[project @ 2004-08-13 13:04:50 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / rts / Schedule.h
index 085ad22..588ddc5 100644 (file)
@@ -1,23 +1,23 @@
 /* -----------------------------------------------------------------------------
- * $Id: Schedule.h,v 1.9 1999/11/02 15:06:02 simonmar Exp $
  *
  * (c) The GHC Team 1998-1999
  *
  * Prototypes for functions in Schedule.c 
  * (RTS internal scheduler interface)
  *
- * ---------------------------------------------------------------------------*/
+ * -------------------------------------------------------------------------*/
+
+#ifndef __SCHEDULE_H__
+#define __SCHEDULE_H__
+#include "OSThreads.h"
 
 /* initScheduler(), exitScheduler(), startTasks()
  * 
  * Called from STG :  no
  * Locks assumed   :  none
  */
-void initScheduler( void );
-void exitScheduler( void );
-#ifdef SMP
-void startTasks( void );
-#endif
+extern void initScheduler  ( void );
+extern void exitScheduler  ( void );
 
 /* awakenBlockedQueue()
  *
@@ -27,7 +27,14 @@ void startTasks( void );
  * Called from STG :  yes
  * Locks assumed   :  none
  */
-void awakenBlockedQueue(StgTSO *tso);
+#if defined(GRAN)
+void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
+#elif defined(PAR)
+void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
+#else
+void awakenBlockedQueue (StgTSO *tso);
+void awakenBlockedQueueNoLock (StgTSO *tso);
+#endif
 
 /* unblockOne()
  *
@@ -37,7 +44,11 @@ void awakenBlockedQueue(StgTSO *tso);
  * Called from STG : yes
  * Locks assumed   : none
  */
+#if defined(GRAN) || defined(PAR)
+StgBlockingQueueElement *unblockOne(StgBlockingQueueElement *bqe, StgClosure *node);
+#else
 StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
+#endif
 
 /* raiseAsync()
  *
@@ -47,70 +58,181 @@ StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
  * Locks assumed   :  none
  */
 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+void raiseAsyncWithLock(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+
+/* raiseExceptionHelper */
+StgWord raiseExceptionHelper (StgTSO *tso, StgClosure *exception);
 
-/* awaitEvent()
+/* awaitEvent(rtsBool wait)
  *
- * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
+ * Checks for blocked threads that need to be woken.
  *
  * Called from STG :  NO
  * Locks assumed   :  sched_mutex
  */
 void awaitEvent(rtsBool wait);  /* In Select.c */
 
-/* Context switch flag.
- * Locks required  : sched_mutex
+/* wakeUpSleepingThreads(nat ticks)
+ *
+ * Wakes up any sleeping threads whose timers have expired.
+ *
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  sched_mutex
  */
-extern nat context_switch;
+rtsBool wakeUpSleepingThreads(nat);  /* In Select.c */
 
-extern  nat ticks_since_select;
+/* wakeBlockedWorkerThread()
+ *
+ * If a worker thread is currently blocked in awaitEvent(), interrupt it.
+ *
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  sched_mutex
+ */
+void wakeBlockedWorkerThread(void); /* In Select.c */
 
-/* Capability type
+/* resetWorkerWakeupPipeAfterFork()
+ *
+ * Notify Select.c that a fork() has occured
+ *
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  don't care, but must be called right after fork()
  */
-typedef StgRegTable Capability;
+void resetWorkerWakeupPipeAfterFork(void); /* In Select.c */
 
-/* Free capability list.
- * Locks required: sched_mutex.
+/* GetRoots(evac_fn f)
+ *
+ * Call f() for each root known to the scheduler.
+ *
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  ????
  */
-#ifdef SMP
-extern Capability *free_capabilities;
-extern nat n_free_capabilities;
+void GetRoots(evac_fn);
+
+// ToDo: check whether all fcts below are used in the SMP version, too
+#if defined(GRAN)
+void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
+void    unlink_from_bq(StgTSO* tso, StgClosure* node);
+void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size, StgInt pri);
+#elif defined(PAR)
+nat     run_queue_len(void);
+void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
+void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 #else
-extern Capability MainRegTable;
+char   *info_type(StgClosure *closure);    // dummy
+char   *info_type_by_ip(StgInfoTable *ip); // dummy
+void    awaken_blocked_queue(StgTSO *q);
+void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 #endif
 
+/* Context switch flag.
+ * Locks required  : sched_mutex
+ */
+extern nat RTS_VAR(context_switch);
+extern rtsBool RTS_VAR(interrupted);
+
+/* In Select.c */
+extern nat RTS_VAR(timestamp);
+
 /* Thread queues.
  * Locks required  : sched_mutex
+ *
+ * In GranSim we have one run/blocked_queue per PE.
  */
-extern  StgTSO *run_queue_hd, *run_queue_tl;
-extern  StgTSO *blocked_queue_hd, *blocked_queue_tl;
+#if defined(GRAN)
+// run_queue_hds defined in GranSim.h
+#else
+extern  StgTSO *RTS_VAR(run_queue_hd), *RTS_VAR(run_queue_tl);
+extern  StgTSO *RTS_VAR(blocked_queue_hd), *RTS_VAR(blocked_queue_tl);
+extern  StgTSO *RTS_VAR(sleeping_queue);
+#endif
+/* Linked list of all threads. */
+extern  StgTSO *RTS_VAR(all_threads);
 
-#ifdef DEBUG
-extern void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
+#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
+/* Schedule.c has detailed info on what these do */
+extern Mutex       RTS_VAR(sched_mutex);
+extern Condition   RTS_VAR(returning_worker_cond);
+extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_workers);
+extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_tasks);
 #endif
 
-#ifdef SMP
-extern pthread_mutex_t sched_mutex;
-extern pthread_cond_t  thread_ready_cond;
-extern pthread_cond_t  gc_pending_cond;
+StgBool rtsSupportsBoundThreads(void);
+StgBool isThreadBound(StgTSO *tso);
+StgInt forkProcess(HsStablePtr *entry);
+
+extern SchedulerStatus rts_mainLazyIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
+
+
+/* Called by shutdown_handler(). */
+void interruptStgRts ( void );
+
+void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+nat  run_queue_len(void);
+
+void resurrectThreads( StgTSO * );
+
+/* Main threads:
+ *
+ * These are the threads which clients have requested that we run.  
+ *
+ * In a 'threaded' build, each of these corresponds to one bound thread.
+ * The pointer to the StgMainThread is passed as a parameter to schedule;
+ * this invocation of schedule will always pass this main thread's
+ * bound_thread_cond to waitForkWorkCapability; OS-thread-switching
+ * takes place using passCapability.
+ *
+ * In non-threaded builds, clients are strictly nested: the first client calls
+ * into the RTS, which might call out again to C with a _ccall_GC, and
+ * eventually re-enter the RTS.
+ *
+ * This is non-abstract at the moment because the garbage collector
+ * treats pointers to TSOs from the main thread list as "weak" - these
+ * pointers won't prevent a thread from receiving a BlockedOnDeadMVar
+ * exception.
+ *
+ * Main threads information is kept in a linked list:
+ */
+typedef struct StgMainThread_ {
+  StgTSO *         tso;
+  SchedulerStatus  stat;
+  StgClosure **    ret;
+#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
+#if defined(THREADED_RTS)
+  Condition        bound_thread_cond;
+#else
+  Condition        wakeup;
 #endif
+#endif
+  struct StgMainThread_ *prev;
+  struct StgMainThread_ *link;
+} StgMainThread;
 
-#ifdef SMP
-typedef struct {
-  pthread_t id;
-  double    mut_time;
-  double    gc_time;
-  double    gc_etime;
-} task_info;
+/* Main thread queue.
+ * Locks required: sched_mutex.
+ */
+extern StgMainThread *main_threads;
 
-extern task_info *task_ids;
+void printAllThreads(void);
+#ifdef COMPILING_SCHEDULER
+static void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
+static void printThreadStatus(StgTSO *tso);
+#endif
+/* debugging only 
+ */
+#ifdef DEBUG
+void print_bq (StgClosure *node);
+#endif
+#if defined(PAR)
+void print_bqe (StgBlockingQueueElement *bqe);
 #endif
 
+void labelThread(StgPtr tso, char *label);
+
 /* -----------------------------------------------------------------------------
  * Some convenient macros...
  */
 
-#define END_TSO_QUEUE  ((StgTSO *)(void*)&END_TSO_QUEUE_closure)
-#define END_CAF_LIST   ((StgCAF *)(void*)&END_TSO_QUEUE_closure)
+/* END_TSO_QUEUE and friends now defined in includes/StgMiscClosures.h */
 
 /* Add a thread to the end of the run queue.
  * NOTE: tso->link should be END_TSO_QUEUE before calling this macro.
@@ -133,20 +255,20 @@ extern task_info *task_ids;
     if (run_queue_tl == END_TSO_QUEUE) {       \
       run_queue_tl = tso;                      \
     }
-    
+
 /* Pop the first thread off the runnable queue.
  */
-#define POP_RUN_QUEUE()                                \
-  ({ StgTSO *t = run_queue_hd;                 \
-    if (t != END_TSO_QUEUE) {                  \
-      run_queue_hd = t->link;                  \
-      t->link = END_TSO_QUEUE;                 \
+#define POP_RUN_QUEUE(pt)                      \
+  do { StgTSO *__tmp_t = run_queue_hd;         \
+    if (__tmp_t != END_TSO_QUEUE) {            \
+      run_queue_hd = __tmp_t->link;            \
+      __tmp_t->link = END_TSO_QUEUE;           \
       if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {     \
         run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;          \
       }                                                \
     }                                          \
-    t;                                         \
-  })
+    pt = __tmp_t;                              \
+  } while(0)
 
 /* Add a thread to the end of the blocked queue.
  */
@@ -162,13 +284,38 @@ extern task_info *task_ids;
 /* Signal that a runnable thread has become available, in
  * case there are any waiting tasks to execute it.
  */
-#ifdef SMP
+#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 #define THREAD_RUNNABLE()                      \
-  if (free_capabilities != NULL) {             \
-     pthread_cond_signal(&thread_ready_cond);  \
-  }                                            \
+  wakeBlockedWorkerThread();                   \
   context_switch = 1;
 #else
 #define THREAD_RUNNABLE()  /* nothing */
 #endif
 
+/* Check whether various thread queues are empty
+ */
+#define EMPTY_QUEUE(q)         (q == END_TSO_QUEUE)
+
+#define EMPTY_RUN_QUEUE()      (EMPTY_QUEUE(run_queue_hd))
+#define EMPTY_BLOCKED_QUEUE()  (EMPTY_QUEUE(blocked_queue_hd))
+#define EMPTY_SLEEPING_QUEUE() (EMPTY_QUEUE(sleeping_queue))
+
+#define EMPTY_THREAD_QUEUES()  (EMPTY_RUN_QUEUE() && \
+                               EMPTY_BLOCKED_QUEUE() && \
+                               EMPTY_SLEEPING_QUEUE())
+
+#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
+/* If no task is waiting for a capability,
+ * and if there is work to be done
+ * or if we need to wait for IO or delay requests,
+ * spawn a new worker thread.
+ */
+void
+startSchedulerTaskIfNecessary(void);
+#endif
+
+#ifdef DEBUG
+extern void sched_belch(char *s, ...);
+#endif
+
+#endif /* __SCHEDULE_H__ */