Improvements to shutting down of the runtime
[ghc-hetmet.git] / ghc / rts / Schedule.h
index e7b51ba..63dfeb7 100644 (file)
@@ -1,44 +1,32 @@
 /* -----------------------------------------------------------------------------
- * $Id: Schedule.h,v 1.21 2000/12/04 12:31:21 simonmar Exp $
  *
- * (c) The GHC Team 1998-1999
+ * (c) The GHC Team 1998-2005
  *
  * Prototypes for functions in Schedule.c 
  * (RTS internal scheduler interface)
  *
  * -------------------------------------------------------------------------*/
 
-//@menu
-//* Scheduler Functions::      
-//* Scheduler Vars and Data Types::  
-//* Some convenient macros::   
-//* Index::                    
-//@end menu
+#ifndef SCHEDULE_H
+#define SCHEDULE_H
 
-//@node Scheduler Functions, Scheduler Vars and Data Types
-//@subsection Scheduler Functions
+#include "OSThreads.h"
+#include "Capability.h"
 
-//@cindex initScheduler
-//@cindex exitScheduler
-//@cindex startTasks
-/* initScheduler(), exitScheduler(), startTasks()
- * 
+/* initScheduler(), exitScheduler()
  * Called from STG :  no
  * Locks assumed   :  none
  */
-void initScheduler( void );
-void exitScheduler( void );
-#ifdef SMP
-void startTasks( void );
-#endif
+void initScheduler (void);
+void exitScheduler (void);
 
+// Place a new thread on the run queue of the specified Capability
+void scheduleThread (Capability *cap, StgTSO *tso);
 
-//@cindex awakenBlockedQueue
 /* 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
  */
@@ -47,25 +35,17 @@ 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
 
-//@cindex unblockOne
 /* 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);
 
-//@cindex raiseAsync
 /* raiseAsync()
  *
  * Raises an exception asynchronously in the specified thread.
@@ -73,29 +53,39 @@ StgTSO *unblockOne(StgTSO *tso);
  * Called from STG :  yes
  * Locks assumed   :  none
  */
-void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+void raiseAsync(Capability *cap, StgTSO *tso, StgClosure *exception);
 
-//@cindex awaitEvent
-/* 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)
+/* raiseExceptionHelper */
+StgWord raiseExceptionHelper (StgRegTable *reg, StgTSO *tso, StgClosure *exception);
+
+/* findRetryFrameHelper */
+StgWord findRetryFrameHelper (StgTSO *tso);
+
+/* GetRoots(evac_fn f)
  *
- * Wakes up any sleeping threads whose timers have expired.
+ * Call f() for each root known to the scheduler.
  *
  * Called from STG :  NO
- * Locks assumed   :  sched_mutex
+ * Locks assumed   :  ????
  */
-rtsBool wakeUpSleepingThreads(nat);  /* In Select.c */
+void GetRoots(evac_fn);
+
+/* workerStart()
+ * 
+ * Entry point for a new worker task.
+ * Called from STG :  NO
+ * Locks assumed   :  none
+ */
+void workerStart(Task *task);
 
-// 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);
@@ -111,34 +101,37 @@ 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
+ * Locks required  : none (conflicts are harmless)
  */
-extern nat context_switch;
-extern rtsBool interrupted;
-
-/* In Select.c */
-extern nat timestamp;
-extern nat ticks_since_timestamp;
+extern int RTS_VAR(context_switch);
 
-//@cindex Capability
-/* Capability type
+/* The state of the scheduler.  This is used to control the sequence
+ * of events during shutdown, and when the runtime is interrupted
+ * using ^C.
  */
-typedef StgRegTable Capability;
+#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 */
 
-/* Free capability list.
- * Locks required: sched_mutex.
+extern rtsBool RTS_VAR(sched_state);
+
+/* 
+ * flag that tracks whether we have done any execution in this time slice.
  */
-#ifdef SMP
-extern Capability *free_capabilities;
-extern nat n_free_capabilities;
-#else
-extern Capability MainRegTable;
-#endif
+#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
@@ -148,152 +141,165 @@ 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 *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;
-
-#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
 
-//@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;
+/* 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;
+
+#if defined(THREADED_RTS)
+extern Mutex RTS_VAR(sched_mutex);
 #endif
 
-/* Needed by Hugs.
- */
-void interruptStgRts ( void );
+StgBool isThreadBound(StgTSO *tso);
+
+SchedulerStatus rts_mainLazyIO(HaskellObj p, /*out*/HaskellObj *ret);
 
-void raiseAsync(StgTSO *tso, StgClosure *exception);
-nat  run_queue_len(void);
+/* Called by shutdown_handler(). */
+void interruptStgRts (void);
 
-void resurrectThreads( StgTSO * );
+nat  run_queue_len (void);
 
-//@node Some convenient macros, Index, Scheduler Vars and Data Types
-//@subsection Some convenient macros
+void resurrectThreads (StgTSO *);
+
+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...
  */
 
-/* this is the NIL ptr for a TSO queue (e.g. runnable queue) */
-#define END_TSO_QUEUE  ((StgTSO *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
-/* this is the NIL ptr for a list CAFs */
-#define END_ECAF_LIST   ((StgCAF *)(void*)&stg_END_TSO_QUEUE_closure)
+#if !IN_STG_CODE
+
+/* 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.
+ * 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;
-
-//@cindex PUSH_ON_RUN_QUEUE
+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;
     }
+}
 
-//@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;                 \
-      if (run_queue_hd == END_TSO_QUEUE) {     \
-        run_queue_tl = END_TSO_QUEUE;          \
-      }                                                \
-    }                                          \
-    t;                                         \
-  })
-
-//@cindex APPEND_TO_BLOCKED_QUEUE
+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
 
-//@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 */
+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)
+#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 */
+
+STATIC_INLINE void
+dirtyTSO (StgTSO *tso)
+{
+    tso->flags |= TSO_DIRTY;
+}
+
+#endif /* SCHEDULE_H */
 
-//@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