ghc/includes/TSO.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  * $Id: TSO.h,v 1.14 2000/03/20 09:42:49 andy Exp $
   3  *
   4  * (c) The GHC Team, 1998-1999
   5  *
   6  * The definitions for Thread State Objects.
   7  *
   8  * ---------------------------------------------------------------------------*/
   9
  10 #ifndef TSO_H
  11 #define TSO_H
  12
  13 #if defined(GRAN) || defined(PAR)
  14 // magic marker for TSOs; debugging only
  15 #define TSO_MAGIC 4321
  16
  17 typedef struct {
  18   StgInt   pri;
  19   StgInt   magic;
  20   StgInt   sparkname;
  21   rtsTime  startedat;
  22   rtsBool  exported;
  23   StgInt   basicblocks;
  24   StgInt   allocs;
  25   rtsTime  exectime;
  26   rtsTime  fetchtime;
  27   rtsTime  fetchcount;
  28   rtsTime  blocktime;
  29   StgInt   blockcount;
  30   rtsTime  blockedat;
  31   StgInt   globalsparks;
  32   StgInt   localsparks;
  33   rtsTime  clock;
  34 } StgTSOStatBuf;
  35 #endif
  36
  37 #if defined(PROFILING)
  38 typedef struct {
  39   CostCentreStack *CCCS;        /* thread's current CCS */
  40 } StgTSOProfInfo;
  41 #else /* !PROFILING */
  42 typedef struct {
  43 } StgTSOProfInfo;
  44 #endif /* PROFILING */
  45
  46 #if defined(PAR)
  47 typedef StgTSOStatBuf StgTSOParInfo;
  48 #else /* !PAR */
  49 typedef struct {
  50 } StgTSOParInfo;
  51 #endif /* PAR */
  52
  53 #if defined(GRAN)
  54 typedef StgTSOStatBuf StgTSOGranInfo;
  55 #else /* !GRAN */
  56 typedef struct {
  57 } StgTSOGranInfo;
  58 #endif /* GRAN */
  59
  60
  61 #if defined(TICKY)
  62 typedef struct {
  63 } StgTSOTickyInfo;
  64 #else /* !TICKY_TICKY */
  65 typedef struct {
  66 } StgTSOTickyInfo;
  67 #endif /* TICKY_TICKY */
  68
  69 typedef enum {
  70     tso_state_runnable,
  71     tso_state_stopped
  72 } StgTSOState;
  73
  74 /*
  75  * The what_next field of a TSO indicates how the thread is to be run.
  76  */
  77 typedef enum {
  78   ThreadEnterGHC,               /* enter top thunk on stack */
  79   ThreadRunGHC,                 /* return to address on top of stack */
  80   ThreadEnterHugs,              /* enter top thunk on stack (w/ interpreter) */
  81   ThreadKilled,                 /* thread has died, don't run it */
  82   ThreadRelocated,              /* thread has moved, link points to new locn */
  83   ThreadComplete                /* thread has finished */
  84 } StgTSOWhatNext;
  85
  86 /*
  87  * We are completely paranoid and make thread IDs 64 bits to avoid
  88  * having to worry about overflow.  A little calculation shows that
  89  * even doing 10^6 forks per second would take 35 million years to
  90  * overflow a 64 bit thread ID :-)
  91  *
  92  */
  93 typedef StgWord32 StgThreadID;
  94
  95 /*
  96  * This type is returned to the scheduler by a thread that has
  97  * stopped for one reason or another.
  98  */
  99
 100 typedef enum {
 101   HeapOverflow,                 /* might also be StackOverflow */
 102   StackOverflow,
 103   ThreadYielding,
 104   ThreadBlocked,
 105   ThreadFinished
 106 } StgThreadReturnCode;
 107
 108 /*
 109  * Threads may be blocked for several reasons.  A blocked thread will
 110  * have the reason in the why_blocked field of the TSO, and some
 111  * further info (such as the closure the thread is blocked on, or the
 112  * file descriptor if the thread is waiting on I/O) in the block_info
 113  * field.
 114  */
 115
 116 typedef enum {
 117   NotBlocked,
 118   BlockedOnMVar,
 119   BlockedOnBlackHole,
 120   BlockedOnException,
 121   BlockedOnRead,
 122   BlockedOnWrite,
 123   BlockedOnDelay
 124 #if defined(PAR)
 125   , BlockedOnGA    // blocked on a remote closure represented by a Global Address
 126 #endif
 127 } StgTSOBlockReason;
 128
 129 typedef union {
 130   StgClosure *closure;
 131   struct StgTSO_ *tso;
 132   int fd;
 133 #if defined(INTERPRETER) && !defined(HAVE_SETITIMER)
 134   unsigned int target;
 135 #else
 136   unsigned int delay;
 137 #endif
 138 #if defined(PAR)
 139   globalAddr ga;
 140 #endif
 141 } StgTSOBlockInfo;
 142
 143 /*
 144  * TSOs live on the heap, and therefore look just like heap objects.
 145  * Large TSOs will live in their own "block group" allocated by the
 146  * storage manager, and won't be copied during garbage collection.
 147  */
 148
 149 typedef struct StgTSO_ {
 150   StgHeader          header;
 151
 152   struct StgTSO_*    link;           /* Links threads onto blocking queues */
 153   StgMutClosure *    mut_link;       /* TSO's are mutable of course! */
 154   struct StgTSO_*    global_link;    /* Links all threads together */
 155
 156   StgTSOWhatNext     what_next;
 157   StgTSOBlockReason  why_blocked;
 158   StgTSOBlockInfo    block_info;
 159   struct StgTSO_*    blocked_exceptions;
 160   StgThreadID        id;
 161   StgTSOTickyInfo    ticky;
 162   StgTSOProfInfo     prof;
 163   StgTSOParInfo      par;
 164   StgTSOGranInfo     gran;
 165
 166   /* The thread stack... */
 167   StgWord            stack_size;     /* stack size in *words* */
 168   StgWord            max_stack_size; /* maximum stack size in *words* */
 169   StgPtr             sp;
 170   StgUpdateFrame*    su;
 171   StgPtr             splim;
 172
 173   StgWord            stack[0];
 174 } StgTSO;
 175
 176 /* -----------------------------------------------------------------------------
 177    Invariants:
 178
 179    An active thread has the following properties:
 180
 181       tso->stack < tso->sp < tso->stack+tso->stack_size
 182       tso->stack_size <= tso->max_stack_size
 183       tso->splim == tso->stack + RESERVED_STACK_WORDS;
 184
 185       RESERVED_STACK_WORDS is large enough for any heap-check or
 186       stack-check failure.
 187
 188       The size of the TSO struct plus the stack is either
 189         (a) smaller than a block, or
 190         (b) a multiple of BLOCK_SIZE
 191
 192         tso->block_reason      tso->block_info      location
 193         ----------------------------------------------------------------------
 194         NotBlocked             NULL                 runnable_queue, or running
 195
 196         BlockedOnBlackHole     the BLACKHOLE_BQ     the BLACKHOLE_BQ's queue
 197
 198         BlockedOnMVar          the MVAR             the MVAR's queue
 199
 200         BlockedOnException     the TSO              TSO->blocked_exception
 201
 202         BlockedOnRead          NULL                 blocked_queue
 203         BlockedOnWrite         NULL                 blocked_queue
 204         BlockedOnDelay         NULL                 blocked_queue
 205
 206       tso->link == END_TSO_QUEUE, if the thread is currently running.
 207
 208    A zombie thread has the following properties:
 209
 210       tso->what_next == ThreadComplete or ThreadKilled
 211       tso->link     ==  (could be on some queue somewhere)
 212       tso->su       ==  tso->stack + tso->stack_size
 213       tso->sp       ==  tso->stack + tso->stack_size - 1 (i.e. top stack word)
 214       tso->sp[0]    ==  return value of thread, if what_next == ThreadComplete,
 215                         exception             , if what_next == ThreadKilled
 216
 217       (tso->sp is left pointing at the top word on the stack so that
 218       the return value or exception will be retained by a GC).
 219
 220    tso->blocked_exceptions is either:
 221
 222       NULL             if async exceptions are unblocked.
 223
 224       END_TSO_QUEUE    if async exceptions are blocked, but no threads
 225                        are currently waiting to deliver.
 226
 227       (StgTSO *)tso    if threads are currently awaiting delivery of
 228                        exceptions to this thread.
 229
 230  ---------------------------------------------------------------------------- */
 231
 232 /* Workaround for a bug/quirk in gcc on certain architectures.
 233  * symptom is that (&tso->stack - &tso->header) /=  sizeof(StgTSO)
 234  * in other words, gcc pads the structure at the end.
 235  */
 236
 237 extern StgTSO dummy_tso;
 238
 239 #define TSO_STRUCT_SIZE \
 240    ((int)&(dummy_tso).stack - (int)&(dummy_tso).header)
 241
 242 #define TSO_STRUCT_SIZEW (TSO_STRUCT_SIZE / sizeof(W_))
 243
 244 #endif /* TSO_H */