sys/sys/thread.h

   1 /*
   2  * SYS/THREAD.H
   3  *
   4  *      Implements the architecture independant portion of the LWKT
   5  *      subsystem.
   6  *
   7  * $DragonFly: src/sys/sys/thread.h,v 1.9 2003/06/25 03:56:10 dillon Exp $
   8  */
   9
  10 #ifndef _SYS_THREAD_H_
  11 #define _SYS_THREAD_H_
  12
  13 struct globaldata;
  14 struct proc;
  15 struct thread;
  16 struct lwkt_queue;
  17 struct lwkt_token;
  18 struct lwkt_wait;
  19 struct lwkt_msg;
  20 struct lwkt_port;
  21 struct lwkt_cpu_msg;
  22 struct lwkt_cpu_port;
  23 struct lwkt_rwlock;
  24
  25 typedef struct lwkt_queue       *lwkt_queue_t;
  26 typedef struct lwkt_token       *lwkt_token_t;
  27 typedef struct lwkt_wait        *lwkt_wait_t;
  28 typedef struct lwkt_msg         *lwkt_msg_t;
  29 typedef struct lwkt_port        *lwkt_port_t;
  30 typedef struct lwkt_cpu_msg     *lwkt_cpu_msg_t;
  31 typedef struct lwkt_cpu_port    *lwkt_cpu_port_t;
  32 typedef struct lwkt_rwlock      *lwkt_rwlock_t;
  33 typedef struct thread           *thread_t;
  34
  35 typedef TAILQ_HEAD(lwkt_queue, thread) lwkt_queue;
  36 typedef TAILQ_HEAD(lwkt_msg_queue, lwkt_msg) lwkt_msg_queue;
  37
  38 #include <machine/thread.h>
  39
  40 /*
  41  * Tokens arbitrate access to information.  They are 'soft' arbitrators
  42  * in that they are associated with cpus rather then threads, making the
  43  * optimal aquisition case very fast if your cpu already happens to own the
  44  * token you are requesting.
  45  */
  46 typedef struct lwkt_token {
  47     int         t_cpu;          /* the current owner of the token */
  48     int         t_reqcpu;       /* return ownership to this cpu on release */
  49 #if 0
  50     int         t_pri;          /* raise thread priority to hold token */
  51 #endif
  52 } lwkt_token;
  53
  54 /*
  55  * Wait structures deal with blocked threads.  Due to the way remote cpus
  56  * interact with these structures stable storage must be used.
  57  */
  58 typedef struct lwkt_wait {
  59     lwkt_queue  wa_waitq;       /* list of waiting threads */
  60     lwkt_token  wa_token;       /* who currently owns the list */
  61     int         wa_gen;
  62     int         wa_count;
  63 } lwkt_wait;
  64
  65 /*
  66  * The standarding message and port structure for communications between
  67  * threads.
  68  */
  69 typedef struct lwkt_msg {
  70     TAILQ_ENTRY(lwkt_msg) ms_node;
  71     lwkt_port_t ms_replyport;
  72     int         ms_cmd;
  73     int         ms_flags;
  74     int         ms_error;
  75 } lwkt_msg;
  76
  77 #define MSGF_DONE       0x0001
  78 #define MSGF_REPLY      0x0002
  79 #define MSGF_QUEUED     0x0004
  80
  81 typedef struct lwkt_port {
  82     lwkt_msg_queue      mp_msgq;
  83     lwkt_wait           mp_wait;
  84 } lwkt_port;
  85
  86 #define mp_token        mp_wait.wa_token
  87
  88 /*
  89  * The standard message and queue structure used for communications between
  90  * cpus.  Messages are typically queued via a machine-specific non-linked
  91  * FIFO matrix allowing any cpu to send a message to any other cpu without
  92  * blocking.
  93  */
  94 typedef struct lwkt_cpu_msg {
  95     void        (*cm_func)(lwkt_cpu_msg_t msg); /* primary dispatch function */
  96     int         cm_code;                /* request code if applicable */
  97     int         cm_cpu;                 /* reply to cpu */
  98     thread_t    cm_originator;          /* originating thread for wakeup */
  99 } lwkt_cpu_msg;
 100
 101 /*
 102  * reader/writer lock
 103  */
 104 typedef struct lwkt_rwlock {
 105     lwkt_wait   rw_wait;
 106     thread_t    rw_owner;
 107     int         rw_count;
 108     int         rw_requests;
 109 } lwkt_rwlock;
 110
 111 #define rw_token        rw_wait.wa_token
 112
 113 /*
 114  * Thread structure.  Note that ownership of a thread structure is special
 115  * cased and there is no 'token'.  A thread is always owned by td_cpu and
 116  * any manipulation of the thread by some other cpu must be done through
 117  * cpu_*msg() functions.  e.g. you could request ownership of a thread that
 118  * way, or hand a thread off to another cpu by changing td_cpu and sending
 119  * a schedule request to the other cpu.
 120  */
 121 struct thread {
 122     TAILQ_ENTRY(thread) td_threadq;
 123     struct proc *td_proc;       /* (optional) associated process */
 124     struct pcb  *td_pcb;        /* points to pcb and top of kstack */
 125     const char  *td_wmesg;      /* string name for blockage */
 126     int         td_cpu;         /* cpu owning the thread */
 127     int         td_pri;         /* 0-31, 0=highest priority */
 128     int         td_flags;       /* THF flags */
 129     int         td_gen;         /* wait queue chasing generation number */
 130     char        *td_kstack;     /* kernel stack */
 131     char        *td_sp;         /* kernel stack pointer for LWKT restore */
 132     void        (*td_switch)(struct thread *ntd);
 133     lwkt_wait_t td_wait;        /* thread sitting on wait structure */
 134     lwkt_rwlock td_rwlock;      /* thread arbitration */
 135     u_int64_t   td_uticks;      /* Statclock hits in user mode (uS) */
 136     u_int64_t   td_sticks;      /* Statclock hits in system mode (uS) */
 137     u_int64_t   td_iticks;      /* Statclock hits processing intr (uS) */
 138     int         td_locks;       /* lockmgr lock debugging YYY */
 139     struct mi_thread td_mach;
 140 };
 141
 142 #define td_token        td_rwlock.rw_token
 143
 144 /*
 145  * Thread flags.  Note that the RUNNING state is independant from the
 146  * RUNQ/WAITQ state.  That is, a thread's queueing state can be manipulated
 147  * while it is running.  If a thread is preempted it will always be moved
 148  * back to the RUNQ if it isn't on it.
 149  */
 150 #define TDF_RUNNING             0x0001  /* currently running */
 151 #define TDF_RUNQ                0x0002  /* on run queue */
 152 #define TDF_DEADLKTREAT         0x1000  /* special lockmgr deadlock treatment */
 153
 154 /*
 155  * Thread priorities.  Typically only one thread from any given
 156  * user process scheduling queue is on the LWKT run queue at a time.
 157  * Remember that there is one LWKT run queue per cpu.
 158  *
 159  * Critical sections are handled by bumping td_pri above TDPRI_MAX, which
 160  * causes interrupts to be masked as they occur.  When this occurs
 161  * mycpu->gd_reqpri will be raised (possibly just set to TDPRI_CRIT for
 162  * interrupt masking).
 163  */
 164 #define TDPRI_IDLE_THREAD       0       /* the idle thread */
 165 #define TDPRI_USER_IDLE         4       /* user scheduler idle */
 166 #define TDPRI_USER_NORM         6       /* user scheduler normal */
 167 #define TDPRI_USER_REAL         8       /* user scheduler real time */
 168 #define TDPRI_KERN_USER         10      /* kernel / block in syscall */
 169 #define TDPRI_SOFT_NORM         14      /* kernel / normal */
 170 #define TDPRI_SOFT_TIMER        16      /* kernel / timer */
 171 #define TDPRI_EXITING           19      /* exiting thread */
 172 #define TDPRI_INT_SUPPORT       20      /* kernel / high priority support */
 173 #define TDPRI_INT_LOW           27      /* low priority interrupt */
 174 #define TDPRI_INT_MED           28      /* medium priority interrupt */
 175 #define TDPRI_INT_HIGH          29      /* high priority interrupt */
 176 #define TDPRI_MAX               31
 177
 178 #define TDPRI_MASK              31
 179 #define TDPRI_CRIT              32      /* high bits of td_pri used for crit */
 180
 181 #define CACHE_NTHREADS          4
 182
 183 #ifdef _KERNEL
 184
 185 extern struct vm_zone   *thread_zone;
 186
 187 extern struct thread *lwkt_alloc_thread(void);
 188 extern void lwkt_init_thread(struct thread *td, void *stack);
 189 extern void lwkt_init_wait(struct lwkt_wait *w);
 190 extern void lwkt_gdinit(struct globaldata *gd);
 191 extern void lwkt_switch(void);
 192 extern void lwkt_preempt(void);
 193 extern void lwkt_schedule(thread_t td);
 194 extern void lwkt_schedule_self(void);
 195 extern void lwkt_deschedule(thread_t td);
 196 extern void lwkt_deschedule_self(void);
 197 extern void lwkt_yield(void);
 198 extern void lwkt_yield_quick(void);
 199
 200 extern void lwkt_block(lwkt_wait_t w, const char *wmesg, int *gen);
 201 extern void lwkt_signal(lwkt_wait_t w);
 202 extern void lwkt_gettoken(lwkt_token_t tok);
 203 extern void lwkt_reltoken(lwkt_token_t tok);
 204 extern int  lwkt_regettoken(lwkt_token_t tok);
 205 extern void lwkt_rwlock_init(lwkt_rwlock_t lock);
 206 extern void lwkt_exlock(lwkt_rwlock_t lock, const char *wmesg);
 207 extern void lwkt_shlock(lwkt_rwlock_t lock, const char *wmesg);
 208 extern void lwkt_exunlock(lwkt_rwlock_t lock);
 209 extern void lwkt_shunlock(lwkt_rwlock_t lock);
 210
 211 #endif
 212
 213 #endif
 214