ghc/includes/TSO.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  * (c) The GHC Team, 1998-1999
   4  *
   5  * The definitions for Thread State Objects.
   6  *
   7  * ---------------------------------------------------------------------------*/
   8
   9 #ifndef TSO_H
  10 #define TSO_H
  11
  12 #if DEBUG
  13 #define TSO_MAGIC 4321
  14 #endif
  15
  16 typedef struct {
  17   StgInt   pri;
  18   StgInt   magic;
  19   StgInt   sparkname;
  20   rtsTime  startedat;
  21   rtsBool  exported;
  22   StgInt   basicblocks;
  23   StgInt   allocs;
  24   rtsTime  exectime;
  25   rtsTime  fetchtime;
  26   rtsTime  fetchcount;
  27   rtsTime  blocktime;
  28   StgInt   blockcount;
  29   rtsTime  blockedat;
  30   StgInt   globalsparks;
  31   StgInt   localsparks;
  32   rtsTime  clock;
  33 } StgTSOStatBuf;
  34
  35 /*
  36  * GRAN: We distinguish between the various classes of threads in
  37  * the system.
  38  */
  39 typedef enum {
  40   AdvisoryPriority,
  41   MandatoryPriority,
  42   RevalPriority
  43 } StgThreadPriority;
  44
  45 /*
  46  * PROFILING info in a TSO
  47  */
  48 typedef struct {
  49   CostCentreStack *CCCS;        /* thread's current CCS */
  50 } StgTSOProfInfo;
  51
  52 /*
  53  * PAR info in a TSO
  54  */
  55 typedef StgTSOStatBuf StgTSOParInfo;
  56
  57 /*
  58  * DIST info in a TSO
  59  */
  60 typedef struct {
  61   StgThreadPriority  priority;
  62   StgInt             revalTid;   /* ToDo: merge both into 1 word */
  63   StgInt             revalSlot;
  64 } StgTSODistInfo;
  65
  66 /*
  67  * GRAN info in a TSO
  68  */
  69 typedef StgTSOStatBuf StgTSOGranInfo;
  70
  71 /*
  72  * There is no TICKY info in a TSO at this time.
  73  */
  74
  75 /*
  76  * Thread IDs are 32 bits.
  77  */
  78 typedef StgWord32 StgThreadID;
  79
  80 /*
  81  * Flags for the tso->flags field.
  82  *
  83  * The TSO_DIRTY flag indicates that this TSO's stack should be
  84  * scanned during garbage collection.  The link field of a TSO is
  85  * always scanned, so we don't have to dirty a TSO just for linking
  86  * it on a different list.
  87  *
  88  * TSO_DIRTY is set by
  89  *    - schedule(), just before running a thread,
  90  *    - raiseAsync(), because it modifies a thread's stack
  91  *    - resumeThread(), just before running the thread again
  92  * and unset by the garbage collector (only).
  93  */
  94 #define TSO_DIRTY   1
  95
  96 /*
  97  * Type returned after running a thread.  Values of this type
  98  * include HeapOverflow, StackOverflow etc.  See Constants.h for the
  99  * full list.
 100  */
 101 typedef unsigned int StgThreadReturnCode;
 102
 103 #if defined(mingw32_HOST_OS)
 104 /* results from an async I/O request + its request ID. */
 105 typedef struct {
 106   unsigned int reqID;
 107   int          len;
 108   int          errCode;
 109 } StgAsyncIOResult;
 110 #endif
 111
 112 typedef union {
 113   StgClosure *closure;
 114   struct StgTSO_ *tso;
 115   StgInt fd;    /* StgInt instead of int, so that it's the same size as the ptrs */
 116 #if defined(mingw32_HOST_OS)
 117   StgAsyncIOResult *async_result;
 118 #endif
 119   StgWord target;
 120 } StgTSOBlockInfo;
 121
 122 /*
 123  * TSOs live on the heap, and therefore look just like heap objects.
 124  * Large TSOs will live in their own "block group" allocated by the
 125  * storage manager, and won't be copied during garbage collection.
 126  */
 127
 128 /*
 129  * Threads may be blocked for several reasons.  A blocked thread will
 130  * have the reason in the why_blocked field of the TSO, and some
 131  * further info (such as the closure the thread is blocked on, or the
 132  * file descriptor if the thread is waiting on I/O) in the block_info
 133  * field.
 134  */
 135
 136 typedef struct StgTSO_ {
 137   StgHeader          header;
 138
 139   struct StgTSO_*    link;           /* Links threads onto blocking queues */
 140   struct StgTSO_*    global_link;    /* Links all threads together */
 141
 142   StgWord16          what_next;      /* Values defined in Constants.h */
 143   StgWord16          why_blocked;    /* Values defined in Constants.h */
 144   StgWord32          flags;
 145   StgTSOBlockInfo    block_info;
 146   struct StgTSO_*    blocked_exceptions;
 147   StgThreadID        id;
 148   int                saved_errno;
 149   struct Task_*      bound;          // non-NULL for a bound thread
 150   struct StgTRecHeader_ *trec;       /* STM transaction record */
 151
 152 #ifdef TICKY_TICKY
 153   /* TICKY-specific stuff would go here. */
 154 #endif
 155 #ifdef PROFILING
 156    StgTSOProfInfo prof;
 157 #endif
 158 #ifdef PAR
 159    StgTSOParInfo par;
 160 #endif
 161 #ifdef GRAN
 162    StgTSOGranInfo gran;
 163 #endif
 164 #ifdef DIST
 165    StgTSODistInfo dist;
 166 #endif
 167
 168   /* The thread stack... */
 169   StgWord            stack_size;     /* stack size in *words* */
 170   StgWord            max_stack_size; /* maximum stack size in *words* */
 171   StgPtr             sp;
 172
 173   StgWord            stack[FLEXIBLE_ARRAY];
 174 } StgTSO;
 175
 176 /* -----------------------------------------------------------------------------
 177    Invariants:
 178
 179    An active thread has the following properties:
 180
 181       tso->stack < tso->sp < tso->stack+tso->stack_size
 182       tso->stack_size <= tso->max_stack_size
 183
 184       RESERVED_STACK_WORDS is large enough for any heap-check or
 185       stack-check failure.
 186
 187       The size of the TSO struct plus the stack is either
 188         (a) smaller than a block, or
 189         (b) a multiple of BLOCK_SIZE
 190
 191         tso->why_blocked       tso->block_info      location
 192         ----------------------------------------------------------------------
 193         NotBlocked             NULL                 runnable_queue, or running
 194
 195         BlockedOnBlackHole     the BLACKHOLE_BQ     the BLACKHOLE_BQ's queue
 196
 197         BlockedOnMVar          the MVAR             the MVAR's queue
 198
 199         BlockedOnSTM           END_TSO_QUEUE        STM wait queue(s)
 200
 201         BlockedOnException     the TSO              TSO->blocked_exception
 202
 203         BlockedOnRead          NULL                 blocked_queue
 204         BlockedOnWrite         NULL                 blocked_queue
 205         BlockedOnDelay         NULL                 blocked_queue
 206         BlockedOnGA            closure TSO blocks on   BQ of that closure
 207         BlockedOnGA_NoSend     closure TSO blocks on   BQ of that closure
 208
 209       tso->link == END_TSO_QUEUE, if the thread is currently running.
 210
 211    A zombie thread has the following properties:
 212
 213       tso->what_next == ThreadComplete or ThreadKilled
 214       tso->link     ==  (could be on some queue somewhere)
 215       tso->su       ==  tso->stack + tso->stack_size
 216       tso->sp       ==  tso->stack + tso->stack_size - 1 (i.e. top stack word)
 217       tso->sp[0]    ==  return value of thread, if what_next == ThreadComplete,
 218                         exception             , if what_next == ThreadKilled
 219
 220       (tso->sp is left pointing at the top word on the stack so that
 221       the return value or exception will be retained by a GC).
 222
 223    tso->blocked_exceptions is either:
 224
 225       NULL             if async exceptions are unblocked.
 226
 227       END_TSO_QUEUE    if async exceptions are blocked, but no threads
 228                        are currently waiting to deliver.
 229
 230       (StgTSO *)tso    if threads are currently awaiting delivery of
 231                        exceptions to this thread.
 232
 233    The 2 cases BlockedOnGA and BlockedOnGA_NoSend are needed in a GUM
 234    setup only. They mark a TSO that has entered a FETCH_ME or
 235    FETCH_ME_BQ closure, respectively; only the first TSO hitting the
 236    closure will send a Fetch message.
 237    Currently we have no separate code for blocking on an RBH; we use the
 238    BlockedOnBlackHole case for that.   -- HWL
 239
 240  ---------------------------------------------------------------------------- */
 241
 242 /* Workaround for a bug/quirk in gcc on certain architectures.
 243  * symptom is that (&tso->stack - &tso->header) /=  sizeof(StgTSO)
 244  * in other words, gcc pads the structure at the end.
 245  */
 246
 247 extern StgTSO dummy_tso;
 248
 249 #define TSO_STRUCT_SIZE \
 250    ((char *)&dummy_tso.stack - (char *)&dummy_tso.header)
 251
 252 #define TSO_STRUCT_SIZEW (TSO_STRUCT_SIZE / sizeof(W_))
 253
 254
 255 /* this is the NIL ptr for a TSO queue (e.g. runnable queue) */
 256 #if IN_STG_CODE
 257 #define END_TSO_QUEUE  (stg_END_TSO_QUEUE_closure)
 258 #else
 259 #define END_TSO_QUEUE  ((StgTSO *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
 260 #endif
 261
 262 #if defined(PAR) || defined(GRAN)
 263 /* this is the NIL ptr for a blocking queue */
 264 # define END_BQ_QUEUE  ((StgBlockingQueueElement *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
 265 /* this is the NIL ptr for a blocked fetch queue (as in PendingFetches in GUM) */
 266 # define END_BF_QUEUE  ((StgBlockedFetch *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
 267 #endif
 268 /* ToDo?: different name for end of sleeping queue ? -- HWL */
 269
 270 #endif /* TSO_H */