[project @ 2004-11-08 12:26:52 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / includes / TSO.h
index c5f53c4..8592cb8 100644 (file)
@@ -1,5 +1,7 @@
 /* -----------------------------------------------------------------------------
- * $Id: TSO.h,v 1.3 1999/01/13 17:25:55 simonm Exp $
+ * $Id: TSO.h,v 1.37 2004/11/08 12:26:57 simonmar Exp $
+ *
+ * (c) The GHC Team, 1998-1999
  *
  * The definitions for Thread State Objects.
  *
 #ifndef TSO_H
 #define TSO_H
 
-#if defined(PROFILING)
+#if DEBUG
+#define TSO_MAGIC 4321
+#endif
+
 typedef struct {
-  CostCentreStack *CCCS;       /* thread's current CCS */
-} StgTSOProfInfo;
-#else /* !PROFILING */
+  StgInt   pri;
+  StgInt   magic;
+  StgInt   sparkname;
+  rtsTime  startedat;
+  rtsBool  exported;
+  StgInt   basicblocks;
+  StgInt   allocs;
+  rtsTime  exectime;
+  rtsTime  fetchtime;
+  rtsTime  fetchcount;
+  rtsTime  blocktime;
+  StgInt   blockcount;
+  rtsTime  blockedat;
+  StgInt   globalsparks;
+  StgInt   localsparks;
+  rtsTime  clock;
+} StgTSOStatBuf;
+
+/*
+ * GRAN: We distinguish between the various classes of threads in 
+ * the system.
+ */
+typedef enum {
+  AdvisoryPriority,
+  MandatoryPriority,
+  RevalPriority
+} StgThreadPriority;
+
+/*
+ * PROFILING info in a TSO
+ */
 typedef struct {
+  CostCentreStack *CCCS;       /* thread's current CCS */
 } StgTSOProfInfo;
-#endif /* PROFILING */
 
-#if defined(PAR)
-typedef struct {
-} StgTSOParInfo;
-#else /* !PAR */
-typedef struct {
-} StgTSOParInfo;
-#endif /* PAR */
+/*
+ * PAR info in a TSO
+ */
+typedef StgTSOStatBuf StgTSOParInfo;
 
-#if defined(TICKY)
-typedef struct {
-} StgTSOTickyInfo;
-#else /* !TICKY */
+/*
+ * DIST info in a TSO
+ */
 typedef struct {
-} StgTSOTickyInfo;
-#endif /* TICKY */
+  StgThreadPriority  priority;   
+  StgInt             revalTid;   /* ToDo: merge both into 1 word */
+  StgInt             revalSlot;
+} StgTSODistInfo;
 
-typedef enum {
-    tso_state_runnable,
-    tso_state_stopped
-} StgTSOState;
+/*
+ * GRAN info in a TSO
+ */
+typedef StgTSOStatBuf StgTSOGranInfo;
 
-typedef enum {
-  ThreadEnterGHC,
-  ThreadRunGHC,
-  ThreadEnterHugs,
-  ThreadKilled,
-  ThreadComplete
-} StgTSOWhatNext;
+/*
+ * There is no TICKY info in a TSO at this time.
+ */
 
 /*
- * We are completely paranoid and make thread IDs 64 bits to avoid
- * having to worry about overflow.  A little calculation shows that
- * even doing 10^6 forks per second would take 35 million years to
- * overflow a 64 bit thread ID :-)
+ * Thread IDs are 32 bits.
  */
-typedef StgNat32 StgThreadID;
+typedef StgWord32 StgThreadID;
 
 /*
- * This type is returned to the scheduler by a thread that has
- * stopped for one reason or another.
+ * Type returned after running a thread.  Values of this type
+ * include HeapOverflow, StackOverflow etc.  See Constants.h for the
+ * full list.
  */
+typedef unsigned int StgThreadReturnCode;
 
-typedef enum {
-  HeapOverflow,                        /* might also be StackOverflow */
-  StackOverflow,
-  ThreadYielding,
-  ThreadBlocked,
-  ThreadFinished
-} StgThreadReturnCode;
+#if defined(mingw32_TARGET_OS)
+/* results from an async I/O request + it's ID. */
+typedef struct {
+  unsigned int reqID;
+  int          len;
+  int          errCode;
+} StgAsyncIOResult;
+#endif
+
+typedef union {
+  StgClosure *closure;
+  struct StgTSO_ *tso;
+  int fd;
+#if defined(mingw32_TARGET_OS)
+  StgAsyncIOResult* async_result;
+#endif
+  unsigned int target;
+} StgTSOBlockInfo;
 
 /*
  * TSOs live on the heap, and therefore look just like heap objects.
@@ -73,31 +110,120 @@ typedef enum {
  * storage manager, and won't be copied during garbage collection.
  */
 
+/* 
+ * Threads may be blocked for several reasons.  A blocked thread will
+ * have the reason in the why_blocked field of the TSO, and some
+ * further info (such as the closure the thread is blocked on, or the
+ * file descriptor if the thread is waiting on I/O) in the block_info
+ * field.
+ */
+
+/* 
+ * ToDo: make this structure sensible on a non-32-bit arch.
+ */
+
 typedef struct StgTSO_ {
   StgHeader          header;
-  struct StgTSO_*    link;
-  StgMutClosure *    mut_link; /* TSO's are mutable of course! */
-  StgTSOWhatNext     whatNext;
-  StgTSOState        state;    /* necessary? */
+
+  struct StgTSO_*    link;          // Links threads onto blocking queues */
+  StgMutClosure *    mut_link;      // TSO's are mutable of course! */
+  struct StgTSO_*    global_link;    // Links all threads together */
+  
+  StgWord16           what_next;  // Values defined in Constants.h
+  StgWord16           why_blocked;  // Values defined in Constants.h
+  StgTSOBlockInfo    block_info;
+  struct StgTSO_*    blocked_exceptions;
   StgThreadID        id;
-  /* Exception Handlers */
-  StgTSOTickyInfo    ticky; 
-  StgTSOProfInfo     prof;
-  StgTSOParInfo      par;
-  /* GranSim Info? */
+  int                saved_errno;
+  struct StgMainThread_* main;
+  
+#ifdef TICKY_TICKY
+  // TICKY-specific stuff would go here.
+#endif
+#ifdef PROFILING
+   StgTSOProfInfo prof;
+#endif
+#ifdef PAR
+   StgTSOParInfo par;
+#endif
+#ifdef GRAN
+   StgTSOGranInfo gran;
+#endif
+#ifdef DIST
+   StgTSODistInfo dist;
+#endif
 
   /* The thread stack... */
   StgWord           stack_size;     /* stack size in *words* */
   StgWord            max_stack_size; /* maximum stack size in *words* */
   StgPtr             sp;
-  StgUpdateFrame*    su;
-  StgPtr             splim;
   
-  StgWord            stack[0];
+  StgWord            stack[FLEXIBLE_ARRAY];
 } StgTSO;
 
-extern StgTSO      *CurrentTSO;
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Invariants:
+
+   An active thread has the following properties:
+
+      tso->stack < tso->sp < tso->stack+tso->stack_size
+      tso->stack_size <= tso->max_stack_size
+      
+      RESERVED_STACK_WORDS is large enough for any heap-check or
+      stack-check failure.
+
+      The size of the TSO struct plus the stack is either
+        (a) smaller than a block, or
+       (b) a multiple of BLOCK_SIZE
+
+       tso->why_blocked       tso->block_info      location
+        ----------------------------------------------------------------------
+       NotBlocked             NULL                 runnable_queue, or running
+       
+        BlockedOnBlackHole     the BLACKHOLE_BQ     the BLACKHOLE_BQ's queue
+       
+        BlockedOnMVar          the MVAR             the MVAR's queue
+       
+        BlockedOnException     the TSO              TSO->blocked_exception
 
+        BlockedOnRead          NULL                 blocked_queue
+        BlockedOnWrite         NULL                blocked_queue
+        BlockedOnDelay         NULL                 blocked_queue
+       BlockedOnGA            closure TSO blocks on   BQ of that closure
+       BlockedOnGA_NoSend     closure TSO blocks on   BQ of that closure
+
+      tso->link == END_TSO_QUEUE, if the thread is currently running.
+
+   A zombie thread has the following properties:
+      
+      tso->what_next == ThreadComplete or ThreadKilled
+      tso->link     ==  (could be on some queue somewhere)
+      tso->su       ==  tso->stack + tso->stack_size
+      tso->sp       ==  tso->stack + tso->stack_size - 1 (i.e. top stack word)
+      tso->sp[0]    ==  return value of thread, if what_next == ThreadComplete,
+                        exception             , if what_next == ThreadKilled
+
+      (tso->sp is left pointing at the top word on the stack so that
+      the return value or exception will be retained by a GC).
+
+   tso->blocked_exceptions is either:
+
+      NULL             if async exceptions are unblocked.
+
+      END_TSO_QUEUE    if async exceptions are blocked, but no threads
+                       are currently waiting to deliver.
+
+      (StgTSO *)tso    if threads are currently awaiting delivery of
+                       exceptions to this thread.
+
+   The 2 cases BlockedOnGA and BlockedOnGA_NoSend are needed in a GUM
+   setup only. They mark a TSO that has entered a FETCH_ME or
+   FETCH_ME_BQ closure, respectively; only the first TSO hitting the 
+   closure will send a Fetch message.
+   Currently we have no separate code for blocking on an RBH; we use the
+   BlockedOnBlackHole case for that.   -- HWL
+
+ ---------------------------------------------------------------------------- */
 
 /* Workaround for a bug/quirk in gcc on certain architectures.
  * symptom is that (&tso->stack - &tso->header) /=  sizeof(StgTSO)
@@ -107,8 +233,20 @@ extern StgTSO      *CurrentTSO;
 extern StgTSO dummy_tso;
 
 #define TSO_STRUCT_SIZE \
-   ((int)&(dummy_tso).stack - (int)&(dummy_tso).header)
+   ((char *)&dummy_tso.stack - (char *)&dummy_tso.header)
 
 #define TSO_STRUCT_SIZEW (TSO_STRUCT_SIZE / sizeof(W_))
 
+
+/* this is the NIL ptr for a TSO queue (e.g. runnable queue) */
+#define END_TSO_QUEUE  ((StgTSO *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
+
+#if defined(PAR) || defined(GRAN)
+/* this is the NIL ptr for a blocking queue */
+# define END_BQ_QUEUE  ((StgBlockingQueueElement *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
+/* this is the NIL ptr for a blocked fetch queue (as in PendingFetches in GUM) */
+# define END_BF_QUEUE  ((StgBlockedFetch *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
+#endif
+/* ToDo?: different name for end of sleeping queue ? -- HWL */
+
 #endif /* TSO_H */