ghc/rts/Schedule.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  * (c) The GHC Team 1998-1999
   4  *
   5  * Prototypes for functions in Schedule.c
   6  * (RTS internal scheduler interface)
   7  *
   8  * -------------------------------------------------------------------------*/
   9
  10 #ifndef __SCHEDULE_H__
  11 #define __SCHEDULE_H__
  12 #include "OSThreads.h"
  13
  14 /* initScheduler(), exitScheduler(), startTasks()
  15  *
  16  * Called from STG :  no
  17  * Locks assumed   :  none
  18  */
  19 extern void initScheduler  ( void );
  20 extern void exitScheduler  ( void );
  21
  22 /* awakenBlockedQueue()
  23  *
  24  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
  25  * wakes up the entire queue.
  26  *
  27  * Called from STG :  yes
  28  * Locks assumed   :  none
  29  */
  30 #if defined(GRAN)
  31 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
  32 #elif defined(PAR)
  33 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
  34 #else
  35 void awakenBlockedQueue (StgTSO *tso);
  36 void awakenBlockedQueueNoLock (StgTSO *tso);
  37 #endif
  38
  39 /* unblockOne()
  40  *
  41  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
  42  * removes the first thread, placing it on the runnable queue.
  43  *
  44  * Called from STG : yes
  45  * Locks assumed   : none
  46  */
  47 #if defined(GRAN) || defined(PAR)
  48 StgBlockingQueueElement *unblockOne(StgBlockingQueueElement *bqe, StgClosure *node);
  49 #else
  50 StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
  51 #endif
  52
  53 /* raiseAsync()
  54  *
  55  * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
  56  *
  57  * Called from STG :  yes
  58  * Locks assumed   :  none
  59  */
  60 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
  61 void raiseAsyncWithLock(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
  62
  63 /* raiseExceptionHelper */
  64 StgWord raiseExceptionHelper (StgTSO *tso, StgClosure *exception);
  65
  66 /* findRetryFrameHelper */
  67 StgWord findRetryFrameHelper (StgTSO *tso);
  68
  69 /* awaitEvent(rtsBool wait)
  70  *
  71  * Checks for blocked threads that need to be woken.
  72  *
  73  * Called from STG :  NO
  74  * Locks assumed   :  sched_mutex
  75  */
  76 void awaitEvent(rtsBool wait);  /* In Select.c */
  77
  78 /* wakeUpSleepingThreads(nat ticks)
  79  *
  80  * Wakes up any sleeping threads whose timers have expired.
  81  *
  82  * Called from STG :  NO
  83  * Locks assumed   :  sched_mutex
  84  */
  85 rtsBool wakeUpSleepingThreads(lnat);  /* In Select.c */
  86
  87 /* wakeBlockedWorkerThread()
  88  *
  89  * If a worker thread is currently blocked in awaitEvent(), interrupt it.
  90  *
  91  * Called from STG :  NO
  92  * Locks assumed   :  sched_mutex
  93  */
  94 void wakeBlockedWorkerThread(void); /* In Select.c */
  95
  96 /* resetWorkerWakeupPipeAfterFork()
  97  *
  98  * Notify Select.c that a fork() has occured
  99  *
 100  * Called from STG :  NO
 101  * Locks assumed   :  don't care, but must be called right after fork()
 102  */
 103 void resetWorkerWakeupPipeAfterFork(void); /* In Select.c */
 104
 105 /* GetRoots(evac_fn f)
 106  *
 107  * Call f() for each root known to the scheduler.
 108  *
 109  * Called from STG :  NO
 110  * Locks assumed   :  ????
 111  */
 112 void GetRoots(evac_fn);
 113
 114 // ToDo: check whether all fcts below are used in the SMP version, too
 115 #if defined(GRAN)
 116 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 117 void    unlink_from_bq(StgTSO* tso, StgClosure* node);
 118 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size, StgInt pri);
 119 #elif defined(PAR)
 120 nat     run_queue_len(void);
 121 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 122 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 123 #else
 124 char   *info_type(StgClosure *closure);    // dummy
 125 char   *info_type_by_ip(StgInfoTable *ip); // dummy
 126 void    awaken_blocked_queue(StgTSO *q);
 127 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 128 #endif
 129
 130 /* Context switch flag.
 131  * Locks required  : sched_mutex
 132  */
 133 extern int RTS_VAR(context_switch);
 134 extern rtsBool RTS_VAR(interrupted);
 135
 136 /*
 137  * flag that tracks whether we have done any execution in this time slice.
 138  */
 139 #define ACTIVITY_YES      0 /* there has been activity in the current slice */
 140 #define ACTIVITY_MAYBE_NO 1 /* no activity in the current slice */
 141 #define ACTIVITY_INACTIVE 2 /* a complete slice has passed with no activity */
 142 #define ACTIVITY_DONE_GC  3 /* like 2, but we've done a GC too */
 143 extern nat recent_activity;
 144
 145 /* In Select.c */
 146 extern lnat RTS_VAR(timestamp);
 147
 148 /* Thread queues.
 149  * Locks required  : sched_mutex
 150  *
 151  * In GranSim we have one run/blocked_queue per PE.
 152  */
 153 #if defined(GRAN)
 154 // run_queue_hds defined in GranSim.h
 155 #else
 156 extern  StgTSO *RTS_VAR(run_queue_hd), *RTS_VAR(run_queue_tl);
 157 extern  StgTSO *RTS_VAR(blocked_queue_hd), *RTS_VAR(blocked_queue_tl);
 158 extern  StgTSO *RTS_VAR(blackhole_queue);
 159 extern  StgTSO *RTS_VAR(sleeping_queue);
 160 #endif
 161 /* Linked list of all threads. */
 162 extern  StgTSO *RTS_VAR(all_threads);
 163
 164 /* Set to rtsTrue if there are threads on the blackhole_queue, and
 165  * it is possible that one or more of them may be available to run.
 166  * This flag is set to rtsFalse after we've checked the queue, and
 167  * set to rtsTrue just before we run some Haskell code.  It is used
 168  * to decide whether we should yield the Capability or not.
 169  */
 170 extern rtsBool blackholes_need_checking;
 171
 172 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 173 /* Schedule.c has detailed info on what these do */
 174 extern Mutex       RTS_VAR(sched_mutex);
 175 extern Condition   RTS_VAR(returning_worker_cond);
 176 extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_workers);
 177 extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_tasks);
 178 #endif
 179
 180 StgBool isThreadBound(StgTSO *tso);
 181
 182 extern SchedulerStatus rts_mainLazyIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
 183
 184
 185 /* Called by shutdown_handler(). */
 186 void interruptStgRts ( void );
 187
 188 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
 189 nat  run_queue_len(void);
 190
 191 void resurrectThreads( StgTSO * );
 192
 193 /* Main threads:
 194  *
 195  * These are the threads which clients have requested that we run.
 196  *
 197  * In a 'threaded' build, each of these corresponds to one bound thread.
 198  * The pointer to the StgMainThread is passed as a parameter to schedule;
 199  * this invocation of schedule will always pass this main thread's
 200  * bound_thread_cond to waitForkWorkCapability; OS-thread-switching
 201  * takes place using passCapability.
 202  *
 203  * In non-threaded builds, clients are strictly nested: the first client calls
 204  * into the RTS, which might call out again to C with a _ccall_GC, and
 205  * eventually re-enter the RTS.
 206  *
 207  * This is non-abstract at the moment because the garbage collector
 208  * treats pointers to TSOs from the main thread list as "weak" - these
 209  * pointers won't prevent a thread from receiving a BlockedOnDeadMVar
 210  * exception.
 211  *
 212  * Main threads information is kept in a linked list:
 213  */
 214 typedef struct StgMainThread_ {
 215   StgTSO *         tso;
 216   SchedulerStatus  stat;
 217   StgClosure **    ret;
 218 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 219   Condition        bound_thread_cond;
 220 #endif
 221   struct StgMainThread_ *prev;
 222   struct StgMainThread_ *link;
 223 } StgMainThread;
 224
 225 /* Main thread queue.
 226  * Locks required: sched_mutex.
 227  */
 228 extern StgMainThread *main_threads;
 229
 230 void printAllThreads(void);
 231 #ifdef COMPILING_SCHEDULER
 232 static void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
 233 static void printThreadStatus(StgTSO *tso);
 234 #endif
 235 /* debugging only
 236  */
 237 #ifdef DEBUG
 238 void print_bq (StgClosure *node);
 239 #endif
 240 #if defined(PAR)
 241 void print_bqe (StgBlockingQueueElement *bqe);
 242 #endif
 243
 244 void labelThread(StgPtr tso, char *label);
 245
 246 /* -----------------------------------------------------------------------------
 247  * Some convenient macros...
 248  */
 249
 250 /* END_TSO_QUEUE and friends now defined in includes/StgMiscClosures.h */
 251
 252 /* Add a thread to the end of the run queue.
 253  * NOTE: tso->link should be END_TSO_QUEUE before calling this macro.
 254  */
 255 #define APPEND_TO_RUN_QUEUE(tso)                \
 256     ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);         \
 257     if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {        \
 258       run_queue_hd = tso;                       \
 259     } else {                                    \
 260       run_queue_tl->link = tso;                 \
 261     }                                           \
 262     run_queue_tl = tso;
 263
 264 /* Push a thread on the beginning of the run queue.  Used for
 265  * newly awakened threads, so they get run as soon as possible.
 266  */
 267 #define PUSH_ON_RUN_QUEUE(tso)                  \
 268     tso->link = run_queue_hd;                   \
 269       run_queue_hd = tso;                       \
 270     if (run_queue_tl == END_TSO_QUEUE) {        \
 271       run_queue_tl = tso;                       \
 272     }
 273
 274 /* Pop the first thread off the runnable queue.
 275  */
 276 #define POP_RUN_QUEUE(pt)                       \
 277   do { StgTSO *__tmp_t = run_queue_hd;          \
 278     if (__tmp_t != END_TSO_QUEUE) {             \
 279       run_queue_hd = __tmp_t->link;             \
 280       __tmp_t->link = END_TSO_QUEUE;            \
 281       if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {      \
 282         run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;           \
 283       }                                         \
 284     }                                           \
 285     pt = __tmp_t;                               \
 286   } while(0)
 287
 288 /* Add a thread to the end of the blocked queue.
 289  */
 290 #define APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE(tso)            \
 291     ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);         \
 292     if (blocked_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {    \
 293       blocked_queue_hd = tso;                   \
 294     } else {                                    \
 295       blocked_queue_tl->link = tso;             \
 296     }                                           \
 297     blocked_queue_tl = tso;
 298
 299 /* Check whether various thread queues are empty
 300  */
 301 #define EMPTY_QUEUE(q)         (q == END_TSO_QUEUE)
 302
 303 #define EMPTY_RUN_QUEUE()      (EMPTY_QUEUE(run_queue_hd))
 304 #define EMPTY_BLOCKED_QUEUE()  (EMPTY_QUEUE(blocked_queue_hd))
 305 #define EMPTY_SLEEPING_QUEUE() (EMPTY_QUEUE(sleeping_queue))
 306
 307 #define EMPTY_THREAD_QUEUES()  (EMPTY_RUN_QUEUE() && \
 308                                 EMPTY_BLOCKED_QUEUE() && \
 309                                 EMPTY_SLEEPING_QUEUE())
 310
 311 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 312 /* If no task is waiting for a capability,
 313  * and if there is work to be done
 314  * or if we need to wait for IO or delay requests,
 315  * spawn a new worker thread.
 316  */
 317 void
 318 startSchedulerTaskIfNecessary(void);
 319 #endif
 320
 321 #ifdef DEBUG
 322 extern void sched_belch(char *s, ...)
 323    GNU_ATTRIBUTE(format (printf, 1, 2));
 324 #endif
 325
 326 #endif /* __SCHEDULE_H__ */