OSDN Git Service

2006-10-31 Javier Miranda <miranda@adacore.com>
[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) 1992-2006, 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 2,  or (at your option) any later ver- --
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18 -- Public License  distributed with GNARL; see file COPYING.  If not, write --
19 -- to  the  Free Software Foundation,  51  Franklin  Street,  Fifth  Floor, --
20 -- Boston, MA 02110-1301, USA.                                              --
21 --                                                                          --
22 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
23 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
24 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
25 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
26 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
27 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
28 --                                                                          --
29 -- GNARL was developed by the GNARL team at Florida State University.       --
30 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies, Inc.     --
31 --                                                                          --
32 ------------------------------------------------------------------------------
33
34 --  This package provides necessary type definitions for compiler interface
35
36 --  Note: the compiler generates direct calls to this interface, via Rtsfind.
37 --  Any changes to this interface may require corresponding compiler changes.
38
39 with Ada.Exceptions;
40 --  Used for Exception_Id
41 --           Exception_Occurrence
42
43 with System.Parameters;
44 --  used for Size_Type
45
46 with System.Task_Info;
47 --  used for Task_Info_Type
48
49 with System.Soft_Links;
50 --  used for TSD
51
52 with System.Task_Primitives;
53 --  used for Private_Data
54
55 with System.Stack_Usage;
56 --  used for Stack_Analyzer
57
58 with Unchecked_Conversion;
59
60 package System.Tasking is
61    pragma Preelaborate;
62
63    -------------------
64    -- Locking Rules --
65    -------------------
66
67    --  The following rules must be followed at all times, to prevent
68    --  deadlock and generally ensure correct operation of locking.
69
70    --  Never lock a lock unless abort is deferred
71
72    --  Never undefer abort while holding a lock
73
74    --  Overlapping critical sections must be properly nested, and locks must
75    --  be released in LIFO order. e.g., the following is not allowed:
76
77    --         Lock (X);
78    --         ...
79    --         Lock (Y);
80    --         ...
81    --         Unlock (X);
82    --         ...
83    --         Unlock (Y);
84
85    --  Locks with lower (smaller) level number cannot be locked
86    --  while holding a lock with a higher level number. (The level
87
88    --  1. System.Tasking.PO_Simple.Protection.L (any PO lock)
89    --  2. System.Tasking.Initialization.Global_Task_Lock (in body)
90    --  3. System.Task_Primitives.Operations.Single_RTS_Lock
91    --  4. System.Tasking.Ada_Task_Control_Block.LL.L (any TCB lock)
92
93    --  Clearly, there can be no circular chain of hold-and-wait
94    --  relationships involving locks in different ordering levels.
95
96    --  We used to have Global_Task_Lock before Protection.L but this was
97    --  clearly wrong since there can be calls to "new" inside protected
98    --  operations. The new ordering prevents these failures.
99
100    --  Sometimes we need to hold two ATCB locks at the same time. To allow us
101    --  to order the locking, each ATCB is given a unique serial number. If one
102    --  needs to hold locks on several ATCBs at once, the locks with lower
103    --  serial numbers must be locked first.
104
105    --  We don't always need to check the serial numbers, since the serial
106    --  numbers are assigned sequentially, and so:
107
108    --  . The parent of a task always has a lower serial number.
109    --  . The activator of a task always has a lower serial number.
110    --  . The environment task has a lower serial number than any other task.
111    --  . If the activator of a task is different from the task's parent,
112    --    the parent always has a lower serial number than the activator.
113
114    ---------------------------------
115    -- Task_Id related definitions --
116    ---------------------------------
117
118    type Ada_Task_Control_Block;
119
120    type Task_Id is access all Ada_Task_Control_Block;
121
122    Null_Task : constant Task_Id;
123
124    type Task_List is array (Positive range <>) of Task_Id;
125
126    function Self return Task_Id;
127    pragma Inline (Self);
128    --  This is the compiler interface version of this function. Do not call
129    --  from the run-time system.
130
131    function To_Task_Id is new Unchecked_Conversion (System.Address, Task_Id);
132    function To_Address is new Unchecked_Conversion (Task_Id, System.Address);
133
134    -----------------------
135    -- Enumeration types --
136    -----------------------
137
138    type Task_States is
139      (Unactivated,
140       --  Task has been created but has not been activated.
141       --  It cannot be executing.
142
143       --  Active states
144       --  For all states from here down, the task has been activated.
145       --  For all states from here down, except for Terminated, the task
146       --  may be executing.
147       --  Activator = null iff it has not yet completed activating.
148
149       --  For all states from here down,
150       --  the task has been activated, and may be executing.
151
152       Runnable,
153       --  Task is not blocked for any reason known to Ada.
154       --  (It may be waiting for a mutex, though.)
155       --  It is conceptually "executing" in normal mode.
156
157       Terminated,
158       --  The task is terminated, in the sense of ARM 9.3 (5).
159       --  Any dependents that were waiting on terminate
160       --  alternatives have been awakened and have terminated themselves.
161
162       Activator_Sleep,
163       --  Task is waiting for created tasks to complete activation
164
165       Acceptor_Sleep,
166       --  Task is waiting on an accept or selective wait statement
167
168       Entry_Caller_Sleep,
169       --  Task is waiting on an entry call
170
171       Async_Select_Sleep,
172       --  Task is waiting to start the abortable part of an
173       --  asynchronous select statement.
174
175       Delay_Sleep,
176       --  Task is waiting on a select statement with only a delay
177       --  alternative open.
178
179       Master_Completion_Sleep,
180       --  Master completion has two phases.
181       --  In Phase 1 the task is sleeping in Complete_Master
182       --  having completed a master within itself,
183       --  and is waiting for the tasks dependent on that master to become
184       --  terminated or waiting on a terminate Phase.
185
186       Master_Phase_2_Sleep,
187       --  In Phase 2 the task is sleeping in Complete_Master
188       --  waiting for tasks on terminate alternatives to finish
189       --  terminating.
190
191       --  The following are special uses of sleep, for server tasks
192       --  within the run-time system.
193
194       Interrupt_Server_Idle_Sleep,
195       Interrupt_Server_Blocked_Interrupt_Sleep,
196       Timer_Server_Sleep,
197       AST_Server_Sleep,
198
199       Asynchronous_Hold,
200       --  The task has been held by Asynchronous_Task_Control.Hold_Task
201
202       Interrupt_Server_Blocked_On_Event_Flag
203       --  The task has been blocked on a system call waiting for the
204       --  completion event.
205      );
206
207    type Call_Modes is
208      (Simple_Call, Conditional_Call, Asynchronous_Call, Timed_Call);
209
210    type Select_Modes is (Simple_Mode, Else_Mode, Terminate_Mode, Delay_Mode);
211
212    subtype Delay_Modes is Integer;
213
214    -------------------------------
215    -- Entry related definitions --
216    -------------------------------
217
218    Null_Entry : constant := 0;
219
220    Max_Entry : constant := Integer'Last;
221
222    Interrupt_Entry : constant := -2;
223
224    Cancelled_Entry : constant := -1;
225
226    type Entry_Index is range Interrupt_Entry .. Max_Entry;
227
228    Null_Task_Entry : constant := Null_Entry;
229
230    Max_Task_Entry : constant := Max_Entry;
231
232    type Task_Entry_Index is new Entry_Index
233      range Null_Task_Entry .. Max_Task_Entry;
234
235    type Entry_Call_Record;
236
237    type Entry_Call_Link is access all Entry_Call_Record;
238
239    type Entry_Queue is record
240       Head : Entry_Call_Link;
241       Tail : Entry_Call_Link;
242    end record;
243
244    type Task_Entry_Queue_Array is
245      array (Task_Entry_Index range <>) of Entry_Queue;
246
247    ----------------------------------
248    -- Entry_Call_Record definition --
249    ----------------------------------
250
251    type Entry_Call_State is
252      (Never_Abortable,
253       --  the call is not abortable, and never can be
254
255       Not_Yet_Abortable,
256       --  the call is not abortable, but may become so
257
258       Was_Abortable,
259       --  the call is not abortable, but once was
260
261       Now_Abortable,
262       --  the call is abortable
263
264       Done,
265       --  the call has been completed
266
267       Cancelled
268       --  the call was asynchronous, and was cancelled
269      );
270
271    --  Never_Abortable is used for calls that are made in a abort
272    --  deferred region (see ARM 9.8(5-11), 9.8 (20)).
273    --  Such a call is never abortable.
274
275    --  The Was_ vs. Not_Yet_ distinction is needed to decide whether it
276    --  is OK to advance into the abortable part of an async. select stmt.
277    --  That is allowed iff the mode is Now_ or Was_.
278
279    --  Done indicates the call has been completed, without cancellation,
280    --  or no call has been made yet at this ATC nesting level,
281    --  and so aborting the call is no longer an issue.
282    --  Completion of the call does not necessarily indicate "success";
283    --  the call may be returning an exception if Exception_To_Raise is
284    --  non-null.
285
286    --  Cancelled indicates the call was cancelled,
287    --  and so aborting the call is no longer an issue.
288
289    --  The call is on an entry queue unless
290    --  State >= Done, in which case it may or may not be still Onqueue.
291
292    --  Please do not modify the order of the values, without checking
293    --  all uses of this type. We rely on partial "monotonicity" of
294    --  Entry_Call_Record.State to avoid locking when we access this
295    --  value for certain tests. In particular:
296
297    --  1)  Once State >= Done, we can rely that the call has been
298    --      completed. If State >= Done, it will not
299    --      change until the task does another entry call at this level.
300
301    --  2)  Once State >= Was_Abortable, we can rely that the call has
302    --      been queued abortably at least once, and so the check for
303    --      whether it is OK to advance to the abortable part of an
304    --      async. select statement does not need to lock anything.
305
306    type Restricted_Entry_Call_Record is record
307       Self : Task_Id;
308       --  ID of the caller
309
310       Mode : Call_Modes;
311
312       State : Entry_Call_State;
313       pragma Atomic (State);
314       --  Indicates part of the state of the call.
315       --
316       --  Protection: If the call is not on a queue, it should only be
317       --  accessed by Self, and Self does not need any lock to modify this
318       --  field.
319       --
320       --  Once the call is on a queue, the value should be something other
321       --  than Done unless it is cancelled, and access is controller by the
322       --  "server" of the queue -- i.e., the lock of Checked_To_Protection
323       --  (Call_Target) if the call record is on the queue of a PO, or the
324       --  lock of Called_Target if the call is on the queue of a task. See
325       --  comments on type declaration for more details.
326
327       Uninterpreted_Data : System.Address;
328       --  Data passed by the compiler
329
330       Exception_To_Raise : Ada.Exceptions.Exception_Id;
331       --  The exception to raise once this call has been completed without
332       --  being aborted.
333    end record;
334    pragma Suppress_Initialization (Restricted_Entry_Call_Record);
335
336    -------------------------------------------
337    -- Task termination procedure definition --
338    -------------------------------------------
339
340    --  We need to redefine here these types (already defined in
341    --  Ada.Task_Termination) for avoiding circular dependencies.
342
343    type Cause_Of_Termination is (Normal, Abnormal, Unhandled_Exception);
344    --  Possible causes for task termination:
345    --
346    --    Normal means that the task terminates due to completing the
347    --    last sentence of its body, or as a result of waiting on a
348    --    terminate alternative.
349
350    --    Abnormal means that the task terminates because it is being aborted
351
352    --    handled_Exception means that the task terminates because of exception
353    --    raised by by the execution of its task_body.
354
355    type Termination_Handler is access protected procedure
356      (Cause : Cause_Of_Termination;
357       T     : Task_Id;
358       X     : Ada.Exceptions.Exception_Occurrence);
359    --  Used to represent protected procedures to be executed when task
360    --  terminates.
361
362    ------------------------------------
363    -- Task related other definitions --
364    ------------------------------------
365
366    type Activation_Chain is limited private;
367    --  Comment required ???
368
369    type Activation_Chain_Access is access all Activation_Chain;
370    --  Comment required ???
371
372    type Task_Procedure_Access is access procedure (Arg : System.Address);
373
374    type Access_Boolean is access all Boolean;
375
376    function Detect_Blocking return Boolean;
377    pragma Inline (Detect_Blocking);
378    --  Return whether the Detect_Blocking pragma is enabled
379
380    ----------------------------------------------
381    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
382    ----------------------------------------------
383
384    --  Notes on protection (synchronization) of TRTS data structures
385
386    --  Any field of the TCB can be written by the activator of a task when the
387    --  task is created, since no other task can access the new task's
388    --  state until creation is complete.
389
390    --  The protection for each field is described in a comment starting with
391    --  "Protection:".
392
393    --  When a lock is used to protect an ATCB field, this lock is simply named
394
395    --  Some protection is described in terms of tasks related to the
396    --  ATCB being protected. These are:
397
398    --    Self:      The task which is controlled by this ATCB
399    --    Acceptor:  A task accepting a call from Self
400    --    Caller:    A task calling an entry of Self
401    --    Parent:    The task executing the master on which Self depends
402    --    Dependent: A task dependent on Self
403    --    Activator: The task that created Self and initiated its activation
404    --    Created:   A task created and activated by Self
405
406    --  Note: The order of the fields is important to implement efficiently
407    --  tasking support under gdb.
408    --  Currently gdb relies on the order of the State, Parent, Base_Priority,
409    --  Task_Image, Task_Image_Len, Call and LL fields.
410
411    -------------------------
412    -- Common ATCB section --
413    -------------------------
414
415    --  Section used by all GNARL implementations (regular and restricted)
416
417    type Common_ATCB is record
418       State : Task_States;
419       pragma Atomic (State);
420       --  Encodes some basic information about the state of a task,
421       --  including whether it has been activated, whether it is sleeping,
422       --  and whether it is terminated.
423       --
424       --  Protection: Self.L
425
426       Parent : Task_Id;
427       --  The task on which this task depends.
428       --  See also Master_Level and Master_Within.
429
430       Base_Priority : System.Any_Priority;
431       --  Base priority, not changed during entry calls, only changed
432       --  via dynamic priorities package.
433       --
434       --  Protection: Only written by Self, accessed by anyone
435
436       Current_Priority : System.Any_Priority;
437       --  Active priority, except that the effects of protected object
438       --  priority ceilings are not reflected. This only reflects explicit
439       --  priority changes and priority inherited through task activation
440       --  and rendezvous.
441       --
442       --  Ada 95 notes: In Ada 95, this field will be transferred to the
443       --  Priority field of an Entry_Calls component when an entry call
444       --  is initiated. The Priority of the Entry_Calls component will not
445       --  change for the duration of the call. The accepting task can
446       --  use it to boost its own priority without fear of its changing in
447       --  the meantime.
448       --
449       --  This can safely be used in the priority ordering
450       --  of entry queues. Once a call is queued, its priority does not
451       --  change.
452       --
453       --  Since an entry call cannot be made while executing
454       --  a protected action, the priority of a task will never reflect a
455       --  priority ceiling change at the point of an entry call.
456       --
457       --  Protection: Only written by Self, and only accessed when Acceptor
458       --  accepts an entry or when Created activates, at which points Self is
459       --  suspended.
460
461       Protected_Action_Nesting : Natural;
462       pragma Atomic (Protected_Action_Nesting);
463       --  The dynamic level of protected action nesting for this task. This
464       --  field is needed for checking whether potentially blocking operations
465       --  are invoked from protected actions. pragma Atomic is used because it
466       --  can be read/written from protected interrupt handlers.
467
468       Task_Image : String (1 .. 32);
469       --  Hold a string that provides a readable id for task,
470       --  built from the variable of which it is a value or component.
471
472       Task_Image_Len : Natural;
473       --  Actual length of Task_Image
474
475       Call : Entry_Call_Link;
476       --  The entry call that has been accepted by this task.
477       --
478       --  Protection: Self.L. Self will modify this field when Self.Accepting
479       --  is False, and will not need the mutex to do so. Once a task sets
480       --  Pending_ATC_Level = 0, no other task can access this field.
481
482       LL : aliased Task_Primitives.Private_Data;
483       --  Control block used by the underlying low-level tasking service
484       --  (GNULLI).
485       --
486       --  Protection: This is used only by the GNULLI implementation, which
487       --  takes care of all of its synchronization.
488
489       Task_Arg : System.Address;
490       --  The argument to task procedure. Provide a handle for discriminant
491       --  information
492       --
493       --  Protection: Part of the synchronization between Self and Activator.
494       --  Activator writes it, once, before Self starts executing. Thereafter,
495       --  Self only reads it.
496
497       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
498       --  Information needed to call the procedure containing the code for
499       --  the body of this task.
500       --
501       --  Protection: Part of the synchronization between Self and Activator.
502       --  Activator writes it, once, before Self starts executing. Self reads
503       --  it, once, as part of its execution.
504
505       Compiler_Data : System.Soft_Links.TSD;
506       --  Task-specific data needed by the compiler to store per-task
507       --  structures.
508       --
509       --  Protection: Only accessed by Self
510
511       All_Tasks_Link : Task_Id;
512       --  Used to link this task to the list of all tasks in the system
513       --
514       --  Protection: RTS_Lock
515
516       Activation_Link : Task_Id;
517       --  Used to link this task to a list of tasks to be activated
518       --
519       --  Protection: Only used by Activator
520
521       Activator : Task_Id;
522       --  The task that created this task, either by declaring it as a task
523       --  object or by executing a task allocator. The value is null iff Self
524       --  has completed activation.
525       --
526       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and only read
527       --  and modified by Self after that.
528
529       Wait_Count : Integer;
530       --  This count is used by a task that is waiting for other tasks. At all
531       --  other times, the value should be zero. It is used differently in
532       --  several different states. Since a task cannot be in more than one of
533       --  these states at the same time, a single counter suffices.
534       --
535       --  Protection: Self.L
536
537       --  Activator_Sleep
538
539       --  This is the number of tasks that this task is activating, i.e. the
540       --  children that have started activation but have not completed it.
541       --
542       --  Protection: Self.L and Created.L. Both mutexes must be locked, since
543       --  Self.Activation_Count and Created.State must be synchronized.
544
545       --  Master_Completion_Sleep (phase 1)
546
547       --  This is the number dependent tasks of a master being completed by
548       --  Self that are not activated, not terminated, and not waiting on a
549       --  terminate alternative.
550
551       --  Master_Completion_2_Sleep (phase 2)
552
553       --  This is the count of tasks dependent on a master being completed by
554       --  Self which are waiting on a terminate alternative.
555
556       Elaborated : Access_Boolean;
557       --  Pointer to a flag indicating that this task's body has been
558       --  elaborated. The flag is created and managed by the
559       --  compiler-generated code.
560       --
561       --  Protection: The field itself is only accessed by Activator. The flag
562       --  that it points to is updated by Master and read by Activator; access
563       --  is assumed to be atomic.
564
565       Activation_Failed : Boolean;
566       --  Set to True if activation of a chain of tasks fails,
567       --  so that the activator should raise Tasking_Error.
568
569       Task_Info : System.Task_Info.Task_Info_Type;
570       --  System-specific attributes of the task as specified by the
571       --  Task_Info pragma.
572
573       Analyzer  : System.Stack_Usage.Stack_Analyzer;
574       --  For storing informations used to measure the stack usage
575
576       Global_Task_Lock_Nesting : Natural;
577       --  This is the current nesting level of calls to
578       --  System.Tasking.Initialization.Lock_Task. This allows a task to call
579       --  Lock_Task multiple times without deadlocking. A task only locks
580       --  Global_Task_Lock when its Global_Task_Lock_Nesting goes from 0 to 1,
581       --  and only unlocked when it goes from 1 to 0.
582       --
583       --  Protection: Only accessed by Self
584
585       Fall_Back_Handler : Termination_Handler;
586       --  This is the fall-back handler that applies to the dependent tasks of
587       --  the task.
588       --
589       --  Protection: Self.L
590
591       Specific_Handler : Termination_Handler;
592       --  This is the specific handler that applies only to this task, and not
593       --  any of its dependent tasks.
594       --
595       --  Protection: Self.L
596    end record;
597
598    ---------------------------------------
599    -- Restricted_Ada_Task_Control_Block --
600    ---------------------------------------
601
602    --  This type should only be used by the restricted GNARLI and by
603    --  restricted GNULL implementations to allocate an ATCB (see
604    --  System.Task_Primitives.Operations.New_ATCB) that will take
605    --  significantly less memory.
606
607    --  Note that the restricted GNARLI should only access fields that are
608    --  present in the Restricted_Ada_Task_Control_Block structure.
609
610    type Restricted_Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is
611    record
612       Common : Common_ATCB;
613       --  The common part between various tasking implementations
614
615       Entry_Call : aliased Restricted_Entry_Call_Record;
616       --  Protection: This field is used on entry call "queues" associated
617       --  with protected objects, and is protected by the protected object
618       --  lock.
619    end record;
620    pragma Suppress_Initialization (Restricted_Ada_Task_Control_Block);
621
622    Interrupt_Manager_ID : Task_Id;
623    --  This task ID is declared here to break circular dependencies.
624    --  Also declare Interrupt_Manager_ID after Task_Id is known, to avoid
625    --  generating unneeded finalization code.
626
627    -----------------------
628    -- List of all Tasks --
629    -----------------------
630
631    All_Tasks_List : Task_Id;
632    --  Global linked list of all tasks
633
634    ------------------------------------------
635    -- Regular (non restricted) definitions --
636    ------------------------------------------
637
638    --------------------------------
639    -- Master Related Definitions --
640    --------------------------------
641
642    subtype Master_Level is Integer;
643    subtype Master_ID is Master_Level;
644
645    --  Normally, a task starts out with internal master nesting level one
646    --  larger than external master nesting level. It is incremented to one by
647    --  Enter_Master, which is called in the task body only if the compiler
648    --  thinks the task may have dependent tasks. It is set to for the
649    --  environment task, the level 2 is reserved for server tasks of the
650    --  run-time system (the so called "independent tasks"), and the level 3 is
651    --  for the library level tasks.
652
653    Environment_Task_Level : constant Master_Level := 1;
654    Independent_Task_Level : constant Master_Level := 2;
655    Library_Task_Level     : constant Master_Level := 3;
656
657    ------------------------------
658    -- Task size, priority info --
659    ------------------------------
660
661    Unspecified_Priority : constant Integer := System.Priority'First - 1;
662
663    Priority_Not_Boosted : constant Integer := System.Priority'First - 1;
664    --  Definition of Priority actually has to come from the RTS configuration
665
666    subtype Rendezvous_Priority is Integer
667      range Priority_Not_Boosted .. System.Any_Priority'Last;
668
669    ------------------------------------
670    -- Rendezvous related definitions --
671    ------------------------------------
672
673    No_Rendezvous : constant := 0;
674
675    Max_Select : constant Integer := Integer'Last;
676    --  RTS-defined
677
678    subtype Select_Index is Integer range No_Rendezvous .. Max_Select;
679    --   type Select_Index is range No_Rendezvous .. Max_Select;
680
681    subtype Positive_Select_Index is
682      Select_Index range 1 .. Select_Index'Last;
683
684    type Accept_Alternative is record
685       Null_Body : Boolean;
686       S         : Task_Entry_Index;
687    end record;
688
689    type Accept_List is
690      array (Positive_Select_Index range <>) of Accept_Alternative;
691
692    type Accept_List_Access is access constant Accept_List;
693
694    -----------------------------------
695    -- ATC_Level related definitions --
696    -----------------------------------
697
698    Max_ATC_Nesting : constant Natural := 20;
699
700    subtype ATC_Level_Base is Integer range 0 .. Max_ATC_Nesting;
701
702    ATC_Level_Infinity : constant ATC_Level_Base := ATC_Level_Base'Last;
703
704    subtype ATC_Level is ATC_Level_Base range 0 .. ATC_Level_Base'Last - 1;
705
706    subtype ATC_Level_Index is ATC_Level range 1 .. ATC_Level'Last;
707
708    ----------------------------------
709    -- Entry_Call_Record definition --
710    ----------------------------------
711
712    type Entry_Call_Record is record
713       Self  : Task_Id;
714       --  ID of the caller
715
716       Mode : Call_Modes;
717
718       State : Entry_Call_State;
719       pragma Atomic (State);
720       --  Indicates part of the state of the call
721       --
722       --  Protection: If the call is not on a queue, it should only be
723       --  accessed by Self, and Self does not need any lock to modify this
724       --  field. Once the call is on a queue, the value should be something
725       --  other than Done unless it is cancelled, and access is controller by
726       --  the "server" of the queue -- i.e., the lock of Checked_To_Protection
727       --  (Call_Target) if the call record is on the queue of a PO, or the
728       --  lock of Called_Target if the call is on the queue of a task. See
729       --  comments on type declaration for more details.
730
731       Uninterpreted_Data : System.Address;
732       --  Data passed by the compiler
733
734       Exception_To_Raise : Ada.Exceptions.Exception_Id;
735       --  The exception to raise once this call has been completed without
736       --  being aborted.
737
738       Prev : Entry_Call_Link;
739
740       Next : Entry_Call_Link;
741
742       Level : ATC_Level;
743       --  One of Self and Level are redundant in this implementation, since
744       --  each Entry_Call_Record is at Self.Entry_Calls (Level). Since we must
745       --  have access to the entry call record to be reading this, we could
746       --  get Self from Level, or Level from Self. However, this requires
747       --  non-portable address arithmetic.
748
749       E : Entry_Index;
750
751       Prio : System.Any_Priority;
752
753       --  The above fields are those that there may be some hope of packing.
754       --  They are gathered together to allow for compilers that lay records
755       --  out contiguously, to allow for such packing.
756
757       Called_Task : Task_Id;
758       pragma Atomic (Called_Task);
759       --  Use for task entry calls. The value is null if the call record is
760       --  not in use. Conversely, unless State is Done and Onqueue is false,
761       --  Called_Task points to an ATCB.
762       --
763       --  Protection:  Called_Task.L
764
765       Called_PO : System.Address;
766       pragma Atomic (Called_PO);
767       --  Similar to Called_Task but for protected objects
768       --
769       --  Note that the previous implementation tried to merge both
770       --  Called_Task and Called_PO but this ended up in many unexpected
771       --  complications (e.g having to add a magic number in the ATCB, which
772       --  caused gdb lots of confusion) with no real gain since the
773       --  Lock_Server implementation still need to loop around chasing for
774       --  pointer changes even with a single pointer.
775
776       Acceptor_Prev_Call : Entry_Call_Link;
777       --  For task entry calls only
778
779       Acceptor_Prev_Priority : Rendezvous_Priority := Priority_Not_Boosted;
780       --  For task entry calls only. The priority of the most recent prior
781       --  call being serviced. For protected entry calls, this function should
782       --  be performed by GNULLI ceiling locking.
783
784       Cancellation_Attempted : Boolean := False;
785       pragma Atomic (Cancellation_Attempted);
786       --  Cancellation of the call has been attempted.
787       --  Consider merging this into State???
788
789       Requeue_With_Abort : Boolean := False;
790       --  Temporary to tell caller whether requeue is with abort.
791       --  Find a better way of doing this ???
792
793       Needs_Requeue : Boolean := False;
794       --  Temporary to tell acceptor of task entry call that
795       --  Exceptional_Complete_Rendezvous needs to do requeue.
796    end record;
797
798    ------------------------------------
799    -- Task related other definitions --
800    ------------------------------------
801
802    type Access_Address is access all System.Address;
803    --  Comment on what this is used for ???
804
805    pragma No_Strict_Aliasing (Access_Address);
806    --  This type is used in contexts where aliasing may be an issue (see
807    --  for example s-tataat.adb), so we avoid any incorrect aliasing
808    --  assumptions.
809
810    ----------------------------------------------
811    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
812    ----------------------------------------------
813
814    type Entry_Call_Array is array (ATC_Level_Index) of
815      aliased Entry_Call_Record;
816
817    type Direct_Index is range 0 .. Parameters.Default_Attribute_Count;
818    subtype Direct_Index_Range is Direct_Index range 1 .. Direct_Index'Last;
819    --  Attributes with indices in this range are stored directly in the task
820    --  control block. Such attributes must be Address-sized. Other attributes
821    --  will be held in dynamically allocated records chained off of the task
822    --  control block.
823
824    type Direct_Attribute_Element is mod Memory_Size;
825    pragma Atomic (Direct_Attribute_Element);
826
827    type Direct_Attribute_Array is
828      array (Direct_Index_Range) of aliased Direct_Attribute_Element;
829
830    type Direct_Index_Vector is mod 2 ** Parameters.Default_Attribute_Count;
831    --  This is a bit-vector type, used to store information about
832    --  the usage of the direct attribute fields.
833
834    type Task_Serial_Number is mod 2 ** 64;
835    --  Used to give each task a unique serial number
836
837    type Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is record
838       Common : Common_ATCB;
839       --  The common part between various tasking implementations
840
841       Entry_Calls : Entry_Call_Array;
842       --  An array of entry calls
843       --
844       --  Protection: The elements of this array are on entry call queues
845       --  associated with protected objects or task entries, and are protected
846       --  by the protected object lock or Acceptor.L, respectively.
847
848       New_Base_Priority : System.Any_Priority;
849       --  New value for Base_Priority (for dynamic priorities package)
850       --
851       --  Protection: Self.L
852
853       Open_Accepts : Accept_List_Access;
854       --  This points to the Open_Accepts array of accept alternatives passed
855       --  to the RTS by the compiler-generated code to Selective_Wait. It is
856       --  non-null iff this task is ready to accept an entry call.
857       --
858       --  Protection: Self.L
859
860       Chosen_Index : Select_Index;
861       --  The index in Open_Accepts of the entry call accepted by a selective
862       --  wait executed by this task.
863       --
864       --  Protection: Written by both Self and Caller. Usually protected by
865       --  Self.L. However, once the selection is known to have been written it
866       --  can be accessed without protection. This happens after Self has
867       --  updated it itself using information from a suspended Caller, or
868       --  after Caller has updated it and awakened Self.
869
870       Master_of_Task : Master_Level;
871       --  The task executing the master of this task, and the ID of this task's
872       --  master (unique only among masters currently active within Parent).
873       --
874       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and read
875       --  after Self is activated.
876
877       Master_Within : Master_Level;
878       --  The ID of the master currently executing within this task; that is,
879       --  the most deeply nested currently active master.
880       --
881       --  Protection: Only written by Self, and only read by Self or by
882       --  dependents when Self is attempting to exit a master. Since Self will
883       --  not write this field until the master is complete, the
884       --  synchronization should be adequate to prevent races.
885
886       Alive_Count : Integer := 0;
887       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
888       --  that are still "alive", i.e. not terminated.
889       --
890       --  Protection: Self.L
891
892       Awake_Count : Integer := 0;
893       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
894       --  still "awake", i.e., are not terminated and not waiting on a
895       --  terminate alternative.
896       --
897       --  Invariant: Awake_Count <= Alive_Count
898
899       --  Protection: Self.L
900
901       --  Beginning of flags
902
903       Aborting : Boolean := False;
904       pragma Atomic (Aborting);
905       --  Self is in the process of aborting. While set, prevents multiple
906       --  abort signals from being sent by different aborter while abort
907       --  is acted upon. This is essential since an aborter which calls
908       --  Abort_To_Level could set the Pending_ATC_Level to yet a lower level
909       --  (than the current level), may be preempted and would send the
910       --  abort signal when resuming execution. At this point, the abortee
911       --  may have completed abort to the proper level such that the
912       --  signal (and resulting abort exception) are not handled any more.
913       --  In other words, the flag prevents a race between multiple aborters
914       --
915       --  Protection: protected by atomic access.
916
917       ATC_Hack : Boolean := False;
918       pragma Atomic (ATC_Hack);
919       --  ?????
920       --  Temporary fix, to allow Undefer_Abort to reset Aborting in the
921       --  handler for Abort_Signal that encloses an async. entry call.
922       --  For the longer term, this should be done via code in the
923       --  handler itself.
924
925       Callable : Boolean := True;
926       --  It is OK to call entries of this task
927
928       Dependents_Aborted : Boolean := False;
929       --  This is set to True by whichever task takes responsibility for
930       --  aborting the dependents of this task.
931       --
932       --  Protection: Self.L
933
934       Interrupt_Entry : Boolean := False;
935       --  Indicates if one or more Interrupt Entries are attached to the task.
936       --  This flag is needed for cleaning up the Interrupt Entry bindings.
937
938       Pending_Action : Boolean := False;
939       --  Unified flag indicating some action needs to be take when abort
940       --  next becomes undeferred. Currently set if:
941       --  . Pending_Priority_Change is set
942       --  . Pending_ATC_Level is changed
943       --  . Requeue involving POs
944       --    (Abortable field may have changed and the Wait_Until_Abortable
945       --     has to recheck the abortable status of the call.)
946       --  . Exception_To_Raise is non-null
947       --
948       --  Protection: Self.L
949       --
950       --  This should never be reset back to False outside of the procedure
951       --  Do_Pending_Action, which is called by Undefer_Abort. It should only
952       --  be set to True by Set_Priority and Abort_To_Level.
953
954       Pending_Priority_Change : Boolean := False;
955       --  Flag to indicate pending priority change (for dynamic priorities
956       --  package). The base priority is updated on the next abort
957       --  completion point (aka. synchronization point).
958       --
959       --  Protection: Self.L
960
961       Terminate_Alternative : Boolean := False;
962       --  Task is accepting Select with Terminate Alternative
963       --
964       --  Protection: Self.L
965
966       --  End of flags
967
968       --  Beginning of counts
969
970       ATC_Nesting_Level : ATC_Level := 1;
971       --  The dynamic level of ATC nesting (currently executing nested
972       --  asynchronous select statements) in this task.
973
974       --  Protection: Self_ID.L. Only Self reads or updates this field.
975       --  Decrementing it deallocates an Entry_Calls component, and care must
976       --  be taken that all references to that component are eliminated before
977       --  doing the decrement. This in turn will require locking a protected
978       --  object (for a protected entry call) or the Acceptor's lock (for a
979       --  task entry call). No other task should attempt to read or modify
980       --  this value.
981
982       Deferral_Level : Natural := 1;
983       --  This is the number of times that Defer_Abortion has been called by
984       --  this task without a matching Undefer_Abortion call. Abortion is only
985       --  allowed when this zero. It is initially 1, to protect the task at
986       --  startup.
987
988       --  Protection: Only updated by Self; access assumed to be atomic
989
990       Pending_ATC_Level : ATC_Level_Base := ATC_Level_Infinity;
991       --  The ATC level to which this task is currently being aborted. If the
992       --  value is zero, the entire task has "completed". That may be via
993       --  abort, exception propagation, or normal exit. If the value is
994       --  ATC_Level_Infinity, the task is not being aborted to any level. If
995       --  the value is positive, the task has not completed. This should ONLY
996       --  be modified by Abort_To_Level and Exit_One_ATC_Level.
997       --
998       --  Protection: Self.L
999
1000       Serial_Number : Task_Serial_Number;
1001       --  A growing number to provide some way to check locking  rules/ordering
1002
1003       Known_Tasks_Index : Integer := -1;
1004       --  Index in the System.Tasking.Debug.Known_Tasks array
1005
1006       User_State : Long_Integer := 0;
1007       --  User-writeable location, for use in debugging tasks; also provides a
1008       --  simple task specific data.
1009
1010       Direct_Attributes : Direct_Attribute_Array;
1011       --  For task attributes that have same size as Address
1012
1013       Is_Defined : Direct_Index_Vector := 0;
1014       --  Bit I is 1 iff Direct_Attributes (I) is defined
1015
1016       Indirect_Attributes : Access_Address;
1017       --  A pointer to chain of records for other attributes that are not
1018       --  address-sized, including all tagged types.
1019
1020       Entry_Queues : Task_Entry_Queue_Array (1 .. Entry_Num);
1021       --  An array of task entry queues
1022       --
1023       --  Protection: Self.L. Once a task has set Self.Stage to Completing, it
1024       --  has exclusive access to this field.
1025    end record;
1026
1027    --------------------
1028    -- Initialization --
1029    --------------------
1030
1031    procedure Initialize;
1032    --  This procedure constitutes the first part of the initialization of the
1033    --  GNARL. This includes creating data structures to make the initial thread
1034    --  into the environment task. The last part of the initialization is done
1035    --  in System.Tasking.Initialization or System.Tasking.Restricted.Stages.
1036    --  All the initializations used to be in Tasking.Initialization, but this
1037    --  is no longer possible with the run time simplification (including
1038    --  optimized PO and the restricted run time) since one cannot rely on
1039    --  System.Tasking.Initialization being present, as was done before.
1040
1041    procedure Initialize_ATCB
1042      (Self_ID          : Task_Id;
1043       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
1044       Task_Arg         : System.Address;
1045       Parent           : Task_Id;
1046       Elaborated       : Access_Boolean;
1047       Base_Priority    : System.Any_Priority;
1048       Task_Info        : System.Task_Info.Task_Info_Type;
1049       Stack_Size       : System.Parameters.Size_Type;
1050       T                : Task_Id;
1051       Success          : out Boolean);
1052    --  Initialize fields of a TCB and link into global TCB structures Call
1053    --  this only with abort deferred and holding RTS_Lock. Need more
1054    --  documentation, mention T, and describe Success ???
1055
1056 private
1057    Null_Task : constant Task_Id := null;
1058
1059    type Activation_Chain is record
1060       T_ID : Task_Id;
1061    end record;
1062    pragma Volatile (Activation_Chain);
1063
1064    --  Activation_chain is an in-out parameter of initialization procedures
1065    --  and it must be passed by reference because the init proc may terminate
1066    --  abnormally after creating task components, and these must be properly
1067    --  registered for removal (Expunge_Unactivated_Tasks).
1068
1069 end System.Tasking;