ghc/rts/Schedule.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  * $Id: Schedule.h,v 1.40 2003/10/01 10:49:09 wolfgang Exp $
   3  *
   4  * (c) The GHC Team 1998-1999
   5  *
   6  * Prototypes for functions in Schedule.c
   7  * (RTS internal scheduler interface)
   8  *
   9  * -------------------------------------------------------------------------*/
  10
  11 #ifndef __SCHEDULE_H__
  12 #define __SCHEDULE_H__
  13 #include "OSThreads.h"
  14
  15 /* initScheduler(), exitScheduler(), startTasks()
  16  *
  17  * Called from STG :  no
  18  * Locks assumed   :  none
  19  */
  20 extern void initScheduler  ( void );
  21 extern void exitScheduler  ( void );
  22
  23 /* awakenBlockedQueue()
  24  *
  25  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
  26  * wakes up the entire queue.
  27  *
  28  * Called from STG :  yes
  29  * Locks assumed   :  none
  30  */
  31 #if defined(GRAN)
  32 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
  33 #elif defined(PAR)
  34 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
  35 #else
  36 void awakenBlockedQueue(StgTSO *tso);
  37 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
  38 void awakenBlockedQueueNoLock(StgTSO *tso);
  39 #endif
  40 #endif
  41
  42 /* unblockOne()
  43  *
  44  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
  45  * removes the first thread, placing it on the runnable queue.
  46  *
  47  * Called from STG : yes
  48  * Locks assumed   : none
  49  */
  50 #if defined(GRAN) || defined(PAR)
  51 StgBlockingQueueElement *unblockOne(StgBlockingQueueElement *bqe, StgClosure *node);
  52 #else
  53 StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
  54 #endif
  55
  56 /* raiseAsync()
  57  *
  58  * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
  59  *
  60  * Called from STG :  yes
  61  * Locks assumed   :  none
  62  */
  63 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
  64 void raiseAsyncWithLock(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
  94 /* GetRoots(evac_fn f)
  95  *
  96  * Call f() for each root known to the scheduler.
  97  *
  98  * Called from STG :  NO
  99  * Locks assumed   :  ????
 100  */
 101 void GetRoots(evac_fn);
 102
 103 // ToDo: check whether all fcts below are used in the SMP version, too
 104 #if defined(GRAN)
 105 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 106 void    unlink_from_bq(StgTSO* tso, StgClosure* node);
 107 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size, StgInt pri);
 108 #elif defined(PAR)
 109 nat     run_queue_len(void);
 110 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 111 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 112 #else
 113 char   *info_type(StgClosure *closure);    // dummy
 114 char   *info_type_by_ip(StgInfoTable *ip); // dummy
 115 void    awaken_blocked_queue(StgTSO *q);
 116 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 117 #endif
 118
 119 /* Context switch flag.
 120  * Locks required  : sched_mutex
 121  */
 122 extern nat context_switch;
 123 extern rtsBool interrupted;
 124
 125 /* In Select.c */
 126 extern nat timestamp;
 127
 128 /* Thread queues.
 129  * Locks required  : sched_mutex
 130  *
 131  * In GranSim we have one run/blocked_queue per PE.
 132  */
 133 #if defined(GRAN)
 134 // run_queue_hds defined in GranSim.h
 135 #else
 136 extern  StgTSO *run_queue_hd, *run_queue_tl;
 137 extern  StgTSO *blocked_queue_hd, *blocked_queue_tl;
 138 extern  StgTSO *sleeping_queue;
 139 #endif
 140 /* Linked list of all threads. */
 141 extern  StgTSO *all_threads;
 142
 143 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 144 /* Schedule.c has detailed info on what these do */
 145 extern Mutex       sched_mutex;
 146 extern Condition   thread_ready_cond;
 147 extern Condition   returning_worker_cond;
 148 extern nat         rts_n_waiting_workers;
 149 extern nat         rts_n_waiting_tasks;
 150 #endif
 151
 152 StgBool rtsSupportsBoundThreads(void);
 153 StgBool isThreadBound(StgTSO *tso);
 154 StgInt forkProcess(StgTSO *tso);
 155
 156 extern SchedulerStatus rts_mainLazyIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
 157
 158
 159 /* Called by shutdown_handler(). */
 160 void interruptStgRts ( void );
 161
 162 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
 163 nat  run_queue_len(void);
 164
 165 void resurrectThreads( StgTSO * );
 166
 167 /* Main threads:
 168  *
 169  * These are the threads which clients have requested that we run.
 170  *
 171  * In a 'threaded' build, each of these corresponds to one bound thread.
 172  * The pointer to the StgMainThread is passed as a parameter to schedule;
 173  * this invocation of schedule will always pass this main thread's
 174  * bound_thread_cond to waitForkWorkCapability; OS-thread-switching
 175  * takes place using passCapability.
 176  *
 177  * In non-threaded builds, clients are strictly nested: the first client calls
 178  * into the RTS, which might call out again to C with a _ccall_GC, and
 179  * eventually re-enter the RTS.
 180  *
 181  * This is non-abstract at the moment because the garbage collector
 182  * treats pointers to TSOs from the main thread list as "weak" - these
 183  * pointers won't prevent a thread from receiving a BlockedOnDeadMVar
 184  * exception.
 185  *
 186  * Main threads information is kept in a linked list:
 187  */
 188 typedef struct StgMainThread_ {
 189   StgTSO *         tso;
 190   SchedulerStatus  stat;
 191   StgClosure **    ret;
 192 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 193 #if defined(THREADED_RTS)
 194   Condition        bound_thread_cond;
 195 #else
 196   Condition        wakeup;
 197 #endif
 198 #endif
 199   struct StgMainThread_ *link;
 200 } StgMainThread;
 201
 202 /* Main thread queue.
 203  * Locks required: sched_mutex.
 204  */
 205 extern StgMainThread *main_threads;
 206
 207 void printAllThreads(void);
 208 #ifdef COMPILING_SCHEDULER
 209 static void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
 210 static void printThreadStatus(StgTSO *tso);
 211 #endif
 212 /* debugging only
 213  */
 214 #ifdef DEBUG
 215 void print_bq (StgClosure *node);
 216 #endif
 217 #if defined(PAR)
 218 void print_bqe (StgBlockingQueueElement *bqe);
 219 #endif
 220
 221 void labelThread(StgPtr tso, char *label);
 222
 223 /* -----------------------------------------------------------------------------
 224  * Some convenient macros...
 225  */
 226
 227 /* END_TSO_QUEUE and friends now defined in includes/StgMiscClosures.h */
 228
 229 /* Add a thread to the end of the run queue.
 230  * NOTE: tso->link should be END_TSO_QUEUE before calling this macro.
 231  */
 232 #define APPEND_TO_RUN_QUEUE(tso)                \
 233     ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);         \
 234     if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {        \
 235       run_queue_hd = tso;                       \
 236     } else {                                    \
 237       run_queue_tl->link = tso;                 \
 238     }                                           \
 239     run_queue_tl = tso;
 240
 241 /* Push a thread on the beginning of the run queue.  Used for
 242  * newly awakened threads, so they get run as soon as possible.
 243  */
 244 #define PUSH_ON_RUN_QUEUE(tso)                  \
 245     tso->link = run_queue_hd;                   \
 246       run_queue_hd = tso;                       \
 247     if (run_queue_tl == END_TSO_QUEUE) {        \
 248       run_queue_tl = tso;                       \
 249     }
 250
 251 /* Pop the first thread off the runnable queue.
 252  */
 253 #define POP_RUN_QUEUE()                         \
 254   ({ StgTSO *t = run_queue_hd;                  \
 255     if (t != END_TSO_QUEUE) {                   \
 256       run_queue_hd = t->link;                   \
 257       t->link = END_TSO_QUEUE;                  \
 258       if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {      \
 259         run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;           \
 260       }                                         \
 261     }                                           \
 262     t;                                          \
 263   })
 264
 265 /* Add a thread to the end of the blocked queue.
 266  */
 267 #define APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE(tso)            \
 268     ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);         \
 269     if (blocked_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {    \
 270       blocked_queue_hd = tso;                   \
 271     } else {                                    \
 272       blocked_queue_tl->link = tso;             \
 273     }                                           \
 274     blocked_queue_tl = tso;
 275
 276 /* Signal that a runnable thread has become available, in
 277  * case there are any waiting tasks to execute it.
 278  */
 279 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 280 #define THREAD_RUNNABLE()                       \
 281   wakeBlockedWorkerThread();                    \
 282   context_switch = 1;
 283 #else
 284 #define THREAD_RUNNABLE()  /* nothing */
 285 #endif
 286
 287 /* Check whether various thread queues are empty
 288  */
 289 #define EMPTY_QUEUE(q)         (q == END_TSO_QUEUE)
 290
 291 #define EMPTY_RUN_QUEUE()      (EMPTY_QUEUE(run_queue_hd))
 292 #define EMPTY_BLOCKED_QUEUE()  (EMPTY_QUEUE(blocked_queue_hd))
 293 #define EMPTY_SLEEPING_QUEUE() (EMPTY_QUEUE(sleeping_queue))
 294
 295 #define EMPTY_THREAD_QUEUES()  (EMPTY_RUN_QUEUE() && \
 296                                 EMPTY_BLOCKED_QUEUE() && \
 297                                 EMPTY_SLEEPING_QUEUE())
 298
 299 #if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
 300 /* If no task is waiting for a capability,
 301  * and if there is work to be done
 302  * or if we need to wait for IO or delay requests,
 303  * spawn a new worker thread.
 304  */
 305 void
 306 startSchedulerTaskIfNecessary(void);
 307 #endif
 308
 309 #endif /* __SCHEDULE_H__ */