add Control.Monad.Instances to nhc98 build
[haskell-directory.git] / GHC / Conc.lhs
index 6c21cf4..1deb160 100644 (file)
 -- bits it exports, we'd rather have Control.Concurrent and the other
 -- higher level modules be the home.  Hence:
 
+#include "Typeable.h"
+
 -- #not-home
 module GHC.Conc
        ( ThreadId(..)
 
-       -- Forking and suchlike
+       -- * Forking and suchlike
        , forkIO        -- :: IO a -> IO ThreadId
+       , forkOnIO      -- :: Int -> IO a -> IO ThreadId
        , childHandler  -- :: Exception -> IO ()
        , myThreadId    -- :: IO ThreadId
        , killThread    -- :: ThreadId -> IO ()
@@ -34,13 +37,13 @@ module GHC.Conc
        , yield         -- :: IO ()
        , labelThread   -- :: ThreadId -> String -> IO ()
 
-       -- Waiting
+       -- * Waiting
        , threadDelay           -- :: Int -> IO ()
        , registerDelay         -- :: Int -> IO (TVar Bool)
        , threadWaitRead        -- :: Int -> IO ()
        , threadWaitWrite       -- :: Int -> IO ()
 
-       -- MVars
+       -- * MVars
        , MVar          -- abstract
        , newMVar       -- :: a -> IO (MVar a)
        , newEmptyMVar  -- :: IO (MVar a)
@@ -51,18 +54,22 @@ module GHC.Conc
        , isEmptyMVar   -- :: MVar a -> IO Bool
        , addMVarFinalizer -- :: MVar a -> IO () -> IO ()
 
-       -- TVars
+       -- * TVars
        , STM           -- abstract
        , atomically    -- :: STM a -> IO a
        , retry         -- :: STM a
        , orElse        -- :: STM a -> STM a -> STM a
         , catchSTM      -- :: STM a -> (Exception -> STM a) -> STM a
+       , alwaysSucceeds -- :: STM a -> STM ()
+       , always        -- :: STM Bool -> STM ()
        , TVar          -- abstract
        , newTVar       -- :: a -> STM (TVar a)
+       , newTVarIO     -- :: a -> STM (TVar a)
        , readTVar      -- :: TVar a -> STM a
        , writeTVar     -- :: a -> TVar a -> STM ()
        , unsafeIOToSTM -- :: IO a -> STM a
 
+       -- * Miscellaneous
 #ifdef mingw32_HOST_OS
        , asyncRead     -- :: Int -> Int -> Int -> Ptr a -> IO (Int, Int)
        , asyncWrite    -- :: Int -> Int -> Int -> Ptr a -> IO (Int, Int)
@@ -97,6 +104,7 @@ import GHC.Exception    ( catchException, Exception(..), AsyncException(..) )
 import GHC.Pack                ( packCString# )
 import GHC.Ptr          ( Ptr(..), plusPtr, FunPtr(..) )
 import GHC.STRef
+import GHC.Show                ( Show(..), showString )
 import Data.Typeable
 
 infixr 0 `par`, `pseq`
@@ -131,6 +139,35 @@ This misfeature will hopefully be corrected at a later date.
 it defines 'ThreadId' as a synonym for ().
 -}
 
+instance Show ThreadId where
+   showsPrec d t = 
+       showString "ThreadId " . 
+        showsPrec d (getThreadId (id2TSO t))
+
+foreign import ccall unsafe "rts_getThreadId" getThreadId :: ThreadId# -> Int
+
+id2TSO :: ThreadId -> ThreadId#
+id2TSO (ThreadId t) = t
+
+foreign import ccall unsafe "cmp_thread" cmp_thread :: ThreadId# -> ThreadId# -> CInt
+-- Returns -1, 0, 1
+
+cmpThread :: ThreadId -> ThreadId -> Ordering
+cmpThread t1 t2 = 
+   case cmp_thread (id2TSO t1) (id2TSO t2) of
+      -1 -> LT
+      0  -> EQ
+      _  -> GT -- must be 1
+
+instance Eq ThreadId where
+   t1 == t2 = 
+      case t1 `cmpThread` t2 of
+         EQ -> True
+         _  -> False
+
+instance Ord ThreadId where
+   compare = cmpThread
+
 {- |
 This sparks off a new thread to run the 'IO' computation passed as the
 first argument, and returns the 'ThreadId' of the newly created
@@ -145,6 +182,12 @@ forkIO action = IO $ \ s ->
  where
   action_plus = catchException action childHandler
 
+forkOnIO :: Int -> IO () -> IO ThreadId
+forkOnIO (I# cpu) action = IO $ \ s -> 
+   case (forkOn# cpu action_plus s) of (# s1, id #) -> (# s1, ThreadId id #)
+ where
+  action_plus = catchException action childHandler
+
 childHandler :: Exception -> IO ()
 childHandler err = catchException (real_handler err) childHandler
 
@@ -252,11 +295,14 @@ TVars are shared memory locations which support atomic memory
 transactions.
 
 \begin{code}
-newtype STM a = STM (State# RealWorld -> (# State# RealWorld, a #)) deriving( Typeable )
+-- |A monad supporting atomic memory transactions.
+newtype STM a = STM (State# RealWorld -> (# State# RealWorld, a #))
 
 unSTM :: STM a -> (State# RealWorld -> (# State# RealWorld, a #))
 unSTM (STM a) = a
 
+INSTANCE_TYPEABLE1(STM,stmTc,"STM")
+
 instance  Functor STM where
    fmap f x = x >>= (return . f)
 
@@ -288,6 +334,15 @@ unsafeIOToSTM :: IO a -> STM a
 unsafeIOToSTM (IO m) = STM m
 
 -- |Perform a series of STM actions atomically.
+--
+-- You cannot use 'atomically' inside an 'unsafePerformIO' or 'unsafeInterleaveIO'. 
+-- Any attempt to do so will result in a runtime error.  (Reason: allowing
+-- this would effectively allow a transaction inside a transaction, depending
+-- on exactly when the thunk is evaluated.)
+--
+-- However, see 'newTVarIO', which can be called inside 'unsafePerformIO',
+-- and which allows top-level TVars to be allocated.
+
 atomically :: STM a -> IO a
 atomically (STM m) = IO (\s -> (atomically# m) s )
 
@@ -295,14 +350,15 @@ atomically (STM m) = IO (\s -> (atomically# m) s )
 -- values in TVars which mean that it should not continue (e.g. the TVars
 -- represent a shared buffer that is now empty).  The implementation may
 -- block the thread until one of the TVars that it has read from has been
--- udpated.
+-- udpated. (GHC only)
 retry :: STM a
 retry = STM $ \s# -> retry# s#
 
--- |Compose two alternative STM actions.  If the first action completes without
--- retrying then it forms the result of the orElse.  Otherwise, if the first
--- action retries, then the second action is tried in its place.  If both actions
--- retry then the orElse as a whole retries.
+-- |Compose two alternative STM actions (GHC only).  If the first action
+-- completes without retrying then it forms the result of the orElse.
+-- Otherwise, if the first action retries, then the second action is
+-- tried in its place.  If both actions retry then the orElse as a
+-- whole retries.
 orElse :: STM a -> STM a -> STM a
 orElse (STM m) e = STM $ \s -> catchRetry# m (unSTM e) s
 
@@ -310,7 +366,34 @@ orElse (STM m) e = STM $ \s -> catchRetry# m (unSTM e) s
 catchSTM :: STM a -> (Exception -> STM a) -> STM a
 catchSTM (STM m) k = STM $ \s -> catchSTM# m (\ex -> unSTM (k ex)) s
 
-data TVar a = TVar (TVar# RealWorld a) deriving( Typeable )
+-- | Low-level primitive on which always and alwaysSucceeds are built.
+-- checkInv differs form these in that (i) the invariant is not 
+-- checked when checkInv is called, only at the end of this and
+-- subsequent transcations, (ii) the invariant failure is indicated
+-- by raising an exception.
+checkInv :: STM a -> STM ()
+checkInv (STM m) = STM (\s -> (check# m) s)
+
+-- | alwaysSucceeds adds a new invariant that must be true when passed
+-- to alwaysSucceeds, at the end of the current transaction, and at
+-- the end of every subsequent transaction.  If it fails at any
+-- of those points then the transaction violating it is aborted
+-- and the exception raised by the invariant is propagated.
+alwaysSucceeds :: STM a -> STM ()
+alwaysSucceeds i = do ( do i ; retry ) `orElse` ( return () ) 
+                      checkInv i
+
+-- | always is a variant of alwaysSucceeds in which the invariant is
+-- expressed as an STM Bool action that must return True.  Returning
+-- False or raising an exception are both treated as invariant failures.
+always :: STM Bool -> STM ()
+always i = alwaysSucceeds ( do v <- i
+                               if (v) then return () else ( error "Transacional invariant violation" ) )
+
+-- |Shared memory locations that support atomic memory transactions.
+data TVar a = TVar (TVar# RealWorld a)
+
+INSTANCE_TYPEABLE1(TVar,tvarTc,"TVar")
 
 instance Eq (TVar a) where
        (TVar tvar1#) == (TVar tvar2#) = sameTVar# tvar1# tvar2#
@@ -321,6 +404,15 @@ newTVar val = STM $ \s1# ->
     case newTVar# val s1# of
         (# s2#, tvar# #) -> (# s2#, TVar tvar# #)
 
+-- |@IO@ version of 'newTVar'.  This is useful for creating top-level
+-- 'TVar's using 'System.IO.Unsafe.unsafePerformIO', because using
+-- 'atomically' inside 'System.IO.Unsafe.unsafePerformIO' isn't
+-- possible.
+newTVarIO :: a -> IO (TVar a)
+newTVarIO val = IO $ \s1# ->
+    case newTVar# val s1# of
+        (# s2#, tvar# #) -> (# s2#, TVar tvar# #)
+
 -- |Return the current value stored in a TVar
 readTVar :: TVar a -> STM a
 readTVar (TVar tvar#) = STM $ \s# -> readTVar# tvar# s#
@@ -367,16 +459,34 @@ newMVar value =
 -- empty, 'takeMVar' will wait until it is full.  After a 'takeMVar', 
 -- the 'MVar' is left empty.
 -- 
--- If several threads are competing to take the same 'MVar', one is chosen
--- to continue at random when the 'MVar' becomes full.
+-- There are two further important properties of 'takeMVar':
+--
+--   * 'takeMVar' is single-wakeup.  That is, if there are multiple
+--     threads blocked in 'takeMVar', and the 'MVar' becomes full,
+--     only one thread will be woken up.  The runtime guarantees that
+--     the woken thread completes its 'takeMVar' operation.
+--
+--   * When multiple threads are blocked on an 'MVar', they are
+--     woken up in FIFO order.  This is useful for providing
+--     fairness properties of abstractions built using 'MVar's.
+--
 takeMVar :: MVar a -> IO a
 takeMVar (MVar mvar#) = IO $ \ s# -> takeMVar# mvar# s#
 
 -- |Put a value into an 'MVar'.  If the 'MVar' is currently full,
 -- 'putMVar' will wait until it becomes empty.
 --
--- If several threads are competing to fill the same 'MVar', one is
--- chosen to continue at random when the 'MVar' becomes empty.
+-- There are two further important properties of 'putMVar':
+--
+--   * 'putMVar' is single-wakeup.  That is, if there are multiple
+--     threads blocked in 'putMVar', and the 'MVar' becomes empty,
+--     only one thread will be woken up.  The runtime guarantees that
+--     the woken thread completes its 'putMVar' operation.
+--
+--   * When multiple threads are blocked on an 'MVar', they are
+--     woken up in FIFO order.  This is useful for providing
+--     fairness properties of abstractions built using 'MVar's.
+--
 putMVar  :: MVar a -> a -> IO ()
 putMVar (MVar mvar#) x = IO $ \ s# ->
     case putMVar# mvar# x s# of
@@ -514,6 +624,7 @@ threadDelay time
        case delay# time# s of { s -> (# s, () #)
        }}
 
+registerDelay :: Int -> IO (TVar Bool)
 registerDelay usecs 
 #ifndef mingw32_HOST_OS
   | threaded = waitForDelayEventSTM usecs
@@ -641,38 +752,54 @@ service_loop wakeup readfds writefds ptimeval old_reqs old_delays = do
          if (res == -1)
             then do
                err <- getErrno
-               if err == eINTR
-                       then do_select delays'
-                       else return (res,delays')
+               case err of
+                 _ | err == eINTR ->  do_select delays'
+                       -- EINTR: just redo the select()
+                 _ | err == eBADF ->  return (True, delays)
+                       -- EBADF: one of the file descriptors is closed or bad,
+                       -- we don't know which one, so wake everyone up.
+                 _ | otherwise    ->  throwErrno "select"
+                       -- otherwise (ENOMEM or EINVAL) something has gone
+                       -- wrong; report the error.
             else
-               return (res,delays')
-
-  (res,delays') <- do_select delays
-  -- ToDo: check result
-
-  b <- fdIsSet wakeup readfds
-  if b == 0 
-    then return ()
-    else alloca $ \p -> do 
-           c_read (fromIntegral wakeup) p 1; return ()
-           s <- peek p         
-           if (s == 0xff) 
-             then return ()
-             else do handler_tbl <- peek handlers
-                     sp <- peekElemOff handler_tbl (fromIntegral s)
-                     forkIO (do io <- deRefStablePtr sp; io)
-                     return ()
+               return (False,delays')
+
+  (wakeup_all,delays') <- do_select delays
+
+  exit <-
+    if wakeup_all then return False
+      else do
+        b <- fdIsSet wakeup readfds
+        if b == 0 
+          then return False
+          else alloca $ \p -> do 
+                c_read (fromIntegral wakeup) p 1; return ()
+                s <- peek p            
+                case s of
+                 _ | s == io_MANAGER_WAKEUP -> return False
+                 _ | s == io_MANAGER_DIE    -> return True
+                 _ -> do handler_tbl <- peek handlers
+                         sp <- peekElemOff handler_tbl (fromIntegral s)
+                         forkIO (do io <- deRefStablePtr sp; io)
+                         return False
+
+  if exit then return () else do
 
   takeMVar prodding
   putMVar prodding False
 
-  reqs' <- completeRequests reqs readfds writefds []
+  reqs' <- if wakeup_all then do wakeupAll reqs; return []
+                        else completeRequests reqs readfds writefds []
+
   service_loop wakeup readfds writefds ptimeval reqs' delays'
 
 stick :: IORef Fd
 {-# NOINLINE stick #-}
 stick = unsafePerformIO (newIORef 0)
 
+io_MANAGER_WAKEUP = 0xff :: CChar
+io_MANAGER_DIE    = 0xfe :: CChar
+
 prodding :: MVar Bool
 {-# NOINLINE prodding #-}
 prodding = unsafePerformIO (newMVar False)
@@ -682,7 +809,8 @@ prodServiceThread = do
   b <- takeMVar prodding
   if (not b) 
     then do fd <- readIORef stick
-           with 0xff $ \pbuf -> do c_write (fromIntegral fd) pbuf 1; return ()
+           with io_MANAGER_WAKEUP $ \pbuf -> do 
+               c_write (fromIntegral fd) pbuf 1; return ()
     else return ()
   putMVar prodding True
 
@@ -718,6 +846,10 @@ completeRequests (Write fd m : reqs) readfds writefds reqs' = do
     then do putMVar m (); completeRequests reqs readfds writefds reqs'
     else completeRequests reqs readfds writefds (Write fd m : reqs')
 
+wakeupAll [] = return ()
+wakeupAll (Read  fd m : reqs) = do putMVar m (); wakeupAll reqs
+wakeupAll (Write fd m : reqs) = do putMVar m (); wakeupAll reqs
+
 waitForReadEvent :: Fd -> IO ()
 waitForReadEvent fd = do
   m <- newEmptyMVar