OSDN Git Service

* doc/install.texi (Specific, mips-sgi-irix5): Document IRIX 5
[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) 1992-2009, 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
46 package System.Tasking is
47    pragma Preelaborate;
48
49    -------------------
50    -- Locking Rules --
51    -------------------
52
53    --  The following rules must be followed at all times, to prevent
54    --  deadlock and generally ensure correct operation of locking.
55
56    --  Never lock a lock unless abort is deferred
57
58    --  Never undefer abort while holding a lock
59
60    --  Overlapping critical sections must be properly nested, and locks must
61    --  be released in LIFO order. E.g., the following is not allowed:
62
63    --         Lock (X);
64    --         ...
65    --         Lock (Y);
66    --         ...
67    --         Unlock (X);
68    --         ...
69    --         Unlock (Y);
70
71    --  Locks with lower (smaller) level number cannot be locked
72    --  while holding a lock with a higher level number. (The level
73
74    --  1. System.Tasking.PO_Simple.Protection.L (any PO lock)
75    --  2. System.Tasking.Initialization.Global_Task_Lock (in body)
76    --  3. System.Task_Primitives.Operations.Single_RTS_Lock
77    --  4. System.Tasking.Ada_Task_Control_Block.LL.L (any TCB lock)
78
79    --  Clearly, there can be no circular chain of hold-and-wait
80    --  relationships involving locks in different ordering levels.
81
82    --  We used to have Global_Task_Lock before Protection.L but this was
83    --  clearly wrong since there can be calls to "new" inside protected
84    --  operations. The new ordering prevents these failures.
85
86    --  Sometimes we need to hold two ATCB locks at the same time. To allow us
87    --  to order the locking, each ATCB is given a unique serial number. If one
88    --  needs to hold locks on several ATCBs at once, the locks with lower
89    --  serial numbers must be locked first.
90
91    --  We don't always need to check the serial numbers, since the serial
92    --  numbers are assigned sequentially, and so:
93
94    --  . The parent of a task always has a lower serial number.
95    --  . The activator of a task always has a lower serial number.
96    --  . The environment task has a lower serial number than any other task.
97    --  . If the activator of a task is different from the task's parent,
98    --    the parent always has a lower serial number than the activator.
99
100    ---------------------------------
101    -- Task_Id related definitions --
102    ---------------------------------
103
104    type Ada_Task_Control_Block;
105
106    type Task_Id is access all Ada_Task_Control_Block;
107    for Task_Id'Size use System.Task_Primitives.Task_Address_Size;
108
109    Null_Task : constant Task_Id;
110
111    type Task_List is array (Positive range <>) of Task_Id;
112
113    function Self return Task_Id;
114    pragma Inline (Self);
115    --  This is the compiler interface version of this function. Do not call
116    --  from the run-time system.
117
118    function To_Task_Id is
119      new Ada.Unchecked_Conversion
120        (System.Task_Primitives.Task_Address, Task_Id);
121    function To_Address is
122      new Ada.Unchecked_Conversion
123        (Task_Id, System.Task_Primitives.Task_Address);
124
125    -----------------------
126    -- Enumeration types --
127    -----------------------
128
129    type Task_States is
130      (Unactivated,
131       --  TCB initialized but not task has not been created.
132       --  It cannot be executing.
133
134 --    Activating,
135 --    --  ??? Temporarily at end of list for GDB compatibility
136 --    --  Task has been created and is being made Runnable.
137
138       --  Active states
139       --  For all states from here down, the task has been activated.
140       --  For all states from here down, except for Terminated, the task
141       --  may be executing.
142       --  Activator = null iff it has not yet completed activating.
143
144       Runnable,
145       --  Task is not blocked for any reason known to Ada.
146       --  (It may be waiting for a mutex, though.)
147       --  It is conceptually "executing" in normal mode.
148
149       Terminated,
150       --  The task is terminated, in the sense of ARM 9.3 (5).
151       --  Any dependents that were waiting on terminate
152       --  alternatives have been awakened and have terminated themselves.
153
154       Activator_Sleep,
155       --  Task is waiting for created tasks to complete activation
156
157       Acceptor_Sleep,
158       --  Task is waiting on an accept or select with terminate
159
160 --    Acceptor_Delay_Sleep,
161 --    --  ??? Temporarily at end of list for GDB compatibility
162 --    --  Task is waiting on an selective wait statement
163
164       Entry_Caller_Sleep,
165       --  Task is waiting on an entry call
166
167       Async_Select_Sleep,
168       --  Task is waiting to start the abortable part of an
169       --  asynchronous select statement.
170
171       Delay_Sleep,
172       --  Task is waiting on a select statement with only a delay
173       --  alternative open.
174
175       Master_Completion_Sleep,
176       --  Master completion has two phases.
177       --  In Phase 1 the task is sleeping in Complete_Master
178       --  having completed a master within itself,
179       --  and is waiting for the tasks dependent on that master to become
180       --  terminated or waiting on a terminate Phase.
181
182       Master_Phase_2_Sleep,
183       --  In Phase 2 the task is sleeping in Complete_Master
184       --  waiting for tasks on terminate alternatives to finish
185       --  terminating.
186
187       --  The following are special uses of sleep, for server tasks
188       --  within the run-time system.
189
190       Interrupt_Server_Idle_Sleep,
191       Interrupt_Server_Blocked_Interrupt_Sleep,
192       Timer_Server_Sleep,
193       AST_Server_Sleep,
194
195       Asynchronous_Hold,
196       --  The task has been held by Asynchronous_Task_Control.Hold_Task
197
198       Interrupt_Server_Blocked_On_Event_Flag,
199       --  The task has been blocked on a system call waiting for a
200       --  completion event/signal to occur.
201
202       Activating,
203       --  Task has been created and is being made Runnable
204
205       Acceptor_Delay_Sleep
206       --  Task is waiting on an selective wait statement
207      );
208
209    type Call_Modes is
210      (Simple_Call, Conditional_Call, Asynchronous_Call, Timed_Call);
211
212    type Select_Modes is (Simple_Mode, Else_Mode, Terminate_Mode, Delay_Mode);
213
214    subtype Delay_Modes is Integer;
215
216    -------------------------------
217    -- Entry related definitions --
218    -------------------------------
219
220    Null_Entry : constant := 0;
221
222    Max_Entry : constant := Integer'Last;
223
224    Interrupt_Entry : constant := -2;
225
226    Cancelled_Entry : constant := -1;
227
228    type Entry_Index is range Interrupt_Entry .. Max_Entry;
229
230    Null_Task_Entry : constant := Null_Entry;
231
232    Max_Task_Entry : constant := Max_Entry;
233
234    type Task_Entry_Index is new Entry_Index
235      range Null_Task_Entry .. Max_Task_Entry;
236
237    type Entry_Call_Record;
238
239    type Entry_Call_Link is access all Entry_Call_Record;
240
241    type Entry_Queue is record
242       Head : Entry_Call_Link;
243       Tail : Entry_Call_Link;
244    end record;
245
246    type Task_Entry_Queue_Array is
247      array (Task_Entry_Index range <>) of Entry_Queue;
248
249    --  A data structure which contains the string names of entries and entry
250    --  family members.
251
252    type String_Access is access all String;
253
254    type Entry_Names_Array is
255      array (Entry_Index range <>) of String_Access;
256
257    type Entry_Names_Array_Access is access all Entry_Names_Array;
258
259    procedure Free_Entry_Names_Array (Obj : in out Entry_Names_Array);
260    --  Deallocate all string names contained in an entry names array
261
262    ----------------------------------
263    -- Entry_Call_Record definition --
264    ----------------------------------
265
266    type Entry_Call_State is
267      (Never_Abortable,
268       --  the call is not abortable, and never can be
269
270       Not_Yet_Abortable,
271       --  the call is not abortable, but may become so
272
273       Was_Abortable,
274       --  the call is not abortable, but once was
275
276       Now_Abortable,
277       --  the call is abortable
278
279       Done,
280       --  the call has been completed
281
282       Cancelled
283       --  the call was asynchronous, and was cancelled
284      );
285
286    --  Never_Abortable is used for calls that are made in a abort
287    --  deferred region (see ARM 9.8(5-11), 9.8 (20)).
288    --  Such a call is never abortable.
289
290    --  The Was_ vs. Not_Yet_ distinction is needed to decide whether it
291    --  is OK to advance into the abortable part of an async. select stmt.
292    --  That is allowed iff the mode is Now_ or Was_.
293
294    --  Done indicates the call has been completed, without cancellation,
295    --  or no call has been made yet at this ATC nesting level,
296    --  and so aborting the call is no longer an issue.
297    --  Completion of the call does not necessarily indicate "success";
298    --  the call may be returning an exception if Exception_To_Raise is
299    --  non-null.
300
301    --  Cancelled indicates the call was cancelled,
302    --  and so aborting the call is no longer an issue.
303
304    --  The call is on an entry queue unless
305    --  State >= Done, in which case it may or may not be still Onqueue.
306
307    --  Please do not modify the order of the values, without checking
308    --  all uses of this type. We rely on partial "monotonicity" of
309    --  Entry_Call_Record.State to avoid locking when we access this
310    --  value for 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    -- Task related other definitions --
379    ------------------------------------
380
381    type Activation_Chain is limited private;
382    --  Linked list of to-be-activated tasks, linked through
383    --  Activation_Link. The order of tasks on the list is irrelevant, because
384    --  the priority rules will ensure that they actually start activating in
385    --  priority order.
386
387    type Activation_Chain_Access is access all Activation_Chain;
388
389    type Task_Procedure_Access is access procedure (Arg : System.Address);
390
391    type Access_Boolean is access all Boolean;
392
393    function Detect_Blocking return Boolean;
394    pragma Inline (Detect_Blocking);
395    --  Return whether the Detect_Blocking pragma is enabled
396
397    function Storage_Size (T : Task_Id) return System.Parameters.Size_Type;
398    --  Retrieve from the TCB of the task the allocated size of its stack,
399    --  either the system default or the size specified by a pragma. This
400    --  is in general a non-static value that can depend on discriminants
401    --  of the task.
402
403    type Bit_Array is array (Integer range <>) of Boolean;
404    pragma Pack (Bit_Array);
405
406    subtype Debug_Event_Array is Bit_Array (1 .. 16);
407
408    Global_Task_Debug_Event_Set : Boolean := False;
409    --  Set True when running under debugger control and a task debug
410    --  event signal has been requested.
411
412    ----------------------------------------------
413    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
414    ----------------------------------------------
415
416    --  Notes on protection (synchronization) of TRTS data structures
417
418    --  Any field of the TCB can be written by the activator of a task when the
419    --  task is created, since no other task can access the new task's
420    --  state until creation is complete.
421
422    --  The protection for each field is described in a comment starting with
423    --  "Protection:".
424
425    --  When a lock is used to protect an ATCB field, this lock is simply named
426
427    --  Some protection is described in terms of tasks related to the
428    --  ATCB being protected. These are:
429
430    --    Self:      The task which is controlled by this ATCB
431    --    Acceptor:  A task accepting a call from Self
432    --    Caller:    A task calling an entry of Self
433    --    Parent:    The task executing the master on which Self depends
434    --    Dependent: A task dependent on Self
435    --    Activator: The task that created Self and initiated its activation
436    --    Created:   A task created and activated by Self
437
438    --  Note: The order of the fields is important to implement efficiently
439    --  tasking support under gdb.
440    --  Currently gdb relies on the order of the State, Parent, Base_Priority,
441    --  Task_Image, Task_Image_Len, Call and LL fields.
442
443    -------------------------
444    -- Common ATCB section --
445    -------------------------
446
447    --  Section used by all GNARL implementations (regular and restricted)
448
449    type Common_ATCB is record
450       State : Task_States;
451       pragma Atomic (State);
452       --  Encodes some basic information about the state of a task,
453       --  including whether it has been activated, whether it is sleeping,
454       --  and whether it is terminated.
455       --
456       --  Protection: Self.L
457
458       Parent : Task_Id;
459       --  The task on which this task depends.
460       --  See also Master_Level and Master_Within.
461
462       Base_Priority : System.Any_Priority;
463       --  Base priority, not changed during entry calls, only changed
464       --  via dynamic priorities package.
465       --
466       --  Protection: Only written by Self, accessed by anyone
467
468       Current_Priority : System.Any_Priority;
469       --  Active priority, except that the effects of protected object
470       --  priority ceilings are not reflected. This only reflects explicit
471       --  priority changes and priority inherited through task activation
472       --  and rendezvous.
473       --
474       --  Ada 95 notes: In Ada 95, this field will be transferred to the
475       --  Priority field of an Entry_Calls component when an entry call is
476       --  initiated. The Priority of the Entry_Calls component will not change
477       --  for the duration of the call. The accepting task can use it to boost
478       --  its own priority without fear of its changing in the meantime.
479       --
480       --  This can safely be used in the priority ordering of entry queues.
481       --  Once a call is queued, its priority does not change.
482       --
483       --  Since an entry call cannot be made while executing a protected
484       --  action, the priority of a task will never reflect a priority ceiling
485       --  change at the point of an entry call.
486       --
487       --  Protection: Only written by Self, and only accessed when Acceptor
488       --  accepts an entry or when Created activates, at which points Self is
489       --  suspended.
490
491       Protected_Action_Nesting : Natural;
492       pragma Atomic (Protected_Action_Nesting);
493       --  The dynamic level of protected action nesting for this task. This
494       --  field is needed for checking whether potentially blocking operations
495       --  are invoked from protected actions. pragma Atomic is used because it
496       --  can be read/written from protected interrupt handlers.
497
498       Task_Image : String (1 .. System.Parameters.Max_Task_Image_Length);
499       --  Hold a string that provides a readable id for task, built from the
500       --  variable of which it is a value or component.
501
502       Task_Image_Len : Natural;
503       --  Actual length of Task_Image
504
505       Call : Entry_Call_Link;
506       --  The entry call that has been accepted by this task.
507       --
508       --  Protection: Self.L. Self will modify this field when Self.Accepting
509       --  is False, and will not need the mutex to do so. Once a task sets
510       --  Pending_ATC_Level = 0, no other task can access this field.
511
512       LL : aliased Task_Primitives.Private_Data;
513       --  Control block used by the underlying low-level tasking service
514       --  (GNULLI).
515       --
516       --  Protection: This is used only by the GNULLI implementation, which
517       --  takes care of all of its synchronization.
518
519       Task_Arg : System.Address;
520       --  The argument to task procedure. Provide a handle for discriminant
521       --  information.
522       --
523       --  Protection: Part of the synchronization between Self and Activator.
524       --  Activator writes it, once, before Self starts executing. Thereafter,
525       --  Self only reads it.
526
527       Task_Alternate_Stack : System.Address;
528       --  The address of the alternate signal stack for this task, if any
529       --
530       --  Protection: Only accessed by Self
531
532       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
533       --  Information needed to call the procedure containing the code for
534       --  the body of this task.
535       --
536       --  Protection: Part of the synchronization between Self and Activator.
537       --  Activator writes it, once, before Self starts executing. Self reads
538       --  it, once, as part of its execution.
539
540       Compiler_Data : System.Soft_Links.TSD;
541       --  Task-specific data needed by the compiler to store per-task
542       --  structures.
543       --
544       --  Protection: Only accessed by Self
545
546       All_Tasks_Link : Task_Id;
547       --  Used to link this task to the list of all tasks in the system
548       --
549       --  Protection: RTS_Lock
550
551       Activation_Link : Task_Id;
552       --  Used to link this task to a list of tasks to be activated
553       --
554       --  Protection: Only used by Activator
555
556       Activator : Task_Id;
557       --  The task that created this task, either by declaring it as a task
558       --  object or by executing a task allocator. The value is null iff Self
559       --  has completed activation.
560       --
561       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and only read
562       --  and modified by Self after that.
563
564       Wait_Count : Integer;
565       --  This count is used by a task that is waiting for other tasks. At all
566       --  other times, the value should be zero. It is used differently in
567       --  several different states. Since a task cannot be in more than one of
568       --  these states at the same time, a single counter suffices.
569       --
570       --  Protection: Self.L
571
572       --  Activator_Sleep
573
574       --  This is the number of tasks that this task is activating, i.e. the
575       --  children that have started activation but have not completed it.
576       --
577       --  Protection: Self.L and Created.L. Both mutexes must be locked, since
578       --  Self.Activation_Count and Created.State must be synchronized.
579
580       --  Master_Completion_Sleep (phase 1)
581
582       --  This is the number dependent tasks of a master being completed by
583       --  Self that are not activated, not terminated, and not waiting on a
584       --  terminate alternative.
585
586       --  Master_Completion_2_Sleep (phase 2)
587
588       --  This is the count of tasks dependent on a master being completed by
589       --  Self which are waiting on a terminate alternative.
590
591       Elaborated : Access_Boolean;
592       --  Pointer to a flag indicating that this task's body has been
593       --  elaborated. The flag is created and managed by the
594       --  compiler-generated code.
595       --
596       --  Protection: The field itself is only accessed by Activator. The flag
597       --  that it points to is updated by Master and read by Activator; access
598       --  is assumed to be atomic.
599
600       Activation_Failed : Boolean;
601       --  Set to True if activation of a chain of tasks fails,
602       --  so that the activator should raise Tasking_Error.
603
604       Task_Info : System.Task_Info.Task_Info_Type;
605       --  System-specific attributes of the task as specified by the
606       --  Task_Info pragma.
607
608       Analyzer  : System.Stack_Usage.Stack_Analyzer;
609       --  For storing informations used to measure the stack usage
610
611       Global_Task_Lock_Nesting : Natural;
612       --  This is the current nesting level of calls to
613       --  System.Tasking.Initialization.Lock_Task. This allows a task to call
614       --  Lock_Task multiple times without deadlocking. A task only locks
615       --  Global_Task_Lock when its Global_Task_Lock_Nesting goes from 0 to 1,
616       --  and only unlocked when it goes from 1 to 0.
617       --
618       --  Protection: Only accessed by Self
619
620       Fall_Back_Handler : Termination_Handler;
621       --  This is the fall-back handler that applies to the dependent tasks of
622       --  the task.
623       --
624       --  Protection: Self.L
625
626       Specific_Handler : Termination_Handler;
627       --  This is the specific handler that applies only to this task, and not
628       --  any of its dependent tasks.
629       --
630       --  Protection: Self.L
631
632       Debug_Events : Debug_Event_Array;
633       --  Word length array of per task debug events, of which 11 kinds are
634       --  currently defined in System.Tasking.Debugging package.
635    end record;
636
637    ---------------------------------------
638    -- Restricted_Ada_Task_Control_Block --
639    ---------------------------------------
640
641    --  This type should only be used by the restricted GNARLI and by restricted
642    --  GNULL implementations to allocate an ATCB (see System.Task_Primitives.
643    --  Operations.New_ATCB) that will take significantly less memory.
644
645    --  Note that the restricted GNARLI should only access fields that are
646    --  present in the Restricted_Ada_Task_Control_Block structure.
647
648    type Restricted_Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is
649    record
650       Common : Common_ATCB;
651       --  The common part between various tasking implementations
652
653       Entry_Call : aliased Restricted_Entry_Call_Record;
654       --  Protection: This field is used on entry call "queues" associated
655       --  with protected objects, and is protected by the protected object
656       --  lock.
657    end record;
658    pragma Suppress_Initialization (Restricted_Ada_Task_Control_Block);
659
660    Interrupt_Manager_ID : Task_Id;
661    --  This task ID is declared here to break circular dependencies.
662    --  Also declare Interrupt_Manager_ID after Task_Id is known, to avoid
663    --  generating unneeded finalization code.
664
665    -----------------------
666    -- List of all Tasks --
667    -----------------------
668
669    All_Tasks_List : Task_Id;
670    --  Global linked list of all tasks
671
672    ------------------------------------------
673    -- Regular (non restricted) definitions --
674    ------------------------------------------
675
676    --------------------------------
677    -- Master Related Definitions --
678    --------------------------------
679
680    subtype Master_Level is Integer;
681    subtype Master_ID is Master_Level;
682
683    --  Normally, a task starts out with internal master nesting level one
684    --  larger than external master nesting level. It is incremented to one by
685    --  Enter_Master, which is called in the task body only if the compiler
686    --  thinks the task may have dependent tasks. It is set to 1 for the
687    --  environment task, the level 2 is reserved for server tasks of the
688    --  run-time system (the so called "independent tasks"), and the level 3 is
689    --  for the library level tasks. Foreign threads which are detected by
690    --  the run-time have a level of 0, allowing these tasks to be easily
691    --  distinguished if needed.
692
693    Foreign_Task_Level     : constant Master_Level := 0;
694    Environment_Task_Level : constant Master_Level := 1;
695    Independent_Task_Level : constant Master_Level := 2;
696    Library_Task_Level     : constant Master_Level := 3;
697
698    ------------------------------
699    -- Task size, priority info --
700    ------------------------------
701
702    Unspecified_Priority : constant Integer := System.Priority'First - 1;
703
704    Priority_Not_Boosted : constant Integer := System.Priority'First - 1;
705    --  Definition of Priority actually has to come from the RTS configuration
706
707    subtype Rendezvous_Priority is Integer
708      range Priority_Not_Boosted .. System.Any_Priority'Last;
709
710    ------------------------------------
711    -- Rendezvous related definitions --
712    ------------------------------------
713
714    No_Rendezvous : constant := 0;
715
716    Max_Select : constant Integer := Integer'Last;
717    --  RTS-defined
718
719    subtype Select_Index is Integer range No_Rendezvous .. Max_Select;
720    --   type Select_Index is range No_Rendezvous .. Max_Select;
721
722    subtype Positive_Select_Index is
723      Select_Index range 1 .. Select_Index'Last;
724
725    type Accept_Alternative is record
726       Null_Body : Boolean;
727       S         : Task_Entry_Index;
728    end record;
729
730    type Accept_List is
731      array (Positive_Select_Index range <>) of Accept_Alternative;
732
733    type Accept_List_Access is access constant Accept_List;
734
735    -----------------------------------
736    -- ATC_Level related definitions --
737    -----------------------------------
738
739    Max_ATC_Nesting : constant Natural := 20;
740
741    subtype ATC_Level_Base is Integer range 0 .. Max_ATC_Nesting;
742
743    ATC_Level_Infinity : constant ATC_Level_Base := ATC_Level_Base'Last;
744
745    subtype ATC_Level is ATC_Level_Base range 0 .. ATC_Level_Base'Last - 1;
746
747    subtype ATC_Level_Index is ATC_Level range 1 .. ATC_Level'Last;
748
749    ----------------------------------
750    -- Entry_Call_Record definition --
751    ----------------------------------
752
753    type Entry_Call_Record is record
754       Self  : Task_Id;
755       --  ID of the caller
756
757       Mode : Call_Modes;
758
759       State : Entry_Call_State;
760       pragma Atomic (State);
761       --  Indicates part of the state of the call
762       --
763       --  Protection: If the call is not on a queue, it should only be
764       --  accessed by Self, and Self does not need any lock to modify this
765       --  field. Once the call is on a queue, the value should be something
766       --  other than Done unless it is cancelled, and access is controller by
767       --  the "server" of the queue -- i.e., the lock of Checked_To_Protection
768       --  (Call_Target) if the call record is on the queue of a PO, or the
769       --  lock of Called_Target if the call is on the queue of a task. See
770       --  comments on type declaration for more details.
771
772       Uninterpreted_Data : System.Address;
773       --  Data passed by the compiler
774
775       Exception_To_Raise : Ada.Exceptions.Exception_Id;
776       --  The exception to raise once this call has been completed without
777       --  being aborted.
778
779       Prev : Entry_Call_Link;
780
781       Next : Entry_Call_Link;
782
783       Level : ATC_Level;
784       --  One of Self and Level are redundant in this implementation, since
785       --  each Entry_Call_Record is at Self.Entry_Calls (Level). Since we must
786       --  have access to the entry call record to be reading this, we could
787       --  get Self from Level, or Level from Self. However, this requires
788       --  non-portable address arithmetic.
789
790       E : Entry_Index;
791
792       Prio : System.Any_Priority;
793
794       --  The above fields are those that there may be some hope of packing.
795       --  They are gathered together to allow for compilers that lay records
796       --  out contiguously, to allow for such packing.
797
798       Called_Task : Task_Id;
799       pragma Atomic (Called_Task);
800       --  Use for task entry calls. The value is null if the call record is
801       --  not in use. Conversely, unless State is Done and Onqueue is false,
802       --  Called_Task points to an ATCB.
803       --
804       --  Protection:  Called_Task.L
805
806       Called_PO : System.Address;
807       pragma Atomic (Called_PO);
808       --  Similar to Called_Task but for protected objects
809       --
810       --  Note that the previous implementation tried to merge both
811       --  Called_Task and Called_PO but this ended up in many unexpected
812       --  complications (e.g having to add a magic number in the ATCB, which
813       --  caused gdb lots of confusion) with no real gain since the
814       --  Lock_Server implementation still need to loop around chasing for
815       --  pointer changes even with a single pointer.
816
817       Acceptor_Prev_Call : Entry_Call_Link;
818       --  For task entry calls only
819
820       Acceptor_Prev_Priority : Rendezvous_Priority := Priority_Not_Boosted;
821       --  For task entry calls only. The priority of the most recent prior
822       --  call being serviced. For protected entry calls, this function should
823       --  be performed by GNULLI ceiling locking.
824
825       Cancellation_Attempted : Boolean := False;
826       pragma Atomic (Cancellation_Attempted);
827       --  Cancellation of the call has been attempted.
828       --  Consider merging this into State???
829
830       With_Abort : Boolean := False;
831       --  Tell caller whether the call may be aborted
832       --  ??? consider merging this with Was_Abortable state
833
834       Needs_Requeue : Boolean := False;
835       --  Temporary to tell acceptor of task entry call that
836       --  Exceptional_Complete_Rendezvous needs to do requeue.
837    end record;
838
839    ------------------------------------
840    -- Task related other definitions --
841    ------------------------------------
842
843    type Access_Address is access all System.Address;
844    --  Anonymous pointer used to implement task attributes (see s-tataat.adb
845    --  and a-tasatt.adb)
846
847    pragma No_Strict_Aliasing (Access_Address);
848    --  This type is used in contexts where aliasing may be an issue (see
849    --  for example s-tataat.adb), so we avoid any incorrect aliasing
850    --  assumptions.
851
852    ----------------------------------------------
853    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
854    ----------------------------------------------
855
856    type Entry_Call_Array is array (ATC_Level_Index) of
857      aliased Entry_Call_Record;
858
859    type Direct_Index is range 0 .. Parameters.Default_Attribute_Count;
860    subtype Direct_Index_Range is Direct_Index range 1 .. Direct_Index'Last;
861    --  Attributes with indices in this range are stored directly in the task
862    --  control block. Such attributes must be Address-sized. Other attributes
863    --  will be held in dynamically allocated records chained off of the task
864    --  control block.
865
866    type Direct_Attribute_Element is mod Memory_Size;
867    pragma Atomic (Direct_Attribute_Element);
868
869    type Direct_Attribute_Array is
870      array (Direct_Index_Range) of aliased Direct_Attribute_Element;
871
872    type Direct_Index_Vector is mod 2 ** Parameters.Default_Attribute_Count;
873    --  This is a bit-vector type, used to store information about
874    --  the usage of the direct attribute fields.
875
876    type Task_Serial_Number is mod 2 ** 64;
877    --  Used to give each task a unique serial number
878
879    type Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is record
880       Common : Common_ATCB;
881       --  The common part between various tasking implementations
882
883       Entry_Calls : Entry_Call_Array;
884       --  An array of entry calls
885       --
886       --  Protection: The elements of this array are on entry call queues
887       --  associated with protected objects or task entries, and are protected
888       --  by the protected object lock or Acceptor.L, respectively.
889
890       Entry_Names : Entry_Names_Array_Access := null;
891       --  An array of string names which denotes entry [family member] names.
892       --  The structure is indexed by task entry index and contains Entry_Num
893       --  components.
894
895       New_Base_Priority : System.Any_Priority;
896       --  New value for Base_Priority (for dynamic priorities package)
897       --
898       --  Protection: Self.L
899
900       Open_Accepts : Accept_List_Access;
901       --  This points to the Open_Accepts array of accept alternatives passed
902       --  to the RTS by the compiler-generated code to Selective_Wait. It is
903       --  non-null iff this task is ready to accept an entry call.
904       --
905       --  Protection: Self.L
906
907       Chosen_Index : Select_Index;
908       --  The index in Open_Accepts of the entry call accepted by a selective
909       --  wait executed by this task.
910       --
911       --  Protection: Written by both Self and Caller. Usually protected by
912       --  Self.L. However, once the selection is known to have been written it
913       --  can be accessed without protection. This happens after Self has
914       --  updated it itself using information from a suspended Caller, or
915       --  after Caller has updated it and awakened Self.
916
917       Master_of_Task : Master_Level;
918       --  The task executing the master of this task, and the ID of this task's
919       --  master (unique only among masters currently active within Parent).
920       --
921       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and read
922       --  after Self is activated.
923
924       Master_Within : Master_Level;
925       --  The ID of the master currently executing within this task; that is,
926       --  the most deeply nested currently active master.
927       --
928       --  Protection: Only written by Self, and only read by Self or by
929       --  dependents when Self is attempting to exit a master. Since Self will
930       --  not write this field until the master is complete, the
931       --  synchronization should be adequate to prevent races.
932
933       Alive_Count : Integer := 0;
934       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
935       --  that are still "alive", i.e. not terminated.
936       --
937       --  Protection: Self.L
938
939       Awake_Count : Integer := 0;
940       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
941       --  still "awake", i.e., are not terminated and not waiting on a
942       --  terminate alternative.
943       --
944       --  Invariant: Awake_Count <= Alive_Count
945
946       --  Protection: Self.L
947
948       --  Beginning of flags
949
950       Aborting : Boolean := False;
951       pragma Atomic (Aborting);
952       --  Self is in the process of aborting. While set, prevents multiple
953       --  abort signals from being sent by different aborter while abort
954       --  is acted upon. This is essential since an aborter which calls
955       --  Abort_To_Level could set the Pending_ATC_Level to yet a lower level
956       --  (than the current level), may be preempted and would send the
957       --  abort signal when resuming execution. At this point, the abortee
958       --  may have completed abort to the proper level such that the
959       --  signal (and resulting abort exception) are not handled any more.
960       --  In other words, the flag prevents a race between multiple aborters
961       --
962       --  Protection: protected by atomic access.
963
964       ATC_Hack : Boolean := False;
965       pragma Atomic (ATC_Hack);
966       --  ?????
967       --  Temporary fix, to allow Undefer_Abort to reset Aborting in the
968       --  handler for Abort_Signal that encloses an async. entry call.
969       --  For the longer term, this should be done via code in the
970       --  handler itself.
971
972       Callable : Boolean := True;
973       --  It is OK to call entries of this task
974
975       Dependents_Aborted : Boolean := False;
976       --  This is set to True by whichever task takes responsibility for
977       --  aborting the dependents of this task.
978       --
979       --  Protection: Self.L
980
981       Interrupt_Entry : Boolean := False;
982       --  Indicates if one or more Interrupt Entries are attached to the task.
983       --  This flag is needed for cleaning up the Interrupt Entry bindings.
984
985       Pending_Action : Boolean := False;
986       --  Unified flag indicating some action needs to be take when abort
987       --  next becomes undeferred. Currently set if:
988       --  . Pending_Priority_Change is set
989       --  . Pending_ATC_Level is changed
990       --  . Requeue involving POs
991       --    (Abortable field may have changed and the Wait_Until_Abortable
992       --     has to recheck the abortable status of the call.)
993       --  . Exception_To_Raise is non-null
994       --
995       --  Protection: Self.L
996       --
997       --  This should never be reset back to False outside of the procedure
998       --  Do_Pending_Action, which is called by Undefer_Abort. It should only
999       --  be set to True by Set_Priority and Abort_To_Level.
1000
1001       Pending_Priority_Change : Boolean := False;
1002       --  Flag to indicate pending priority change (for dynamic priorities
1003       --  package). The base priority is updated on the next abort
1004       --  completion point (aka. synchronization point).
1005       --
1006       --  Protection: Self.L
1007
1008       Terminate_Alternative : Boolean := False;
1009       --  Task is accepting Select with Terminate Alternative
1010       --
1011       --  Protection: Self.L
1012
1013       --  End of flags
1014
1015       --  Beginning of counts
1016
1017       ATC_Nesting_Level : ATC_Level := 1;
1018       --  The dynamic level of ATC nesting (currently executing nested
1019       --  asynchronous select statements) in this task.
1020
1021       --  Protection: Self_ID.L. Only Self reads or updates this field.
1022       --  Decrementing it deallocates an Entry_Calls component, and care must
1023       --  be taken that all references to that component are eliminated before
1024       --  doing the decrement. This in turn will require locking a protected
1025       --  object (for a protected entry call) or the Acceptor's lock (for a
1026       --  task entry call). No other task should attempt to read or modify
1027       --  this value.
1028
1029       Deferral_Level : Natural := 1;
1030       --  This is the number of times that Defer_Abort has been called by
1031       --  this task without a matching Undefer_Abort call. Abortion is only
1032       --  allowed when this zero. It is initially 1, to protect the task at
1033       --  startup.
1034
1035       --  Protection: Only updated by Self; access assumed to be atomic
1036
1037       Pending_ATC_Level : ATC_Level_Base := ATC_Level_Infinity;
1038       --  The ATC level to which this task is currently being aborted. If the
1039       --  value is zero, the entire task has "completed". That may be via
1040       --  abort, exception propagation, or normal exit. If the value is
1041       --  ATC_Level_Infinity, the task is not being aborted to any level. If
1042       --  the value is positive, the task has not completed. This should ONLY
1043       --  be modified by Abort_To_Level and Exit_One_ATC_Level.
1044       --
1045       --  Protection: Self.L
1046
1047       Serial_Number : Task_Serial_Number;
1048       --  A growing number to provide some way to check locking  rules/ordering
1049
1050       Known_Tasks_Index : Integer := -1;
1051       --  Index in the System.Tasking.Debug.Known_Tasks array
1052
1053       User_State : Long_Integer := 0;
1054       --  User-writeable location, for use in debugging tasks; also provides a
1055       --  simple task specific data.
1056
1057       Direct_Attributes : Direct_Attribute_Array;
1058       --  For task attributes that have same size as Address
1059
1060       Is_Defined : Direct_Index_Vector := 0;
1061       --  Bit I is 1 iff Direct_Attributes (I) is defined
1062
1063       Indirect_Attributes : Access_Address;
1064       --  A pointer to chain of records for other attributes that are not
1065       --  address-sized, including all tagged types.
1066
1067       Entry_Queues : Task_Entry_Queue_Array (1 .. Entry_Num);
1068       --  An array of task entry queues
1069       --
1070       --  Protection: Self.L. Once a task has set Self.Stage to Completing, it
1071       --  has exclusive access to this field.
1072    end record;
1073
1074    --------------------
1075    -- Initialization --
1076    --------------------
1077
1078    procedure Initialize;
1079    --  This procedure constitutes the first part of the initialization of the
1080    --  GNARL. This includes creating data structures to make the initial thread
1081    --  into the environment task. The last part of the initialization is done
1082    --  in System.Tasking.Initialization or System.Tasking.Restricted.Stages.
1083    --  All the initializations used to be in Tasking.Initialization, but this
1084    --  is no longer possible with the run time simplification (including
1085    --  optimized PO and the restricted run time) since one cannot rely on
1086    --  System.Tasking.Initialization being present, as was done before.
1087
1088    procedure Initialize_ATCB
1089      (Self_ID          : Task_Id;
1090       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
1091       Task_Arg         : System.Address;
1092       Parent           : Task_Id;
1093       Elaborated       : Access_Boolean;
1094       Base_Priority    : System.Any_Priority;
1095       Task_Info        : System.Task_Info.Task_Info_Type;
1096       Stack_Size       : System.Parameters.Size_Type;
1097       T                : Task_Id;
1098       Success          : out Boolean);
1099    --  Initialize fields of a TCB and link into global TCB structures Call
1100    --  this only with abort deferred and holding RTS_Lock. Need more
1101    --  documentation, mention T, and describe Success ???
1102
1103 private
1104
1105    Null_Task : constant Task_Id := null;
1106
1107    type Activation_Chain is limited record
1108       T_ID : Task_Id;
1109    end record;
1110
1111    --  Activation_Chain is an in-out parameter of initialization procedures and
1112    --  it must be passed by reference because the init proc may terminate
1113    --  abnormally after creating task components, and these must be properly
1114    --  registered for removal (Expunge_Unactivated_Tasks). The "limited" forces
1115    --  Activation_Chain to be a by-reference type; see RM-6.2(4).
1116
1117 end System.Tasking;