[project @ 2004-10-14 14:58:37 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / rts / Schedule.h
index 78b7a60..59d900f 100644 (file)
@@ -1,5 +1,4 @@
 /* -----------------------------------------------------------------------------
- * $Id: Schedule.h,v 1.17 2000/03/31 03:09:36 hwloidl Exp $
  *
  * (c) The GHC Team 1998-1999
  *
@@ -8,31 +7,18 @@
  *
  * -------------------------------------------------------------------------*/
 
-//@menu
-//* Scheduler Functions::      
-//* Scheduler Vars and Data Types::  
-//* Some convenient macros::   
-//* Index::                    
-//@end menu
+#ifndef __SCHEDULE_H__
+#define __SCHEDULE_H__
+#include "OSThreads.h"
 
-//@node Scheduler Functions, Scheduler Vars and Data Types
-//@subsection Scheduler Functions
-
-//@cindex initScheduler
-//@cindex exitScheduler
-//@cindex startTasks
 /* initScheduler(), exitScheduler(), startTasks()
  * 
  * Called from STG :  no
  * Locks assumed   :  none
  */
-void initScheduler( void );
-void exitScheduler( void );
-#ifdef SMP
-void startTasks( void );
-#endif
+extern void initScheduler  ( void );
+extern void exitScheduler  ( void );
 
-//@cindex awakenBlockedQueue
 /* awakenBlockedQueue()
  *
  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
@@ -46,10 +32,10 @@ void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 #elif defined(PAR)
 void awakenBlockedQueue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 #else
-void awakenBlockedQueue(StgTSO *tso);
+void awakenBlockedQueue (StgTSO *tso);
+void awakenBlockedQueueNoLock (StgTSO *tso);
 #endif
 
-//@cindex unblockOne
 /* unblockOne()
  *
  * Takes a pointer to the beginning of a blocked TSO queue, and
@@ -64,7 +50,6 @@ StgBlockingQueueElement *unblockOne(StgBlockingQueueElement *bqe, StgClosure *no
 StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
 #endif
 
-//@cindex raiseAsync
 /* raiseAsync()
  *
  * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
@@ -73,19 +58,57 @@ StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
  * Locks assumed   :  none
  */
 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+void raiseAsyncWithLock(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+
+/* raiseExceptionHelper */
+StgWord raiseExceptionHelper (StgTSO *tso, StgClosure *exception);
 
-//@cindex awaitEvent
-/* awaitEvent()
+/* awaitEvent(rtsBool wait)
  *
- * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
+ * Checks for blocked threads that need to be woken.
  *
  * Called from STG :  NO
  * Locks assumed   :  sched_mutex
  */
 void awaitEvent(rtsBool wait);  /* In Select.c */
 
+/* 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 */
+
+/* wakeBlockedWorkerThread()
+ *
+ * If a worker thread is currently blocked in awaitEvent(), interrupt it.
+ *
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  sched_mutex
+ */
+void wakeBlockedWorkerThread(void); /* In Select.c */
+
+/* resetWorkerWakeupPipeAfterFork()
+ *
+ * Notify Select.c that a fork() has occured
+ *
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  don't care, but must be called right after fork()
+ */
+void resetWorkerWakeupPipeAfterFork(void); /* In Select.c */
+
+/* GetRoots(evac_fn f)
+ *
+ * Call f() for each root known to the scheduler.
+ *
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  ????
+ */
+void GetRoots(evac_fn);
+
 // ToDo: check whether all fcts below are used in the SMP version, too
-//@cindex awaken_blocked_queue
 #if defined(GRAN)
 void    awaken_blocked_queue(StgBlockingQueueElement *q, StgClosure *node);
 void    unlink_from_bq(StgTSO* tso, StgClosure* node);
@@ -101,32 +124,14 @@ void    awaken_blocked_queue(StgTSO *q);
 void    initThread(StgTSO *tso, nat stack_size);
 #endif
 
-//@node Scheduler Vars and Data Types, Some convenient macros, Scheduler Functions
-//@subsection Scheduler Vars and Data Types
-
-//@cindex context_switch
 /* Context switch flag.
  * Locks required  : sched_mutex
  */
-extern nat context_switch;
-extern rtsBool interrupted;
-
-extern  nat ticks_since_select;
-
-//@cindex Capability
-/* Capability type
- */
-typedef StgRegTable Capability;
+extern nat RTS_VAR(context_switch);
+extern rtsBool RTS_VAR(interrupted);
 
-/* Free capability list.
- * Locks required: sched_mutex.
- */
-#ifdef SMP
-extern Capability *free_capabilities;
-extern nat n_free_capabilities;
-#else
-extern Capability MainRegTable;
-#endif
+/* In Select.c */
+extern nat RTS_VAR(timestamp);
 
 /* Thread queues.
  * Locks required  : sched_mutex
@@ -136,37 +141,27 @@ extern Capability MainRegTable;
 #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 *RTS_VAR(run_queue_hd), *RTS_VAR(run_queue_tl);
+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;
-
-#ifdef SMP
-//@cindex sched_mutex
-//@cindex thread_ready_cond
-//@cindex gc_pending_cond
-extern pthread_mutex_t sched_mutex;
-extern pthread_cond_t  thread_ready_cond;
-extern pthread_cond_t  gc_pending_cond;
-#endif
+extern  StgTSO *RTS_VAR(all_threads);
 
-//@cindex task_info
-#ifdef SMP
-typedef struct {
-  pthread_t id;
-  double    elapsedtimestart;
-  double    mut_time;
-  double    mut_etime;
-  double    gc_time;
-  double    gc_etime;
-} task_info;
-
-extern task_info *task_ids;
+#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
+/* Schedule.c has detailed info on what these do */
+extern Mutex       RTS_VAR(sched_mutex);
+extern Condition   RTS_VAR(returning_worker_cond);
+extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_workers);
+extern nat         RTS_VAR(rts_n_waiting_tasks);
 #endif
 
-/* Needed by Hugs.
- */
+StgBool isThreadBound(StgTSO *tso);
+
+extern SchedulerStatus rts_mainLazyIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
+
+
+/* Called by shutdown_handler(). */
 void interruptStgRts ( void );
 
 void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
@@ -174,34 +169,69 @@ nat  run_queue_len(void);
 
 void resurrectThreads( StgTSO * );
 
-//@node Some convenient macros, Index, Scheduler Vars and Data Types
-//@subsection Some convenient macros
+/* Main threads:
+ *
+ * These are the threads which clients have requested that we run.  
+ *
+ * In a 'threaded' build, each of these corresponds to one bound thread.
+ * The pointer to the StgMainThread is passed as a parameter to schedule;
+ * this invocation of schedule will always pass this main thread's
+ * bound_thread_cond to waitForkWorkCapability; OS-thread-switching
+ * takes place using passCapability.
+ *
+ * In non-threaded builds, 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)
+#if defined(THREADED_RTS)
+  Condition        bound_thread_cond;
+#else
+  Condition        wakeup;
+#endif
+#endif
+  struct StgMainThread_ *prev;
+  struct StgMainThread_ *link;
+} StgMainThread;
 
-/* debugging only 
+/* Main thread queue.
+ * Locks required: sched_mutex.
  */
-#ifdef DEBUG
-void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
-void printThreadStatus(StgTSO *tso);
+extern StgMainThread *main_threads;
+
 void printAllThreads(void);
+#ifdef COMPILING_SCHEDULER
+static void printThreadBlockage(StgTSO *tso);
+static void printThreadStatus(StgTSO *tso);
 #endif
+/* debugging only 
+ */
+#ifdef DEBUG
 void print_bq (StgClosure *node);
+#endif
+#if defined(PAR)
+void print_bqe (StgBlockingQueueElement *bqe);
+#endif
+
+void labelThread(StgPtr tso, char *label);
 
 /* -----------------------------------------------------------------------------
  * Some convenient macros...
  */
 
-/* this is the NIL ptr for a TSO queue (e.g. runnable queue) */
-#define END_TSO_QUEUE  ((StgTSO *)(void*)&END_TSO_QUEUE_closure)
-/* this is the NIL ptr for a list CAFs */
-#define END_CAF_LIST   ((StgCAF *)(void*)&END_TSO_QUEUE_closure)
-#if defined(PAR) || defined(GRAN)
-/* this is the NIL ptr for a blocking queue */
-# define END_BQ_QUEUE  ((StgBlockingQueueElement *)(void*)&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*)&END_TSO_QUEUE_closure)
-#endif
+/* END_TSO_QUEUE and friends now defined in includes/StgMiscClosures.h */
 
-//@cindex APPEND_TO_RUN_QUEUE
 /* Add a thread to the end of the run queue.
  * NOTE: tso->link should be END_TSO_QUEUE before calling this macro.
  */
@@ -214,7 +244,6 @@ void print_bq (StgClosure *node);
     }                                          \
     run_queue_tl = tso;
 
-//@cindex PUSH_ON_RUN_QUEUE
 /* Push a thread on the beginning of the run queue.  Used for
  * newly awakened threads, so they get run as soon as possible.
  */
@@ -225,22 +254,20 @@ void print_bq (StgClosure *node);
       run_queue_tl = tso;                      \
     }
 
-//@cindex POP_RUN_QUEUE
 /* 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;                 \
+#define POP_RUN_QUEUE(pt)                      \
+  do { StgTSO *__tmp_t = run_queue_hd;         \
+    if (__tmp_t != END_TSO_QUEUE) {            \
+      run_queue_hd = __tmp_t->link;            \
+      __tmp_t->link = END_TSO_QUEUE;           \
       if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {     \
         run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;          \
       }                                                \
     }                                          \
-    t;                                         \
-  })
+    pt = __tmp_t;                              \
+  } while(0)
 
-//@cindex APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE
 /* Add a thread to the end of the blocked queue.
  */
 #define APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE(tso)           \
@@ -252,41 +279,31 @@ void print_bq (StgClosure *node);
     }                                          \
     blocked_queue_tl = tso;
 
-//@cindex THREAD_RUNNABLE
-/* Signal that a runnable thread has become available, in
- * case there are any waiting tasks to execute it.
+/* Check whether various thread queues are empty
  */
-#ifdef SMP
-#define THREAD_RUNNABLE()                      \
-  if (free_capabilities != NULL) {             \
-     pthread_cond_signal(&thread_ready_cond);  \
-  }                                            \
-  context_switch = 1;
-#else
-#define THREAD_RUNNABLE()  /* nothing */
+#define EMPTY_QUEUE(q)         (q == END_TSO_QUEUE)
+
+#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))
+
+#define EMPTY_THREAD_QUEUES()  (EMPTY_RUN_QUEUE() && \
+                               EMPTY_BLOCKED_QUEUE() && \
+                               EMPTY_SLEEPING_QUEUE())
+
+#if defined(RTS_SUPPORTS_THREADS)
+/* If no task is waiting for a capability,
+ * and if there is work to be done
+ * or if we need to wait for IO or delay requests,
+ * spawn a new worker thread.
+ */
+void
+startSchedulerTaskIfNecessary(void);
+#endif
+
+#ifdef DEBUG
+extern void sched_belch(char *s, ...)
+   GNU_ATTRIBUTE(format (printf, 1, 2));
 #endif
 
-//@node Index,  , Some convenient macros
-//@subsection Index
-
-//@index
-//* APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE::  @cindex\s-+APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE
-//* APPEND_TO_RUN_QUEUE::  @cindex\s-+APPEND_TO_RUN_QUEUE
-//* Capability::  @cindex\s-+Capability
-//* POP_RUN_QUEUE    ::  @cindex\s-+POP_RUN_QUEUE    
-//* PUSH_ON_RUN_QUEUE::  @cindex\s-+PUSH_ON_RUN_QUEUE
-//* THREAD_RUNNABLE::  @cindex\s-+THREAD_RUNNABLE
-//* awaitEvent::  @cindex\s-+awaitEvent
-//* awakenBlockedQueue::  @cindex\s-+awakenBlockedQueue
-//* awaken_blocked_queue::  @cindex\s-+awaken_blocked_queue
-//* context_switch::  @cindex\s-+context_switch
-//* exitScheduler::  @cindex\s-+exitScheduler
-//* gc_pending_cond::  @cindex\s-+gc_pending_cond
-//* initScheduler::  @cindex\s-+initScheduler
-//* raiseAsync::  @cindex\s-+raiseAsync
-//* sched_mutex::  @cindex\s-+sched_mutex
-//* startTasks::  @cindex\s-+startTasks
-//* task_info::  @cindex\s-+task_info
-//* thread_ready_cond::  @cindex\s-+thread_ready_cond
-//* unblockOne::  @cindex\s-+unblockOne
-//@end index
+#endif /* __SCHEDULE_H__ */