]> git.ipfire.org Git - thirdparty/glibc.git/blobdiff - nptl/allocatestack.c
Add per-thread cache to malloc
[thirdparty/glibc.git] / nptl / allocatestack.c
index e042cf4840f1311f0ee44f138741a1ef0b8e7983..ec7d42e027ba0ef76cc289d7bf0833c433685193 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 2002-2017 Free Software Foundation, Inc.
    This file is part of the GNU C Library.
    Contributed by Ulrich Drepper <drepper@redhat.com>, 2002.
 
    Lesser General Public License for more details.
 
    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
-   License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
-   Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
-   02111-1307 USA.  */
+   License along with the GNU C Library; if not, see
+   <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 #include <assert.h>
 #include <errno.h>
+#include <signal.h>
 #include <stdint.h>
 #include <string.h>
 #include <unistd.h>
 #include <sys/mman.h>
 #include <sys/param.h>
 #include <dl-sysdep.h>
+#include <dl-tls.h>
 #include <tls.h>
-
+#include <list.h>
+#include <lowlevellock.h>
+#include <futex-internal.h>
+#include <kernel-features.h>
+#include <stack-aliasing.h>
 
 
 #ifndef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
 
 /* Most architectures have exactly one stack pointer.  Some have more.  */
-#define STACK_VARIABLES void *stackaddr
+# define STACK_VARIABLES void *stackaddr = NULL
 
 /* How to pass the values to the 'create_thread' function.  */
-#define STACK_VARIABLES_ARGS stackaddr
+# define STACK_VARIABLES_ARGS stackaddr
 
 /* How to declare function which gets there parameters.  */
-#define STACK_VARIABLES_PARMS void *stackaddr
+# define STACK_VARIABLES_PARMS void *stackaddr
 
 /* How to declare allocate_stack.  */
-#define ALLOCATE_STACK_PARMS void **stack
+# define ALLOCATE_STACK_PARMS void **stack
 
 /* This is how the function is called.  We do it this way to allow
    other variants of the function to have more parameters.  */
-#define ALLOCATE_STACK(attr, pd) allocate_stack (attr, pd, &stackaddr)
+# define ALLOCATE_STACK(attr, pd) allocate_stack (attr, pd, &stackaddr)
 
 #else
 
-#define STACK_VARIABLES void *stackaddr; size_t stacksize
-#define STACK_VARIABLES_ARGS stackaddr, stacksize
-#define STACK_VARIABLES_PARMS void *stackaddr, size_t stacksize
-#define ALLOCATE_STACK_PARMS void **stack, size_t *stacksize
-#define ALLOCATE_STACK(attr, pd) \
+/* We need two stacks.  The kernel will place them but we have to tell
+   the kernel about the size of the reserved address space.  */
+# define STACK_VARIABLES void *stackaddr = NULL; size_t stacksize = 0
+
+/* How to pass the values to the 'create_thread' function.  */
+# define STACK_VARIABLES_ARGS stackaddr, stacksize
+
+/* How to declare function which gets there parameters.  */
+# define STACK_VARIABLES_PARMS void *stackaddr, size_t stacksize
+
+/* How to declare allocate_stack.  */
+# define ALLOCATE_STACK_PARMS void **stack, size_t *stacksize
+
+/* This is how the function is called.  We do it this way to allow
+   other variants of the function to have more parameters.  */
+# define ALLOCATE_STACK(attr, pd) \
   allocate_stack (attr, pd, &stackaddr, &stacksize)
 
 #endif
 #endif
 
 
-/* Let the architecture add some flags to the mmap() call used to
-   allocate stacks.  */
-#ifndef ARCH_MAP_FLAGS
-# define ARCH_MAP_FLAGS 0
+/* Newer kernels have the MAP_STACK flag to indicate a mapping is used for
+   a stack.  Use it when possible.  */
+#ifndef MAP_STACK
+# define MAP_STACK 0
 #endif
 
 /* This yields the pointer that TLS support code calls the thread pointer.  */
@@ -91,7 +107,7 @@ static size_t stack_cache_maxsize = 40 * 1024 * 1024; /* 40MiBi by default.  */
 static size_t stack_cache_actsize;
 
 /* Mutex protecting this variable.  */
-static lll_lock_t stack_cache_lock = LLL_LOCK_INITIALIZER;
+static int stack_cache_lock = LLL_LOCK_INITIALIZER;
 
 /* List of queued stack frames.  */
 static LIST_HEAD (stack_cache);
@@ -99,21 +115,51 @@ static LIST_HEAD (stack_cache);
 /* List of the stacks in use.  */
 static LIST_HEAD (stack_used);
 
+/* We need to record what list operations we are going to do so that,
+   in case of an asynchronous interruption due to a fork() call, we
+   can correct for the work.  */
+static uintptr_t in_flight_stack;
+
 /* List of the threads with user provided stacks in use.  No need to
    initialize this, since it's done in __pthread_initialize_minimal.  */
 list_t __stack_user __attribute__ ((nocommon));
 hidden_data_def (__stack_user)
 
-#if COLORING_INCREMENT != 0
-/* Number of threads created.  */
-static unsigned int nptl_ncreated;
-#endif
-
 
 /* Check whether the stack is still used or not.  */
 #define FREE_P(descr) ((descr)->tid <= 0)
 
 
+static void
+stack_list_del (list_t *elem)
+{
+  in_flight_stack = (uintptr_t) elem;
+
+  atomic_write_barrier ();
+
+  list_del (elem);
+
+  atomic_write_barrier ();
+
+  in_flight_stack = 0;
+}
+
+
+static void
+stack_list_add (list_t *elem, list_t *list)
+{
+  in_flight_stack = (uintptr_t) elem | 1;
+
+  atomic_write_barrier ();
+
+  list_add (elem, list);
+
+  atomic_write_barrier ();
+
+  in_flight_stack = 0;
+}
+
+
 /* We create a double linked list of all cache entries.  Double linked
    because this allows removing entries from the end.  */
 
@@ -127,7 +173,7 @@ get_cached_stack (size_t *sizep, void **memp)
   struct pthread *result = NULL;
   list_t *entry;
 
-  lll_lock (stack_cache_lock);
+  lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
   /* Search the cache for a matching entry.  We search for the
      smallest stack which has at least the required size.  Note that
@@ -160,22 +206,25 @@ get_cached_stack (size_t *sizep, void **memp)
       || __builtin_expect (result->stackblock_size > 4 * size, 0))
     {
       /* Release the lock.  */
-      lll_unlock (stack_cache_lock);
+      lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
       return NULL;
     }
 
+  /* Don't allow setxid until cloned.  */
+  result->setxid_futex = -1;
+
   /* Dequeue the entry.  */
-  list_del (&result->list);
+  stack_list_del (&result->list);
 
   /* And add to the list of stacks in use.  */
-  list_add (&result->list, &stack_used);
+  stack_list_add (&result->list, &stack_used);
 
   /* And decrease the cache size.  */
   stack_cache_actsize -= result->stackblock_size;
 
   /* Release the lock early.  */
-  lll_unlock (stack_cache_lock);
+  lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
   /* Report size and location of the stack to the caller.  */
   *sizep = result->stackblock_size;
@@ -190,6 +239,8 @@ get_cached_stack (size_t *sizep, void **memp)
 
   /* Clear the DTV.  */
   dtv_t *dtv = GET_DTV (TLS_TPADJ (result));
+  for (size_t cnt = 0; cnt < dtv[-1].counter; ++cnt)
+    free (dtv[1 + cnt].pointer.to_free);
   memset (dtv, '\0', (dtv[-1].counter + 1) * sizeof (dtv_t));
 
   /* Re-initialize the TLS.  */
@@ -199,6 +250,45 @@ get_cached_stack (size_t *sizep, void **memp)
 }
 
 
+/* Free stacks until cache size is lower than LIMIT.  */
+void
+__free_stacks (size_t limit)
+{
+  /* We reduce the size of the cache.  Remove the last entries until
+     the size is below the limit.  */
+  list_t *entry;
+  list_t *prev;
+
+  /* Search from the end of the list.  */
+  list_for_each_prev_safe (entry, prev, &stack_cache)
+    {
+      struct pthread *curr;
+
+      curr = list_entry (entry, struct pthread, list);
+      if (FREE_P (curr))
+       {
+         /* Unlink the block.  */
+         stack_list_del (entry);
+
+         /* Account for the freed memory.  */
+         stack_cache_actsize -= curr->stackblock_size;
+
+         /* Free the memory associated with the ELF TLS.  */
+         _dl_deallocate_tls (TLS_TPADJ (curr), false);
+
+         /* Remove this block.  This should never fail.  If it does
+            something is really wrong.  */
+         if (__munmap (curr->stackblock, curr->stackblock_size) != 0)
+           abort ();
+
+         /* Maybe we have freed enough.  */
+         if (stack_cache_actsize <= limit)
+           break;
+       }
+    }
+}
+
+
 /* Add a stack frame which is not used anymore to the stack.  Must be
    called with the cache lock held.  */
 static inline void
@@ -208,48 +298,84 @@ queue_stack (struct pthread *stack)
   /* We unconditionally add the stack to the list.  The memory may
      still be in use but it will not be reused until the kernel marks
      the stack as not used anymore.  */
-  list_add (&stack->list, &stack_cache);
+  stack_list_add (&stack->list, &stack_cache);
 
   stack_cache_actsize += stack->stackblock_size;
-  if (__builtin_expect (stack_cache_actsize > stack_cache_maxsize, 0))
-    {
-      /* We reduce the size of the cache.  Remove the last entries
-        until the size is below the limit.  */
-      list_t *entry;
-      list_t *prev;
-
-      /* Search from the end of the list.  */
-      list_for_each_prev_safe (entry, prev, &stack_cache)
-       {
-         struct pthread *curr;
-
-         curr = list_entry (entry, struct pthread, list);
-         if (FREE_P (curr))
-           {
-             /* Unlink the block.  */
-             list_del (entry);
-
-             /* Account for the freed memory.  */
-             stack_cache_actsize -= curr->stackblock_size;
+  if (__glibc_unlikely (stack_cache_actsize > stack_cache_maxsize))
+    __free_stacks (stack_cache_maxsize);
+}
 
-             /* Free the memory associated with the ELF TLS.  */
-             _dl_deallocate_tls (TLS_TPADJ (curr), false);
 
-             /* Remove this block.  This should never fail.  If it
-                does something is really wrong.  */
-             if (munmap (curr->stackblock, curr->stackblock_size) != 0)
-               abort ();
+static int
+internal_function
+change_stack_perm (struct pthread *pd
+#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+                  , size_t pagemask
+#endif
+                  )
+{
+#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+  void *stack = (pd->stackblock
+                + (((((pd->stackblock_size - pd->guardsize) / 2)
+                     & pagemask) + pd->guardsize) & pagemask));
+  size_t len = pd->stackblock + pd->stackblock_size - stack;
+#elif _STACK_GROWS_DOWN
+  void *stack = pd->stackblock + pd->guardsize;
+  size_t len = pd->stackblock_size - pd->guardsize;
+#elif _STACK_GROWS_UP
+  void *stack = pd->stackblock;
+  size_t len = (uintptr_t) pd - pd->guardsize - (uintptr_t) pd->stackblock;
+#else
+# error "Define either _STACK_GROWS_DOWN or _STACK_GROWS_UP"
+#endif
+  if (__mprotect (stack, len, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) != 0)
+    return errno;
 
-             /* Maybe we have freed enough.  */
-             if (stack_cache_actsize <= stack_cache_maxsize)
-               break;
-           }
-       }
-    }
+  return 0;
 }
 
+/* Return the guard page position on allocated stack.  */
+static inline char *
+__attribute ((always_inline))
+guard_position (void *mem, size_t size, size_t guardsize, struct pthread *pd,
+               size_t pagesize_m1)
+{
+#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+  return mem + (((size - guardsize) / 2) & ~pagesize_m1);
+#elif _STACK_GROWS_DOWN
+  return mem;
+#elif _STACK_GROWS_UP
+  return (char *) (((uintptr_t) pd - guardsize) & ~pagesize_m1);
+#endif
+}
 
+/* Based on stack allocated with PROT_NONE, setup the required portions with
+   'prot' flags based on the guard page position.  */
+static inline int
+setup_stack_prot (char *mem, size_t size, char *guard, size_t guardsize,
+                 const int prot)
+{
+  char *guardend = guard + guardsize;
+#if _STACK_GROWS_DOWN
+  /* As defined at guard_position, for architectures with downward stack
+     the guard page is always at start of the allocated area.  */
+  if (__mprotect (guardend, size - guardsize, prot) != 0)
+    return errno;
+#else
+  size_t mprots1 = (uintptr_t) guard - (uintptr_t) mem;
+  if (__mprotect (mem, mprots1, prot) != 0)
+    return errno;
+  size_t mprots2 = ((uintptr_t) mem + size) - (uintptr_t) guardend;
+  if (__mprotect (guardend, mprots2, prot) != 0)
+    return errno;
+#endif
+  return 0;
+}
 
+/* Returns a usable stack for a new thread either by allocating a
+   new stack or reusing a cached stack of sufficient size.
+   ATTR must be non-NULL and point to a valid pthread_attr.
+   PDP must be non-NULL.  */
 static int
 allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
                ALLOCATE_STACK_PARMS)
@@ -257,20 +383,32 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
   struct pthread *pd;
   size_t size;
   size_t pagesize_m1 = __getpagesize () - 1;
-  void *stacktop;
 
-  assert (attr != NULL);
   assert (powerof2 (pagesize_m1 + 1));
   assert (TCB_ALIGNMENT >= STACK_ALIGN);
 
   /* Get the stack size from the attribute if it is set.  Otherwise we
      use the default we determined at start time.  */
-  size = attr->stacksize ?: __default_stacksize;
+  if (attr->stacksize != 0)
+    size = attr->stacksize;
+  else
+    {
+      lll_lock (__default_pthread_attr_lock, LLL_PRIVATE);
+      size = __default_pthread_attr.stacksize;
+      lll_unlock (__default_pthread_attr_lock, LLL_PRIVATE);
+    }
 
   /* Get memory for the stack.  */
-  if (__builtin_expect (attr->flags & ATTR_FLAG_STACKADDR, 0))
+  if (__glibc_unlikely (attr->flags & ATTR_FLAG_STACKADDR))
     {
       uintptr_t adj;
+      char *stackaddr = (char *) attr->stackaddr;
+
+      /* Assume the same layout as the _STACK_GROWS_DOWN case, with struct
+        pthread at the top of the stack block.  Later we adjust the guard
+        location and stack address to match the _STACK_GROWS_UP case.  */
+      if (_STACK_GROWS_UP)
+       stackaddr += attr->stacksize;
 
       /* If the user also specified the size of the stack make sure it
         is large enough.  */
@@ -280,11 +418,11 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
 
       /* Adjust stack size for alignment of the TLS block.  */
 #if TLS_TCB_AT_TP
-      adj = ((uintptr_t) attr->stackaddr - TLS_TCB_SIZE)
+      adj = ((uintptr_t) stackaddr - TLS_TCB_SIZE)
            & __static_tls_align_m1;
       assert (size > adj + TLS_TCB_SIZE);
 #elif TLS_DTV_AT_TP
-      adj = ((uintptr_t) attr->stackaddr - __static_tls_size)
+      adj = ((uintptr_t) stackaddr - __static_tls_size)
            & __static_tls_align_m1;
       assert (size > adj);
 #endif
@@ -294,11 +432,11 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
         the stack.  It is the user's responsibility to do this if it
         is wanted.  */
 #if TLS_TCB_AT_TP
-      pd = (struct pthread *) ((uintptr_t) attr->stackaddr
+      pd = (struct pthread *) ((uintptr_t) stackaddr
                               - TLS_TCB_SIZE - adj);
 #elif TLS_DTV_AT_TP
-      pd = (struct pthread *) (((uintptr_t) attr->stackaddr
-                               - __static_tls_size - adj)
+      pd = (struct pthread *) (((uintptr_t) stackaddr
+                               - __static_tls_size - adj)
                               - TLS_PRE_TCB_SIZE);
 #endif
 
@@ -308,13 +446,8 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
       /* The first TSD block is included in the TCB.  */
       pd->specific[0] = pd->specific_1stblock;
 
-#if LLL_LOCK_INITIALIZER != 0
-      /* Initialize the lock.  */
-      pd->lock = LLL_LOCK_INITIALIZER;
-#endif
-
       /* Remember the stack-related values.  */
-      pd->stackblock = (char *) attr->stackaddr - size;
+      pd->stackblock = (char *) stackaddr - size;
       pd->stackblock_size = size;
 
       /* This is a user-provided stack.  It will not be queued in the
@@ -327,43 +460,44 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
       __pthread_multiple_threads = *__libc_multiple_threads_ptr = 1;
 #endif
 
+#ifndef __ASSUME_PRIVATE_FUTEX
+      /* The thread must know when private futexes are supported.  */
+      pd->header.private_futex = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF,
+                                               header.private_futex);
+#endif
+
 #ifdef NEED_DL_SYSINFO
-      /* Copy the sysinfo value from the parent.  */
-      pd->header.sysinfo = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF, header.sysinfo);
+      SETUP_THREAD_SYSINFO (pd);
 #endif
 
-      /* The process ID is also the same as that of the caller.  */
-      pd->pid = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF, pid);
+      /* Don't allow setxid until cloned.  */
+      pd->setxid_futex = -1;
 
       /* Allocate the DTV for this thread.  */
       if (_dl_allocate_tls (TLS_TPADJ (pd)) == NULL)
-       /* Something went wrong.  */
-       return errno;
+       {
+         /* Something went wrong.  */
+         assert (errno == ENOMEM);
+         return errno;
+       }
 
 
       /* Prepare to modify global data.  */
-      lll_lock (stack_cache_lock);
+      lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
       /* And add to the list of stacks in use.  */
       list_add (&pd->list, &__stack_user);
 
-      lll_unlock (stack_cache_lock);
+      lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
     }
   else
     {
-      /* Allocate some anonymous memory.  If possible use the
-        cache.  */
+      /* Allocate some anonymous memory.  If possible use the cache.  */
       size_t guardsize;
       size_t reqsize;
       void *mem;
-
-#if COLORING_INCREMENT != 0
-      /* Add one more page for stack coloring.  Don't do it for stacks
-        with 16 times pagesize or larger.  This might just cause
-        unnecessary misalignment.  */
-      if (size <= 16 * pagesize_m1)
-       size += pagesize_m1 + 1;
-#endif
+      const int prot = (PROT_READ | PROT_WRITE
+                       | ((GL(dl_stack_flags) & PF_X) ? PROT_EXEC : 0));
 
       /* Adjust the stack size for alignment.  */
       size &= ~__static_tls_align_m1;
@@ -372,8 +506,9 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
       /* Make sure the size of the stack is enough for the guard and
         eventually the thread descriptor.  */
       guardsize = (attr->guardsize + pagesize_m1) & ~pagesize_m1;
-      if (__builtin_expect (size < (guardsize + __static_tls_size
-                                   + MINIMAL_REST_STACK + pagesize_m1 + 1),
+      if (__builtin_expect (size < ((guardsize + __static_tls_size
+                                    + MINIMAL_REST_STACK + pagesize_m1)
+                                   & ~pagesize_m1),
                            0))
        /* The stack is too small (or the guard too large).  */
        return EINVAL;
@@ -383,7 +518,7 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
       pd = get_cached_stack (&size, &mem);
       if (pd == NULL)
        {
-         /* To avoid aliasing effects on a larger scale then pages we
+         /* To avoid aliasing effects on a larger scale than pages we
             adjust the allocated stack size if necessary.  This way
             allocations directly following each other will not have
             aliasing problems.  */
@@ -392,104 +527,114 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
            size += pagesize_m1 + 1;
 #endif
 
-         mem = mmap (NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
-                     MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | ARCH_MAP_FLAGS, -1, 0);
+         /* If a guard page is required, avoid committing memory by first
+            allocate with PROT_NONE and then reserve with required permission
+            excluding the guard page.  */
+         mem = __mmap (NULL, size, (guardsize == 0) ? prot : PROT_NONE,
+                       MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_STACK, -1, 0);
 
-         if (__builtin_expect (mem == MAP_FAILED, 0))
-           {
-#ifdef ARCH_RETRY_MMAP
-             mem = ARCH_RETRY_MMAP (size);
-             if (__builtin_expect (mem == MAP_FAILED, 0))
-#endif
-               return errno;
-           }
+         if (__glibc_unlikely (mem == MAP_FAILED))
+           return errno;
 
          /* SIZE is guaranteed to be greater than zero.
             So we can never get a null pointer back from mmap.  */
          assert (mem != NULL);
 
-#if COLORING_INCREMENT != 0
-         /* Atomically increment NCREATED.  */
-         unsigned int ncreated = (atomic_exchange_and_add (&nptl_ncreated, 1)
-                                  + 1);
-
-         /* We chose the offset for coloring by incrementing it for
-            every new thread by a fixed amount.  The offset used
-            module the page size.  Even if coloring would be better
-            relative to higher alignment values it makes no sense to
-            do it since the mmap() interface does not allow us to
-            specify any alignment for the returned memory block.  */
-         size_t coloring = (ncreated * COLORING_INCREMENT) & pagesize_m1;
-
-         /* Make sure the coloring offsets does not disturb the alignment
-            of the TCB and static TLS block.  */
-         if (__builtin_expect ((coloring & __static_tls_align_m1) != 0, 0))
-           coloring = (((coloring + __static_tls_align_m1)
-                        & ~(__static_tls_align_m1))
-                       & ~pagesize_m1);
-#else
-         /* Unless specified we do not make any adjustments.  */
-# define coloring 0
-#endif
-
          /* Place the thread descriptor at the end of the stack.  */
 #if TLS_TCB_AT_TP
-         pd = (struct pthread *) ((char *) mem + size - coloring) - 1;
+         pd = (struct pthread *) ((char *) mem + size) - 1;
 #elif TLS_DTV_AT_TP
-         pd = (struct pthread *) ((((uintptr_t) mem + size - coloring
+         pd = (struct pthread *) ((((uintptr_t) mem + size
                                    - __static_tls_size)
                                    & ~__static_tls_align_m1)
                                   - TLS_PRE_TCB_SIZE);
 #endif
 
+         /* Now mprotect the required region excluding the guard area.  */
+         if (__glibc_likely (guardsize > 0))
+           {
+             char *guard = guard_position (mem, size, guardsize, pd,
+                                           pagesize_m1);
+             if (setup_stack_prot (mem, size, guard, guardsize, prot) != 0)
+               {
+                 __munmap (mem, size);
+                 return errno;
+               }
+           }
+
          /* Remember the stack-related values.  */
          pd->stackblock = mem;
          pd->stackblock_size = size;
+         /* Update guardsize for newly allocated guardsize to avoid
+            an mprotect in guard resize below.  */
+         pd->guardsize = guardsize;
 
          /* We allocated the first block thread-specific data array.
             This address will not change for the lifetime of this
             descriptor.  */
          pd->specific[0] = pd->specific_1stblock;
 
-#if LLL_LOCK_INITIALIZER != 0
-         /* Initialize the lock.  */
-         pd->lock = LLL_LOCK_INITIALIZER;
-#endif
-
          /* This is at least the second thread.  */
          pd->header.multiple_threads = 1;
 #ifndef TLS_MULTIPLE_THREADS_IN_TCB
          __pthread_multiple_threads = *__libc_multiple_threads_ptr = 1;
 #endif
 
+#ifndef __ASSUME_PRIVATE_FUTEX
+         /* The thread must know when private futexes are supported.  */
+         pd->header.private_futex = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF,
+                                                   header.private_futex);
+#endif
+
 #ifdef NEED_DL_SYSINFO
-         /* Copy the sysinfo value from the parent.  */
-         pd->header.sysinfo = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF, header.sysinfo);
+         SETUP_THREAD_SYSINFO (pd);
 #endif
 
-         /* The process ID is also the same as that of the caller.  */
-         pd->pid = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF, pid);
+         /* Don't allow setxid until cloned.  */
+         pd->setxid_futex = -1;
 
          /* Allocate the DTV for this thread.  */
          if (_dl_allocate_tls (TLS_TPADJ (pd)) == NULL)
            {
              /* Something went wrong.  */
-             int err = errno;
+             assert (errno == ENOMEM);
 
              /* Free the stack memory we just allocated.  */
-             (void) munmap (mem, size);
+             (void) __munmap (mem, size);
 
-             return err;
+             return errno;
            }
 
 
          /* Prepare to modify global data.  */
-         lll_lock (stack_cache_lock);
+         lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
          /* And add to the list of stacks in use.  */
-         list_add (&pd->list, &stack_used);
+         stack_list_add (&pd->list, &stack_used);
 
-         lll_unlock (stack_cache_lock);
+         lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+
+
+         /* There might have been a race.  Another thread might have
+            caused the stacks to get exec permission while this new
+            stack was prepared.  Detect if this was possible and
+            change the permission if necessary.  */
+         if (__builtin_expect ((GL(dl_stack_flags) & PF_X) != 0
+                               && (prot & PROT_EXEC) == 0, 0))
+           {
+             int err = change_stack_perm (pd
+#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+                                          , ~pagesize_m1
+#endif
+                                          );
+             if (err != 0)
+               {
+                 /* Free the stack memory we just allocated.  */
+                 (void) __munmap (mem, size);
+
+                 return err;
+               }
+           }
 
 
          /* Note that all of the stack and the thread descriptor is
@@ -501,25 +646,19 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
        }
 
       /* Create or resize the guard area if necessary.  */
-      if (__builtin_expect (guardsize > pd->guardsize, 0))
+      if (__glibc_unlikely (guardsize > pd->guardsize))
        {
-#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
-         char *guard = mem + (((size - guardsize) / 2) & ~pagesize_m1);
-#else
-         char *guard = mem;
-#endif
-         if (mprotect (guard, guardsize, PROT_NONE) != 0)
+         char *guard = guard_position (mem, size, guardsize, pd,
+                                       pagesize_m1);
+         if (__mprotect (guard, guardsize, PROT_NONE) != 0)
            {
-             int err;
            mprot_error:
-             err = errno;
-
-             lll_lock (stack_cache_lock);
+             lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
              /* Remove the thread from the list.  */
-             list_del (&pd->list);
+             stack_list_del (&pd->list);
 
-             lll_unlock (stack_cache_lock);
+             lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
              /* Get rid of the TLS block we allocated.  */
              _dl_deallocate_tls (TLS_TPADJ (pd), false);
@@ -529,9 +668,9 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
                 of memory caused problems we better do not use it
                 anymore.  Uh, and we ignore possible errors.  There
                 is nothing we could do.  */
-             (void) munmap (mem, size);
+             (void) __munmap (mem, size);
 
-             return err;
+             return errno;
            }
 
          pd->guardsize = guardsize;
@@ -546,39 +685,68 @@ allocate_stack (const struct pthread_attr *attr, struct pthread **pdp,
          char *oldguard = mem + (((size - pd->guardsize) / 2) & ~pagesize_m1);
 
          if (oldguard < guard
-             && mprotect (oldguard, guard - oldguard,
-                          PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) != 0)
+             && __mprotect (oldguard, guard - oldguard, prot) != 0)
            goto mprot_error;
 
-         if (mprotect (guard + guardsize,
+         if (__mprotect (guard + guardsize,
                        oldguard + pd->guardsize - guard - guardsize,
-                       PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) != 0)
+                       prot) != 0)
            goto mprot_error;
-#else
-         if (mprotect ((char *) mem + guardsize, pd->guardsize - guardsize,
-                       PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) != 0)
+#elif _STACK_GROWS_DOWN
+         if (__mprotect ((char *) mem + guardsize, pd->guardsize - guardsize,
+                       prot) != 0)
+           goto mprot_error;
+#elif _STACK_GROWS_UP
+         if (__mprotect ((char *) pd - pd->guardsize,
+                       pd->guardsize - guardsize, prot) != 0)
            goto mprot_error;
 #endif
 
          pd->guardsize = guardsize;
        }
+      /* The pthread_getattr_np() calls need to get passed the size
+        requested in the attribute, regardless of how large the
+        actually used guardsize is.  */
+      pd->reported_guardsize = guardsize;
     }
 
+  /* Initialize the lock.  We have to do this unconditionally since the
+     stillborn thread could be canceled while the lock is taken.  */
+  pd->lock = LLL_LOCK_INITIALIZER;
+
+  /* The robust mutex lists also need to be initialized
+     unconditionally because the cleanup for the previous stack owner
+     might have happened in the kernel.  */
+  pd->robust_head.futex_offset = (offsetof (pthread_mutex_t, __data.__lock)
+                                 - offsetof (pthread_mutex_t,
+                                             __data.__list.__next));
+  pd->robust_head.list_op_pending = NULL;
+#ifdef __PTHREAD_MUTEX_HAVE_PREV
+  pd->robust_prev = &pd->robust_head;
+#endif
+  pd->robust_head.list = &pd->robust_head;
+
   /* We place the thread descriptor at the end of the stack.  */
   *pdp = pd;
 
-#if TLS_TCB_AT_TP
+#if _STACK_GROWS_DOWN
+  void *stacktop;
+
+# if TLS_TCB_AT_TP
   /* The stack begins before the TCB and the static TLS block.  */
   stacktop = ((char *) (pd + 1) - __static_tls_size);
-#elif TLS_DTV_AT_TP
+# elif TLS_DTV_AT_TP
   stacktop = (char *) (pd - 1);
-#endif
+# endif
 
-#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+# ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
   *stack = pd->stackblock;
   *stacksize = stacktop - *stack;
-#else
+# else
   *stack = stacktop;
+# endif
+#else
+  *stack = pd->stackblock;
 #endif
 
   return 0;
@@ -589,23 +757,71 @@ void
 internal_function
 __deallocate_stack (struct pthread *pd)
 {
-  lll_lock (stack_cache_lock);
+  lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
   /* Remove the thread from the list of threads with user defined
      stacks.  */
-  list_del (&pd->list);
+  stack_list_del (&pd->list);
 
   /* Not much to do.  Just free the mmap()ed memory.  Note that we do
      not reset the 'used' flag in the 'tid' field.  This is done by
      the kernel.  If no thread has been created yet this field is
      still zero.  */
-  if (__builtin_expect (! pd->user_stack, 1))
+  if (__glibc_likely (! pd->user_stack))
     (void) queue_stack (pd);
   else
     /* Free the memory associated with the ELF TLS.  */
     _dl_deallocate_tls (TLS_TPADJ (pd), false);
 
-  lll_unlock (stack_cache_lock);
+  lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+}
+
+
+int
+internal_function
+__make_stacks_executable (void **stack_endp)
+{
+  /* First the main thread's stack.  */
+  int err = _dl_make_stack_executable (stack_endp);
+  if (err != 0)
+    return err;
+
+#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+  const size_t pagemask = ~(__getpagesize () - 1);
+#endif
+
+  lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+
+  list_t *runp;
+  list_for_each (runp, &stack_used)
+    {
+      err = change_stack_perm (list_entry (runp, struct pthread, list)
+#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+                              , pagemask
+#endif
+                              );
+      if (err != 0)
+       break;
+    }
+
+  /* Also change the permission for the currently unused stacks.  This
+     might be wasted time but better spend it here than adding a check
+     in the fast path.  */
+  if (err == 0)
+    list_for_each (runp, &stack_cache)
+      {
+       err = change_stack_perm (list_entry (runp, struct pthread, list)
+#ifdef NEED_SEPARATE_REGISTER_STACK
+                                , pagemask
+#endif
+                                );
+       if (err != 0)
+         break;
+      }
+
+  lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+
+  return err;
 }
 
 
@@ -618,25 +834,75 @@ __reclaim_stacks (void)
 {
   struct pthread *self = (struct pthread *) THREAD_SELF;
 
-  /* No locking necessary.  The caller is the only stack in use.  */
+  /* No locking necessary.  The caller is the only stack in use.  But
+     we have to be aware that we might have interrupted a list
+     operation.  */
+
+  if (in_flight_stack != 0)
+    {
+      bool add_p = in_flight_stack & 1;
+      list_t *elem = (list_t *) (in_flight_stack & ~(uintptr_t) 1);
+
+      if (add_p)
+       {
+         /* We always add at the beginning of the list.  So in this case we
+            only need to check the beginning of these lists to see if the
+            pointers at the head of the list are inconsistent.  */
+         list_t *l = NULL;
+
+         if (stack_used.next->prev != &stack_used)
+           l = &stack_used;
+         else if (stack_cache.next->prev != &stack_cache)
+           l = &stack_cache;
+
+         if (l != NULL)
+           {
+             assert (l->next->prev == elem);
+             elem->next = l->next;
+             elem->prev = l;
+             l->next = elem;
+           }
+       }
+      else
+       {
+         /* We can simply always replay the delete operation.  */
+         elem->next->prev = elem->prev;
+         elem->prev->next = elem->next;
+       }
+    }
 
   /* Mark all stacks except the still running one as free.  */
   list_t *runp;
   list_for_each (runp, &stack_used)
     {
-      struct pthread *curp;
-
-      curp = list_entry (runp, struct pthread, list);
+      struct pthread *curp = list_entry (runp, struct pthread, list);
       if (curp != self)
        {
          /* This marks the stack as free.  */
          curp->tid = 0;
 
-         /* The PID field must be initialized for the new process.  */
-         curp->pid = self->pid;
-
          /* Account for the size of the stack.  */
          stack_cache_actsize += curp->stackblock_size;
+
+         if (curp->specific_used)
+           {
+             /* Clear the thread-specific data.  */
+             memset (curp->specific_1stblock, '\0',
+                     sizeof (curp->specific_1stblock));
+
+             curp->specific_used = false;
+
+             for (size_t cnt = 1; cnt < PTHREAD_KEY_1STLEVEL_SIZE; ++cnt)
+               if (curp->specific[cnt] != NULL)
+                 {
+                   memset (curp->specific[cnt], '\0',
+                           sizeof (curp->specific_1stblock));
+
+                   /* We have allocated the block which we do not
+                      free here so re-set the bit.  */
+                   curp->specific_used = true;
+                 }
+           }
        }
     }
 
@@ -646,13 +912,13 @@ __reclaim_stacks (void)
   /* Remove the entry for the current thread to from the cache list
      and add it to the list of running threads.  Which of the two
      lists is decided by the user_stack flag.  */
-  list_del (&self->list);
+  stack_list_del (&self->list);
 
   /* Re-initialize the lists for all the threads.  */
   INIT_LIST_HEAD (&stack_used);
   INIT_LIST_HEAD (&__stack_user);
 
-  if (__builtin_expect (THREAD_GETMEM (self, user_stack), 0))
+  if (__glibc_unlikely (THREAD_GETMEM (self, user_stack)))
     list_add (&self->list, &__stack_user);
   else
     list_add (&self->list, &stack_used);
@@ -660,20 +926,24 @@ __reclaim_stacks (void)
   /* There is one thread running.  */
   __nptl_nthreads = 1;
 
-  /* Initialize the lock.  */
+  in_flight_stack = 0;
+
+  /* Initialize locks.  */
   stack_cache_lock = LLL_LOCK_INITIALIZER;
+  __default_pthread_attr_lock = LLL_LOCK_INITIALIZER;
 }
 
 
 #if HP_TIMING_AVAIL
+# undef __find_thread_by_id
 /* Find a thread given the thread ID.  */
-struct pthread *
 attribute_hidden
+struct pthread *
 __find_thread_by_id (pid_t tid)
 {
   struct pthread *result = NULL;
 
-  lll_lock (stack_cache_lock);
+  lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
   /* Iterate over the list with system-allocated threads first.  */
   list_t *runp;
@@ -705,8 +975,314 @@ __find_thread_by_id (pid_t tid)
     }
 
  out:
-  lll_unlock (stack_cache_lock);
+  lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
 
   return result;
 }
 #endif
+
+
+#ifdef SIGSETXID
+static void
+internal_function
+setxid_mark_thread (struct xid_command *cmdp, struct pthread *t)
+{
+  int ch;
+
+  /* Wait until this thread is cloned.  */
+  if (t->setxid_futex == -1
+      && ! atomic_compare_and_exchange_bool_acq (&t->setxid_futex, -2, -1))
+    do
+      futex_wait_simple (&t->setxid_futex, -2, FUTEX_PRIVATE);
+    while (t->setxid_futex == -2);
+
+  /* Don't let the thread exit before the setxid handler runs.  */
+  t->setxid_futex = 0;
+
+  do
+    {
+      ch = t->cancelhandling;
+
+      /* If the thread is exiting right now, ignore it.  */
+      if ((ch & EXITING_BITMASK) != 0)
+       {
+         /* Release the futex if there is no other setxid in
+            progress.  */
+         if ((ch & SETXID_BITMASK) == 0)
+           {
+             t->setxid_futex = 1;
+             futex_wake (&t->setxid_futex, 1, FUTEX_PRIVATE);
+           }
+         return;
+       }
+    }
+  while (atomic_compare_and_exchange_bool_acq (&t->cancelhandling,
+                                              ch | SETXID_BITMASK, ch));
+}
+
+
+static void
+internal_function
+setxid_unmark_thread (struct xid_command *cmdp, struct pthread *t)
+{
+  int ch;
+
+  do
+    {
+      ch = t->cancelhandling;
+      if ((ch & SETXID_BITMASK) == 0)
+       return;
+    }
+  while (atomic_compare_and_exchange_bool_acq (&t->cancelhandling,
+                                              ch & ~SETXID_BITMASK, ch));
+
+  /* Release the futex just in case.  */
+  t->setxid_futex = 1;
+  futex_wake (&t->setxid_futex, 1, FUTEX_PRIVATE);
+}
+
+
+static int
+internal_function
+setxid_signal_thread (struct xid_command *cmdp, struct pthread *t)
+{
+  if ((t->cancelhandling & SETXID_BITMASK) == 0)
+    return 0;
+
+  int val;
+  pid_t pid = __getpid ();
+  INTERNAL_SYSCALL_DECL (err);
+  val = INTERNAL_SYSCALL_CALL (tgkill, err, pid, t->tid, SIGSETXID);
+
+  /* If this failed, it must have had not started yet or else exited.  */
+  if (!INTERNAL_SYSCALL_ERROR_P (val, err))
+    {
+      atomic_increment (&cmdp->cntr);
+      return 1;
+    }
+  else
+    return 0;
+}
+
+/* Check for consistency across set*id system call results.  The abort
+   should not happen as long as all privileges changes happen through
+   the glibc wrappers.  ERROR must be 0 (no error) or an errno
+   code.  */
+void
+attribute_hidden
+__nptl_setxid_error (struct xid_command *cmdp, int error)
+{
+  do
+    {
+      int olderror = cmdp->error;
+      if (olderror == error)
+       break;
+      if (olderror != -1)
+       /* Mismatch between current and previous results.  */
+       abort ();
+    }
+  while (atomic_compare_and_exchange_bool_acq (&cmdp->error, error, -1));
+}
+
+int
+attribute_hidden
+__nptl_setxid (struct xid_command *cmdp)
+{
+  int signalled;
+  int result;
+  lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+
+  __xidcmd = cmdp;
+  cmdp->cntr = 0;
+  cmdp->error = -1;
+
+  struct pthread *self = THREAD_SELF;
+
+  /* Iterate over the list with system-allocated threads first.  */
+  list_t *runp;
+  list_for_each (runp, &stack_used)
+    {
+      struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+      if (t == self)
+       continue;
+
+      setxid_mark_thread (cmdp, t);
+    }
+
+  /* Now the list with threads using user-allocated stacks.  */
+  list_for_each (runp, &__stack_user)
+    {
+      struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+      if (t == self)
+       continue;
+
+      setxid_mark_thread (cmdp, t);
+    }
+
+  /* Iterate until we don't succeed in signalling anyone.  That means
+     we have gotten all running threads, and their children will be
+     automatically correct once started.  */
+  do
+    {
+      signalled = 0;
+
+      list_for_each (runp, &stack_used)
+       {
+         struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+         if (t == self)
+           continue;
+
+         signalled += setxid_signal_thread (cmdp, t);
+       }
+
+      list_for_each (runp, &__stack_user)
+       {
+         struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+         if (t == self)
+           continue;
+
+         signalled += setxid_signal_thread (cmdp, t);
+       }
+
+      int cur = cmdp->cntr;
+      while (cur != 0)
+       {
+         futex_wait_simple ((unsigned int *) &cmdp->cntr, cur,
+                            FUTEX_PRIVATE);
+         cur = cmdp->cntr;
+       }
+    }
+  while (signalled != 0);
+
+  /* Clean up flags, so that no thread blocks during exit waiting
+     for a signal which will never come.  */
+  list_for_each (runp, &stack_used)
+    {
+      struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+      if (t == self)
+       continue;
+
+      setxid_unmark_thread (cmdp, t);
+    }
+
+  list_for_each (runp, &__stack_user)
+    {
+      struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+      if (t == self)
+       continue;
+
+      setxid_unmark_thread (cmdp, t);
+    }
+
+  /* This must be last, otherwise the current thread might not have
+     permissions to send SIGSETXID syscall to the other threads.  */
+  INTERNAL_SYSCALL_DECL (err);
+  result = INTERNAL_SYSCALL_NCS (cmdp->syscall_no, err, 3,
+                                cmdp->id[0], cmdp->id[1], cmdp->id[2]);
+  int error = 0;
+  if (__glibc_unlikely (INTERNAL_SYSCALL_ERROR_P (result, err)))
+    {
+      error = INTERNAL_SYSCALL_ERRNO (result, err);
+      __set_errno (error);
+      result = -1;
+    }
+  __nptl_setxid_error (cmdp, error);
+
+  lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+  return result;
+}
+#endif  /* SIGSETXID.  */
+
+
+static inline void __attribute__((always_inline))
+init_one_static_tls (struct pthread *curp, struct link_map *map)
+{
+# if TLS_TCB_AT_TP
+  void *dest = (char *) curp - map->l_tls_offset;
+# elif TLS_DTV_AT_TP
+  void *dest = (char *) curp + map->l_tls_offset + TLS_PRE_TCB_SIZE;
+# else
+#  error "Either TLS_TCB_AT_TP or TLS_DTV_AT_TP must be defined"
+# endif
+
+  /* Initialize the memory.  */
+  memset (__mempcpy (dest, map->l_tls_initimage, map->l_tls_initimage_size),
+         '\0', map->l_tls_blocksize - map->l_tls_initimage_size);
+}
+
+void
+attribute_hidden
+__pthread_init_static_tls (struct link_map *map)
+{
+  lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+
+  /* Iterate over the list with system-allocated threads first.  */
+  list_t *runp;
+  list_for_each (runp, &stack_used)
+    init_one_static_tls (list_entry (runp, struct pthread, list), map);
+
+  /* Now the list with threads using user-allocated stacks.  */
+  list_for_each (runp, &__stack_user)
+    init_one_static_tls (list_entry (runp, struct pthread, list), map);
+
+  lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+}
+
+
+void
+attribute_hidden
+__wait_lookup_done (void)
+{
+  lll_lock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+
+  struct pthread *self = THREAD_SELF;
+
+  /* Iterate over the list with system-allocated threads first.  */
+  list_t *runp;
+  list_for_each (runp, &stack_used)
+    {
+      struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+      if (t == self || t->header.gscope_flag == THREAD_GSCOPE_FLAG_UNUSED)
+       continue;
+
+      int *const gscope_flagp = &t->header.gscope_flag;
+
+      /* We have to wait until this thread is done with the global
+        scope.  First tell the thread that we are waiting and
+        possibly have to be woken.  */
+      if (atomic_compare_and_exchange_bool_acq (gscope_flagp,
+                                               THREAD_GSCOPE_FLAG_WAIT,
+                                               THREAD_GSCOPE_FLAG_USED))
+       continue;
+
+      do
+       futex_wait_simple ((unsigned int *) gscope_flagp,
+                          THREAD_GSCOPE_FLAG_WAIT, FUTEX_PRIVATE);
+      while (*gscope_flagp == THREAD_GSCOPE_FLAG_WAIT);
+    }
+
+  /* Now the list with threads using user-allocated stacks.  */
+  list_for_each (runp, &__stack_user)
+    {
+      struct pthread *t = list_entry (runp, struct pthread, list);
+      if (t == self || t->header.gscope_flag == THREAD_GSCOPE_FLAG_UNUSED)
+       continue;
+
+      int *const gscope_flagp = &t->header.gscope_flag;
+
+      /* We have to wait until this thread is done with the global
+        scope.  First tell the thread that we are waiting and
+        possibly have to be woken.  */
+      if (atomic_compare_and_exchange_bool_acq (gscope_flagp,
+                                               THREAD_GSCOPE_FLAG_WAIT,
+                                               THREAD_GSCOPE_FLAG_USED))
+       continue;
+
+      do
+       futex_wait_simple ((unsigned int *) gscope_flagp,
+                          THREAD_GSCOPE_FLAG_WAIT, FUTEX_PRIVATE);
+      while (*gscope_flagp == THREAD_GSCOPE_FLAG_WAIT);
+    }
+
+  lll_unlock (stack_cache_lock, LLL_PRIVATE);
+}