OSDN Git Service

More improvements to sparc VIS vec_init code generation.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / s-taskin.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                  GNAT RUN-TIME LIBRARY (GNARL) COMPONENTS                --
4 --                                                                          --
5 --                        S Y S T E M . T A S K I N G                       --
6 --                                                                          --
7 --                                  S p e c                                 --
8 --                                                                          --
9 --          Copyright (C) 1992-2011, Free Software Foundation, Inc.         --
10 --                                                                          --
11 -- GNARL is free software; you can  redistribute it  and/or modify it under --
12 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
13 -- ware  Foundation;  either version 3,  or (at your option) any later ver- --
14 -- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
15 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
16 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.                                     --
17 --                                                                          --
18 -- As a special exception under Section 7 of GPL version 3, you are granted --
19 -- additional permissions described in the GCC Runtime Library Exception,   --
20 -- version 3.1, as published by the Free Software Foundation.               --
21 --                                                                          --
22 -- You should have received a copy of the GNU General Public License and    --
23 -- a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;     --
24 -- see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see    --
25 -- <http://www.gnu.org/licenses/>.                                          --
26 --                                                                          --
27 -- GNARL was developed by the GNARL team at Florida State University.       --
28 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies, Inc.     --
29 --                                                                          --
30 ------------------------------------------------------------------------------
31
32 --  This package provides necessary type definitions for compiler interface
33
34 --  Note: the compiler generates direct calls to this interface, via Rtsfind.
35 --  Any changes to this interface may require corresponding compiler changes.
36
37 with Ada.Exceptions;
38 with Ada.Unchecked_Conversion;
39
40 with System.Parameters;
41 with System.Task_Info;
42 with System.Soft_Links;
43 with System.Task_Primitives;
44 with System.Stack_Usage;
45 with System.Multiprocessors;
46
47 package System.Tasking is
48    pragma Preelaborate;
49
50    -------------------
51    -- Locking Rules --
52    -------------------
53
54    --  The following rules must be followed at all times, to prevent
55    --  deadlock and generally ensure correct operation of locking.
56
57    --  Never lock a lock unless abort is deferred
58
59    --  Never undefer abort while holding a lock
60
61    --  Overlapping critical sections must be properly nested, and locks must
62    --  be released in LIFO order. E.g., the following is not allowed:
63
64    --         Lock (X);
65    --         ...
66    --         Lock (Y);
67    --         ...
68    --         Unlock (X);
69    --         ...
70    --         Unlock (Y);
71
72    --  Locks with lower (smaller) level number cannot be locked
73    --  while holding a lock with a higher level number. (The level
74
75    --  1. System.Tasking.PO_Simple.Protection.L (any PO lock)
76    --  2. System.Tasking.Initialization.Global_Task_Lock (in body)
77    --  3. System.Task_Primitives.Operations.Single_RTS_Lock
78    --  4. System.Tasking.Ada_Task_Control_Block.LL.L (any TCB lock)
79
80    --  Clearly, there can be no circular chain of hold-and-wait
81    --  relationships involving locks in different ordering levels.
82
83    --  We used to have Global_Task_Lock before Protection.L but this was
84    --  clearly wrong since there can be calls to "new" inside protected
85    --  operations. The new ordering prevents these failures.
86
87    --  Sometimes we need to hold two ATCB locks at the same time. To allow us
88    --  to order the locking, each ATCB is given a unique serial number. If one
89    --  needs to hold locks on several ATCBs at once, the locks with lower
90    --  serial numbers must be locked first.
91
92    --  We don't always need to check the serial numbers, since the serial
93    --  numbers are assigned sequentially, and so:
94
95    --  . The parent of a task always has a lower serial number.
96    --  . The activator of a task always has a lower serial number.
97    --  . The environment task has a lower serial number than any other task.
98    --  . If the activator of a task is different from the task's parent,
99    --    the parent always has a lower serial number than the activator.
100
101    ---------------------------------
102    -- Task_Id related definitions --
103    ---------------------------------
104
105    type Ada_Task_Control_Block;
106
107    type Task_Id is access all Ada_Task_Control_Block;
108    for Task_Id'Size use System.Task_Primitives.Task_Address_Size;
109
110    Null_Task : constant Task_Id;
111
112    type Task_List is array (Positive range <>) of Task_Id;
113
114    function Self return Task_Id;
115    pragma Inline (Self);
116    --  This is the compiler interface version of this function. Do not call
117    --  from the run-time system.
118
119    function To_Task_Id is
120      new Ada.Unchecked_Conversion
121        (System.Task_Primitives.Task_Address, Task_Id);
122    function To_Address is
123      new Ada.Unchecked_Conversion
124        (Task_Id, System.Task_Primitives.Task_Address);
125
126    -----------------------
127    -- Enumeration types --
128    -----------------------
129
130    type Task_States is
131      (Unactivated,
132       --  TCB initialized but not task has not been created.
133       --  It cannot be executing.
134
135 --    Activating,
136 --    --  ??? Temporarily at end of list for GDB compatibility
137 --    --  Task has been created and is being made Runnable.
138
139       --  Active states
140       --  For all states from here down, the task has been activated.
141       --  For all states from here down, except for Terminated, the task
142       --  may be executing.
143       --  Activator = null iff it has not yet completed activating.
144
145       Runnable,
146       --  Task is not blocked for any reason known to Ada.
147       --  (It may be waiting for a mutex, though.)
148       --  It is conceptually "executing" in normal mode.
149
150       Terminated,
151       --  The task is terminated, in the sense of ARM 9.3 (5).
152       --  Any dependents that were waiting on terminate
153       --  alternatives have been awakened and have terminated themselves.
154
155       Activator_Sleep,
156       --  Task is waiting for created tasks to complete activation
157
158       Acceptor_Sleep,
159       --  Task is waiting on an accept or select with terminate
160
161 --    Acceptor_Delay_Sleep,
162 --    --  ??? Temporarily at end of list for GDB compatibility
163 --    --  Task is waiting on an selective wait statement
164
165       Entry_Caller_Sleep,
166       --  Task is waiting on an entry call
167
168       Async_Select_Sleep,
169       --  Task is waiting to start the abortable part of an
170       --  asynchronous select statement.
171
172       Delay_Sleep,
173       --  Task is waiting on a select statement with only a delay
174       --  alternative open.
175
176       Master_Completion_Sleep,
177       --  Master completion has two phases.
178       --  In Phase 1 the task is sleeping in Complete_Master
179       --  having completed a master within itself,
180       --  and is waiting for the tasks dependent on that master to become
181       --  terminated or waiting on a terminate Phase.
182
183       Master_Phase_2_Sleep,
184       --  In Phase 2 the task is sleeping in Complete_Master
185       --  waiting for tasks on terminate alternatives to finish
186       --  terminating.
187
188       --  The following are special uses of sleep, for server tasks
189       --  within the run-time system.
190
191       Interrupt_Server_Idle_Sleep,
192       Interrupt_Server_Blocked_Interrupt_Sleep,
193       Timer_Server_Sleep,
194       AST_Server_Sleep,
195
196       Asynchronous_Hold,
197       --  The task has been held by Asynchronous_Task_Control.Hold_Task
198
199       Interrupt_Server_Blocked_On_Event_Flag,
200       --  The task has been blocked on a system call waiting for a
201       --  completion event/signal to occur.
202
203       Activating,
204       --  Task has been created and is being made Runnable
205
206       Acceptor_Delay_Sleep
207       --  Task is waiting on an selective wait statement
208      );
209
210    type Call_Modes is
211      (Simple_Call, Conditional_Call, Asynchronous_Call, Timed_Call);
212
213    type Select_Modes is (Simple_Mode, Else_Mode, Terminate_Mode, Delay_Mode);
214
215    subtype Delay_Modes is Integer;
216
217    -------------------------------
218    -- Entry related definitions --
219    -------------------------------
220
221    Null_Entry : constant := 0;
222
223    Max_Entry : constant := Integer'Last;
224
225    Interrupt_Entry : constant := -2;
226
227    Cancelled_Entry : constant := -1;
228
229    type Entry_Index is range Interrupt_Entry .. Max_Entry;
230
231    Null_Task_Entry : constant := Null_Entry;
232
233    Max_Task_Entry : constant := Max_Entry;
234
235    type Task_Entry_Index is new Entry_Index
236      range Null_Task_Entry .. Max_Task_Entry;
237
238    type Entry_Call_Record;
239
240    type Entry_Call_Link is access all Entry_Call_Record;
241
242    type Entry_Queue is record
243       Head : Entry_Call_Link;
244       Tail : Entry_Call_Link;
245    end record;
246
247    type Task_Entry_Queue_Array is
248      array (Task_Entry_Index range <>) of Entry_Queue;
249
250    --  A data structure which contains the string names of entries and entry
251    --  family members.
252
253    type String_Access is access all String;
254
255    type Entry_Names_Array is
256      array (Entry_Index range <>) of String_Access;
257
258    type Entry_Names_Array_Access is access all Entry_Names_Array;
259
260    procedure Free_Entry_Names_Array (Obj : in out Entry_Names_Array);
261    --  Deallocate all string names contained in an entry names array
262
263    ----------------------------------
264    -- Entry_Call_Record definition --
265    ----------------------------------
266
267    type Entry_Call_State is
268      (Never_Abortable,
269       --  the call is not abortable, and never can be
270
271       Not_Yet_Abortable,
272       --  the call is not abortable, but may become so
273
274       Was_Abortable,
275       --  the call is not abortable, but once was
276
277       Now_Abortable,
278       --  the call is abortable
279
280       Done,
281       --  the call has been completed
282
283       Cancelled
284       --  the call was asynchronous, and was cancelled
285      );
286    pragma Ordered (Entry_Call_State);
287
288    --  Never_Abortable is used for calls that are made in a abort deferred
289    --  region (see ARM 9.8(5-11), 9.8 (20)). Such a call is never abortable.
290
291    --  The Was_ vs. Not_Yet_ distinction is needed to decide whether it is OK
292    --  to advance into the abortable part of an async. select stmt. That is
293    --  allowed iff the mode is Now_ or Was_.
294
295    --  Done indicates the call has been completed, without cancellation, or no
296    --  call has been made yet at this ATC nesting level, and so aborting the
297    --  call is no longer an issue. Completion of the call does not necessarily
298    --  indicate "success"; the call may be returning an exception if
299    --  Exception_To_Raise is non-null.
300
301    --  Cancelled indicates the call was cancelled, and so aborting the call is
302    --  no longer an issue.
303
304    --  The call is on an entry queue unless State >= Done, in which case it may
305    --  or may not be still Onqueue.
306
307    --  Please do not modify the order of the values, without checking all uses
308    --  of this type. We rely on partial "monotonicity" of
309    --  Entry_Call_Record.State to avoid locking when we access this value for
310    --  certain tests. In particular:
311
312    --  1)  Once State >= Done, we can rely that the call has been
313    --      completed. If State >= Done, it will not
314    --      change until the task does another entry call at this level.
315
316    --  2)  Once State >= Was_Abortable, we can rely that the call has
317    --      been queued abortably at least once, and so the check for
318    --      whether it is OK to advance to the abortable part of an
319    --      async. select statement does not need to lock anything.
320
321    type Restricted_Entry_Call_Record is record
322       Self : Task_Id;
323       --  ID of the caller
324
325       Mode : Call_Modes;
326
327       State : Entry_Call_State;
328       pragma Atomic (State);
329       --  Indicates part of the state of the call.
330       --
331       --  Protection: If the call is not on a queue, it should only be
332       --  accessed by Self, and Self does not need any lock to modify this
333       --  field.
334       --
335       --  Once the call is on a queue, the value should be something other
336       --  than Done unless it is cancelled, and access is controller by the
337       --  "server" of the queue -- i.e., the lock of Checked_To_Protection
338       --  (Call_Target) if the call record is on the queue of a PO, or the
339       --  lock of Called_Target if the call is on the queue of a task. See
340       --  comments on type declaration for more details.
341
342       Uninterpreted_Data : System.Address;
343       --  Data passed by the compiler
344
345       Exception_To_Raise : Ada.Exceptions.Exception_Id;
346       --  The exception to raise once this call has been completed without
347       --  being aborted.
348    end record;
349    pragma Suppress_Initialization (Restricted_Entry_Call_Record);
350
351    -------------------------------------------
352    -- Task termination procedure definition --
353    -------------------------------------------
354
355    --  We need to redefine here these types (already defined in
356    --  Ada.Task_Termination) for avoiding circular dependencies.
357
358    type Cause_Of_Termination is (Normal, Abnormal, Unhandled_Exception);
359    --  Possible causes for task termination:
360    --
361    --    Normal means that the task terminates due to completing the
362    --    last sentence of its body, or as a result of waiting on a
363    --    terminate alternative.
364
365    --    Abnormal means that the task terminates because it is being aborted
366
367    --    handled_Exception means that the task terminates because of exception
368    --    raised by the execution of its task_body.
369
370    type Termination_Handler is access protected procedure
371      (Cause : Cause_Of_Termination;
372       T     : Task_Id;
373       X     : Ada.Exceptions.Exception_Occurrence);
374    --  Used to represent protected procedures to be executed when task
375    --  terminates.
376
377    ------------------------------------
378    -- Dispatching domain definitions --
379    ------------------------------------
380
381    --  We need to redefine here these types (already defined in
382    --  System.Multiprocessor.Dispatching_Domains) for avoiding circular
383    --  dependencies.
384
385    type Dispatching_Domain is
386      array (System.Multiprocessors.CPU range <>) of Boolean;
387    --  A dispatching domain needs to contain the set of processors belonging
388    --  to it. This is a processor mask where a True indicates that the
389    --  processor belongs to the dispatching domain.
390    --  Do not use the full range of CPU_Range because it would create a very
391    --  long array. This way we can use the exact range of processors available
392    --  in the system.
393
394    type Dispatching_Domain_Access is access Dispatching_Domain;
395
396    System_Domain : Dispatching_Domain_Access;
397    --  All processors belong to default system dispatching domain at start up.
398    --  We use a pointer which creates the actual variable for the reasons
399    --  explained bellow in Dispatching_Domain_Tasks.
400
401    Dispatching_Domains_Frozen : Boolean := False;
402    --  True when the main procedure has been called. Hence, no new dispatching
403    --  domains can be created when this flag is True.
404
405    type Array_Allocated_Tasks is
406      array (System.Multiprocessors.CPU range <>) of Natural;
407    --  At start-up time, we need to store the number of tasks attached to
408    --  concrete processors within the system domain (we can only create
409    --  dispatching domains with processors belonging to the system domain and
410    --  without tasks allocated).
411
412    type Array_Allocated_Tasks_Access is access Array_Allocated_Tasks;
413
414    Dispatching_Domain_Tasks : Array_Allocated_Tasks_Access;
415    --  We need to store whether there are tasks allocated to concrete
416    --  processors in the default system dispatching domain because we need to
417    --  check it before creating a new dispatching domain. Two comments about
418    --  why we use a pointer here and not in package Dispatching_Domains:
419    --
420    --    1) We use an array created dynamically in procedure Initialize which
421    --    is called at the beginning of the initialization of the run-time
422    --    library. Declaring a static array here in the spec would not work
423    --    across different installations because it would get the value of
424    --    Number_Of_CPUs from the machine where the run-time library is built,
425    --    and not from the machine where the application is executed. That is
426    --    the reason why we create the array (CPU'First .. Number_Of_CPUs) at
427    --    execution time in the procedure body, ensuring that the function
428    --    Number_Of_CPUs is executed at execution time (the same trick as we
429    --    use for System_Domain).
430    --
431    --    2) We have moved this declaration from package Dispatching_Domains
432    --    because when we use a pragma CPU, the affinity is passed through the
433    --    call to Create_Task. Hence, at this point, we may need to update the
434    --    number of tasks associated to the processor, but we do not want to
435    --    force a dependency from this package on Dispatching_Domains.
436
437    ------------------------------------
438    -- Task related other definitions --
439    ------------------------------------
440
441    type Activation_Chain is limited private;
442    --  Linked list of to-be-activated tasks, linked through
443    --  Activation_Link. The order of tasks on the list is irrelevant, because
444    --  the priority rules will ensure that they actually start activating in
445    --  priority order.
446
447    type Activation_Chain_Access is access all Activation_Chain;
448
449    type Task_Procedure_Access is access procedure (Arg : System.Address);
450
451    type Access_Boolean is access all Boolean;
452
453    function Detect_Blocking return Boolean;
454    pragma Inline (Detect_Blocking);
455    --  Return whether the Detect_Blocking pragma is enabled
456
457    function Storage_Size (T : Task_Id) return System.Parameters.Size_Type;
458    --  Retrieve from the TCB of the task the allocated size of its stack,
459    --  either the system default or the size specified by a pragma. This is in
460    --  general a non-static value that can depend on discriminants of the task.
461
462    type Bit_Array is array (Integer range <>) of Boolean;
463    pragma Pack (Bit_Array);
464
465    subtype Debug_Event_Array is Bit_Array (1 .. 16);
466
467    Global_Task_Debug_Event_Set : Boolean := False;
468    --  Set True when running under debugger control and a task debug event
469    --  signal has been requested.
470
471    ----------------------------------------------
472    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
473    ----------------------------------------------
474
475    --  Notes on protection (synchronization) of TRTS data structures
476
477    --  Any field of the TCB can be written by the activator of a task when the
478    --  task is created, since no other task can access the new task's
479    --  state until creation is complete.
480
481    --  The protection for each field is described in a comment starting with
482    --  "Protection:".
483
484    --  When a lock is used to protect an ATCB field, this lock is simply named
485
486    --  Some protection is described in terms of tasks related to the
487    --  ATCB being protected. These are:
488
489    --    Self:      The task which is controlled by this ATCB
490    --    Acceptor:  A task accepting a call from Self
491    --    Caller:    A task calling an entry of Self
492    --    Parent:    The task executing the master on which Self depends
493    --    Dependent: A task dependent on Self
494    --    Activator: The task that created Self and initiated its activation
495    --    Created:   A task created and activated by Self
496
497    --  Note: The order of the fields is important to implement efficiently
498    --  tasking support under gdb.
499    --  Currently gdb relies on the order of the State, Parent, Base_Priority,
500    --  Task_Image, Task_Image_Len, Call and LL fields.
501
502    -------------------------
503    -- Common ATCB section --
504    -------------------------
505
506    --  Section used by all GNARL implementations (regular and restricted)
507
508    type Common_ATCB is record
509       State : Task_States;
510       pragma Atomic (State);
511       --  Encodes some basic information about the state of a task,
512       --  including whether it has been activated, whether it is sleeping,
513       --  and whether it is terminated.
514       --
515       --  Protection: Self.L
516
517       Parent : Task_Id;
518       --  The task on which this task depends.
519       --  See also Master_Level and Master_Within.
520
521       Base_Priority : System.Any_Priority;
522       --  Base priority, not changed during entry calls, only changed
523       --  via dynamic priorities package.
524       --
525       --  Protection: Only written by Self, accessed by anyone
526
527       Base_CPU : System.Multiprocessors.CPU_Range;
528       --  Base CPU, only changed via dispatching domains package.
529       --
530       --  Protection: Self.L
531
532       Current_Priority : System.Any_Priority;
533       --  Active priority, except that the effects of protected object
534       --  priority ceilings are not reflected. This only reflects explicit
535       --  priority changes and priority inherited through task activation
536       --  and rendezvous.
537       --
538       --  Ada 95 notes: In Ada 95, this field will be transferred to the
539       --  Priority field of an Entry_Calls component when an entry call is
540       --  initiated. The Priority of the Entry_Calls component will not change
541       --  for the duration of the call. The accepting task can use it to boost
542       --  its own priority without fear of its changing in the meantime.
543       --
544       --  This can safely be used in the priority ordering of entry queues.
545       --  Once a call is queued, its priority does not change.
546       --
547       --  Since an entry call cannot be made while executing a protected
548       --  action, the priority of a task will never reflect a priority ceiling
549       --  change at the point of an entry call.
550       --
551       --  Protection: Only written by Self, and only accessed when Acceptor
552       --  accepts an entry or when Created activates, at which points Self is
553       --  suspended.
554
555       Protected_Action_Nesting : Natural;
556       pragma Atomic (Protected_Action_Nesting);
557       --  The dynamic level of protected action nesting for this task. This
558       --  field is needed for checking whether potentially blocking operations
559       --  are invoked from protected actions. pragma Atomic is used because it
560       --  can be read/written from protected interrupt handlers.
561
562       Task_Image : String (1 .. System.Parameters.Max_Task_Image_Length);
563       --  Hold a string that provides a readable id for task, built from the
564       --  variable of which it is a value or component.
565
566       Task_Image_Len : Natural;
567       --  Actual length of Task_Image
568
569       Call : Entry_Call_Link;
570       --  The entry call that has been accepted by this task.
571       --
572       --  Protection: Self.L. Self will modify this field when Self.Accepting
573       --  is False, and will not need the mutex to do so. Once a task sets
574       --  Pending_ATC_Level = 0, no other task can access this field.
575
576       LL : aliased Task_Primitives.Private_Data;
577       --  Control block used by the underlying low-level tasking service
578       --  (GNULLI).
579       --
580       --  Protection: This is used only by the GNULLI implementation, which
581       --  takes care of all of its synchronization.
582
583       Task_Arg : System.Address;
584       --  The argument to task procedure. Provide a handle for discriminant
585       --  information.
586       --
587       --  Protection: Part of the synchronization between Self and Activator.
588       --  Activator writes it, once, before Self starts executing. Thereafter,
589       --  Self only reads it.
590
591       Task_Alternate_Stack : System.Address;
592       --  The address of the alternate signal stack for this task, if any
593       --
594       --  Protection: Only accessed by Self
595
596       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
597       --  Information needed to call the procedure containing the code for
598       --  the body of this task.
599       --
600       --  Protection: Part of the synchronization between Self and Activator.
601       --  Activator writes it, once, before Self starts executing. Self reads
602       --  it, once, as part of its execution.
603
604       Compiler_Data : System.Soft_Links.TSD;
605       --  Task-specific data needed by the compiler to store per-task
606       --  structures.
607       --
608       --  Protection: Only accessed by Self
609
610       All_Tasks_Link : Task_Id;
611       --  Used to link this task to the list of all tasks in the system
612       --
613       --  Protection: RTS_Lock
614
615       Activation_Link : Task_Id;
616       --  Used to link this task to a list of tasks to be activated
617       --
618       --  Protection: Only used by Activator
619
620       Activator : Task_Id;
621       --  The task that created this task, either by declaring it as a task
622       --  object or by executing a task allocator. The value is null iff Self
623       --  has completed activation.
624       --
625       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and only read
626       --  and modified by Self after that.
627
628       Wait_Count : Natural;
629       --  This count is used by a task that is waiting for other tasks. At all
630       --  other times, the value should be zero. It is used differently in
631       --  several different states. Since a task cannot be in more than one of
632       --  these states at the same time, a single counter suffices.
633       --
634       --  Protection: Self.L
635
636       --  Activator_Sleep
637
638       --  This is the number of tasks that this task is activating, i.e. the
639       --  children that have started activation but have not completed it.
640       --
641       --  Protection: Self.L and Created.L. Both mutexes must be locked, since
642       --  Self.Activation_Count and Created.State must be synchronized.
643
644       --  Master_Completion_Sleep (phase 1)
645
646       --  This is the number dependent tasks of a master being completed by
647       --  Self that are activated, but have not yet terminated, and are not
648       --  waiting on a terminate alternative.
649
650       --  Master_Completion_2_Sleep (phase 2)
651
652       --  This is the count of tasks dependent on a master being completed by
653       --  Self which are waiting on a terminate alternative.
654
655       Elaborated : Access_Boolean;
656       --  Pointer to a flag indicating that this task's body has been
657       --  elaborated. The flag is created and managed by the
658       --  compiler-generated code.
659       --
660       --  Protection: The field itself is only accessed by Activator. The flag
661       --  that it points to is updated by Master and read by Activator; access
662       --  is assumed to be atomic.
663
664       Activation_Failed : Boolean;
665       --  Set to True if activation of a chain of tasks fails,
666       --  so that the activator should raise Tasking_Error.
667
668       Task_Info : System.Task_Info.Task_Info_Type;
669       --  System-specific attributes of the task as specified by the
670       --  Task_Info pragma.
671
672       Analyzer  : System.Stack_Usage.Stack_Analyzer;
673       --  For storing informations used to measure the stack usage
674
675       Global_Task_Lock_Nesting : Natural;
676       --  This is the current nesting level of calls to
677       --  System.Tasking.Initialization.Lock_Task. This allows a task to call
678       --  Lock_Task multiple times without deadlocking. A task only locks
679       --  Global_Task_Lock when its Global_Task_Lock_Nesting goes from 0 to 1,
680       --  and only unlocked when it goes from 1 to 0.
681       --
682       --  Protection: Only accessed by Self
683
684       Fall_Back_Handler : Termination_Handler;
685       --  This is the fall-back handler that applies to the dependent tasks of
686       --  the task.
687       --
688       --  Protection: Self.L
689
690       Specific_Handler : Termination_Handler;
691       --  This is the specific handler that applies only to this task, and not
692       --  any of its dependent tasks.
693       --
694       --  Protection: Self.L
695
696       Debug_Events : Debug_Event_Array;
697       --  Word length array of per task debug events, of which 11 kinds are
698       --  currently defined in System.Tasking.Debugging package.
699
700       Domain : Dispatching_Domain_Access;
701       --  Domain is the dispatching domain to which the task belongs. It is
702       --  only changed via dispatching domains package. This field is made
703       --  part of the Common_ATCB, even when restricted run-times (namely
704       --  Ravenscar) do not use it, because this way the field is always
705       --  available to the underlying layers to set the affinity and we do not
706       --  need to do different things depending on the situation.
707       --
708       --  Protection: Self.L
709    end record;
710
711    ---------------------------------------
712    -- Restricted_Ada_Task_Control_Block --
713    ---------------------------------------
714
715    --  This type should only be used by the restricted GNARLI and by restricted
716    --  GNULL implementations to allocate an ATCB (see System.Task_Primitives.
717    --  Operations.New_ATCB) that will take significantly less memory.
718
719    --  Note that the restricted GNARLI should only access fields that are
720    --  present in the Restricted_Ada_Task_Control_Block structure.
721
722    type Restricted_Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is
723    record
724       Common : Common_ATCB;
725       --  The common part between various tasking implementations
726
727       Entry_Call : aliased Restricted_Entry_Call_Record;
728       --  Protection: This field is used on entry call "queues" associated
729       --  with protected objects, and is protected by the protected object
730       --  lock.
731    end record;
732    pragma Suppress_Initialization (Restricted_Ada_Task_Control_Block);
733
734    Interrupt_Manager_ID : Task_Id;
735    --  This task ID is declared here to break circular dependencies.
736    --  Also declare Interrupt_Manager_ID after Task_Id is known, to avoid
737    --  generating unneeded finalization code.
738
739    -----------------------
740    -- List of all Tasks --
741    -----------------------
742
743    All_Tasks_List : Task_Id;
744    --  Global linked list of all tasks
745
746    ------------------------------------------
747    -- Regular (non restricted) definitions --
748    ------------------------------------------
749
750    --------------------------------
751    -- Master Related Definitions --
752    --------------------------------
753
754    subtype Master_Level is Integer;
755    subtype Master_ID is Master_Level;
756
757    --  Normally, a task starts out with internal master nesting level one
758    --  larger than external master nesting level. It is incremented to one by
759    --  Enter_Master, which is called in the task body only if the compiler
760    --  thinks the task may have dependent tasks. It is set to 1 for the
761    --  environment task, the level 2 is reserved for server tasks of the
762    --  run-time system (the so called "independent tasks"), and the level 3 is
763    --  for the library level tasks. Foreign threads which are detected by
764    --  the run-time have a level of 0, allowing these tasks to be easily
765    --  distinguished if needed.
766
767    Foreign_Task_Level     : constant Master_Level := 0;
768    Environment_Task_Level : constant Master_Level := 1;
769    Independent_Task_Level : constant Master_Level := 2;
770    Library_Task_Level     : constant Master_Level := 3;
771
772    -------------------
773    -- Priority info --
774    -------------------
775
776    Unspecified_Priority : constant Integer := System.Priority'First - 1;
777
778    Priority_Not_Boosted : constant Integer := System.Priority'First - 1;
779    --  Definition of Priority actually has to come from the RTS configuration
780
781    subtype Rendezvous_Priority is Integer
782      range Priority_Not_Boosted .. System.Any_Priority'Last;
783
784    -------------------
785    -- Affinity info --
786    -------------------
787
788    Unspecified_CPU : constant := -1;
789    --  No affinity specified
790
791    ------------------------------------
792    -- Rendezvous related definitions --
793    ------------------------------------
794
795    No_Rendezvous : constant := 0;
796
797    Max_Select : constant Integer := Integer'Last;
798    --  RTS-defined
799
800    subtype Select_Index is Integer range No_Rendezvous .. Max_Select;
801    --   type Select_Index is range No_Rendezvous .. Max_Select;
802
803    subtype Positive_Select_Index is
804      Select_Index range 1 .. Select_Index'Last;
805
806    type Accept_Alternative is record
807       Null_Body : Boolean;
808       S         : Task_Entry_Index;
809    end record;
810
811    type Accept_List is
812      array (Positive_Select_Index range <>) of Accept_Alternative;
813
814    type Accept_List_Access is access constant Accept_List;
815
816    -----------------------------------
817    -- ATC_Level related definitions --
818    -----------------------------------
819
820    Max_ATC_Nesting : constant Natural := 20;
821
822    subtype ATC_Level_Base is Integer range 0 .. Max_ATC_Nesting;
823
824    ATC_Level_Infinity : constant ATC_Level_Base := ATC_Level_Base'Last;
825
826    subtype ATC_Level is ATC_Level_Base range 0 .. ATC_Level_Base'Last - 1;
827
828    subtype ATC_Level_Index is ATC_Level range 1 .. ATC_Level'Last;
829
830    ----------------------------------
831    -- Entry_Call_Record definition --
832    ----------------------------------
833
834    type Entry_Call_Record is record
835       Self  : Task_Id;
836       --  ID of the caller
837
838       Mode : Call_Modes;
839
840       State : Entry_Call_State;
841       pragma Atomic (State);
842       --  Indicates part of the state of the call
843       --
844       --  Protection: If the call is not on a queue, it should only be
845       --  accessed by Self, and Self does not need any lock to modify this
846       --  field. Once the call is on a queue, the value should be something
847       --  other than Done unless it is cancelled, and access is controller by
848       --  the "server" of the queue -- i.e., the lock of Checked_To_Protection
849       --  (Call_Target) if the call record is on the queue of a PO, or the
850       --  lock of Called_Target if the call is on the queue of a task. See
851       --  comments on type declaration for more details.
852
853       Uninterpreted_Data : System.Address;
854       --  Data passed by the compiler
855
856       Exception_To_Raise : Ada.Exceptions.Exception_Id;
857       --  The exception to raise once this call has been completed without
858       --  being aborted.
859
860       Prev : Entry_Call_Link;
861
862       Next : Entry_Call_Link;
863
864       Level : ATC_Level;
865       --  One of Self and Level are redundant in this implementation, since
866       --  each Entry_Call_Record is at Self.Entry_Calls (Level). Since we must
867       --  have access to the entry call record to be reading this, we could
868       --  get Self from Level, or Level from Self. However, this requires
869       --  non-portable address arithmetic.
870
871       E : Entry_Index;
872
873       Prio : System.Any_Priority;
874
875       --  The above fields are those that there may be some hope of packing.
876       --  They are gathered together to allow for compilers that lay records
877       --  out contiguously, to allow for such packing.
878
879       Called_Task : Task_Id;
880       pragma Atomic (Called_Task);
881       --  Use for task entry calls. The value is null if the call record is
882       --  not in use. Conversely, unless State is Done and Onqueue is false,
883       --  Called_Task points to an ATCB.
884       --
885       --  Protection:  Called_Task.L
886
887       Called_PO : System.Address;
888       pragma Atomic (Called_PO);
889       --  Similar to Called_Task but for protected objects
890       --
891       --  Note that the previous implementation tried to merge both
892       --  Called_Task and Called_PO but this ended up in many unexpected
893       --  complications (e.g having to add a magic number in the ATCB, which
894       --  caused gdb lots of confusion) with no real gain since the
895       --  Lock_Server implementation still need to loop around chasing for
896       --  pointer changes even with a single pointer.
897
898       Acceptor_Prev_Call : Entry_Call_Link;
899       --  For task entry calls only
900
901       Acceptor_Prev_Priority : Rendezvous_Priority := Priority_Not_Boosted;
902       --  For task entry calls only. The priority of the most recent prior
903       --  call being serviced. For protected entry calls, this function should
904       --  be performed by GNULLI ceiling locking.
905
906       Cancellation_Attempted : Boolean := False;
907       pragma Atomic (Cancellation_Attempted);
908       --  Cancellation of the call has been attempted.
909       --  Consider merging this into State???
910
911       With_Abort : Boolean := False;
912       --  Tell caller whether the call may be aborted
913       --  ??? consider merging this with Was_Abortable state
914
915       Needs_Requeue : Boolean := False;
916       --  Temporary to tell acceptor of task entry call that
917       --  Exceptional_Complete_Rendezvous needs to do requeue.
918    end record;
919
920    ------------------------------------
921    -- Task related other definitions --
922    ------------------------------------
923
924    type Access_Address is access all System.Address;
925    --  Anonymous pointer used to implement task attributes (see s-tataat.adb
926    --  and a-tasatt.adb)
927
928    pragma No_Strict_Aliasing (Access_Address);
929    --  This type is used in contexts where aliasing may be an issue (see
930    --  for example s-tataat.adb), so we avoid any incorrect aliasing
931    --  assumptions.
932
933    ----------------------------------------------
934    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
935    ----------------------------------------------
936
937    type Entry_Call_Array is array (ATC_Level_Index) of
938      aliased Entry_Call_Record;
939
940    type Direct_Index is range 0 .. Parameters.Default_Attribute_Count;
941    subtype Direct_Index_Range is Direct_Index range 1 .. Direct_Index'Last;
942    --  Attributes with indexes in this range are stored directly in the task
943    --  control block. Such attributes must be Address-sized. Other attributes
944    --  will be held in dynamically allocated records chained off of the task
945    --  control block.
946
947    type Direct_Attribute_Element is mod Memory_Size;
948    pragma Atomic (Direct_Attribute_Element);
949
950    type Direct_Attribute_Array is
951      array (Direct_Index_Range) of aliased Direct_Attribute_Element;
952
953    type Direct_Index_Vector is mod 2 ** Parameters.Default_Attribute_Count;
954    --  This is a bit-vector type, used to store information about
955    --  the usage of the direct attribute fields.
956
957    type Task_Serial_Number is mod 2 ** 64;
958    --  Used to give each task a unique serial number
959
960    type Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is record
961       Common : Common_ATCB;
962       --  The common part between various tasking implementations
963
964       Entry_Calls : Entry_Call_Array;
965       --  An array of entry calls
966       --
967       --  Protection: The elements of this array are on entry call queues
968       --  associated with protected objects or task entries, and are protected
969       --  by the protected object lock or Acceptor.L, respectively.
970
971       Entry_Names : Entry_Names_Array_Access := null;
972       --  An array of string names which denotes entry [family member] names.
973       --  The structure is indexed by task entry index and contains Entry_Num
974       --  components.
975
976       New_Base_Priority : System.Any_Priority;
977       --  New value for Base_Priority (for dynamic priorities package)
978       --
979       --  Protection: Self.L
980
981       Open_Accepts : Accept_List_Access;
982       --  This points to the Open_Accepts array of accept alternatives passed
983       --  to the RTS by the compiler-generated code to Selective_Wait. It is
984       --  non-null iff this task is ready to accept an entry call.
985       --
986       --  Protection: Self.L
987
988       Chosen_Index : Select_Index;
989       --  The index in Open_Accepts of the entry call accepted by a selective
990       --  wait executed by this task.
991       --
992       --  Protection: Written by both Self and Caller. Usually protected by
993       --  Self.L. However, once the selection is known to have been written it
994       --  can be accessed without protection. This happens after Self has
995       --  updated it itself using information from a suspended Caller, or
996       --  after Caller has updated it and awakened Self.
997
998       Master_of_Task : Master_Level;
999       --  The task executing the master of this task, and the ID of this task's
1000       --  master (unique only among masters currently active within Parent).
1001       --
1002       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and read
1003       --  after Self is activated.
1004
1005       Master_Within : Master_Level;
1006       --  The ID of the master currently executing within this task; that is,
1007       --  the most deeply nested currently active master.
1008       --
1009       --  Protection: Only written by Self, and only read by Self or by
1010       --  dependents when Self is attempting to exit a master. Since Self will
1011       --  not write this field until the master is complete, the
1012       --  synchronization should be adequate to prevent races.
1013
1014       Alive_Count : Natural := 0;
1015       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
1016       --  that are still "alive", i.e. not terminated.
1017       --
1018       --  Protection: Self.L
1019
1020       Awake_Count : Natural := 0;
1021       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
1022       --  still "awake", i.e., are not terminated and not waiting on a
1023       --  terminate alternative.
1024       --
1025       --  Invariant: Awake_Count <= Alive_Count
1026
1027       --  Protection: Self.L
1028
1029       --  Beginning of flags
1030
1031       Aborting : Boolean := False;
1032       pragma Atomic (Aborting);
1033       --  Self is in the process of aborting. While set, prevents multiple
1034       --  abort signals from being sent by different aborter while abort
1035       --  is acted upon. This is essential since an aborter which calls
1036       --  Abort_To_Level could set the Pending_ATC_Level to yet a lower level
1037       --  (than the current level), may be preempted and would send the
1038       --  abort signal when resuming execution. At this point, the abortee
1039       --  may have completed abort to the proper level such that the
1040       --  signal (and resulting abort exception) are not handled any more.
1041       --  In other words, the flag prevents a race between multiple aborters
1042       --
1043       --  Protection: protected by atomic access.
1044
1045       ATC_Hack : Boolean := False;
1046       pragma Atomic (ATC_Hack);
1047       --  ?????
1048       --  Temporary fix, to allow Undefer_Abort to reset Aborting in the
1049       --  handler for Abort_Signal that encloses an async. entry call.
1050       --  For the longer term, this should be done via code in the
1051       --  handler itself.
1052
1053       Callable : Boolean := True;
1054       --  It is OK to call entries of this task
1055
1056       Dependents_Aborted : Boolean := False;
1057       --  This is set to True by whichever task takes responsibility for
1058       --  aborting the dependents of this task.
1059       --
1060       --  Protection: Self.L
1061
1062       Interrupt_Entry : Boolean := False;
1063       --  Indicates if one or more Interrupt Entries are attached to the task.
1064       --  This flag is needed for cleaning up the Interrupt Entry bindings.
1065
1066       Pending_Action : Boolean := False;
1067       --  Unified flag indicating some action needs to be take when abort
1068       --  next becomes undeferred. Currently set if:
1069       --  . Pending_Priority_Change is set
1070       --  . Pending_ATC_Level is changed
1071       --  . Requeue involving POs
1072       --    (Abortable field may have changed and the Wait_Until_Abortable
1073       --     has to recheck the abortable status of the call.)
1074       --  . Exception_To_Raise is non-null
1075       --
1076       --  Protection: Self.L
1077       --
1078       --  This should never be reset back to False outside of the procedure
1079       --  Do_Pending_Action, which is called by Undefer_Abort. It should only
1080       --  be set to True by Set_Priority and Abort_To_Level.
1081
1082       Pending_Priority_Change : Boolean := False;
1083       --  Flag to indicate pending priority change (for dynamic priorities
1084       --  package). The base priority is updated on the next abort
1085       --  completion point (aka. synchronization point).
1086       --
1087       --  Protection: Self.L
1088
1089       Terminate_Alternative : Boolean := False;
1090       --  Task is accepting Select with Terminate Alternative
1091       --
1092       --  Protection: Self.L
1093
1094       --  End of flags
1095
1096       --  Beginning of counts
1097
1098       ATC_Nesting_Level : ATC_Level := 1;
1099       --  The dynamic level of ATC nesting (currently executing nested
1100       --  asynchronous select statements) in this task.
1101
1102       --  Protection: Self_ID.L. Only Self reads or updates this field.
1103       --  Decrementing it deallocates an Entry_Calls component, and care must
1104       --  be taken that all references to that component are eliminated before
1105       --  doing the decrement. This in turn will require locking a protected
1106       --  object (for a protected entry call) or the Acceptor's lock (for a
1107       --  task entry call). No other task should attempt to read or modify
1108       --  this value.
1109
1110       Deferral_Level : Natural := 1;
1111       --  This is the number of times that Defer_Abort has been called by
1112       --  this task without a matching Undefer_Abort call. Abortion is only
1113       --  allowed when this zero. It is initially 1, to protect the task at
1114       --  startup.
1115
1116       --  Protection: Only updated by Self; access assumed to be atomic
1117
1118       Pending_ATC_Level : ATC_Level_Base := ATC_Level_Infinity;
1119       --  The ATC level to which this task is currently being aborted. If the
1120       --  value is zero, the entire task has "completed". That may be via
1121       --  abort, exception propagation, or normal exit. If the value is
1122       --  ATC_Level_Infinity, the task is not being aborted to any level. If
1123       --  the value is positive, the task has not completed. This should ONLY
1124       --  be modified by Abort_To_Level and Exit_One_ATC_Level.
1125       --
1126       --  Protection: Self.L
1127
1128       Serial_Number : Task_Serial_Number;
1129       --  Monotonic counter to provide some way to check locking rules/ordering
1130
1131       Known_Tasks_Index : Integer := -1;
1132       --  Index in the System.Tasking.Debug.Known_Tasks array
1133
1134       User_State : Long_Integer := 0;
1135       --  User-writeable location, for use in debugging tasks; also provides a
1136       --  simple task specific data.
1137
1138       Direct_Attributes : Direct_Attribute_Array;
1139       --  For task attributes that have same size as Address
1140
1141       Is_Defined : Direct_Index_Vector := 0;
1142       --  Bit I is 1 iff Direct_Attributes (I) is defined
1143
1144       Indirect_Attributes : Access_Address;
1145       --  A pointer to chain of records for other attributes that are not
1146       --  address-sized, including all tagged types.
1147
1148       Entry_Queues : Task_Entry_Queue_Array (1 .. Entry_Num);
1149       --  An array of task entry queues
1150       --
1151       --  Protection: Self.L. Once a task has set Self.Stage to Completing, it
1152       --  has exclusive access to this field.
1153
1154       Free_On_Termination : Boolean := False;
1155       --  Deallocate the ATCB when the task terminates. This flag is normally
1156       --  False, and is set True when Unchecked_Deallocation is called on a
1157       --  non-terminated task so that the associated storage is automatically
1158       --  reclaimed when the task terminates.
1159    end record;
1160
1161    --------------------
1162    -- Initialization --
1163    --------------------
1164
1165    procedure Initialize;
1166    --  This procedure constitutes the first part of the initialization of the
1167    --  GNARL. This includes creating data structures to make the initial thread
1168    --  into the environment task. The last part of the initialization is done
1169    --  in System.Tasking.Initialization or System.Tasking.Restricted.Stages.
1170    --  All the initializations used to be in Tasking.Initialization, but this
1171    --  is no longer possible with the run time simplification (including
1172    --  optimized PO and the restricted run time) since one cannot rely on
1173    --  System.Tasking.Initialization being present, as was done before.
1174
1175    procedure Initialize_ATCB
1176      (Self_ID          : Task_Id;
1177       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
1178       Task_Arg         : System.Address;
1179       Parent           : Task_Id;
1180       Elaborated       : Access_Boolean;
1181       Base_Priority    : System.Any_Priority;
1182       Base_CPU         : System.Multiprocessors.CPU_Range;
1183       Domain           : Dispatching_Domain_Access;
1184       Task_Info        : System.Task_Info.Task_Info_Type;
1185       Stack_Size       : System.Parameters.Size_Type;
1186       T                : Task_Id;
1187       Success          : out Boolean);
1188    --  Initialize fields of a TCB and link into global TCB structures Call
1189    --  this only with abort deferred and holding RTS_Lock. Need more
1190    --  documentation, mention T, and describe Success ???
1191
1192 private
1193
1194    Null_Task : constant Task_Id := null;
1195
1196    type Activation_Chain is limited record
1197       T_ID : Task_Id;
1198    end record;
1199
1200    --  Activation_Chain is an in-out parameter of initialization procedures and
1201    --  it must be passed by reference because the init proc may terminate
1202    --  abnormally after creating task components, and these must be properly
1203    --  registered for removal (Expunge_Unactivated_Tasks). The "limited" forces
1204    --  Activation_Chain to be a by-reference type; see RM-6.2(4).
1205
1206 end System.Tasking;