libs/pbd/pbd/abstract_ui.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012 Paul Davis
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17 */
  18
  19 #include <unistd.h>
  20 #include <iostream>
  21 #include <algorithm>
  22
  23 #include "pbd/stacktrace.h"
  24 #include "pbd/abstract_ui.h"
  25 #include "pbd/pthread_utils.h"
  26 #include "pbd/failed_constructor.h"
  27 #include "pbd/debug.h"
  28
  29 #include "i18n.h"
  30
  31 #ifdef COMPILER_MSVC
  32 #include <ardourext/misc.h>  // Needed for 'DECLARE_DEFAULT_COMPARISONS'. Objects in an STL container can be
  33                              // searched and sorted. Thus, when instantiating the container, MSVC complains
  34                              // if the type of object being contained has no appropriate comparison operators
  35                              // defined (specifically, if operators '<' and '==' are undefined). This seems
  36                              // to be the case with ptw32 'pthread_t' which is a simple struct.
  37 DECLARE_DEFAULT_COMPARISONS(ptw32_handle_t)
  38 #endif
  39
  40 using namespace std;
  41
  42 template<typename RequestBuffer> void
  43 cleanup_request_buffer (void* ptr)
  44 {
  45         RequestBuffer* rb = (RequestBuffer*) ptr;
  46
  47         /* this is called when the thread for which this request buffer was
  48          * allocated dies. That could be before or after the end of the UI
  49          * event loop for which this request buffer provides communication.
  50          *
  51          * We are not modifying the UI's thread/buffer map, just marking it
  52          * dead. If the UI is currently processing the buffers and misses
  53          * this "dead" signal, it will find it the next time it receives
  54          * a request. If the UI has finished processing requests, then
  55          * we will leak this buffer object.
  56          */
  57
  58         rb->dead = true;
  59 }
  60
  61 template<typename R>
  62 Glib::Threads::Private<typename AbstractUI<R>::RequestBuffer> AbstractUI<R>::per_thread_request_buffer (cleanup_request_buffer<AbstractUI<R>::RequestBuffer>);
  63
  64 template <typename RequestObject>
  65 AbstractUI<RequestObject>::AbstractUI (const string& name)
  66         : BaseUI (name)
  67 {
  68         void (AbstractUI<RequestObject>::*pmf)(pthread_t,string,uint32_t) = &AbstractUI<RequestObject>::register_thread;
  69
  70         /* better to make this connect a handler that runs in the UI event loop but the syntax seems hard, and
  71            register_thread() is thread safe anyway.
  72         */
  73
  74         PBD::ThreadCreatedWithRequestSize.connect_same_thread (new_thread_connection, boost::bind (pmf, this, _1, _2, _3));
  75
  76         /* find pre-registerer threads */
  77
  78         vector<EventLoop::ThreadBufferMapping> tbm = EventLoop::get_request_buffers_for_target_thread (event_loop_name());
  79
  80         {
  81                 Glib::Threads::Mutex::Lock lm (request_buffer_map_lock);
  82                 for (vector<EventLoop::ThreadBufferMapping>::iterator t = tbm.begin(); t != tbm.end(); ++t) {
  83                         request_buffers[t->emitting_thread] = static_cast<RequestBuffer*> (t->request_buffer);
  84                 }
  85         }
  86 }
  87
  88 template <typename RequestObject> void
  89 AbstractUI<RequestObject>::register_thread (pthread_t thread_id, string thread_name, uint32_t num_requests)
  90 {
  91         /* the calling thread wants to register with the thread that runs this
  92          * UI's event loop, so that it will have its own per-thread queue of
  93          * requests. this means that when it makes a request to this UI it can
  94          * do so in a realtime-safe manner (no locks).
  95          */
  96
  97         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("in %1 (thread name %4), %2 (%5) wants to register with UIs\n", event_loop_name(), thread_name, pthread_name(), DEBUG_THREAD_SELF));
  98
  99         /* the per_thread_request_buffer is a thread-private variable.
 100            See pthreads documentation for more on these, but the key
 101            thing is that it is a variable that as unique value for
 102            each thread, guaranteed. Note that the thread in question
 103            is the caller of this function, which is assumed to be the
 104            thread from which signals will be emitted that this UI's
 105            event loop will catch.
 106         */
 107
 108         RequestBuffer* b = per_thread_request_buffer.get();
 109
 110         if (!b) {
 111
 112                 /* create a new request queue/ringbuffer */
 113
 114                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("create new request buffer for %1 in %2\n", thread_name, event_loop_name()));
 115
 116                 b = new RequestBuffer (num_requests);
 117                 /* set this thread's per_thread_request_buffer to this new
 118                    queue/ringbuffer. remember that only this thread will
 119                    get this queue when it calls per_thread_request_buffer.get()
 120
 121                    the second argument is a function that will be called
 122                    when the thread exits, and ensures that the buffer is marked
 123                    dead. it will then be deleted during a call to handle_ui_requests()
 124                 */
 125
 126                 per_thread_request_buffer.set (b);
 127         } else {
 128                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1 : %2 is already registered\n", event_loop_name(), thread_name));
 129         }
 130
 131         {
 132                 /* add the new request queue (ringbuffer) to our map
 133                    so that we can iterate over it when the time is right.
 134                    This step is not RT-safe, but is assumed to be called
 135                    only at thread initialization time, not repeatedly,
 136                    and so this is of little consequence.
 137                 */
 138                 Glib::Threads::Mutex::Lock lm (request_buffer_map_lock);
 139                 request_buffers[thread_id] = b;
 140         }
 141
 142 }
 143
 144 template <typename RequestObject> RequestObject*
 145 AbstractUI<RequestObject>::get_request (RequestType rt)
 146 {
 147         RequestBuffer* rbuf = per_thread_request_buffer.get ();
 148         RequestBufferVector vec;
 149
 150         /* see comments in ::register_thread() above for an explanation of
 151            the per_thread_request_buffer variable
 152         */
 153
 154         if (rbuf != 0) {
 155
 156                 /* the calling thread has registered with this UI and therefore
 157                  * we have a per-thread request queue/ringbuffer. use it. this
 158                  * "allocation" of a request is RT-safe.
 159                  */
 160
 161                 rbuf->get_write_vector (&vec);
 162
 163                 if (vec.len[0] == 0) {
 164                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1: no space in per thread pool for request of type %2\n", event_loop_name(), rt));
 165                         return 0;
 166                 }
 167
 168                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1: allocated per-thread request of type %2, caller %3\n", event_loop_name(), rt, pthread_name()));
 169
 170                 vec.buf[0]->type = rt;
 171                 vec.buf[0]->valid = true;
 172                 return vec.buf[0];
 173         }
 174
 175         /* calling thread has not registered, so just allocate a new request on
 176          * the heap. the lack of registration implies that realtime constraints
 177          * are not at work.
 178          */
 179
 180         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1: allocated normal heap request of type %2, caller %3\n", event_loop_name(), rt, pthread_name()));
 181
 182         RequestObject* req = new RequestObject;
 183         req->type = rt;
 184
 185         return req;
 186 }
 187
 188 template <typename RequestObject> void
 189 AbstractUI<RequestObject>::handle_ui_requests ()
 190 {
 191         RequestBufferMapIterator i;
 192         RequestBufferVector vec;
 193
 194         /* check all registered per-thread buffers first */
 195
 196         request_buffer_map_lock.lock ();
 197
 198         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1 check %2 request buffers for requests\n", event_loop_name(), request_buffers.size()));
 199
 200         for (i = request_buffers.begin(); i != request_buffers.end(); ++i) {
 201
 202                 while (true) {
 203
 204                         /* we must process requests 1 by 1 because
 205                          * the request may run a recursive main
 206                          * event loop that will itself call
 207                          * handle_ui_requests. when we return
 208                          * from the request handler, we cannot
 209                          * expect that the state of queued requests
 210                          * is even remotely consistent with
 211                          * the condition before we called it.
 212                          */
 213
 214                         i->second->get_read_vector (&vec);
 215
 216                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1 reading requests from RB[%2] @ %5, requests = %3 + %4\n",
 217                                                                              event_loop_name(), std::distance (request_buffers.begin(), i), vec.len[0], vec.len[1], i->second));
 218
 219                         if (vec.len[0] == 0) {
 220                                 break;
 221                         } else {
 222                                 if (vec.buf[0]->valid) {
 223                                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1: valid request, unlocking before calling\n", event_loop_name()));
 224                                         request_buffer_map_lock.unlock ();
 225                                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1: valid request, calling ::do_request()\n", event_loop_name()));
 226                                         do_request (vec.buf[0]);
 227                                         request_buffer_map_lock.lock ();
 228                                         if (vec.buf[0]->invalidation) {
 229                                                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1: removing invalidation record for that request\n", event_loop_name()));
 230                                                 vec.buf[0]->invalidation->requests.remove (vec.buf[0]);
 231                                         } else {
 232                                                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1: no invalidation record for that request\n", event_loop_name()));
 233                                         }
 234                                 } else {
 235                                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, "invalid request, ignoring\n");
 236                                 }
 237                                 i->second->increment_read_ptr (1);
 238                         }
 239                 }
 240         }
 241
 242         /* clean up any dead request buffers (their thread has exited) */
 243
 244         for (i = request_buffers.begin(); i != request_buffers.end(); ) {
 245                 if ((*i).second->dead) {
 246                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 deleting dead per-thread request buffer for %3 @ %4\n",
 247                                                                              event_loop_name(), pthread_name(), i->second));
 248                         cerr << event_loop_name() << " noticed that a buffer was dead\n";
 249                         delete (*i).second;
 250                         RequestBufferMapIterator tmp = i;
 251                         ++tmp;
 252                         request_buffers.erase (i);
 253                         i = tmp;
 254                 } else {
 255                         ++i;
 256                 }
 257         }
 258
 259         request_buffer_map_lock.unlock ();
 260
 261         /* and now, the generic request buffer. same rules as above apply */
 262
 263         Glib::Threads::Mutex::Lock lm (request_list_lock);
 264
 265         while (!request_list.empty()) {
 266                 RequestObject* req = request_list.front ();
 267                 request_list.pop_front ();
 268
 269                 /* We need to use this lock, because its the one
 270                  * returned by slot_invalidation_mutex() and protects
 271                  * against request invalidation.
 272                  */
 273
 274                 request_buffer_map_lock.lock ();
 275                 if (!req->valid) {
 276                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 handling invalid heap request, type %3, deleting\n", event_loop_name(), pthread_name(), req->type));
 277                         delete req;
 278                         request_buffer_map_lock.unlock ();
 279                         continue;
 280                 }
 281
 282                 /* we're about to execute this request, so its
 283                  * too late for any invalidation. mark
 284                  * the request as "done" before we start.
 285                  */
 286
 287                 if (req->invalidation) {
 288                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 remove request from its invalidation list\n", event_loop_name(), pthread_name()));
 289
 290                         /* after this call, if the object referenced by the
 291                          * invalidation record is deleted, it will no longer
 292                          * try to mark the request as invalid.
 293                          */
 294
 295                         req->invalidation->requests.remove (req);
 296                 }
 297
 298                 /* at this point, an object involved in a functor could be
 299                  * deleted before we actually execute the functor. so there is
 300                  * a race condition that makes the invalidation architecture
 301                  * somewhat pointless.
 302                  *
 303                  * really, we should only allow functors containing shared_ptr
 304                  * references to objects to enter into the request queue.
 305                  */
 306
 307                 request_buffer_map_lock.unlock ();
 308
 309                 /* unlock the request lock while we execute the request, so
 310                  * that we don't needlessly block other threads (note: not RT
 311                  * threads since they have their own queue) from making requests.
 312                  */
 313
 314                 lm.release ();
 315
 316                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 execute request type %3\n", event_loop_name(), pthread_name(), req->type));
 317
 318                 /* and lets do it ... this is a virtual call so that each
 319                  * specific type of UI can have its own set of requests without
 320                  * some kind of central request type registration logic
 321                  */
 322
 323                 do_request (req);
 324
 325                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 delete heap request type %3\n", event_loop_name(), pthread_name(), req->type));
 326                 delete req;
 327
 328                 /* re-acquire the list lock so that we check again */
 329
 330                 lm.acquire();
 331         }
 332 }
 333
 334 template <typename RequestObject> void
 335 AbstractUI<RequestObject>::send_request (RequestObject *req)
 336 {
 337         /* This is called to ask a given UI to carry out a request. It may be
 338          * called from the same thread that runs the UI's event loop (see the
 339          * caller_is_self() case below), or from any other thread.
 340          */
 341
 342         if (base_instance() == 0) {
 343                 return; /* XXX is this the right thing to do ? */
 344         }
 345
 346         if (caller_is_self ()) {
 347                 /* the thread that runs this UI's event loop is sending itself
 348                    a request: we dispatch it immediately and inline.
 349                 */
 350                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 direct dispatch of request type %3\n", event_loop_name(), pthread_name(), req->type));
 351                 do_request (req);
 352                 delete req;
 353         } else {
 354
 355                 /* If called from a different thread, we first check to see if
 356                  * the calling thread is registered with this UI. If so, there
 357                  * is a per-thread ringbuffer of requests that ::get_request()
 358                  * just set up a new request in. If so, all we need do here is
 359                  * to advance the write ptr in that ringbuffer so that the next
 360                  * request by this calling thread will use the next slot in
 361                  * the ringbuffer. The ringbuffer has
 362                  * single-reader/single-writer semantics because the calling
 363                  * thread is the only writer, and the UI event loop is the only
 364                  * reader.
 365                  */
 366
 367                 RequestBuffer* rbuf = per_thread_request_buffer.get ();
 368
 369                 if (rbuf != 0) {
 370                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 send per-thread request type %3 using ringbuffer @ %4\n", event_loop_name(), pthread_name(), req->type, rbuf));
 371                         rbuf->increment_write_ptr (1);
 372                 } else {
 373                         /* no per-thread buffer, so just use a list with a lock so that it remains
 374                            single-reader/single-writer semantics
 375                         */
 376                         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 send heap request type %3\n", event_loop_name(), pthread_name(), req->type));
 377                         Glib::Threads::Mutex::Lock lm (request_list_lock);
 378                         request_list.push_back (req);
 379                 }
 380
 381                 /* send the UI event loop thread a wakeup so that it will look
 382                    at the per-thread and generic request lists.
 383                 */
 384
 385                 signal_new_request ();
 386         }
 387 }
 388
 389 template<typename RequestObject> void
 390 AbstractUI<RequestObject>::call_slot (InvalidationRecord* invalidation, const boost::function<void()>& f)
 391 {
 392         if (caller_is_self()) {
 393                 DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 direct dispatch of call slot via functor @ %3, invalidation %4\n", event_loop_name(), pthread_name(), &f, invalidation));
 394                 f ();
 395                 return;
 396         }
 397
 398         RequestObject *req = get_request (BaseUI::CallSlot);
 399
 400         if (req == 0) {
 401                 return;
 402         }
 403
 404         DEBUG_TRACE (PBD::DEBUG::AbstractUI, string_compose ("%1/%2 queue call-slot using functor @ %3, invalidation %4\n", event_loop_name(), pthread_name(), &f, invalidation));
 405
 406         /* copy semantics: copy the functor into the request object */
 407
 408         req->the_slot = f;
 409
 410         /* the invalidation record is an object which will carry out
 411          * invalidation of any requests associated with it when it is
 412          * destroyed. it can be null. if its not null, associate this
 413          * request with the invalidation record. this allows us to
 414          * "cancel" requests submitted to the UI because they involved
 415          * a functor that uses an object that is being deleted.
 416          */
 417
 418         req->invalidation = invalidation;
 419
 420         if (invalidation) {
 421                 invalidation->requests.push_back (req);
 422                 invalidation->event_loop = this;
 423         }
 424
 425         send_request (req);
 426 }
 427
 428 template<typename RequestObject> void*
 429 AbstractUI<RequestObject>::request_buffer_factory (uint32_t num_requests)
 430 {
 431         RequestBuffer*  mcr = new RequestBuffer (num_requests);
 432         per_thread_request_buffer.set (mcr);
 433         return mcr;
 434 }