ghc/includes/TSO.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  * $Id: TSO.h,v 1.30 2003/02/21 05:34:15 sof 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   , BlockedOnCCall_NoUnblockExc // same as above but don't unblock async exceptions
 149                                 // in resumeThread()
 150 #endif
 151 } StgTSOBlockReason;
 152
 153 #ifdef mingw32_TARGET_OS
 154 /* results from an async I/O request + it's ID. */
 155 typedef struct {
 156   unsigned int reqID;
 157   int          len;
 158   int          errCode;
 159 } StgAsyncIOResult;
 160 #endif
 161
 162 typedef union {
 163   StgClosure *closure;
 164   struct StgTSO_ *tso;
 165   int fd;
 166 #ifdef mingw32_TARGET_OS
 167   StgAsyncIOResult* async_result;
 168 #endif
 169   unsigned int target;
 170 } StgTSOBlockInfo;
 171
 172 /*
 173  * TSOs live on the heap, and therefore look just like heap objects.
 174  * Large TSOs will live in their own "block group" allocated by the
 175  * storage manager, and won't be copied during garbage collection.
 176  */
 177
 178 /*
 179  * ToDo: make this structure sensible on a non-32-bit arch.
 180  */
 181
 182 typedef struct StgTSO_ {
 183   StgHeader          header;
 184
 185   struct StgTSO_*    link;           /* Links threads onto blocking queues */
 186   StgMutClosure *    mut_link;       /* TSO's are mutable of course! */
 187   struct StgTSO_*    global_link;    /* Links all threads together */
 188
 189   StgTSOWhatNext     what_next   : 16;
 190   StgTSOBlockReason  why_blocked : 16;
 191   StgTSOBlockInfo    block_info;
 192   struct StgTSO_*    blocked_exceptions;
 193   StgThreadID        id;
 194
 195   StgTSOTickyInfo    ticky;
 196   StgTSOProfInfo     prof;
 197   StgTSOParInfo      par;
 198   StgTSOGranInfo     gran;
 199   StgTSODistInfo     dist;
 200
 201   /* The thread stack... */
 202   StgWord            stack_size;     /* stack size in *words* */
 203   StgWord            max_stack_size; /* maximum stack size in *words* */
 204   StgPtr             sp;
 205
 206   StgWord            stack[FLEXIBLE_ARRAY];
 207 } StgTSO;
 208
 209 /* -----------------------------------------------------------------------------
 210    Invariants:
 211
 212    An active thread has the following properties:
 213
 214       tso->stack < tso->sp < tso->stack+tso->stack_size
 215       tso->stack_size <= tso->max_stack_size
 216
 217       RESERVED_STACK_WORDS is large enough for any heap-check or
 218       stack-check failure.
 219
 220       The size of the TSO struct plus the stack is either
 221         (a) smaller than a block, or
 222         (b) a multiple of BLOCK_SIZE
 223
 224         tso->why_blocked       tso->block_info      location
 225         ----------------------------------------------------------------------
 226         NotBlocked             NULL                 runnable_queue, or running
 227
 228         BlockedOnBlackHole     the BLACKHOLE_BQ     the BLACKHOLE_BQ's queue
 229
 230         BlockedOnMVar          the MVAR             the MVAR's queue
 231
 232         BlockedOnException     the TSO              TSO->blocked_exception
 233
 234         BlockedOnRead          NULL                 blocked_queue
 235         BlockedOnWrite         NULL                 blocked_queue
 236         BlockedOnDelay         NULL                 blocked_queue
 237         BlockedOnGA            closure TSO blocks on   BQ of that closure
 238         BlockedOnGA_NoSend     closure TSO blocks on   BQ of that closure
 239
 240       tso->link == END_TSO_QUEUE, if the thread is currently running.
 241
 242    A zombie thread has the following properties:
 243
 244       tso->what_next == ThreadComplete or ThreadKilled
 245       tso->link     ==  (could be on some queue somewhere)
 246       tso->su       ==  tso->stack + tso->stack_size
 247       tso->sp       ==  tso->stack + tso->stack_size - 1 (i.e. top stack word)
 248       tso->sp[0]    ==  return value of thread, if what_next == ThreadComplete,
 249                         exception             , if what_next == ThreadKilled
 250
 251       (tso->sp is left pointing at the top word on the stack so that
 252       the return value or exception will be retained by a GC).
 253
 254    tso->blocked_exceptions is either:
 255
 256       NULL             if async exceptions are unblocked.
 257
 258       END_TSO_QUEUE    if async exceptions are blocked, but no threads
 259                        are currently waiting to deliver.
 260
 261       (StgTSO *)tso    if threads are currently awaiting delivery of
 262                        exceptions to this thread.
 263
 264    The 2 cases BlockedOnGA and BlockedOnGA_NoSend are needed in a GUM
 265    setup only. They mark a TSO that has entered a FETCH_ME or
 266    FETCH_ME_BQ closure, respectively; only the first TSO hitting the
 267    closure will send a Fetch message.
 268    Currently we have no separate code for blocking on an RBH; we use the
 269    BlockedOnBlackHole case for that.   -- HWL
 270
 271  ---------------------------------------------------------------------------- */
 272
 273 /* Workaround for a bug/quirk in gcc on certain architectures.
 274  * symptom is that (&tso->stack - &tso->header) /=  sizeof(StgTSO)
 275  * in other words, gcc pads the structure at the end.
 276  */
 277
 278 extern StgTSO dummy_tso;
 279
 280 #define TSO_STRUCT_SIZE \
 281    ((char *)&dummy_tso.stack - (char *)&dummy_tso.header)
 282
 283 #define TSO_STRUCT_SIZEW (TSO_STRUCT_SIZE / sizeof(W_))
 284
 285 #endif /* TSO_H */