ghc/includes/TSO.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  * $Id: TSO.h,v 1.28 2002/12/11 15:36:40 simonmar 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
  15 #if DEBUG
  16 #define TSO_MAGIC 4321
  17 #endif
  18
  19 typedef struct {
  20   StgInt   pri;
  21   StgInt   magic;
  22   StgInt   sparkname;
  23   rtsTime  startedat;
  24   rtsBool  exported;
  25   StgInt   basicblocks;
  26   StgInt   allocs;
  27   rtsTime  exectime;
  28   rtsTime  fetchtime;
  29   rtsTime  fetchcount;
  30   rtsTime  blocktime;
  31   StgInt   blockcount;
  32   rtsTime  blockedat;
  33   StgInt   globalsparks;
  34   StgInt   localsparks;
  35   rtsTime  clock;
  36 } StgTSOStatBuf;
  37 #endif
  38
  39 #if defined(PROFILING)
  40 typedef struct {
  41   CostCentreStack *CCCS;        /* thread's current CCS */
  42 } StgTSOProfInfo;
  43 #else /* !PROFILING */
  44 typedef struct {
  45 } StgTSOProfInfo;
  46 #endif /* PROFILING */
  47
  48 #if defined(PAR)
  49 typedef StgTSOStatBuf StgTSOParInfo;
  50 #else /* !PAR */
  51 typedef struct {
  52 } StgTSOParInfo;
  53 #endif /* PAR */
  54
  55 #if defined(DIST)
  56 typedef struct {
  57   StgThreadPriority  priority;
  58   StgInt             revalTid;   /* ToDo: merge both into 1 word */
  59   StgInt             revalSlot;
  60 } StgTSODistInfo;
  61 #else /* !DIST */
  62 typedef struct {
  63 } StgTSODistInfo;
  64 #endif /* DIST */
  65
  66 #if defined(GRAN)
  67 typedef StgTSOStatBuf StgTSOGranInfo;
  68 #else /* !GRAN */
  69 typedef struct {
  70 } StgTSOGranInfo;
  71 #endif /* GRAN */
  72
  73
  74 #if defined(TICKY)
  75 typedef struct {
  76 } StgTSOTickyInfo;
  77 #else /* !TICKY_TICKY */
  78 typedef struct {
  79 } StgTSOTickyInfo;
  80 #endif /* TICKY_TICKY */
  81
  82 typedef enum {
  83     tso_state_runnable,
  84     tso_state_stopped
  85 } StgTSOState;
  86
  87 /*
  88  * The what_next field of a TSO indicates how the thread is to be run.
  89  */
  90 typedef enum {
  91   ThreadRunGHC,                 /* return to address on top of stack */
  92   ThreadInterpret,              /* interpret this thread */
  93   ThreadKilled,                 /* thread has died, don't run it */
  94   ThreadRelocated,              /* thread has moved, link points to new locn */
  95   ThreadComplete                /* thread has finished */
  96 } StgTSOWhatNext;
  97
  98 /*
  99  * Thread IDs are 32 bits.
 100  */
 101 typedef StgWord32 StgThreadID;
 102
 103 /*
 104  * This type is returned to the scheduler by a thread that has
 105  * stopped for one reason or another.
 106  */
 107
 108 typedef enum {
 109   HeapOverflow,                 /* might also be StackOverflow */
 110   StackOverflow,
 111   ThreadYielding,
 112   ThreadBlocked,
 113   ThreadFinished
 114 } StgThreadReturnCode;
 115
 116 /*
 117  * We distinguish between the various classes of threads in the system.
 118  */
 119
 120 typedef enum {
 121   AdvisoryPriority,
 122   MandatoryPriority,
 123   RevalPriority
 124 } StgThreadPriority;
 125
 126 /*
 127  * Threads may be blocked for several reasons.  A blocked thread will
 128  * have the reason in the why_blocked field of the TSO, and some
 129  * further info (such as the closure the thread is blocked on, or the
 130  * file descriptor if the thread is waiting on I/O) in the block_info
 131  * field.
 132  */
 133
 134 typedef enum {
 135   NotBlocked,
 136   BlockedOnMVar,
 137   BlockedOnBlackHole,
 138   BlockedOnException,
 139   BlockedOnRead,
 140   BlockedOnWrite,
 141   BlockedOnDelay
 142 #if defined(PAR)
 143   , BlockedOnGA  // blocked on a remote closure represented by a Global Address
 144   , BlockedOnGA_NoSend // same as above but without sending a Fetch message
 145 #endif
 146 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 147   , BlockedOnCCall
 148 #endif
 149 } StgTSOBlockReason;
 150
 151 typedef union {
 152   StgClosure *closure;
 153   struct StgTSO_ *tso;
 154   int fd;
 155   unsigned int target;
 156 } StgTSOBlockInfo;
 157
 158 /*
 159  * TSOs live on the heap, and therefore look just like heap objects.
 160  * Large TSOs will live in their own "block group" allocated by the
 161  * storage manager, and won't be copied during garbage collection.
 162  */
 163
 164 /*
 165  * ToDo: make this structure sensible on a non-32-bit arch.
 166  */
 167
 168 typedef struct StgTSO_ {
 169   StgHeader          header;
 170
 171   struct StgTSO_*    link;           /* Links threads onto blocking queues */
 172   StgMutClosure *    mut_link;       /* TSO's are mutable of course! */
 173   struct StgTSO_*    global_link;    /* Links all threads together */
 174
 175   StgTSOWhatNext     what_next   : 16;
 176   StgTSOBlockReason  why_blocked : 16;
 177   StgTSOBlockInfo    block_info;
 178   struct StgTSO_*    blocked_exceptions;
 179   StgThreadID        id;
 180
 181   StgTSOTickyInfo    ticky;
 182   StgTSOProfInfo     prof;
 183   StgTSOParInfo      par;
 184   StgTSOGranInfo     gran;
 185   StgTSODistInfo     dist;
 186
 187   /* The thread stack... */
 188   StgWord            stack_size;     /* stack size in *words* */
 189   StgWord            max_stack_size; /* maximum stack size in *words* */
 190   StgPtr             sp;
 191
 192   StgWord            stack[FLEXIBLE_ARRAY];
 193 } StgTSO;
 194
 195 /* -----------------------------------------------------------------------------
 196    Invariants:
 197
 198    An active thread has the following properties:
 199
 200       tso->stack < tso->sp < tso->stack+tso->stack_size
 201       tso->stack_size <= tso->max_stack_size
 202
 203       RESERVED_STACK_WORDS is large enough for any heap-check or
 204       stack-check failure.
 205
 206       The size of the TSO struct plus the stack is either
 207         (a) smaller than a block, or
 208         (b) a multiple of BLOCK_SIZE
 209
 210         tso->why_blocked       tso->block_info      location
 211         ----------------------------------------------------------------------
 212         NotBlocked             NULL                 runnable_queue, or running
 213
 214         BlockedOnBlackHole     the BLACKHOLE_BQ     the BLACKHOLE_BQ's queue
 215
 216         BlockedOnMVar          the MVAR             the MVAR's queue
 217
 218         BlockedOnException     the TSO              TSO->blocked_exception
 219
 220         BlockedOnRead          NULL                 blocked_queue
 221         BlockedOnWrite         NULL                 blocked_queue
 222         BlockedOnDelay         NULL                 blocked_queue
 223         BlockedOnGA            closure TSO blocks on   BQ of that closure
 224         BlockedOnGA_NoSend     closure TSO blocks on   BQ of that closure
 225
 226       tso->link == END_TSO_QUEUE, if the thread is currently running.
 227
 228    A zombie thread has the following properties:
 229
 230       tso->what_next == ThreadComplete or ThreadKilled
 231       tso->link     ==  (could be on some queue somewhere)
 232       tso->su       ==  tso->stack + tso->stack_size
 233       tso->sp       ==  tso->stack + tso->stack_size - 1 (i.e. top stack word)
 234       tso->sp[0]    ==  return value of thread, if what_next == ThreadComplete,
 235                         exception             , if what_next == ThreadKilled
 236
 237       (tso->sp is left pointing at the top word on the stack so that
 238       the return value or exception will be retained by a GC).
 239
 240    tso->blocked_exceptions is either:
 241
 242       NULL             if async exceptions are unblocked.
 243
 244       END_TSO_QUEUE    if async exceptions are blocked, but no threads
 245                        are currently waiting to deliver.
 246
 247       (StgTSO *)tso    if threads are currently awaiting delivery of
 248                        exceptions to this thread.
 249
 250    The 2 cases BlockedOnGA and BlockedOnGA_NoSend are needed in a GUM
 251    setup only. They mark a TSO that has entered a FETCH_ME or
 252    FETCH_ME_BQ closure, respectively; only the first TSO hitting the
 253    closure will send a Fetch message.
 254    Currently we have no separate code for blocking on an RBH; we use the
 255    BlockedOnBlackHole case for that.   -- HWL
 256
 257  ---------------------------------------------------------------------------- */
 258
 259 /* Workaround for a bug/quirk in gcc on certain architectures.
 260  * symptom is that (&tso->stack - &tso->header) /=  sizeof(StgTSO)
 261  * in other words, gcc pads the structure at the end.
 262  */
 263
 264 extern StgTSO dummy_tso;
 265
 266 #define TSO_STRUCT_SIZE \
 267    ((char *)&dummy_tso.stack - (char *)&dummy_tso.header)
 268
 269 #define TSO_STRUCT_SIZEW (TSO_STRUCT_SIZE / sizeof(W_))
 270
 271 #endif /* TSO_H */