
214       sw.cv()->Wait();
215     }
216   }
217 }
218
219 // -----------------------------------------------------------------------------
220 // Synchronous waiting on multiple objects.
221
222 static bool  // StrictWeakOrdering
223 cmp_fst_addr(const std::pair<WaitableEvent*, unsigned> &a,
224              const std::pair<WaitableEvent*, unsigned> &b) {
225   return a.first < b.first;
226 }
227
228 // static
229 size_t WaitableEvent::WaitMany(WaitableEvent** raw_waitables,
230                                size_t count) {
231   base::ThreadRestrictions::AssertWaitAllowed();
232   DCHECK(count) << "Cannot wait on no events";
233
234   // We need to acquire the locks in a globally consistent order. Thus we sort
235   // the array of waitables by address. We actually sort a pairs so that we can
236   // map back to the original index values later.
237   std::vector<std::pair<WaitableEvent*, size_t> > waitables;
238   waitables.reserve(count);
239   for (size_t i = 0; i < count; ++i)
240     waitables.push_back(std::make_pair(raw_waitables[i], i));
241
242   DCHECK_EQ(count, waitables.size());
243
244   sort(waitables.begin(), waitables.end(), cmp_fst_addr);
245
246   // The set of waitables must be distinct. Since we have just sorted by
247   // address, we can check this cheaply by comparing pairs of consecutive
248   // elements.
249   for (size_t i = 0; i < waitables.size() - 1; ++i) {
250     DCHECK(waitables[i].first != waitables[i+1].first);
251   }
252
253   SyncWaiter sw;
254
255   const size_t r = EnqueueMany(&waitables[0], count, &sw);
256   if (r) {
257     // One of the events is already signaled. The SyncWaiter has not been
258     // enqueued anywhere. EnqueueMany returns the count of remaining waitables
259     // when the signaled one was seen, so the index of the signaled event is
260     // @count - @r.
261     return waitables[count - r].second;
262   }
263
264   // At this point, we hold the locks on all the WaitableEvents and we have
265   // enqueued our waiter in them all.
266   sw.lock()->Acquire();
267     // Release the WaitableEvent locks in the reverse order
268     for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
269       waitables[count - (1 + i)].first->kernel_->lock_.Release();
270     }
271
272     for (;;) {
273       if (sw.fired())
274         break;
275
276       sw.cv()->Wait();
277     }
278   sw.lock()->Release();
279
280   // The address of the WaitableEvent which fired is stored in the SyncWaiter.
281   WaitableEvent *const signaled_event = sw.signaling_event();
282   // This will store the index of the raw_waitables which fired.
283   size_t signaled_index = 0;
284
285   // Take the locks of each WaitableEvent in turn (except the signaled one) and
286   // remove our SyncWaiter from the wait-list
287   for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
288     if (raw_waitables[i] != signaled_event) {
289       raw_waitables[i]->kernel_->lock_.Acquire();
290         // There's no possible ABA issue with the address of the SyncWaiter here
291         // because it lives on the stack. Thus the tag value is just the pointer
292         // value again.
293         raw_waitables[i]->kernel_->Dequeue(&sw, &sw);
294       raw_waitables[i]->kernel_->lock_.Release();
295     } else {
296       // By taking this lock here we ensure that |Signal| has completed by the
297       // time we return, because |Signal| holds this lock. This matches the
298       // behaviour of |Wait| and |TimedWait|.
299       raw_waitables[i]->kernel_->lock_.Acquire();
300       raw_waitables[i]->kernel_->lock_.Release();
301       signaled_index = i;
302     }
303   }
304
305   return signaled_index;
306 }
307
308 // -----------------------------------------------------------------------------
309 // If return value == 0:
310 //   The locks of the WaitableEvents have been taken in order and the Waiter has
311 //   been enqueued in the wait-list of each. None of the WaitableEvents are
312 //   currently signaled
313 // else:
314 //   None of the WaitableEvent locks are held. The Waiter has not been enqueued
315 //   in any of them and the return value is the index of the first WaitableEvent
316 //   which was signaled, from the end of the array.
317 // -----------------------------------------------------------------------------
318 // static
319 size_t WaitableEvent::EnqueueMany
320     (std::pair<WaitableEvent*, size_t>* waitables,
321      size_t count, Waiter* waiter) {
322   if (!count)
323     return 0;
324
325   waitables[0].first->kernel_->lock_.Acquire();
326     if (waitables[0].first->kernel_->signaled_) {
327       if (!waitables[0].first->kernel_->manual_reset_)
328         waitables[0].first->kernel_->signaled_ = false;
329       waitables[0].first->kernel_->lock_.Release();
330       return count;
331     }
332
333     const size_t r = EnqueueMany(waitables + 1, count - 1, waiter);
334     if (r) {
335       waitables[0].first->kernel_->lock_.Release();
336     } else {
337       waitables[0].first->Enqueue(waiter);
338     }
339
340     return r;
341 }
342
343 // -----------------------------------------------------------------------------
344
345
346 // -----------------------------------------------------------------------------
347 // Private functions...
348
349 WaitableEvent::WaitableEventKernel::WaitableEventKernel(bool manual_reset,
350                                                         bool initially_signaled)
351     : manual_reset_(manual_reset),
352       signaled_(initially_signaled) {
353 }
354
355 WaitableEvent::WaitableEventKernel::~WaitableEventKernel() {
356 }
357
358 // -----------------------------------------------------------------------------
359 // Wake all waiting waiters. Called with lock held.
360 // -----------------------------------------------------------------------------
361 bool WaitableEvent::SignalAll() {
362   bool signaled_at_least_one = false;
363
364   for (std::list<Waiter*>::iterator
365        i = kernel_->waiters_.begin(); i != kernel_->waiters_.end(); ++i) {
366     if ((*i)->Fire(this))
367       signaled_at_least_one = true;
368   }
369
370   kernel_->waiters_.clear();
371   return signaled_at_least_one;
372 }
373
374 // ---------------------------------------------------------------------------
375 // Try to wake a single waiter. Return true if one was woken. Called with lock
376 // held.
377 // ---------------------------------------------------------------------------
378 bool WaitableEvent::SignalOne() {
379   for (;;) {
380     if (kernel_->waiters_.empty())
381       return false;
382
383     const bool r = (*kernel_->waiters_.begin())->Fire(this);
384     kernel_->waiters_.pop_front();
385     if (r)
386       return true;
387   }
388 }
389
390 // -----------------------------------------------------------------------------
391 // Add a waiter to the list of those waiting. Called with lock held.
392 // -----------------------------------------------------------------------------
393 void WaitableEvent::Enqueue(Waiter* waiter) {
394   kernel_->waiters_.push_back(waiter);
395 }
396
397 // -----------------------------------------------------------------------------
398 // Remove a waiter from the list of those waiting. Return true if the waiter was
399 // actually removed. Called with lock held.
400 // -----------------------------------------------------------------------------
401 bool WaitableEvent::WaitableEventKernel::Dequeue(Waiter* waiter, void* tag) {
402   for (std::list<Waiter*>::iterator
403        i = waiters_.begin(); i != waiters_.end(); ++i) {
404     if (*i == waiter && (*i)->Compare(tag)) {
405       waiters_.erase(i);
406       return true;
407     }
408   }
409
410   return false;
411 }
412
413 // -----------------------------------------------------------------------------
414
415 }  // namespace base