Add a new primitive forkOn#, for forking a thread on a specific Capability
[ghc-hetmet.git] / ghc / rts / Schedule.h
index 5ea4c5c..37b0794 100644 (file)
@@ -1,30 +1,37 @@
 /* -----------------------------------------------------------------------------
- * $Id: Schedule.h,v 1.33 2002/04/13 05:33:03 sof Exp $
  *
- * (c) The GHC Team 1998-1999
+ * (c) The GHC Team 1998-2005
  *
  * Prototypes for functions in Schedule.c 
  * (RTS internal scheduler interface)
  *
  * -------------------------------------------------------------------------*/
 
-#ifndef __SCHEDULE_H__
-#define __SCHEDULE_H__
+#ifndef SCHEDULE_H
+#define SCHEDULE_H
+
 #include "OSThreads.h"
+#include "Capability.h"
 
-/* initScheduler(), exitScheduler(), startTasks()
- * 
+/* initScheduler(), exitScheduler()
  * Called from STG :  no
  * Locks assumed   :  none
  */
-extern void initScheduler  ( void );
-extern void exitScheduler  ( void );
+void initScheduler (void);
+void exitScheduler (void);
+
+// Place a new thread on the run queue of the current Capability
+void scheduleThread (Capability *cap, StgTSO *tso);
+
+// Place a new thread on the run queue of a specified Capability
+// (cap is the currently owned Capability, cpu is the number of
+// the desired Capability).
+void scheduleThreadOn(Capability *cap, StgWord cpu, StgTSO *tso);
 
 /* awakenBlockedQueue()
  *
  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
  * wakes up the entire queue.
- *
  * Called from STG :  yes
  * Locks assumed   :  none
  */
@@ -33,22 +40,16 @@ void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 #elif defined(PAR)
 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 #else
-void awakenBlockedQueue(StgTSO *tso);
+void awakenBlockedQueue (Capability *cap, StgTSO *tso);
 #endif
 
 /* unblockOne()
  *
- * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
- * removes the first thread, placing it on the runnable queue.
- *
- * Called from STG : yes
- * Locks assumed   : none
+ * Put the specified thread on the run queue of the given Capability.
+ * Called from STG :  yes
+ * Locks assumed   :  we own the Capability.
  */
-#if defined(GRAN) || defined(PAR)
-StgBlockingQueueElement *unblockOne(StgBlockingQueueElement *bqe, StgClosure *node);
-#else
-StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
-#endif
+StgTSO * unblockOne(Capability *cap, StgTSO *tso);
 
 /* raiseAsync()
  *
@@ -57,26 +58,21 @@ StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
  * Called from STG :  yes
  * Locks assumed   :  none
  */
-void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
-void raiseAsyncWithLock(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+void raiseAsync(Capability *cap, StgTSO *tso, StgClosure *exception);
 
-/* awaitEvent()
- *
- * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
+/* suspendComputation()
  *
- * Called from STG :  NO
- * Locks assumed   :  sched_mutex
+ * A variant of raiseAsync(), this strips the stack of the specified
+ * thread down to the stop_here point, leaving a current closure on
+ * top of the stack at [stop_here - 1].
  */
-void awaitEvent(rtsBool wait);  /* In Select.c */
+void suspendComputation(Capability *cap, StgTSO *tso, StgPtr stop_here);
 
-/* wakeUpSleepingThreads(nat ticks)
- *
- * Wakes up any sleeping threads whose timers have expired.
- *
- * Called from STG :  NO
- * Locks assumed   :  sched_mutex
- */
-rtsBool wakeUpSleepingThreads(nat);  /* In Select.c */
+/* raiseExceptionHelper */
+StgWord raiseExceptionHelper (StgRegTable *reg, StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+
+/* findRetryFrameHelper */
+StgWord findRetryFrameHelper (StgTSO *tso);
 
 /* GetRoots(evac_fn f)
  *
@@ -87,7 +83,14 @@ rtsBool wakeUpSleepingThreads(nat);  /* In Select.c */
  */
 void GetRoots(evac_fn);
 
-// ToDo: check whether all fcts below are used in the SMP version, too
+/* workerStart()
+ * 
+ * Entry point for a new worker task.
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  none
+ */
+void workerStart(Task *task);
+
 #if defined(GRAN)
 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 void    unlink_from_bq(StgTSO* tso, StgClosure* node);
@@ -104,13 +107,36 @@ void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 #endif
 
 /* Context switch flag.
- * Locks required  : sched_mutex
+ * Locks required  : none (conflicts are harmless)
+ */
+extern int RTS_VAR(context_switch);
+
+/* The state of the scheduler.  This is used to control the sequence
+ * of events during shutdown, and when the runtime is interrupted
+ * using ^C.
  */
-extern nat context_switch;
-extern rtsBool interrupted;
+#define SCHED_RUNNING       0  /* running as normal */
+#define SCHED_INTERRUPTING  1  /* ^C detected, before threads are deleted */
+#define SCHED_INTERRUPTED   2  /* ^C detected, after threads deleted */
+#define SCHED_SHUTTING_DOWN 3  /* final shutdown */
 
-/* In Select.c */
-extern nat timestamp;
+extern rtsBool RTS_VAR(sched_state);
+
+/* 
+ * flag that tracks whether we have done any execution in this time slice.
+ */
+#define ACTIVITY_YES      0 /* there has been activity in the current slice */
+#define ACTIVITY_MAYBE_NO 1 /* no activity in the current slice */
+#define ACTIVITY_INACTIVE 2 /* a complete slice has passed with no activity */
+#define ACTIVITY_DONE_GC  3 /* like 2, but we've done a GC too */
+
+/* Recent activity flag.
+ * Locks required  : Transition from MAYBE_NO to INACTIVE
+ * happens in the timer signal, so it is atomic.  Trnasition from
+ * INACTIVE to DONE_GC happens under sched_mutex.  No lock required
+ * to set it to ACTIVITY_YES.
+ */
+extern nat recent_activity;
 
 /* Thread queues.
  * Locks required  : sched_mutex
@@ -120,165 +146,187 @@ extern nat timestamp;
 #if defined(GRAN)
 // run_queue_hds defined in GranSim.h
 #else
-extern  StgTSO *run_queue_hd, *run_queue_tl;
-extern  StgTSO *blocked_queue_hd, *blocked_queue_tl;
-extern  StgTSO *sleeping_queue;
+extern  StgTSO *RTS_VAR(blackhole_queue);
+#if !defined(THREADED_RTS)
+extern  StgTSO *RTS_VAR(blocked_queue_hd), *RTS_VAR(blocked_queue_tl);
+extern  StgTSO *RTS_VAR(sleeping_queue);
 #endif
-/* Linked list of all threads. */
-extern  StgTSO *all_threads;
-
-#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
-/* Schedule.c has detailed info on what these do */
-extern Mutex       sched_mutex;
-extern Condition   thread_ready_cond;
-extern Condition   returning_worker_cond;
-extern nat         rts_n_waiting_workers;
-extern nat         rts_n_waiting_tasks;
 #endif
 
-StgInt forkProcess(StgTSO *tso);
+/* Linked list of all threads.
+ * Locks required  : sched_mutex
+ */
+extern  StgTSO *RTS_VAR(all_threads);
+
+/* Set to rtsTrue if there are threads on the blackhole_queue, and
+ * it is possible that one or more of them may be available to run.
+ * This flag is set to rtsFalse after we've checked the queue, and
+ * set to rtsTrue just before we run some Haskell code.  It is used
+ * to decide whether we should yield the Capability or not.
+ * Locks required  : none (see scheduleCheckBlackHoles()).
+ */
+extern rtsBool blackholes_need_checking;
 
-/* Sigh, RTS-internal versions of waitThread(), scheduleThread(), and
-   rts_evalIO() for the use by main() only. ToDo: better. */
-extern SchedulerStatus waitThread_(StgTSO *tso,
-                                  /*out*/StgClosure **ret
 #if defined(THREADED_RTS)
-                                  , rtsBool blockWaiting
+extern Mutex RTS_VAR(sched_mutex);
 #endif
-                                  );
-extern SchedulerStatus rts_mainEvalIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
 
+StgBool isThreadBound(StgTSO *tso);
+
+SchedulerStatus rts_mainLazyIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
 
 /* Called by shutdown_handler(). */
-void interruptStgRts ( void );
+void interruptStgRts (void);
 
-void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
-nat  run_queue_len(void);
+nat  run_queue_len (void);
 
-void resurrectThreads( StgTSO * );
+void resurrectThreads (StgTSO *);
 
-/* Main threads:
- *
- * These are the threads which clients have requested that we run.  
- *
- * In a 'threaded' build, we might have several concurrent clients all
- * waiting for results, and each one will wait on a condition variable
- * until the result is available.
- *
- * In non-SMP, clients are strictly nested: the first client calls
- * into the RTS, which might call out again to C with a _ccall_GC, and
- * eventually re-enter the RTS.
- *
- * This is non-abstract at the moment because the garbage collector
- * treats pointers to TSOs from the main thread list as "weak" - these
- * pointers won't prevent a thread from receiving a BlockedOnDeadMVar
- * exception.
- *
- * Main threads information is kept in a linked list:
- */
-typedef struct StgMainThread_ {
-  StgTSO *         tso;
-  SchedulerStatus  stat;
-  StgClosure **    ret;
-#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
-  Condition        wakeup;
-#endif
-  struct StgMainThread_ *link;
-} StgMainThread;
-
-/* Main thread queue.
- * Locks required: sched_mutex.
- */
-extern StgMainThread *main_threads;
+void printAllThreads(void);
 
 /* debugging only 
  */
 #ifdef DEBUG
-void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
-void printThreadStatus(StgTSO *tso);
-void printAllThreads(void);
-#endif
 void print_bq (StgClosure *node);
+#endif
 #if defined(PAR)
 void print_bqe (StgBlockingQueueElement *bqe);
 #endif
 
+void labelThread(StgPtr tso, char *label);
+
 /* -----------------------------------------------------------------------------
- * Some convenient macros...
+ * Some convenient macros/inline functions...
  */
 
+#if !IN_STG_CODE
+
 /* END_TSO_QUEUE and friends now defined in includes/StgMiscClosures.h */
 
 /* Add a thread to the end of the run queue.
  * NOTE: tso->link should be END_TSO_QUEUE before calling this macro.
+ * ASSUMES: cap->running_task is the current task.
  */
-#define APPEND_TO_RUN_QUEUE(tso)               \
-    ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);                \
-    if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {       \
-      run_queue_hd = tso;                      \
-    } else {                                   \
-      run_queue_tl->link = tso;                        \
-    }                                          \
-    run_queue_tl = tso;
+STATIC_INLINE void
+appendToRunQueue (Capability *cap, StgTSO *tso)
+{
+    ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);
+    if (cap->run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {
+       cap->run_queue_hd = tso;
+    } else {
+       cap->run_queue_tl->link = tso;
+    }
+    cap->run_queue_tl = tso;
+}
 
 /* Push a thread on the beginning of the run queue.  Used for
  * newly awakened threads, so they get run as soon as possible.
+ * ASSUMES: cap->running_task is the current task.
  */
-#define PUSH_ON_RUN_QUEUE(tso)                 \
-    tso->link = run_queue_hd;                  \
-      run_queue_hd = tso;                      \
-    if (run_queue_tl == END_TSO_QUEUE) {       \
-      run_queue_tl = tso;                      \
+STATIC_INLINE void
+pushOnRunQueue (Capability *cap, StgTSO *tso)
+{
+    tso->link = cap->run_queue_hd;
+    cap->run_queue_hd = tso;
+    if (cap->run_queue_tl == END_TSO_QUEUE) {
+       cap->run_queue_tl = tso;
     }
+}
 
 /* Pop the first thread off the runnable queue.
  */
-#define POP_RUN_QUEUE()                                \
-  ({ StgTSO *t = run_queue_hd;                 \
-    if (t != END_TSO_QUEUE) {                  \
-      run_queue_hd = t->link;                  \
-      t->link = END_TSO_QUEUE;                 \
-      if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {     \
-        run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;          \
-      }                                                \
-    }                                          \
-    t;                                         \
-  })
+STATIC_INLINE StgTSO *
+popRunQueue (Capability *cap)
+{ 
+    StgTSO *t = cap->run_queue_hd;
+    ASSERT(t != END_TSO_QUEUE);
+    cap->run_queue_hd = t->link;
+    t->link = END_TSO_QUEUE;
+    if (cap->run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {
+       cap->run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;
+    }
+    return t;
+}
 
 /* Add a thread to the end of the blocked queue.
  */
-#define APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE(tso)           \
-    ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);                \
-    if (blocked_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {    \
-      blocked_queue_hd = tso;                  \
-    } else {                                   \
-      blocked_queue_tl->link = tso;            \
-    }                                          \
+#if !defined(THREADED_RTS)
+STATIC_INLINE void
+appendToBlockedQueue(StgTSO *tso)
+{
+    ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);
+    if (blocked_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {
+       blocked_queue_hd = tso;
+    } else {
+       blocked_queue_tl->link = tso;
+    }
     blocked_queue_tl = tso;
+}
+#endif
 
-/* Signal that a runnable thread has become available, in
- * case there are any waiting tasks to execute it.
- */
-#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
-#define THREAD_RUNNABLE()                      \
-  if ( !noCapabilities() ) {                   \
-     signalCondition(&thread_ready_cond);      \
-  }                                            \
-  context_switch = 1;
-#else
-#define THREAD_RUNNABLE()  /* nothing */
+#if defined(THREADED_RTS)
+STATIC_INLINE void
+appendToWakeupQueue (Capability *cap, StgTSO *tso)
+{
+    ASSERT(tso->link == END_TSO_QUEUE);
+    if (cap->wakeup_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {
+       cap->wakeup_queue_hd = tso;
+    } else {
+       cap->wakeup_queue_tl->link = tso;
+    }
+    cap->wakeup_queue_tl = tso;
+}
 #endif
 
 /* Check whether various thread queues are empty
  */
-#define EMPTY_QUEUE(q)         (q == END_TSO_QUEUE)
+STATIC_INLINE rtsBool
+emptyQueue (StgTSO *q)
+{
+    return (q == END_TSO_QUEUE);
+}
+
+STATIC_INLINE rtsBool
+emptyRunQueue(Capability *cap)
+{
+    return emptyQueue(cap->run_queue_hd);
+}
+
+#if defined(THREADED_RTS)
+STATIC_INLINE rtsBool
+emptyWakeupQueue(Capability *cap)
+{
+    return emptyQueue(cap->wakeup_queue_hd);
+}
+#endif
+
+#if !defined(THREADED_RTS)
+#define EMPTY_BLOCKED_QUEUE()  (emptyQueue(blocked_queue_hd))
+#define EMPTY_SLEEPING_QUEUE() (emptyQueue(sleeping_queue))
+#endif
+
+STATIC_INLINE rtsBool
+emptyThreadQueues(Capability *cap)
+{
+    return emptyRunQueue(cap)
+#if !defined(THREADED_RTS)
+       && EMPTY_BLOCKED_QUEUE() && EMPTY_SLEEPING_QUEUE()
+#endif
+    ;
+}
+
+#ifdef DEBUG
+void sched_belch(char *s, ...)
+   GNU_ATTRIBUTE(format (printf, 1, 2));
+#endif
+
+#endif /* !IN_STG_CODE */
 
-#define EMPTY_RUN_QUEUE()      (EMPTY_QUEUE(run_queue_hd))
-#define EMPTY_BLOCKED_QUEUE()  (EMPTY_QUEUE(blocked_queue_hd))
-#define EMPTY_SLEEPING_QUEUE() (EMPTY_QUEUE(sleeping_queue))
+STATIC_INLINE void
+dirtyTSO (StgTSO *tso)
+{
+    tso->flags |= TSO_DIRTY;
+}
 
-#define EMPTY_THREAD_QUEUES()  (EMPTY_RUN_QUEUE() && \
-                               EMPTY_BLOCKED_QUEUE() && \
-                               EMPTY_SLEEPING_QUEUE())
+#endif /* SCHEDULE_H */
 
-#endif /* __SCHEDULE_H__ */