OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / 5vasthan.adb
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                        GNAT RUN-TIME COMPONENTS                          --
4 --                                                                          --
5 --                  S Y S T E M . A S T _ H A N D L I N G                   --
6 --                                                                          --
7 --                                 B o d y                                  --
8 --                                                                          --
9 --                                                                          --
10 --          Copyright (C) 1996-2002 Free Software Foundation, Inc.          --
11 --                                                                          --
12 -- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
13 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
14 -- ware  Foundation;  either version 2,  or (at your option) any later ver- --
15 -- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
16 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
17 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License --
18 -- for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General --
19 -- Public License  distributed with GNAT;  see file COPYING.  If not, write --
20 -- to  the Free Software Foundation,  59 Temple Place - Suite 330,  Boston, --
21 -- MA 02111-1307, USA.                                                      --
22 --                                                                          --
23 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
24 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
25 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
26 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
27 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
28 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
29 --                                                                          --
30 -- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
31 -- It is now maintained by Ada Core Technologies Inc (http://www.gnat.com). --
32 --                                                                          --
33 ------------------------------------------------------------------------------
34
35 --  This is the OpenVMS/Alpha version.
36
37 with System; use System;
38
39 with System.IO;
40
41 with System.Machine_Code;
42 with System.Storage_Elements;
43
44 with System.Tasking;
45 with System.Tasking.Rendezvous;
46 with System.Tasking.Initialization;
47 with System.Tasking.Utilities;
48
49 with System.Task_Primitives;
50 with System.Task_Primitives.Operations;
51 with System.Task_Primitives.Operations.DEC;
52
53 --  with Ada.Finalization;
54 --  removed, because of problem with controlled attribute ???
55
56 with Ada.Task_Attributes;
57 with Ada.Task_Identification;
58
59 with Ada.Exceptions; use Ada.Exceptions;
60
61 with Ada.Unchecked_Conversion;
62
63 package body System.AST_Handling is
64
65    package ATID renames Ada.Task_Identification;
66
67    package ST   renames System.Tasking;
68    package STR  renames System.Tasking.Rendezvous;
69    package STI  renames System.Tasking.Initialization;
70    package STU  renames System.Tasking.Utilities;
71
72    package SSE  renames System.Storage_Elements;
73    package STPO renames System.Task_Primitives.Operations;
74    package STPOD renames System.Task_Primitives.Operations.DEC;
75
76    AST_Lock : aliased System.Task_Primitives.RTS_Lock;
77    --  This is a global lock; it is used to execute in mutual exclusion
78    --  from all other AST tasks.  It is only used by Lock_AST and
79    --  Unlock_AST.
80
81    procedure Lock_AST (Self_ID : ST.Task_ID);
82    --  Locks out other AST tasks. Preceding a section of code by Lock_AST and
83    --  following it by Unlock_AST creates a critical region.
84
85    procedure Unlock_AST (Self_ID : ST.Task_ID);
86    --  Releases lock previously set by call to Lock_AST.
87    --  All nested locks must be released before other tasks competing for the
88    --  tasking lock are released.
89
90    ---------------
91    -- Lock_AST --
92    ---------------
93
94    procedure Lock_AST (Self_ID : ST.Task_ID) is
95    begin
96       STI.Defer_Abort_Nestable (Self_ID);
97       STPO.Write_Lock (AST_Lock'Access);
98    end Lock_AST;
99
100    -----------------
101    -- Unlock_AST --
102    -----------------
103
104    procedure Unlock_AST (Self_ID : ST.Task_ID) is
105    begin
106       STPO.Unlock (AST_Lock'Access);
107       STI.Undefer_Abort_Nestable (Self_ID);
108    end Unlock_AST;
109
110    ---------------------------------
111    -- AST_Handler Data Structures --
112    ---------------------------------
113
114    --  As noted in the private part of the spec of System.Aux_DEC, the
115    --  AST_Handler type is simply a pointer to a procedure that takes
116    --  a single 64bit parameter. The following is a local copy
117    --  of that definition.
118
119    --  We need our own copy because we need to get our hands on this
120    --  and we cannot see the private part of System.Aux_DEC. We don't
121    --  want to be a child of Aux_Dec because of complications resulting
122    --  from the use of pragma Extend_System. We will use unchecked
123    --  conversions between the two versions of the declarations.
124
125    type AST_Handler is access procedure (Param : Long_Integer);
126
127    --  However, this declaration is somewhat misleading, since the values
128    --  referenced by AST_Handler values (all produced in this package by
129    --  calls to Create_AST_Handler) are highly stylized.
130
131    --  The first point is that in VMS/Alpha, procedure pointers do not in
132    --  fact point to code, but rather to a 48-byte procedure descriptor.
133    --  So a value of type AST_Handler is in fact a pointer to one of these
134    --  48-byte descriptors.
135
136    type Descriptor_Type is new SSE.Storage_Array (1 .. 48);
137    for  Descriptor_Type'Alignment use Standard'Maximum_Alignment;
138    type Descriptor_Ref is access all Descriptor_Type;
139
140    --  Normally, there is only one such descriptor for a given procedure, but
141    --  it works fine to make a copy of the single allocated descriptor, and
142    --  use the copy itself, and we take advantage of this in the design here.
143    --  The idea is that AST_Handler values will all point to a record with the
144    --  following structure:
145
146    --  Note: When we say it works fine, there is one delicate point, which
147    --  is that the code for the AST procedure itself requires the original
148    --  descriptor address.  We handle this by saving the orignal descriptor
149    --  address in this structure and restoring in Process_AST.
150
151    type AST_Handler_Data is record
152       Descriptor              : Descriptor_Type;
153       Original_Descriptor_Ref : Descriptor_Ref;
154       Taskid                  : ATID.Task_Id;
155       Entryno                 : Natural;
156    end record;
157
158    type AST_Handler_Data_Ref is access all AST_Handler_Data;
159
160    function To_AST_Handler is new Ada.Unchecked_Conversion
161      (AST_Handler_Data_Ref, System.Aux_DEC.AST_Handler);
162
163    --  Each time Create_AST_Handler is called, a new value of this record
164    --  type is created, containing a copy of the procedure descriptor for
165    --  the routine used to handle all AST's (Process_AST), and the Task_Id
166    --  and entry number parameters identifying the task entry involved.
167
168    --  The AST_Handler value returned is a pointer to this record. Since
169    --  the record starts with the procedure descriptor, it can be used
170    --  by the system in the normal way to call the procedure. But now
171    --  when the procedure gets control, it can determine the address of
172    --  the procedure descriptor used to call it (since the ABI specifies
173    --  that this is left sitting in register r27 on entry), and then use
174    --  that address to retrieve the Task_Id and entry number so that it
175    --  knows on which entry to queue the AST request.
176
177    --  The next issue is where are these records placed. Since we intend
178    --  to pass pointers to these records to asynchronous system service
179    --  routines, they have to be on the heap, which means we have to worry
180    --  about when to allocate them and deallocate them.
181
182    --  We solve this problem by introducing a task attribute that points to
183    --  a vector, indexed by the entry number, of AST_Handler_Data records
184    --  for a given task. The pointer itself is a controlled object allowing
185    --  us to write a finalization routine that frees the referenced vector.
186
187    --  An entry in this vector is either initialized (Entryno non-zero) and
188    --  can be used for any subsequent reference to the same entry, or it is
189    --  unused, marked by the Entryno value being zero.
190
191    type AST_Handler_Vector is array (Natural range <>) of AST_Handler_Data;
192    type AST_Handler_Vector_Ref is access all AST_Handler_Vector;
193
194 --  type AST_Vector_Ptr is new Ada.Finalization.Controlled with record
195 --  removed due to problem with controlled attribute, consequence is that
196 --  we have a memory leak if a task that has AST attribute entries is
197 --  terminated. ???
198
199    type AST_Vector_Ptr is record
200       Vector : AST_Handler_Vector_Ref;
201    end record;
202
203    AST_Vector_Init : AST_Vector_Ptr;
204    --  Initial value, treated as constant, Vector will be null.
205
206    package AST_Attribute is new Ada.Task_Attributes
207      (Attribute     => AST_Vector_Ptr,
208       Initial_Value => AST_Vector_Init);
209
210    use AST_Attribute;
211
212    -----------------------
213    -- AST Service Queue --
214    -----------------------
215
216    --  The following global data structures are used to queue pending
217    --  AST requests. When an AST is signalled, the AST service routine
218    --  Process_AST is called, and it makes an entry in this structure.
219
220    type AST_Instance is record
221       Taskid  : ATID.Task_Id;
222       Entryno : Natural;
223       Param   : Long_Integer;
224    end record;
225    --  The Taskid and Entryno indicate the entry on which this AST is to
226    --  be queued, and Param is the parameter provided from the AST itself.
227
228    AST_Service_Queue_Size  : constant := 256;
229    AST_Service_Queue_Limit : constant := 250;
230    type AST_Service_Queue_Index is mod AST_Service_Queue_Size;
231    --  Index used to refer to entries in the circular buffer which holds
232    --  active AST_Instance values. The upper bound reflects the maximum
233    --  number of AST instances that can be stored in the buffer. Since
234    --  these entries are immediately serviced by the high priority server
235    --  task that does the actual entry queuing, it is very unusual to have
236    --  any significant number of entries simulaneously queued.
237
238    AST_Service_Queue : array (AST_Service_Queue_Index) of AST_Instance;
239    pragma Volatile_Components (AST_Service_Queue);
240    --  The circular buffer used to store active AST requests.
241
242    AST_Service_Queue_Put : AST_Service_Queue_Index := 0;
243    AST_Service_Queue_Get : AST_Service_Queue_Index := 0;
244    pragma Atomic (AST_Service_Queue_Put);
245    pragma Atomic (AST_Service_Queue_Get);
246    --  These two variables point to the next slots in the AST_Service_Queue
247    --  to be used for putting a new entry in and taking an entry out. This
248    --  is a circular buffer, so these pointers wrap around. If the two values
249    --  are equal the buffer is currently empty. The pointers are atomic to
250    --  ensure proper synchronization between the single producer (namely the
251    --  Process_AST procedure), and the single consumer (the AST_Service_Task).
252
253    --------------------------------
254    -- AST Server Task Structures --
255    --------------------------------
256
257    --  The basic approach is that when an AST comes in, a call is made to
258    --  the Process_AST procedure. It queues the request in the service queue
259    --  and then wakes up an AST server task to perform the actual call to the
260    --  required entry. We use this intermediate server task, since the AST
261    --  procedure itself cannot wait to return, and we need some caller for
262    --  the rendezvous so that we can use the normal rendezvous mechanism.
263
264    --  It would work to have only one AST server task, but then we would lose
265    --  all overlap in AST processing, and furthermore, we could get priority
266    --  inversion effects resulting in starvation of AST requests.
267
268    --  We therefore maintain a small pool of AST server tasks. We adjust
269    --  the size of the pool dynamically to reflect traffic, so that we have
270    --  a sufficient number of server tasks to avoid starvation.
271
272    Max_AST_Servers : constant Natural := 16;
273    --  Maximum number of AST server tasks that can be allocated
274
275    Num_AST_Servers : Natural := 0;
276    --  Number of AST server tasks currently active
277
278    Num_Waiting_AST_Servers : Natural := 0;
279    --  This is the number of AST server tasks that are either waiting for
280    --  work, or just about to go to sleep and wait for work.
281
282    Is_Waiting : array (1 .. Max_AST_Servers) of Boolean := (others => False);
283    --  An array of flags showing which AST server tasks are currently waiting
284
285    AST_Task_Ids : array (1 .. Max_AST_Servers) of ST.Task_ID;
286    --  Task Id's of allocated AST server tasks
287
288    task type AST_Server_Task (Num : Natural) is
289       pragma Priority (Priority'Last);
290    end AST_Server_Task;
291    --  Declaration for AST server task. This task has no entries, it is
292    --  controlled by sleep and wakeup calls at the task primitives level.
293
294    type AST_Server_Task_Ptr is access all AST_Server_Task;
295    --  Type used to allocate server tasks
296
297    -----------------------
298    -- Local Subprograms --
299    -----------------------
300
301    procedure Allocate_New_AST_Server;
302    --  Allocate an additional AST server task
303
304    procedure Process_AST (Param : Long_Integer);
305    --  This is the central routine for processing all AST's, it is referenced
306    --  as the code address of all created AST_Handler values. See detailed
307    --  description in body to understand how it works to have a single such
308    --  procedure for all AST's even though it does not get any indication of
309    --  the entry involved passed as an explicit parameter. The single explicit
310    --  parameter Param is the parameter passed by the system with the AST.
311
312    -----------------------------
313    -- Allocate_New_AST_Server --
314    -----------------------------
315
316    procedure Allocate_New_AST_Server is
317       Dummy : AST_Server_Task_Ptr;
318
319    begin
320       if Num_AST_Servers = Max_AST_Servers then
321          return;
322
323       else
324          --  Note: it is safe to increment Num_AST_Servers immediately, since
325          --  no one will try to activate this task until it indicates that it
326          --  is sleeping by setting its entry in Is_Waiting to True.
327
328          Num_AST_Servers := Num_AST_Servers + 1;
329          Dummy := new AST_Server_Task (Num_AST_Servers);
330       end if;
331    end Allocate_New_AST_Server;
332
333    ---------------------
334    -- AST_Server_Task --
335    ---------------------
336
337    task body AST_Server_Task is
338       Taskid  : ATID.Task_Id;
339       Entryno : Natural;
340       Param   : aliased Long_Integer;
341       Self_Id : constant ST.Task_ID := ST.Self;
342
343       pragma Volatile (Param);
344
345    begin
346       --  By making this task independent of master, when the environment
347       --  task is finalizing, the AST_Server_Task will be notified that it
348       --  should terminate.
349
350       STU.Make_Independent;
351
352       --  Record our task Id for access by Process_AST
353
354       AST_Task_Ids (Num) := Self_Id;
355
356       --  Note: this entire task operates with the main task lock set, except
357       --  when it is sleeping waiting for work, or busy doing a rendezvous
358       --  with an AST server. This lock protects the data structures that
359       --  are shared by multiple instances of the server task.
360
361       Lock_AST (Self_Id);
362
363       --  This is the main infinite loop of the task. We go to sleep and
364       --  wait to be woken up by Process_AST when there is some work to do.
365
366       loop
367          Num_Waiting_AST_Servers := Num_Waiting_AST_Servers + 1;
368
369          Unlock_AST (Self_Id);
370
371          STI.Defer_Abort (Self_Id);
372          STPO.Write_Lock (Self_Id);
373
374          Is_Waiting (Num) := True;
375
376          Self_Id.Common.State := ST.AST_Server_Sleep;
377          STPO.Sleep (Self_Id, ST.AST_Server_Sleep);
378          Self_Id.Common.State := ST.Runnable;
379
380          STPO.Unlock (Self_Id);
381
382          --  If the process is finalizing, Undefer_Abort will simply end
383          --  this task.
384
385          STI.Undefer_Abort (Self_Id);
386
387          --  We are awake, there is something to do!
388
389          Lock_AST (Self_Id);
390          Num_Waiting_AST_Servers := Num_Waiting_AST_Servers - 1;
391
392          --  Loop here to service outstanding requests. We are always
393          --  locked on entry to this loop.
394
395          while AST_Service_Queue_Get /= AST_Service_Queue_Put loop
396             Taskid  := AST_Service_Queue (AST_Service_Queue_Get).Taskid;
397             Entryno := AST_Service_Queue (AST_Service_Queue_Get).Entryno;
398             Param   := AST_Service_Queue (AST_Service_Queue_Get).Param;
399
400             AST_Service_Queue_Get := AST_Service_Queue_Get + 1;
401
402             --  This is a manual expansion of the normal call simple code
403
404             declare
405                type AA is access all Long_Integer;
406                P : AA := Param'Unrestricted_Access;
407
408                function To_ST_Task_Id is new Ada.Unchecked_Conversion
409                  (ATID.Task_Id, ST.Task_ID);
410
411             begin
412                Unlock_AST (Self_Id);
413                STR.Call_Simple
414                  (Acceptor           => To_ST_Task_Id (Taskid),
415                   E                  => ST.Task_Entry_Index (Entryno),
416                   Uninterpreted_Data => P'Address);
417             exception
418                when E : others =>
419                   System.IO.Put_Line ("%Debugging event");
420                   System.IO.Put_Line (Exception_Name (E) &
421                     " raised when trying to deliver an AST.");
422                   if Exception_Message (E)'Length /= 0 then
423                      System.IO.Put_Line (Exception_Message (E));
424                   end if;
425                   System.IO.Put_Line ("Task type is " & "Receiver_Type");
426                   System.IO.Put_Line ("Task id is " & ATID.Image (Taskid));
427             end;
428             Lock_AST (Self_Id);
429          end loop;
430       end loop;
431
432    end AST_Server_Task;
433
434    ------------------------
435    -- Create_AST_Handler --
436    ------------------------
437
438    function Create_AST_Handler
439      (Taskid  : ATID.Task_Id;
440       Entryno : Natural)
441       return    System.Aux_DEC.AST_Handler
442    is
443       Attr_Ref : Attribute_Handle;
444
445       Process_AST_Ptr : constant AST_Handler := Process_AST'Access;
446       --  Reference to standard procedure descriptor for Process_AST
447
448       function To_Descriptor_Ref is new Ada.Unchecked_Conversion
449         (AST_Handler, Descriptor_Ref);
450
451       Original_Descriptor_Ref : Descriptor_Ref :=
452                                   To_Descriptor_Ref (Process_AST_Ptr);
453
454    begin
455       if ATID.Is_Terminated (Taskid) then
456          raise Program_Error;
457       end if;
458
459       Attr_Ref := Reference (Taskid);
460
461       --  Allocate another server if supply is getting low
462
463       if Num_Waiting_AST_Servers < 2 then
464          Allocate_New_AST_Server;
465       end if;
466
467       --  No point in creating more if we have zillions waiting to
468       --  be serviced.
469
470       while AST_Service_Queue_Put - AST_Service_Queue_Get
471          > AST_Service_Queue_Limit
472       loop
473          delay 0.01;
474       end loop;
475
476       --  If no AST vector allocated, or the one we have is too short, then
477       --  allocate one of right size and initialize all entries except the
478       --  one we will use to unused. Note that the assignment automatically
479       --  frees the old allocated table if there is one.
480
481       if Attr_Ref.Vector = null
482         or else Attr_Ref.Vector'Length < Entryno
483       then
484          Attr_Ref.Vector := new AST_Handler_Vector (1 .. Entryno);
485
486          for E in 1 .. Entryno loop
487             Attr_Ref.Vector (E).Descriptor :=
488               Original_Descriptor_Ref.all;
489             Attr_Ref.Vector (E).Original_Descriptor_Ref :=
490               Original_Descriptor_Ref;
491             Attr_Ref.Vector (E).Taskid  := Taskid;
492             Attr_Ref.Vector (E).Entryno := E;
493          end loop;
494       end if;
495
496       return To_AST_Handler (Attr_Ref.Vector (Entryno)'Unrestricted_Access);
497    end Create_AST_Handler;
498
499    ----------------------------
500    -- Expand_AST_Packet_Pool --
501    ----------------------------
502
503    procedure Expand_AST_Packet_Pool
504      (Requested_Packets : in Natural;
505       Actual_Number     : out Natural;
506       Total_Number      : out Natural)
507    is
508    begin
509       --  The AST implementation of GNAT does not permit dynamic expansion
510       --  of the pool, so we simply add no entries and return the total. If
511       --  it is necessary to expand the allocation, then this package body
512       --  must be recompiled with a larger value for AST_Service_Queue_Size.
513
514       Actual_Number := 0;
515       Total_Number := AST_Service_Queue_Size;
516    end Expand_AST_Packet_Pool;
517
518    -----------------
519    -- Process_AST --
520    -----------------
521
522    procedure Process_AST (Param : Long_Integer) is
523
524       Handler_Data_Ptr : AST_Handler_Data_Ref;
525       --  This variable is set to the address of the descriptor through
526       --  which Process_AST is called. Since the descriptor is part of
527       --  an AST_Handler value, this is also the address of this value,
528       --  from which we can obtain the task and entry number information.
529
530       function To_Address is new Ada.Unchecked_Conversion
531         (ST.Task_ID, System.Address);
532
533    begin
534       System.Machine_Code.Asm
535         (Template => "addl $27,0,%0",
536          Outputs  => AST_Handler_Data_Ref'Asm_Output ("=r", Handler_Data_Ptr),
537          Volatile => True);
538
539       System.Machine_Code.Asm
540         (Template => "ldl $27,%0",
541          Inputs  => Descriptor_Ref'Asm_Input
542            ("m", Handler_Data_Ptr.Original_Descriptor_Ref),
543          Volatile => True);
544
545       AST_Service_Queue (AST_Service_Queue_Put) := AST_Instance'
546         (Taskid  => Handler_Data_Ptr.Taskid,
547          Entryno => Handler_Data_Ptr.Entryno,
548          Param   => Param);
549
550       --  ??? What is the protection of this variable ?
551       --  It seems that trying to use any lock in this procedure will get
552       --  an ACCVIO.
553
554       AST_Service_Queue_Put := AST_Service_Queue_Put + 1;
555
556       --  Need to wake up processing task. If there is no waiting server
557       --  then we have temporarily run out, but things should still be
558       --  OK, since one of the active ones will eventually pick up the
559       --  service request queued in the AST_Service_Queue.
560
561       for J in 1 .. Num_AST_Servers loop
562          if Is_Waiting (J) then
563             Is_Waiting (J) := False;
564
565             --  Sleeps are handled by ASTs on VMS, so don't call Wakeup.
566             --  ??? We should lock AST_Task_Ids (J) here. What's the story ?
567
568             STPOD.Interrupt_AST_Handler
569               (To_Address (AST_Task_Ids (J)));
570             exit;
571          end if;
572       end loop;
573    end Process_AST;
574
575 begin
576    STPO.Initialize_Lock (AST_Lock'Access, STPO.Global_Task_Level);
577 end System.AST_Handling;