ghc/includes/TSO.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  * $Id: TSO.h,v 1.17 2000/08/15 14:18:43 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 // && PARANOIA_LEVEL>999
  16 // magic marker for TSOs; debugging only
  17 #define TSO_MAGIC 4321
  18 #endif
  19
  20 typedef struct {
  21   StgInt   pri;
  22   StgInt   magic;
  23   StgInt   sparkname;
  24   rtsTime  startedat;
  25   rtsBool  exported;
  26   StgInt   basicblocks;
  27   StgInt   allocs;
  28   rtsTime  exectime;
  29   rtsTime  fetchtime;
  30   rtsTime  fetchcount;
  31   rtsTime  blocktime;
  32   StgInt   blockcount;
  33   rtsTime  blockedat;
  34   StgInt   globalsparks;
  35   StgInt   localsparks;
  36   rtsTime  clock;
  37 } StgTSOStatBuf;
  38 #endif
  39
  40 #if defined(PROFILING)
  41 typedef struct {
  42   CostCentreStack *CCCS;        /* thread's current CCS */
  43 } StgTSOProfInfo;
  44 #else /* !PROFILING */
  45 typedef struct {
  46 } StgTSOProfInfo;
  47 #endif /* PROFILING */
  48
  49 #if defined(PAR)
  50 typedef StgTSOStatBuf StgTSOParInfo;
  51 #else /* !PAR */
  52 typedef struct {
  53 } StgTSOParInfo;
  54 #endif /* PAR */
  55
  56 #if defined(GRAN)
  57 typedef StgTSOStatBuf StgTSOGranInfo;
  58 #else /* !GRAN */
  59 typedef struct {
  60 } StgTSOGranInfo;
  61 #endif /* GRAN */
  62
  63
  64 #if defined(TICKY)
  65 typedef struct {
  66 } StgTSOTickyInfo;
  67 #else /* !TICKY_TICKY */
  68 typedef struct {
  69 } StgTSOTickyInfo;
  70 #endif /* TICKY_TICKY */
  71
  72 typedef enum {
  73     tso_state_runnable,
  74     tso_state_stopped
  75 } StgTSOState;
  76
  77 /*
  78  * The what_next field of a TSO indicates how the thread is to be run.
  79  */
  80 typedef enum {
  81   ThreadEnterGHC,               /* enter top thunk on stack */
  82   ThreadRunGHC,                 /* return to address on top of stack */
  83   ThreadEnterHugs,              /* enter top thunk on stack (w/ interpreter) */
  84   ThreadKilled,                 /* thread has died, don't run it */
  85   ThreadRelocated,              /* thread has moved, link points to new locn */
  86   ThreadComplete                /* thread has finished */
  87 } StgTSOWhatNext;
  88
  89 /*
  90  * We are completely paranoid and make thread IDs 64 bits to avoid
  91  * having to worry about overflow.  A little calculation shows that
  92  * even doing 10^6 forks per second would take 35 million years to
  93  * overflow a 64 bit thread ID :-)
  94  *
  95  */
  96 typedef StgWord32 StgThreadID;
  97
  98 /*
  99  * This type is returned to the scheduler by a thread that has
 100  * stopped for one reason or another.
 101  */
 102
 103 typedef enum {
 104   HeapOverflow,                 /* might also be StackOverflow */
 105   StackOverflow,
 106   ThreadYielding,
 107   ThreadBlocked,
 108   ThreadFinished
 109 } StgThreadReturnCode;
 110
 111 /*
 112  * Threads may be blocked for several reasons.  A blocked thread will
 113  * have the reason in the why_blocked field of the TSO, and some
 114  * further info (such as the closure the thread is blocked on, or the
 115  * file descriptor if the thread is waiting on I/O) in the block_info
 116  * field.
 117  */
 118
 119 typedef enum {
 120   NotBlocked,
 121   BlockedOnMVar,
 122   BlockedOnBlackHole,
 123   BlockedOnException,
 124   BlockedOnRead,
 125   BlockedOnWrite,
 126   BlockedOnDelay
 127 #if defined(PAR)
 128   , BlockedOnGA  // blocked on a remote closure represented by a Global Address
 129   , BlockedOnGA_NoSend // same as above but without sending a Fetch message
 130 #endif
 131 } StgTSOBlockReason;
 132
 133 typedef union {
 134   StgClosure *closure;
 135   struct StgTSO_ *tso;
 136   int fd;
 137 #if defined(HAVE_SETITIMER) || defined(mingw32_TARGET_OS)
 138   unsigned int delay;
 139 #else
 140   unsigned int target;
 141 #endif
 142 } StgTSOBlockInfo;
 143
 144 /*
 145  * TSOs live on the heap, and therefore look just like heap objects.
 146  * Large TSOs will live in their own "block group" allocated by the
 147  * storage manager, and won't be copied during garbage collection.
 148  */
 149
 150 /*
 151  * ToDo: make this structure sensible on a non-32-bit arch.
 152  */
 153
 154 typedef struct StgTSO_ {
 155   StgHeader          header;
 156
 157   struct StgTSO_*    link;           /* Links threads onto blocking queues */
 158   StgMutClosure *    mut_link;       /* TSO's are mutable of course! */
 159   struct StgTSO_*    global_link;    /* Links all threads together */
 160
 161   StgTSOWhatNext     what_next   : 16;
 162   StgTSOBlockReason  why_blocked : 16;
 163   StgTSOBlockInfo    block_info;
 164   struct StgTSO_*    blocked_exceptions;
 165   StgThreadID        id;
 166
 167   StgTSOTickyInfo    ticky;
 168   StgTSOProfInfo     prof;
 169   StgTSOParInfo      par;
 170   StgTSOGranInfo     gran;
 171
 172   /* The thread stack... */
 173   StgWord            stack_size;     /* stack size in *words* */
 174   StgWord            max_stack_size; /* maximum stack size in *words* */
 175   StgPtr             sp;
 176   StgUpdateFrame*    su;
 177
 178   StgWord            stack[0];
 179 } StgTSO;
 180
 181 /* -----------------------------------------------------------------------------
 182    Invariants:
 183
 184    An active thread has the following properties:
 185
 186       tso->stack < tso->sp < tso->stack+tso->stack_size
 187       tso->stack_size <= tso->max_stack_size
 188
 189       RESERVED_STACK_WORDS is large enough for any heap-check or
 190       stack-check failure.
 191
 192       The size of the TSO struct plus the stack is either
 193         (a) smaller than a block, or
 194         (b) a multiple of BLOCK_SIZE
 195
 196         tso->why_blocked       tso->block_info      location
 197         ----------------------------------------------------------------------
 198         NotBlocked             NULL                 runnable_queue, or running
 199
 200         BlockedOnBlackHole     the BLACKHOLE_BQ     the BLACKHOLE_BQ's queue
 201
 202         BlockedOnMVar          the MVAR             the MVAR's queue
 203
 204         BlockedOnException     the TSO              TSO->blocked_exception
 205
 206         BlockedOnRead          NULL                 blocked_queue
 207         BlockedOnWrite         NULL                 blocked_queue
 208         BlockedOnDelay         NULL                 blocked_queue
 209         BlockedOnGA            closure TSO blocks on   BQ of that closure
 210         BlockedOnGA_NoSend     closure TSO blocks on   BQ of that closure
 211
 212       tso->link == END_TSO_QUEUE, if the thread is currently running.
 213
 214    A zombie thread has the following properties:
 215
 216       tso->what_next == ThreadComplete or ThreadKilled
 217       tso->link     ==  (could be on some queue somewhere)
 218       tso->su       ==  tso->stack + tso->stack_size
 219       tso->sp       ==  tso->stack + tso->stack_size - 1 (i.e. top stack word)
 220       tso->sp[0]    ==  return value of thread, if what_next == ThreadComplete,
 221                         exception             , if what_next == ThreadKilled
 222
 223       (tso->sp is left pointing at the top word on the stack so that
 224       the return value or exception will be retained by a GC).
 225
 226    tso->blocked_exceptions is either:
 227
 228       NULL             if async exceptions are unblocked.
 229
 230       END_TSO_QUEUE    if async exceptions are blocked, but no threads
 231                        are currently waiting to deliver.
 232
 233       (StgTSO *)tso    if threads are currently awaiting delivery of
 234                        exceptions to this thread.
 235
 236    The 2 cases BlockedOnGA and BlockedOnGA_NoSend are needed in a GUM
 237    setup only. They mark a TSO that has entered a FETCH_ME or
 238    FETCH_ME_BQ closure, respectively; only the first TSO hitting the
 239    closure will send a Fetch message.
 240    Currently we have no separate code for blocking on an RBH; we use the
 241    BlockedOnBlackHole case for that.   -- HWL
 242
 243  ---------------------------------------------------------------------------- */
 244
 245 /* Workaround for a bug/quirk in gcc on certain architectures.
 246  * symptom is that (&tso->stack - &tso->header) /=  sizeof(StgTSO)
 247  * in other words, gcc pads the structure at the end.
 248  */
 249
 250 extern StgTSO dummy_tso;
 251
 252 #define TSO_STRUCT_SIZE \
 253    ((int)&(dummy_tso).stack - (int)&(dummy_tso).header)
 254
 255 #define TSO_STRUCT_SIZEW (TSO_STRUCT_SIZE / sizeof(W_))
 256
 257 #endif /* TSO_H */