OSDN Git Service

* configure.in (all_headers, all_lib2funcs): Remove.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / s-taskin.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                GNU ADA 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 --                             $Revision: 1.89 $
10 --                                                                          --
11 --          Copyright (C) 1992-2001, Free Software Foundation, Inc.         --
12 --                                                                          --
13 -- GNARL is free software; you can  redistribute it  and/or modify it under --
14 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
15 -- ware  Foundation;  either version 2,  or (at your option) any later ver- --
16 -- sion. GNARL is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
17 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
18 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License --
19 -- for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General --
20 -- Public License  distributed with GNARL; see file COPYING.  If not, write --
21 -- to  the Free Software Foundation,  59 Temple Place - Suite 330,  Boston, --
22 -- MA 02111-1307, USA.                                                      --
23 --                                                                          --
24 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
25 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
26 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
27 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
28 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
29 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
30 --                                                                          --
31 -- GNARL was developed by the GNARL team at Florida State University. It is --
32 -- now maintained by Ada Core Technologies Inc. in cooperation with Florida --
33 -- State University (http://www.gnat.com).                                  --
34 --                                                                          --
35 ------------------------------------------------------------------------------
36
37 --  This package provides necessary type definitions for compiler interface.
38
39 --  Note: the compiler generates direct calls to this interface, via Rtsfind.
40 --  Any changes to this interface may require corresponding compiler changes.
41
42 with Ada.Exceptions;
43 --  Used for:  Exception_Id
44
45 with System.Parameters;
46 --  used for Size_Type
47
48 with System.Task_Info;
49 --  used for Task_Info_Type, Task_Image_Type
50
51 with System.Soft_Links;
52 --  used for TSD
53
54 with System.Task_Primitives;
55 --  used for Private_Data
56 --           Lock (in System.Tasking.Protected_Objects)
57
58 with Unchecked_Conversion;
59
60 package System.Tasking is
61
62    --  -------------------
63    --  -- Locking Rules --
64    --  -------------------
65    --
66    --  The following rules must be followed at all times, to prevent
67    --  deadlock and generally ensure correct operation of locking.
68    --
69    --  . Never lock a lock unless abort is deferred.
70    --
71    --  . Never undefer abort while holding a lock.
72    --
73    --  . Overlapping critical sections must be properly nested,
74    --    and locks must be released in LIFO order.
75    --    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    --  number is the number at the left.)
88    --
89    --  1. System.Tasking.PO_Simple.Protection.L (any PO lock)
90    --  2. System.Tasking.Initialization.Global_Task_Lock (in body)
91    --  3. System.Tasking.Task_Attributes.All_Attrs_L
92    --  4. System.Task_Primitives.Operations.All_Tasks_L
93    --  5. System.Interrupts.L (in body)
94    --  6. System.Tasking.Ada_Task_Control_Block.LL.L (any TCB lock)
95    --
96    --  Clearly, there can be no circular chain of hold-and-wait
97    --  relationships involving locks in different ordering levels.
98    --
99    --  We used to have Global_Task_Lock before Protection.L but this was
100    --  clearly wrong since there can be calls to "new" inside protected
101    --  operations. The new ordering prevents these failures.
102    --
103    --  Sometime we need to hold two ATCB locks at the same time.  To allow
104    --  us to order the locking, each ATCB is given a unique serial
105    --  number. If one needs to hold locks on several ATCBs at once,
106    --  the locks with lower serial numbers must be locked first.
107    --
108    --  We don't always need to check the serial numbers, since
109    --  the serial numbers are assigned sequentially, and so:
110    --
111    --  . The parent of a task always has a lower serial number.
112    --  . The activator of a task always has a lower serial number.
113    --  . The environment task has a lower serial number than any other task.
114    --  . If the activator of a task is different from the task's parent,
115    --    the parent always has a lower serial number than the activator.
116    --
117    --  For interrupt-handler state, we have a special locking rule.
118    --  See System.Interrupts (spec) for explanation.
119
120    ---------------------------------
121    -- Task_ID related definitions --
122    ---------------------------------
123
124    type Ada_Task_Control_Block;
125
126    type Task_ID is access all Ada_Task_Control_Block;
127
128    Null_Task : constant Task_ID;
129
130    type Task_List is array (Positive range <>) of Task_ID;
131
132    function Self return Task_ID;
133    pragma Inline (Self);
134    --  This is the compiler interface version of this function. Do not call
135    --  from the run-time system.
136
137    function To_Task_Id is new Unchecked_Conversion (System.Address, Task_ID);
138    function To_Address is new Unchecked_Conversion (Task_ID, System.Address);
139
140    -----------------------
141    -- Enumeration types --
142    -----------------------
143
144    type Task_States is
145      (Unactivated,
146       --  Task has been created but has not been activated.
147       --  It cannot be executing.
148
149       --  Active states
150       --  For all states from here down, the task has been activated.
151       --  For all states from here down, except for Terminated, the task
152       --  may be executing.
153       --  Activator = null iff it has not yet completed activating.
154
155       --  For all states from here down,
156       --  the task has been activated, and may be executing.
157
158       Runnable,
159       --  Task is not blocked for any reason known to Ada.
160       --  (It may be waiting for a mutex, though.)
161       --  It is conceptually "executing" in normal mode.
162
163       Terminated,
164       --  The task is terminated, in the sense of ARM 9.3 (5).
165       --  Any dependents that were waiting on terminate
166       --  alternatives have been awakened and have terminated themselves.
167
168       Activator_Sleep,
169       --  Task is waiting for created tasks to complete activation.
170
171       Acceptor_Sleep,
172       --  Task is waiting on an accept or selective wait statement.
173
174       Entry_Caller_Sleep,
175       --  Task is waiting on an entry call.
176
177       Async_Select_Sleep,
178       --  Task is waiting to start the abortable part of an
179       --  asynchronous select statement.
180
181       Delay_Sleep,
182       --  Task is waiting on a select statement with only a delay
183       --  alternative open.
184
185       Master_Completion_Sleep,
186       --  Master completion has two phases.
187       --  In Phase 1 the task is sleeping in Complete_Master
188       --  having completed a master within itself,
189       --  and is waiting for the tasks dependent on that master to become
190       --  terminated or waiting on a terminate Phase.
191
192       Master_Phase_2_Sleep,
193       --  In Phase 2 the task is sleeping in Complete_Master
194       --  waiting for tasks on terminate alternatives to finish
195       --  terminating.
196
197       --  The following are special uses of sleep, for server tasks
198       --  within the run-time system.
199
200       Interrupt_Server_Idle_Sleep,
201       Interrupt_Server_Blocked_Interrupt_Sleep,
202       Timer_Server_Sleep,
203       AST_Server_Sleep,
204
205       Asynchronous_Hold,
206       --  The task has been held by Asynchronous_Task_Control.Hold_Task
207
208       Interrupt_Server_Blocked_On_Event_Flag
209       --  The task has been blocked on a system call waiting for the
210       --  completion event.
211      );
212
213    type Call_Modes is
214      (Simple_Call, Conditional_Call, Asynchronous_Call, Timed_Call);
215
216    type Select_Modes is (Simple_Mode, Else_Mode, Terminate_Mode, Delay_Mode);
217
218    subtype Delay_Modes is Integer;
219
220    -------------------------------
221    -- Entry related definitions --
222    -------------------------------
223
224    Null_Entry : constant := 0;
225
226    Max_Entry : constant := Integer'Last;
227
228    Interrupt_Entry : constant := -2;
229
230    Cancelled_Entry : constant := -1;
231
232    type Entry_Index is range Interrupt_Entry .. Max_Entry;
233
234    Null_Task_Entry : constant := Null_Entry;
235
236    Max_Task_Entry : constant := Max_Entry;
237
238    type Task_Entry_Index is new Entry_Index
239      range Null_Task_Entry .. Max_Task_Entry;
240
241    type Entry_Call_Record;
242
243    type Entry_Call_Link is access all Entry_Call_Record;
244
245    type Entry_Queue is record
246       Head : Entry_Call_Link;
247       Tail : Entry_Call_Link;
248    end record;
249
250    type Task_Entry_Queue_Array is
251      array (Task_Entry_Index range <>) of Entry_Queue;
252
253    ----------------------------------
254    -- Entry_Call_Record definition --
255    ----------------------------------
256
257    type Entry_Call_State is
258      (Never_Abortable,
259       --  the call is not abortable, and never can be
260
261       Not_Yet_Abortable,
262       --  the call is not abortable, but may become so
263
264       Was_Abortable,
265       --  the call is not abortable, but once was
266
267       Now_Abortable,
268       --  the call is abortable
269
270       Done,
271       --  the call has been completed
272
273       Cancelled
274       --  the call was asynchronous, and was cancelled
275      );
276
277    --  Never_Abortable is used for calls that are made in a abort
278    --  deferred region (see ARM 9.8(5-11), 9.8 (20)).
279    --  Such a call is never abortable.
280
281    --  The Was_ vs. Not_Yet_ distinction is needed to decide whether it
282    --  is OK to advance into the abortable part of an async. select stmt.
283    --  That is allowed iff the mode is Now_ or Was_.
284
285    --  Done indicates the call has been completed, without cancellation,
286    --  or no call has been made yet at this ATC nesting level,
287    --  and so aborting the call is no longer an issue.
288    --  Completion of the call does not necessarily indicate "success";
289    --  the call may be returning an exception if Exception_To_Raise is
290    --  non-null.
291
292    --  Cancelled indicates the call was cancelled,
293    --  and so aborting the call is no longer an issue.
294
295    --  The call is on an entry queue unless
296    --  State >= Done, in which case it may or may not be still Onqueue.
297
298    --  Please do not modify the order of the values, without checking
299    --  all uses of this type.  We rely on partial "monotonicity" of
300    --  Entry_Call_Record.State to avoid locking when we access this
301    --  value for certain tests.  In particular:
302
303    --  1)  Once State >= Done, we can rely that the call has been
304    --      completed.  If State >= Done, it will not
305    --      change until the task does another entry call at this level.
306
307    --  2)  Once State >= Was_Abortable, we can rely that the call has
308    --      been queued abortably at least once, and so the check for
309    --      whether it is OK to advance to the abortable part of an
310    --      async. select statement does not need to lock anything.
311
312    type Restricted_Entry_Call_Record is record
313       Self : Task_ID;
314       --  ID of the caller
315
316       Mode : Call_Modes;
317
318       State : Entry_Call_State;
319       pragma Atomic (State);
320       --  Indicates part of the state of the call.
321       --  Protection:
322       --  If the call is not on a queue, it should
323       --  only be accessed by Self, and Self does not need any
324       --  lock to modify this field.
325       --  Once the call is on a queue, the value should be
326       --  something other than Done unless it is cancelled, and access is
327       --  controller by the "server" of the queue -- i.e., the lock
328       --  of Checked_To_Protection (Call_Target)
329       --  if the call record is on the queue of a PO, or the lock
330       --  of Called_Target if the call is on the queue of a task.
331       --  See comments on type declaration for more details.
332
333       Uninterpreted_Data : System.Address;
334       --  Data passed by the compiler.
335
336       Exception_To_Raise : Ada.Exceptions.Exception_Id;
337       --  The exception to raise once this call has been completed without
338       --  being aborted.
339    end record;
340    pragma Suppress_Initialization (Restricted_Entry_Call_Record);
341
342    ------------------------------------
343    -- Task related other definitions --
344    ------------------------------------
345
346    type Activation_Chain is limited private;
347
348    type Activation_Chain_Access is access all Activation_Chain;
349
350    type Task_Procedure_Access is access procedure (Arg : System.Address);
351
352    type Access_Boolean is access all Boolean;
353
354    ----------------------------------------------
355    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
356    ----------------------------------------------
357
358    --  Notes on protection (synchronization) of TRTS data structures.
359
360    --  Any field of the TCB can be written by the activator of a task when the
361    --  task is created, since no other task can access the new task's
362    --  state until creation is complete.
363
364    --  The protection for each field is described in a comment starting with
365    --  "Protection:".
366
367    --  When a lock is used to protect an ATCB field, this lock is simply named.
368
369    --  Some protection is described in terms of tasks related to the
370    --  ATCB being protected. These are:
371
372    --    Self: The task which is controlled by this ATCB.
373    --    Acceptor: A task accepting a call from Self.
374    --    Caller: A task calling an entry of Self.
375    --    Parent: The task executing the master on which Self depends.
376    --    Dependent: A task dependent on Self.
377    --    Activator: The task that created Self and initiated its activation.
378    --    Created: A task created and activated by Self.
379
380    --  Note: The order of the fields is important to implement efficiently
381    --  tasking support under gdb.
382    --  Currently gdb relies on the order of the State, Parent, Base_Priority,
383    --  Task_Image, Call and LL fields.
384
385    ----------------------------------------------------------------------
386    --  Common ATCB section                                             --
387    --                                                                  --
388    --  This section is used by all GNARL implementations (regular and  --
389    --  restricted)                                                     --
390    ----------------------------------------------------------------------
391
392    type Common_ATCB is record
393       State : Task_States;
394       pragma Atomic (State);
395       --  Encodes some basic information about the state of a task,
396       --  including whether it has been activated, whether it is sleeping,
397       --  and whether it is terminated.
398       --  Protection: Self.L.
399
400       Parent : Task_ID;
401       --  The task on which this task depends.
402       --  See also Master_Level and Master_Within.
403
404       Base_Priority : System.Any_Priority;
405       --  Base priority, not changed during entry calls, only changed
406       --  via dynamic priorities package.
407       --  Protection: Only written by Self, accessed by anyone.
408
409       Current_Priority : System.Any_Priority;
410       --  Active priority, except that the effects of protected object
411       --  priority ceilings are not reflected. This only reflects explicit
412       --  priority changes and priority inherited through task activation
413       --  and rendezvous.
414       --
415       --  Ada 95 notes: In Ada 95, this field will be transferred to the
416       --  Priority field of an Entry_Calls component when an entry call
417       --  is initiated. The Priority of the Entry_Calls component will not
418       --  change for the duration of the call. The accepting task can
419       --  use it to boost its own priority without fear of its changing in
420       --  the meantime.
421       --
422       --  This can safely be used in the priority ordering
423       --  of entry queues. Once a call is queued, its priority does not
424       --  change.
425       --
426       --  Since an entry call cannot be made while executing
427       --  a protected action, the priority of a task will never reflect a
428       --  priority ceiling change at the point of an entry call.
429       --
430       --  Protection: Only written by Self, and only accessed when Acceptor
431       --  accepts an entry or when Created activates, at which points Self is
432       --  suspended.
433
434       Task_Image : System.Task_Info.Task_Image_Type;
435       --  holds an access to string that provides a readable id for task,
436       --  built from the variable of which it is a value or component.
437
438       Call : Entry_Call_Link;
439       --  The entry call that has been accepted by this task.
440       --  Protection: Self.L. Self will modify this field
441       --  when Self.Accepting is False, and will not need the mutex to do so.
442       --  Once a task sets Pending_ATC_Level = 0, no other task can access
443       --  this field.
444
445       LL : aliased Task_Primitives.Private_Data;
446       --  Control block used by the underlying low-level tasking
447       --  service (GNULLI).
448       --  Protection: This is used only by the GNULLI implementation, which
449       --  takes care of all of its synchronization.
450
451       Task_Arg : System.Address;
452       --  The argument to task procedure. Currently unused; this will
453       --  provide a handle for discriminant information.
454       --  Protection: Part of the synchronization between Self and
455       --  Activator. Activator writes it, once, before Self starts
456       --  executing. Thereafter, Self only reads it.
457
458       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
459       --  Information needed to call the procedure containing the code for
460       --  the body of this task.
461       --  Protection: Part of the synchronization between Self and
462       --  Activator. Activator writes it, once, before Self starts
463       --  executing. Self reads it, once, as part of its execution.
464
465       Compiler_Data : System.Soft_Links.TSD;
466       --  Task-specific data needed by the compiler to store
467       --  per-task structures.
468       --  Protection: Only accessed by Self.
469
470       All_Tasks_Link : Task_ID;
471       --  Used to link this task to the list of all tasks in the system.
472       --  Protection: All_Tasks.L.
473
474       Activation_Link : Task_ID;
475       --  Used to link this task to a list of tasks to be activated.
476       --  Protection: Only used by Activator.
477
478       Activator : Task_ID;
479       --  The task that created this task, either by declaring it as a task
480       --  object or by executing a task allocator.
481       --  The value is null iff Self has completed activation.
482       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and
483       --  only read and modified by Self after that.
484
485       Wait_Count : Integer;
486       --  This count is used by a task that is waiting for other tasks.
487       --  At all other times, the value should be zero.
488       --  It is used differently in several different states.
489       --  Since a task cannot be in more than one of these states at the
490       --  same time, a single counter suffices.
491       --  Protection: Self.L.
492
493       --  Activator_Sleep
494
495       --  This is the number of tasks that this task is activating, i.e. the
496       --  children that have started activation but have not completed it.
497       --  Protection: Self.L and Created.L. Both mutexes must be locked,
498       --  since Self.Activation_Count and Created.State must be synchronized.
499
500       --  Master_Completion_Sleep (phase 1)
501
502       --  This is the number dependent tasks of a master being
503       --  completed by Self that are not activated, not terminated, and
504       --  not waiting on a terminate alternative.
505
506       --  Master_Completion_2_Sleep (phase 2)
507
508       --  This is the count of tasks dependent on a master being
509       --  completed by Self which are waiting on a terminate alternative.
510
511       Elaborated : Access_Boolean;
512       --  Pointer to a flag indicating that this task's body has been
513       --  elaborated. The flag is created and managed by the
514       --  compiler-generated code.
515       --  Protection: The field itself is only accessed by Activator. The flag
516       --  that it points to is updated by Master and read by Activator; access
517       --  is assumed to be atomic.
518
519       Activation_Failed : Boolean;
520       --  Set to True if activation of a chain of tasks fails,
521       --  so that the activator should raise Tasking_Error.
522
523       Task_Info : System.Task_Info.Task_Info_Type;
524       --  System-specific attributes of the task as specified by the
525       --  Task_Info pragma.
526    end record;
527
528    ---------------------------------------
529    -- Restricted_Ada_Task_Control_Block --
530    ---------------------------------------
531
532    --  This type should only be used by the restricted GNARLI and by
533    --  restricted GNULL implementations to allocate an ATCB (see
534    --  System.Task_Primitives.Operations.New_ATCB) that will take
535    --  significantly less memory.
536    --  Note that the restricted GNARLI should only access fields that are
537    --  present in the Restricted_Ada_Task_Control_Block structure.
538
539    type Restricted_Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is
540    record
541       Common : Common_ATCB;
542       --  The common part between various tasking implementations
543
544       Entry_Call : aliased Restricted_Entry_Call_Record;
545       --  Protection: This field is used on entry call "queues" associated
546       --  with protected objects, and is protected by the protected object
547       --  lock.
548    end record;
549    pragma Suppress_Initialization (Restricted_Ada_Task_Control_Block);
550
551    Interrupt_Manager_ID : Task_ID;
552    --  This task ID is declared here to break circular dependencies.
553    --  Also declare Interrupt_Manager_ID after Task_ID is known, to avoid
554    --  generating unneeded finalization code.
555
556    -----------------------
557    -- List of all Tasks --
558    -----------------------
559
560    All_Tasks_List : Task_ID;
561    --  Global linked list of all tasks.
562
563    ------------------------------------------
564    -- Regular (non restricted) definitions --
565    ------------------------------------------
566
567    --------------------------------
568    -- Master Related Definitions --
569    --------------------------------
570
571    subtype Master_Level is Integer;
572    subtype Master_ID is Master_Level;
573
574    --  Normally, a task starts out with internal master nesting level
575    --  one larger than external master nesting level. It is incremented
576    --  to one by Enter_Master, which is called in the task body only if
577    --  the compiler thinks the task may have dependent tasks. It is set to 1
578    --  for the environment task, the level 2 is reserved for server tasks of
579    --  the run-time system (the so called "independent tasks"), and the level
580    --  3 is for the library level tasks.
581
582    Environment_Task_Level : constant Master_Level := 1;
583    Independent_Task_Level : constant Master_Level := 2;
584    Library_Task_Level     : constant Master_Level := 3;
585
586    ------------------------------
587    -- Task size, priority info --
588    ------------------------------
589
590    Unspecified_Priority : constant Integer := System.Priority'First - 1;
591
592    Priority_Not_Boosted : constant Integer := System.Priority'First - 1;
593    --  Definition of Priority actually has to come from the RTS configuration.
594
595    subtype Rendezvous_Priority is Integer
596      range Priority_Not_Boosted .. System.Any_Priority'Last;
597
598    ------------------------------------
599    -- Rendezvous related definitions --
600    ------------------------------------
601
602    No_Rendezvous : constant := 0;
603
604    Max_Select : constant Integer := Integer'Last;
605    --  RTS-defined
606
607    subtype Select_Index is Integer range No_Rendezvous .. Max_Select;
608    --   type Select_Index is range No_Rendezvous .. Max_Select;
609
610    subtype Positive_Select_Index is
611      Select_Index range 1 .. Select_Index'Last;
612
613    type Accept_Alternative is record
614       Null_Body : Boolean;
615       S         : Task_Entry_Index;
616    end record;
617
618    type Accept_List is
619      array (Positive_Select_Index range <>) of Accept_Alternative;
620
621    type Accept_List_Access is access constant Accept_List;
622
623    -----------------------------------
624    -- ATC_Level related definitions --
625    -----------------------------------
626
627    Max_ATC_Nesting : constant Natural := 20;
628
629    subtype ATC_Level_Base is Integer range 0 .. Max_ATC_Nesting;
630
631    ATC_Level_Infinity : constant ATC_Level_Base := ATC_Level_Base'Last;
632
633    subtype ATC_Level is ATC_Level_Base range 0 .. ATC_Level_Base'Last - 1;
634
635    subtype ATC_Level_Index is ATC_Level range 1 .. ATC_Level'Last;
636
637    ----------------------------------
638    -- Entry_Call_Record definition --
639    ----------------------------------
640
641    type Entry_Call_Record is record
642       Self  : Task_ID;
643       --  ID of the caller
644
645       Mode : Call_Modes;
646
647       State : Entry_Call_State;
648       pragma Atomic (State);
649       --  Indicates part of the state of the call.
650       --  Protection:
651       --  If the call is not on a queue, it should
652       --  only be accessed by Self, and Self does not need any
653       --  lock to modify this field.
654       --  Once the call is on a queue, the value should be
655       --  something other than Done unless it is cancelled, and access is
656       --  controller by the "server" of the queue -- i.e., the lock
657       --  of Checked_To_Protection (Call_Target)
658       --  if the call record is on the queue of a PO, or the lock
659       --  of Called_Target if the call is on the queue of a task.
660       --  See comments on type declaration for more details.
661
662       Uninterpreted_Data : System.Address;
663       --  Data passed by the compiler.
664
665       Exception_To_Raise : Ada.Exceptions.Exception_Id;
666       --  The exception to raise once this call has been completed without
667       --  being aborted.
668
669       Prev : Entry_Call_Link;
670
671       Next : Entry_Call_Link;
672
673       Level : ATC_Level;
674       --  One of Self and Level are redundant in this implementation, since
675       --  each Entry_Call_Record is at Self.Entry_Calls (Level). Since we must
676       --  have access to the entry call record to be reading this, we could
677       --  get Self from Level, or Level from Self. However, this requires
678       --  non-portable address arithmetic.
679
680       E : Entry_Index;
681
682       Prio : System.Any_Priority;
683
684       --  The above fields are those that there may be some hope of packing.
685       --  They are gathered together to allow for compilers that lay records
686       --  out contiguously, to allow for such packing.
687
688       Called_Task : Task_ID;
689       pragma Atomic (Called_Task);
690       --  Use for task entry calls.
691       --  The value is null if the call record is not in use.
692       --  Conversely, unless State is Done and Onqueue is false,
693       --  Called_Task points to an ATCB.
694       --  Protection:  Called_Task.L.
695
696       Called_PO : System.Address;
697       pragma Atomic (Called_PO);
698       --  Similar to Called_Task but for protected objects.
699       --  Note that the previous implementation tried to merge both
700       --  Called_Task and Called_PO but this ended up in many unexpected
701       --  complications (e.g having to add a magic number in the ATCB, which
702       --  caused gdb lots of confusion) with no real gain since the Lock_Server
703       --  implementation still need to loop around chasing for pointer changes
704       --  even with a single pointer.
705
706       Acceptor_Prev_Call : Entry_Call_Link;
707       --  For task entry calls only.
708
709       Acceptor_Prev_Priority : Rendezvous_Priority := Priority_Not_Boosted;
710       --  For task entry calls only.
711       --  The priority of the most recent prior call being serviced.
712       --  For protected entry calls, this function should be performed by
713       --  GNULLI ceiling locking.
714
715       Cancellation_Attempted : Boolean := False;
716       pragma Atomic (Cancellation_Attempted);
717       --  Cancellation of the call has been attempted.
718       --  If it has succeeded, State = Cancelled.
719       --  ?????
720       --  Consider merging this into State?
721
722       Requeue_With_Abort : Boolean := False;
723       --  Temporary to tell caller whether requeue is with abort.
724       --  ?????
725       --  Find a better way of doing this.
726
727       Needs_Requeue : Boolean := False;
728       --  Temporary to tell acceptor of task entry call that
729       --  Exceptional_Complete_Rendezvous needs to do requeue.
730    end record;
731
732    ------------------------------------
733    -- Task related other definitions --
734    ------------------------------------
735
736    type Access_Address is access all System.Address;
737
738    ----------------------------------------------
739    -- Ada_Task_Control_Block (ATCB) definition --
740    ----------------------------------------------
741
742    type Entry_Call_Array is array (ATC_Level_Index) of
743      aliased Entry_Call_Record;
744
745    D_I_Count : constant := 2;
746    --  This constant may be adjusted, to allow more Address-sized
747    --  attributes to be stored directly in the task control block.
748
749    subtype Direct_Index is Integer range 0 .. D_I_Count - 1;
750    --  Attributes with indices in this range are stored directly in
751    --  the task control block.  Such attributes must be Address-sized.
752    --  Other attributes will be held in dynamically allocated records
753    --  chained off of the task control block.
754
755    type Direct_Attribute_Array is
756      array (Direct_Index) of aliased System.Address;
757
758    type Direct_Index_Vector is mod 2 ** D_I_Count;
759    --  This is a bit-vector type, used to store information about
760    --  the usage of the direct attribute fields.
761
762    type Task_Serial_Number is mod 2 ** 64;
763    --  Used to give each task a unique serial number.
764
765    type Ada_Task_Control_Block (Entry_Num : Task_Entry_Index) is record
766       Common : Common_ATCB;
767       --  The common part between various tasking implementations
768
769       Entry_Calls : Entry_Call_Array;
770       --  An array of entry calls.
771       --  Protection: The elements of this array are on entry call queues
772       --  associated with protected objects or task entries, and are protected
773       --  by the protected object lock or Acceptor.L, respectively.
774
775       New_Base_Priority : System.Any_Priority;
776       --  New value for Base_Priority (for dynamic priorities package).
777       --  Protection: Self.L.
778
779       Global_Task_Lock_Nesting : Natural := 0;
780       --  This is the current nesting level of calls to
781       --  System.Tasking.Stages.Lock_Task_T.
782       --  This allows a task to call Lock_Task_T multiple times without
783       --  deadlocking. A task only locks All_Task_Lock when its
784       --  All_Tasks_Nesting goes from 0 to 1, and only unlocked when it
785       --  goes from 1 to 0.
786       --  Protection: Only accessed by Self.
787
788       Open_Accepts : Accept_List_Access;
789       --  This points to the Open_Accepts array of accept alternatives passed
790       --  to the RTS by the compiler-generated code to Selective_Wait.
791       --  It is non-null iff this task is ready to accept an entry call.
792       --  Protection: Self.L.
793
794       Chosen_Index : Select_Index;
795       --  The index in Open_Accepts of the entry call accepted by a selective
796       --  wait executed by this task.
797       --  Protection: Written by both Self and Caller. Usually protected
798       --  by Self.L. However, once the selection is known to have been
799       --  written it can be accessed without protection. This happens
800       --  after Self has updated it itself using information from a suspended
801       --  Caller, or after Caller has updated it and awakened Self.
802
803       Master_of_Task : Master_Level;
804       --  The task executing the master of this task, and the ID of this task's
805       --  master (unique only among masters currently active within Parent).
806       --  Protection: Set by Activator before Self is activated, and
807       --  read after Self is activated.
808
809       Master_Within : Master_Level;
810       --  The ID of the master currently executing within this task; that is,
811       --  the most deeply nested currently active master.
812       --  Protection: Only written by Self, and only read by Self or by
813       --  dependents when Self is attempting to exit a master. Since Self
814       --  will not write this field until the master is complete, the
815       --  synchronization should be adequate to prevent races.
816
817       Alive_Count : Integer := 0;
818       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
819       --  that are still "alive", i.e. not terminated.
820       --  Protection: Self.L.
821
822       Awake_Count : Integer := 0;
823       --  Number of tasks directly dependent on this task (including itself)
824       --  still "awake", i.e., are not terminated and not waiting on a
825       --  terminate alternative.
826       --  Invariant: Awake_Count <= Alive_Count
827       --  Protection: Self.L.
828
829       --  beginning of flags
830
831       Aborting : Boolean := False;
832       pragma Atomic (Aborting);
833       --  Self is in the process of aborting. While set, prevents multiple
834       --  abortion signals from being sent by different aborter while abortion
835       --  is acted upon. This is essential since an aborter which calls
836       --  Abort_To_Level could set the Pending_ATC_Level to yet a lower level
837       --  (than the current level), may be preempted and would send the
838       --  abortion signal when resuming execution. At this point, the abortee
839       --  may have completed abortion to the proper level such that the
840       --  signal (and resulting abortion exception) are not handled any more.
841       --  In other words, the flag prevents a race between multiple aborters
842       --  and the abortee.
843       --  Protection: Self.L.
844
845       ATC_Hack : Boolean := False;
846       pragma Atomic (ATC_Hack);
847       --  ?????
848       --  Temporary fix, to allow Undefer_Abort to reset Aborting in the
849       --  handler for Abort_Signal that encloses an async. entry call.
850       --  For the longer term, this should be done via code in the
851       --  handler itself.
852
853       Callable : Boolean := True;
854       --  It is OK to call entries of this task.
855
856       Dependents_Aborted : Boolean := False;
857       --  This is set to True by whichever task takes responsibility
858       --  for aborting the dependents of this task.
859       --  Protection: Self.L.
860
861       Interrupt_Entry : Boolean := False;
862       --  Indicates if one or more Interrupt Entries are attached to
863       --  the task. This flag is needed for cleaning up the Interrupt
864       --  Entry bindings.
865
866       Pending_Action : Boolean := False;
867       --  Unified flag indicating some action needs to be take when abort
868       --  next becomes undeferred.  Currently set if:
869       --  . Pending_Priority_Change is set
870       --  . Pending_ATC_Level is changed
871       --  . Requeue involving POs
872       --    (Abortable field may have changed and the Wait_Until_Abortable
873       --     has to recheck the abortable status of the call.)
874       --  . Exception_To_Raise is non-null
875       --  Protection: Self.L.
876       --  This should never be reset back to False outside of the
877       --  procedure Do_Pending_Action, which is called by Undefer_Abort.
878       --  It should only be set to True by Set_Priority and Abort_To_Level.
879
880       Pending_Priority_Change : Boolean := False;
881       --  Flag to indicate pending priority change (for dynamic priorities
882       --  package). The base priority is updated on the next abortion
883       --  completion point (aka. synchronization point).
884       --  Protection: Self.L.
885
886       Terminate_Alternative : Boolean := False;
887       --  Task is accepting Select with Terminate Alternative.
888       --  Protection: Self.L.
889
890       --  end of flags
891
892       --  beginning of counts
893
894       ATC_Nesting_Level : ATC_Level := 1;
895       --  The dynamic level of ATC nesting (currently executing nested
896       --  asynchronous select statements) in this task.
897       --  Protection:  Self_ID.L.
898       --  Only Self reads or updates this field.
899       --  Decrementing it deallocates an Entry_Calls component, and care must
900       --  be taken that all references to that component are eliminated
901       --  before doing the decrement. This in turn will require locking
902       --  a protected object (for a protected entry call) or the Acceptor's
903       --  lock (for a task entry call).
904       --  No other task should attempt to read or modify this value.
905
906       Deferral_Level : Natural := 1;
907       --  This is the number of times that Defer_Abortion has been called by
908       --  this task without a matching Undefer_Abortion call. Abortion is
909       --  only allowed when this zero.
910       --  It is initially 1, to protect the task at startup.
911       --  Protection: Only updated by Self; access assumed to be atomic.
912
913       Pending_ATC_Level : ATC_Level_Base := ATC_Level_Infinity;
914       --  The ATC level to which this task is currently being aborted.
915       --  If the value is zero, the entire task has "completed".
916       --  That may be via abort, exception propagation, or normal exit.
917       --  If the value is ATC_Level_Infinity, the task is not being
918       --  aborted to any level.
919       --  If the value is positive, the task has not completed.
920       --  This should ONLY be modified by
921       --  Abort_To_Level and Exit_One_ATC_Level.
922       --  Protection: Self.L.
923
924       Serial_Number : Task_Serial_Number;
925       --  A growing number to provide some way to check locking
926       --  rules/ordering.
927
928       Known_Tasks_Index : Integer := -1;
929       --  Index in the System.Tasking.Debug.Known_Tasks array.
930
931       User_State : Integer := 0;
932       --  user-writeable location, for use in debugging tasks;
933       --  debugger can display this value to show where the task currently
934       --  is, in user terms
935
936       Direct_Attributes : Direct_Attribute_Array;
937       --  for task attributes that have same size as Address
938       Is_Defined : Direct_Index_Vector := 0;
939       --  bit I is 1 iff Direct_Attributes (I) is defined
940       Indirect_Attributes : Access_Address;
941       --  a pointer to chain of records for other attributes that
942       --  are not address-sized, including all tagged types.
943
944       Entry_Queues : Task_Entry_Queue_Array (1 .. Entry_Num);
945       --  An array of task entry queues.
946       --  Protection: Self.L. Once a task has set Self.Stage to Completing, it
947       --  has exclusive access to this field.
948    end record;
949    pragma Volatile (Ada_Task_Control_Block);
950
951    ---------------------
952    -- Initialize_ATCB --
953    ---------------------
954
955    procedure Initialize_ATCB
956      (Self_ID          : Task_ID;
957       Task_Entry_Point : Task_Procedure_Access;
958       Task_Arg         : System.Address;
959       Parent           : Task_ID;
960       Elaborated       : Access_Boolean;
961       Base_Priority    : System.Any_Priority;
962       Task_Info        : System.Task_Info.Task_Info_Type;
963       Stack_Size       : System.Parameters.Size_Type;
964       T                : in out Task_ID;
965       Success          : out Boolean);
966    --  Initialize fields of a TCB and link into global TCB structures
967    --  Call this only with abort deferred and holding All_Tasks_L.
968
969 private
970
971    Null_Task : constant Task_ID := null;
972
973    type Activation_Chain is record
974       T_ID : Task_ID;
975    end record;
976    pragma Volatile (Activation_Chain);
977
978    --  Activation_chain is an in-out parameter of initialization procedures
979    --  and it must be passed by reference because the init_proc may terminate
980    --  abnormally after creating task components, and these must be properly
981    --  registered for removal (Expunge_Unactivated_Tasks).
982
983 end System.Tasking;