[project @ 2003-03-09 20:19:27 by panne]
[ghc-base.git] / GHC / Conc.lhs
index b847a85..7c97ddd 100644 (file)
@@ -1,16 +1,20 @@
-% -----------------------------------------------------------------------------
-% $Id: Conc.lhs,v 1.2 2001/07/03 14:13:32 simonmar Exp $
-%
-% (c) The University of Glasgow, 1994-2000
-%
-
-\section[GHC.Conc]{Module @GHC.Conc@}
-
-Basic concurrency stuff
-
 \begin{code}
 {-# OPTIONS -fno-implicit-prelude #-}
+-----------------------------------------------------------------------------
+-- |
+-- Module      :  GHC.Conc
+-- Copyright   :  (c) The University of Glasgow, 1994-2002
+-- License     :  see libraries/base/LICENSE
+-- 
+-- Maintainer  :  cvs-ghc@haskell.org
+-- Stability   :  internal
+-- Portability :  non-portable (GHC extensions)
+--
+-- Basic concurrency stuff.
+-- 
+-----------------------------------------------------------------------------
 
+#include "config.h"
 module GHC.Conc
        ( ThreadId(..)
 
@@ -19,8 +23,10 @@ module GHC.Conc
        , killThread    -- :: ThreadId -> IO ()
        , throwTo       -- :: ThreadId -> Exception -> IO ()
        , par           -- :: a -> b -> b
-       , seq           -- :: a -> b -> b
+       , pseq          -- :: a -> b -> b
        , yield         -- :: IO ()
+       , labelThread   -- :: ThreadId -> String -> IO ()
+       , forkProcessPrim -- :: IO Int
 
        -- Waiting
        , threadDelay           -- :: Int -> IO ()
@@ -38,17 +44,27 @@ module GHC.Conc
        , isEmptyMVar   -- :: MVar a -> IO Bool
        , addMVarFinalizer -- :: MVar a -> IO () -> IO ()
 
-    ) where
+#ifdef mingw32_TARGET_OS
+       , asyncRead     -- :: Int -> Int -> Int -> Ptr a -> IO (Int, Int)
+       , asyncWrite    -- :: Int -> Int -> Int -> Ptr a -> IO (Int, Int)
+
+       , asyncReadBA   -- :: Int -> Int -> Int -> Int -> MutableByteArray# RealWorld -> IO (Int, Int)
+       , asyncWriteBA  -- :: Int -> Int -> Int -> Int -> MutableByteArray# RealWorld -> IO (Int, Int)
+#endif
+        ) where
 
 import Data.Maybe
 
 import GHC.Base
-import GHC.Err         ( parError, seqError )
-import GHC.IOBase      ( IO(..), MVar(..) )
+import GHC.IOBase      ( IO(..), MVar(..), ioException, IOException(..), IOErrorType(..) )
+import GHC.Num         ( fromInteger, negate )
+import GHC.Real                ( fromIntegral )
 import GHC.Base                ( Int(..) )
 import GHC.Exception    ( Exception(..), AsyncException(..) )
+import GHC.Pack                ( packCString# )
+import GHC.Ptr          ( Ptr(..), plusPtr )
 
-infixr 0 `par`, `seq`
+infixr 0 `par`, `pseq`
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -62,43 +78,119 @@ data ThreadId = ThreadId ThreadId#
 -- ToDo: data ThreadId = ThreadId (Weak ThreadId#)
 -- But since ThreadId# is unlifted, the Weak type must use open
 -- type variables.
+{- ^
+A 'ThreadId' is an abstract type representing a handle to a thread.
+'ThreadId' is an instance of 'Eq', 'Ord' and 'Show', where
+the 'Ord' instance implements an arbitrary total ordering over
+'ThreadId's. The 'Show' instance lets you convert an arbitrary-valued
+'ThreadId' to string form; showing a 'ThreadId' value is occasionally
+useful when debugging or diagnosing the behaviour of a concurrent
+program.
+
+NOTE: in GHC, if you have a 'ThreadId', you essentially have
+a pointer to the thread itself.  This means the thread itself can\'t be
+garbage collected until you drop the 'ThreadId'.
+This misfeature will hopefully be corrected at a later date.
+-}
 
 --forkIO has now been hoisted out into the Concurrent library.
 
+{- | 'killThread' terminates the given thread (Note: 'killThread' is
+not implemented in Hugs).  Any work already done by the thread isn\'t
+lost: the computation is suspended until required by another thread.
+The memory used by the thread will be garbage collected if it isn\'t
+referenced from anywhere.  The 'killThread' function is defined in
+terms of 'throwTo':
+
+> killThread tid = throwTo tid (AsyncException ThreadKilled)
+
+-}
 killThread :: ThreadId -> IO ()
-killThread (ThreadId id) = IO $ \ s ->
-   case (killThread# id (AsyncException ThreadKilled) s) of s1 -> (# s1, () #)
+killThread tid = throwTo tid (AsyncException ThreadKilled)
+
+{- | 'throwTo' raises an arbitrary exception in the target thread.
 
+'throwTo' does not return until the exception has been raised in the
+target thread.  The calling thread can thus be certain that the target
+thread has received the exception.  This is a useful property to know
+when dealing with race conditions: eg. if there are two threads that
+can kill each other, it is guaranteed that only one of the threads
+will get to kill the other. -}
 throwTo :: ThreadId -> Exception -> IO ()
 throwTo (ThreadId id) ex = IO $ \ s ->
    case (killThread# id ex s) of s1 -> (# s1, () #)
 
+-- | Returns the 'ThreadId' of the calling thread.
 myThreadId :: IO ThreadId
 myThreadId = IO $ \s ->
    case (myThreadId# s) of (# s1, id #) -> (# s1, ThreadId id #)
 
+
+-- |The 'yield' action allows (forces, in a co-operative multitasking
+-- implementation) a context-switch to any other currently runnable
+-- threads (if any), and is occasionally useful when implementing
+-- concurrency abstractions.
 yield :: IO ()
 yield = IO $ \s -> 
    case (yield# s) of s1 -> (# s1, () #)
 
--- "seq" is defined a bit weirdly (see below)
+{- | 'labelThread' stores a string as identifier for this thread if
+you built a RTS with debugging support. This identifier will be used in
+the debugging output to make distinction of different threads easier
+(otherwise you only have the thread state object\'s address in the heap).
+
+Other applications like the graphical Concurrent Haskell Debugger
+(<http://www.informatik.uni-kiel.de/~fhu/chd/>) may choose to overload
+'labelThread' for their purposes as well.
+-}
+
+labelThread :: ThreadId -> String -> IO ()
+labelThread (ThreadId t) str = IO $ \ s ->
+   let ps  = packCString# str
+       adr = byteArrayContents# ps in
+     case (labelThread# t adr s) of s1 -> (# s1, () #)
+
+{- | This function is a replacement for 'System.Posix.Process.forkProcessAll':
+This implementation /will stop all other Concurrent Haskell threads/ in the
+(heavyweight) forked copy.
+'forkProcessPrim' returns the pid of the child process to the parent, 0 to the
+child, and a value less than 0 in case of errors. See also:
+'System.Posix.Process.forkProcess' in package @unix@.
+
+Without this function, you need excessive and often impractical
+explicit synchronization using the regular Concurrent Haskell constructs to assure
+that only the desired thread is running after the fork().
+
+The stopped threads are /not/ garbage collected! This behaviour may change in
+future releases.
+
+NOTE: currently, main threads are not stopped in the child process.
+To work around this problem, call 'forkProcessPrim' from the main thread. 
+-}
+
+-- XXX RTS should know about 'pid_t'.
+
+forkProcessPrim :: IO Int
+forkProcessPrim = IO $ \s -> case (forkProcess# s) of (# s1, id #) -> (# s1, (I# id) #)
+
+--     Nota Bene: 'pseq' used to be 'seq'
+--                but 'seq' is now defined in PrelGHC
 --
--- The reason for the strange "0# -> parError" case is that
--- it fools the compiler into thinking that seq is non-strict in
--- its second argument (even if it inlines seq at the call site).
--- If it thinks seq is strict in "y", then it often evaluates
--- "y" before "x", which is totally wrong.  
+-- "pseq" is defined a bit weirdly (see below)
 --
--- Just before converting from Core to STG there's a bit of magic
--- that recognises the seq# and eliminates the duff case.
+-- The reason for the strange "lazy" call is that
+-- it fools the compiler into thinking that pseq  and par are non-strict in
+-- their second argument (even if it inlines pseq at the call site).
+-- If it thinks pseq is strict in "y", then it often evaluates
+-- "y" before "x", which is totally wrong.  
 
-{-# INLINE seq  #-}
-seq :: a -> b -> b
-seq  x y = case (seq#  x) of { 0# -> seqError; _ -> y }
+{-# INLINE pseq  #-}
+pseq :: a -> b -> b
+pseq  x y = x `seq` lazy y
 
 {-# INLINE par  #-}
 par :: a -> b -> b
-par  x y = case (par# x) of { 0# -> parError; _ -> y }
+par  x y = case (par# x) of { _ -> lazy y }
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -118,58 +210,70 @@ writes.
 \begin{code}
 --Defined in IOBase to avoid cycle: data MVar a = MVar (SynchVar# RealWorld a)
 
+-- |Create an 'MVar' which is initially empty.
 newEmptyMVar  :: IO (MVar a)
 newEmptyMVar = IO $ \ s# ->
     case newMVar# s# of
          (# s2#, svar# #) -> (# s2#, MVar svar# #)
 
+-- |Create an 'MVar' which contains the supplied value.
+newMVar :: a -> IO (MVar a)
+newMVar value =
+    newEmptyMVar       >>= \ mvar ->
+    putMVar mvar value >>
+    return mvar
+
+-- |Return the contents of the 'MVar'.  If the 'MVar' is currently
+-- 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.
 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 with the 'MVar' becomes empty.
 putMVar  :: MVar a -> a -> IO ()
 putMVar (MVar mvar#) x = IO $ \ s# ->
     case putMVar# mvar# x s# of
         s2# -> (# s2#, () #)
 
-tryPutMVar  :: MVar a -> a -> IO Bool
-tryPutMVar (MVar mvar#) x = IO $ \ s# ->
-    case tryPutMVar# mvar# x s# of
-        (# s, 0# #) -> (# s, False #)
-        (# s, _  #) -> (# s, True #)
-
-newMVar :: a -> IO (MVar a)
-newMVar value =
-    newEmptyMVar       >>= \ mvar ->
-    putMVar mvar value >>
-    return mvar
-
--- tryTakeMVar is a non-blocking takeMVar
+-- |A non-blocking version of 'takeMVar'.  The 'tryTakeMVar' function
+-- returns immediately, with 'Nothing' if the 'MVar' was empty, or
+-- @'Just' a@ if the 'MVar' was full with contents @a@.  After 'tryTakeMVar',
+-- the 'MVar' is left empty.
 tryTakeMVar :: MVar a -> IO (Maybe a)
 tryTakeMVar (MVar m) = IO $ \ s ->
     case tryTakeMVar# m s of
        (# s, 0#, _ #) -> (# s, Nothing #)      -- MVar is empty
        (# s, _,  a #) -> (# s, Just a  #)      -- MVar is full
 
-{- 
- Low-level op. for checking whether an MVar is filled-in or not.
- Notice that the boolean value returned  is just a snapshot of
- the state of the MVar. By the time you get to react on its result,
- the MVar may have been filled (or emptied) - so be extremely
- careful when using this operation.  
-
- Use tryTakeMVar instead if possible.
+-- |A non-blocking version of 'putMVar'.  The 'tryPutMVar' function
+-- attempts to put the value @a@ into the 'MVar', returning 'True' if
+-- it was successful, or 'False' otherwise.
+tryPutMVar  :: MVar a -> a -> IO Bool
+tryPutMVar (MVar mvar#) x = IO $ \ s# ->
+    case tryPutMVar# mvar# x s# of
+        (# s, 0# #) -> (# s, False #)
+        (# s, _  #) -> (# s, True #)
 
- If you can re-work your abstractions to avoid having to
- depend on isEmptyMVar, then you're encouraged to do so,
- i.e., consider yourself warned about the imprecision in
- general of isEmptyMVar :-)
--}
+-- |Check whether a given 'MVar' is empty.
+--
+-- Notice that the boolean value returned  is just a snapshot of
+-- the state of the MVar. By the time you get to react on its result,
+-- the MVar may have been filled (or emptied) - so be extremely
+-- careful when using this operation.   Use 'tryTakeMVar' instead if possible.
 isEmptyMVar :: MVar a -> IO Bool
 isEmptyMVar (MVar mv#) = IO $ \ s# -> 
     case isEmptyMVar# mv# s# of
         (# s2#, flg #) -> (# s2#, not (flg ==# 0#) #)
 
--- Like addForeignPtrFinalizer, but for MVars
+-- |Add a finalizer to an 'MVar'.  See "Foreign.ForeignPtr" and
+-- "System.Mem.Weak" for more about finalizers.
 addMVarFinalizer :: MVar a -> IO () -> IO ()
 addMVarFinalizer (MVar m) finalizer = 
   IO $ \s -> case mkWeak# m () finalizer s of { (# s1, w #) -> (# s1, () #) }
@@ -182,22 +286,57 @@ addMVarFinalizer (MVar m) finalizer =
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-@threadDelay@ delays rescheduling of a thread until the indicated
-number of microseconds have elapsed.  Generally, the microseconds are
-counted by the context switch timer, which ticks in virtual time;
-however, when there are no runnable threads, we don't accumulate any
-virtual time, so we start ticking in real time.  (The granularity is
-the effective resolution of the context switch timer, so it is
-affected by the RTS -C option.)
-
 @threadWaitRead@ delays rescheduling of a thread until input on the
 specified file descriptor is available for reading (just like select).
 @threadWaitWrite@ is similar, but for writing on a file descriptor.
 
 \begin{code}
-threadDelay, threadWaitRead, threadWaitWrite :: Int -> IO ()
+-- |The 'threadDelay' operation will cause the current thread to
+-- suspend for a given number of microseconds.  Note that the resolution
+-- used by the Haskell runtime system\'s internal timer together with the
+-- fact that the thread may take some time to be rescheduled after the
+-- time has expired, means that the accuracy is more like 1\/50 second.
+threadDelay :: Int -> IO ()
+
+-- | Block the current thread until data is available to read on the
+-- given file descriptor.
+threadWaitRead :: Int -> IO ()
+
+-- | Block the current thread until data can be written to the
+-- given file descriptor.
+threadWaitWrite :: Int -> IO ()
 
 threadDelay     (I# ms) = IO $ \s -> case delay# ms s     of s -> (# s, () #)
 threadWaitRead  (I# fd) = IO $ \s -> case waitRead# fd s  of s -> (# s, () #)
 threadWaitWrite (I# fd) = IO $ \s -> case waitWrite# fd s of s -> (# s, () #)
+
+#ifdef mingw32_TARGET_OS
+
+-- Note: threadDelay, threadWaitRead and threadWaitWrite aren't really functional
+-- on Win32, but left in there because lib code (still) uses them (the manner
+-- in which they're used doesn't cause problems on a Win32 platform though.)
+
+asyncRead :: Int -> Int -> Int -> Ptr a -> IO (Int, Int)
+asyncRead  (I# fd) (I# isSock) (I# len) (Ptr buf) = 
+  IO $ \s -> case asyncRead# fd isSock len buf s  of 
+              (# s, len#, err# #) -> (# s, (I# len#, I# err#) #)
+
+asyncWrite :: Int -> Int -> Int -> Ptr a -> IO (Int, Int)
+asyncWrite  (I# fd) (I# isSock) (I# len) (Ptr buf) = 
+  IO $ \s -> case asyncWrite# fd isSock len buf s  of 
+              (# s, len#, err# #) -> (# s, (I# len#, I# err#) #)
+
+-- to aid the use of these primops by the IO Handle implementation,
+-- provide the following convenience funs:
+
+-- this better be a pinned byte array!
+asyncReadBA :: Int -> Int -> Int -> Int -> MutableByteArray# RealWorld -> IO (Int,Int)
+asyncReadBA fd isSock len off bufB = 
+  asyncRead fd isSock len ((Ptr (byteArrayContents# (unsafeCoerce# bufB))) `plusPtr` off)
+  
+asyncWriteBA :: Int -> Int -> Int -> Int -> MutableByteArray# RealWorld -> IO (Int,Int)
+asyncWriteBA fd isSock len off bufB = 
+  asyncWrite fd isSock len ((Ptr (byteArrayContents# (unsafeCoerce# bufB))) `plusPtr` off)
+
+#endif
 \end{code}