ghc/rts/Schedule.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  * (c) The GHC Team 1998-1999
   4  *
   5  * Prototypes for functions in Schedule.c
   6  * (RTS internal scheduler interface)
   7  *
   8  * -------------------------------------------------------------------------*/
   9
  10 #ifndef __SCHEDULE_H__
  11 #define __SCHEDULE_H__
  12 #include "OSThreads.h"
  13
  14 /* initScheduler(), exitScheduler(), startTasks()
  15  *
  16  * Called from STG :  no
  17  * Locks assumed   :  none
  18  */
  19 extern void initScheduler  ( void );
  20 extern void exitScheduler  ( void );
  21
  22 /* awakenBlockedQueue()
  23  *
  24  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
  25  * wakes up the entire queue.
  26  *
  27  * Called from STG :  yes
  28  * Locks assumed   :  none
  29  */
  30 #if defined(GRAN)
  31 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
  32 #elif defined(PAR)
  33 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
  34 #else
  35 void awakenBlockedQueue (StgTSO *tso);
  36 void awakenBlockedQueueNoLock (StgTSO *tso);
  37 #endif
  38
  39 /* unblockOne()
  40  *
  41  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
  42  * removes the first thread, placing it on the runnable queue.
  43  *
  44  * Called from STG : yes
  45  * Locks assumed   : none
  46  */
  47 #if defined(GRAN) || defined(PAR)
  48 StgBlockingQueueElement *unblockOne(StgBlockingQueueElement *bqe, StgClosure *node);
  49 #else
  50 StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
  51 #endif
  52
  53 /* raiseAsync()
  54  *
  55  * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
  56  *
  57  * Called from STG :  yes
  58  * Locks assumed   :  none
  59  */
  60 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
  61 void raiseAsyncWithLock(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
  62
  63 /* raiseExceptionHelper */
  64 StgWord raiseExceptionHelper (StgTSO *tso, StgClosure *exception);
  65
  66 /* awaitEvent(rtsBool wait)
  67  *
  68  * Checks for blocked threads that need to be woken.
  69  *
  70  * Called from STG :  NO
  71  * Locks assumed   :  sched_mutex
  72  */
  73 void awaitEvent(rtsBool wait);  /* In Select.c */
  74
  75 /* wakeUpSleepingThreads(nat ticks)
  76  *
  77  * Wakes up any sleeping threads whose timers have expired.
  78  *
  79  * Called from STG :  NO
  80  * Locks assumed   :  sched_mutex
  81  */
  82 rtsBool wakeUpSleepingThreads(nat);  /* In Select.c */
  83
  84 /* wakeBlockedWorkerThread()
  85  *
  86  * If a worker thread is currently blocked in awaitEvent(), interrupt it.
  87  *
  88  * Called from STG :  NO
  89  * Locks assumed   :  sched_mutex
  90  */
  91 void wakeBlockedWorkerThread(void); /* In Select.c */
  92
  93 /* resetWorkerWakeupPipeAfterFork()
  94  *
  95  * Notify Select.c that a fork() has occured
  96  *
  97  * Called from STG :  NO
  98  * Locks assumed   :  don't care, but must be called right after fork()
  99  */
 100 void resetWorkerWakeupPipeAfterFork(void); /* In Select.c */
 101
 102 /* GetRoots(evac_fn f)
 103  *
 104  * Call f() for each root known to the scheduler.
 105  *
 106  * Called from STG :  NO
 107  * Locks assumed   :  ????
 108  */
 109 void GetRoots(evac_fn);
 110
 111 // ToDo: check whether all fcts below are used in the SMP version, too
 112 #if defined(GRAN)
 113 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 114 void    unlink_from_bq(StgTSO* tso, StgClosure* node);
 115 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size, StgInt pri);
 116 #elif defined(PAR)
 117 nat     run_queue_len(void);
 118 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 119 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 120 #else
 121 char   *info_type(StgClosure *closure);    // dummy
 122 char   *info_type_by_ip(StgInfoTable *ip); // dummy
 123 void    awaken_blocked_queue(StgTSO *q);
 124 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 125 #endif
 126
 127 /* Context switch flag.
 128  * Locks required  : sched_mutex
 129  */
 130 extern nat RTS_VAR(context_switch);
 131 extern rtsBool RTS_VAR(interrupted);
 132
 133 /* In Select.c */
 134 extern nat RTS_VAR(timestamp);
 135
 136 /* Thread queues.
 137  * Locks required  : sched_mutex
 138  *
 139  * In GranSim we have one run/blocked_queue per PE.
 140  */
 141 #if defined(GRAN)
 142 // run_queue_hds defined in GranSim.h
 143 #else
 144 extern  StgTSO *RTS_VAR(run_queue_hd), *RTS_VAR(run_queue_tl);
 145 extern  StgTSO *RTS_VAR(blocked_queue_hd), *RTS_VAR(blocked_queue_tl);
 146 extern  StgTSO *RTS_VAR(sleeping_queue);
 147 #endif
 148 /* Linked list of all threads. */
 149 extern  StgTSO *RTS_VAR(all_threads);
 150
 151 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 152 /* Schedule.c has detailed info on what these do */
 153 extern Mutex       RTS_VAR(sched_mutex);
 154 extern Condition   RTS_VAR(returning_worker_cond);
 155 extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_workers);
 156 extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_tasks);
 157 #endif
 158
 159 StgBool rtsSupportsBoundThreads(void);
 160 StgBool isThreadBound(StgTSO *tso);
 161
 162 extern SchedulerStatus rts_mainLazyIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
 163
 164
 165 /* Called by shutdown_handler(). */
 166 void interruptStgRts ( void );
 167
 168 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
 169 nat  run_queue_len(void);
 170
 171 void resurrectThreads( StgTSO * );
 172
 173 /* Main threads:
 174  *
 175  * These are the threads which clients have requested that we run.
 176  *
 177  * In a 'threaded' build, each of these corresponds to one bound thread.
 178  * The pointer to the StgMainThread is passed as a parameter to schedule;
 179  * this invocation of schedule will always pass this main thread's
 180  * bound_thread_cond to waitForkWorkCapability; OS-thread-switching
 181  * takes place using passCapability.
 182  *
 183  * In non-threaded builds, clients are strictly nested: the first client calls
 184  * into the RTS, which might call out again to C with a _ccall_GC, and
 185  * eventually re-enter the RTS.
 186  *
 187  * This is non-abstract at the moment because the garbage collector
 188  * treats pointers to TSOs from the main thread list as "weak" - these
 189  * pointers won't prevent a thread from receiving a BlockedOnDeadMVar
 190  * exception.
 191  *
 192  * Main threads information is kept in a linked list:
 193  */
 194 typedef struct StgMainThread_ {
 195   StgTSO *         tso;
 196   SchedulerStatus  stat;
 197   StgClosure **    ret;
 198 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 199 #if defined(THREADED_RTS)
 200   Condition        bound_thread_cond;
 201 #else
 202   Condition        wakeup;
 203 #endif
 204 #endif
 205   struct StgMainThread_ *prev;
 206   struct StgMainThread_ *link;
 207 } StgMainThread;
 208
 209 /* Main thread queue.
 210  * Locks required: sched_mutex.
 211  */
 212 extern StgMainThread *main_threads;
 213
 214 void printAllThreads(void);
 215 #ifdef COMPILING_SCHEDULER
 216 static void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
 217 static void printThreadStatus(StgTSO *tso);
 218 #endif
 219 /* debugging only
 220  */
 221 #ifdef DEBUG
 222 void print_bq (StgClosure *node);
 223 #endif
 224 #if defined(PAR)
 225 void print_bqe (StgBlockingQueueElement *bqe);
 226 #endif
 227
 228 void labelThread(StgPtr tso, char *label);
 229
 230 /* -----------------------------------------------------------------------------
 231  * Some convenient macros...
 232  */
 233
 234 /* END_TSO_QUEUE and friends now defined in includes/StgMiscClosures.h */
 235
 236 /* Add a thread to the end of the run queue.
 237  * NOTE: tso->link should be END_TSO_QUEUE before calling this macro.
 238  */
 239 #define APPEND_TO_RUN_QUEUE(tso)                \
 240     ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);         \
 241     if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {        \
 242       run_queue_hd = tso;                       \
 243     } else {                                    \
 244       run_queue_tl->link = tso;                 \
 245     }                                           \
 246     run_queue_tl = tso;
 247
 248 /* Push a thread on the beginning of the run queue.  Used for
 249  * newly awakened threads, so they get run as soon as possible.
 250  */
 251 #define PUSH_ON_RUN_QUEUE(tso)                  \
 252     tso->link = run_queue_hd;                   \
 253       run_queue_hd = tso;                       \
 254     if (run_queue_tl == END_TSO_QUEUE) {        \
 255       run_queue_tl = tso;                       \
 256     }
 257
 258 /* Pop the first thread off the runnable queue.
 259  */
 260 #define POP_RUN_QUEUE(pt)                       \
 261   do { StgTSO *__tmp_t = run_queue_hd;          \
 262     if (__tmp_t != END_TSO_QUEUE) {             \
 263       run_queue_hd = __tmp_t->link;             \
 264       __tmp_t->link = END_TSO_QUEUE;            \
 265       if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {      \
 266         run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;           \
 267       }                                         \
 268     }                                           \
 269     pt = __tmp_t;                               \
 270   } while(0)
 271
 272 /* Add a thread to the end of the blocked queue.
 273  */
 274 #define APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE(tso)            \
 275     ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);         \
 276     if (blocked_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {    \
 277       blocked_queue_hd = tso;                   \
 278     } else {                                    \
 279       blocked_queue_tl->link = tso;             \
 280     }                                           \
 281     blocked_queue_tl = tso;
 282
 283 /* Signal that a runnable thread has become available, in
 284  * case there are any waiting tasks to execute it.
 285  */
 286 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 287 #define THREAD_RUNNABLE()                       \
 288   wakeBlockedWorkerThread();                    \
 289   context_switch = 1;
 290 #else
 291 #define THREAD_RUNNABLE()  /* nothing */
 292 #endif
 293
 294 /* Check whether various thread queues are empty
 295  */
 296 #define EMPTY_QUEUE(q)         (q == END_TSO_QUEUE)
 297
 298 #define EMPTY_RUN_QUEUE()      (EMPTY_QUEUE(run_queue_hd))
 299 #define EMPTY_BLOCKED_QUEUE()  (EMPTY_QUEUE(blocked_queue_hd))
 300 #define EMPTY_SLEEPING_QUEUE() (EMPTY_QUEUE(sleeping_queue))
 301
 302 #define EMPTY_THREAD_QUEUES()  (EMPTY_RUN_QUEUE() && \
 303                                 EMPTY_BLOCKED_QUEUE() && \
 304                                 EMPTY_SLEEPING_QUEUE())
 305
 306 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 307 /* If no task is waiting for a capability,
 308  * and if there is work to be done
 309  * or if we need to wait for IO or delay requests,
 310  * spawn a new worker thread.
 311  */
 312 void
 313 startSchedulerTaskIfNecessary(void);
 314 #endif
 315
 316 #ifdef DEBUG
 317 extern void sched_belch(char *s, ...)
 318    GNU_ATTRIBUTE(format (printf, 1, 2));
 319 #endif
 320
 321 #endif /* __SCHEDULE_H__ */