New tests.
[mono.git] / libgc / pthread_support.c
1 /* 
2  * Copyright (c) 1994 by Xerox Corporation.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 1996 by Silicon Graphics.  All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1998 by Fergus Henderson.  All rights reserved.
5  * Copyright (c) 2000-2004 by Hewlett-Packard Company.  All rights reserved.
6  *
7  * THIS MATERIAL IS PROVIDED AS IS, WITH ABSOLUTELY NO WARRANTY EXPRESSED
8  * OR IMPLIED.  ANY USE IS AT YOUR OWN RISK.
9  *
10  * Permission is hereby granted to use or copy this program
11  * for any purpose,  provided the above notices are retained on all copies.
12  * Permission to modify the code and to distribute modified code is granted,
13  * provided the above notices are retained, and a notice that the code was
14  * modified is included with the above copyright notice.
15  */
16 /*
17  * Support code for LinuxThreads, the clone()-based kernel
18  * thread package for Linux which is included in libc6.
19  *
20  * This code relies on implementation details of LinuxThreads,
21  * (i.e. properties not guaranteed by the Pthread standard),
22  * though this version now does less of that than the other Pthreads
23  * support code.
24  *
25  * Note that there is a lot of code duplication between linux_threads.c
26  * and thread support for some of the other Posix platforms; any changes
27  * made here may need to be reflected there too.
28  */
29  /* DG/UX ix86 support <takis@xfree86.org> */
30 /*
31  * Linux_threads.c now also includes some code to support HPUX and
32  * OSF1 (Compaq Tru64 Unix, really).  The OSF1 support is based on Eric Benson's
33  * patch.
34  *
35  * Eric also suggested an alternate basis for a lock implementation in
36  * his code:
37  * + #elif defined(OSF1)
38  * +    unsigned long GC_allocate_lock = 0;
39  * +    msemaphore GC_allocate_semaphore;
40  * + #  define GC_TRY_LOCK() \
41  * +    ((msem_lock(&GC_allocate_semaphore, MSEM_IF_NOWAIT) == 0) \
42  * +     ? (GC_allocate_lock = 1) \
43  * +     : 0)
44  * + #  define GC_LOCK_TAKEN GC_allocate_lock
45  */
46
47 /*#define DEBUG_THREADS 1*/
48 /*#define GC_ASSERTIONS*/
49
50 # include "private/pthread_support.h"
51
52 # if defined(GC_PTHREADS) && !defined(GC_SOLARIS_THREADS) \
53      && !defined(GC_WIN32_THREADS)
54
55 # if defined(GC_HPUX_THREADS) && !defined(USE_PTHREAD_SPECIFIC) \
56      && !defined(USE_COMPILER_TLS)
57 #   ifdef __GNUC__
58 #     define USE_PTHREAD_SPECIFIC
59       /* Empirically, as of gcc 3.3, USE_COMPILER_TLS doesn't work.     */
60 #   else
61 #     define USE_COMPILER_TLS
62 #   endif
63 # endif
64
65 # if defined USE_HPUX_TLS
66     --> Macro replaced by USE_COMPILER_TLS
67 # endif
68
69 # if (defined(GC_DGUX386_THREADS) || defined(GC_OSF1_THREADS) || \
70       defined(GC_DARWIN_THREADS) || defined(GC_AIX_THREADS)) || \
71       defined(GC_NETBSD_THREADS) && !defined(USE_PTHREAD_SPECIFIC)
72 #   define USE_PTHREAD_SPECIFIC
73 # endif
74
75 # if defined(GC_DGUX386_THREADS) && !defined(_POSIX4A_DRAFT10_SOURCE)
76 #   define _POSIX4A_DRAFT10_SOURCE 1
77 # endif
78
79 # if defined(GC_DGUX386_THREADS) && !defined(_USING_POSIX4A_DRAFT10)
80 #   define _USING_POSIX4A_DRAFT10 1
81 # endif
82
83 # ifdef THREAD_LOCAL_ALLOC
84 #   if !defined(USE_PTHREAD_SPECIFIC) && !defined(USE_COMPILER_TLS)
85 #     include "private/specific.h"
86 #   endif
87
88 /* Note that these macros should be used only to get/set the GC_thread pointer.
89  * We need to use both tls and pthread because we use the pthread_create function hook to
90  * free the data for foreign threads. When that doesn't happen, libgc could have old
91  * pthread_t that get reused...
92  */
93 #   if defined(USE_PTHREAD_SPECIFIC)
94 #     define GC_getspecific pthread_getspecific
95 #     define GC_setspecific pthread_setspecific
96 #     define GC_key_create pthread_key_create
97       typedef pthread_key_t GC_key_t;
98 #   endif
99 #   if defined(USE_COMPILER_TLS)
100 #     define GC_getspecific(x) (GC_thread_tls)
101 #     define GC_setspecific(key, v) (GC_thread_tls = (v), pthread_setspecific ((key), (v)))
102 #     define GC_key_create pthread_key_create
103       typedef pthread_key_t GC_key_t;
104 #   endif
105 # endif
106 # include <stdlib.h>
107 # include <pthread.h>
108 # include <sched.h>
109 # include <time.h>
110 # include <errno.h>
111 # include <unistd.h>
112 # include <sys/mman.h>
113 # include <sys/time.h>
114 # include <sys/types.h>
115 # include <sys/stat.h>
116 # include <fcntl.h>
117 # include <signal.h>
118
119 #if defined(GC_DARWIN_THREADS)
120 # include "private/darwin_semaphore.h"
121 #else
122 # include <semaphore.h>
123 #endif /* !GC_DARWIN_THREADS */
124
125 #if defined(GC_DARWIN_THREADS) || defined(GC_FREEBSD_THREADS)
126 # include <sys/sysctl.h>
127 #endif /* GC_DARWIN_THREADS */
128
129 #if defined(GC_NETBSD_THREADS)
130 # include <sys/param.h>
131 # include <sys/sysctl.h>
132 #endif
133
134
135
136 #if defined(GC_DGUX386_THREADS)
137 # include <sys/dg_sys_info.h>
138 # include <sys/_int_psem.h>
139   /* sem_t is an uint in DG/UX */
140   typedef unsigned int  sem_t;
141 #endif /* GC_DGUX386_THREADS */
142
143 #ifndef __GNUC__
144 #   define __inline__
145 #endif
146
147 #ifdef GC_USE_LD_WRAP
148 #   define WRAP_FUNC(f) __wrap_##f
149 #   define REAL_FUNC(f) __real_##f
150 #else
151 #   define WRAP_FUNC(f) GC_##f
152 #   if !defined(GC_DGUX386_THREADS)
153 #     define REAL_FUNC(f) f
154 #   else /* GC_DGUX386_THREADS */
155 #     define REAL_FUNC(f) __d10_##f
156 #   endif /* GC_DGUX386_THREADS */
157 #   undef pthread_create
158 #   if !defined(GC_DARWIN_THREADS)
159 #     undef pthread_sigmask
160 #   endif
161 #   undef pthread_join
162 #   undef pthread_detach
163 #   if defined(GC_OSF1_THREADS) && defined(_PTHREAD_USE_MANGLED_NAMES_) \
164        && !defined(_PTHREAD_USE_PTDNAM_)
165 /* Restore the original mangled names on Tru64 UNIX.  */
166 #     define pthread_create __pthread_create
167 #     define pthread_join __pthread_join
168 #     define pthread_detach __pthread_detach
169 #   endif
170 #endif
171
172 void GC_thr_init();
173
174 static GC_bool parallel_initialized = FALSE;
175
176 void GC_init_parallel();
177
178 # if defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
179
180 /* We don't really support thread-local allocation with DBG_HDRS_ALL */
181
182 /* work around a dlopen issue (bug #75390), undefs to avoid warnings with redefinitions */
183 #undef PACKAGE_BUGREPORT
184 #undef PACKAGE_NAME
185 #undef PACKAGE_STRING
186 #undef PACKAGE_TARNAME
187 #undef PACKAGE_VERSION
188 #include "mono/utils/mono-compiler.h"
189
190 static
191 GC_key_t GC_thread_key;
192
193 #ifdef USE_COMPILER_TLS
194 /*
195  * gcc errors out with /tmp/ccdPMFuq.s:2994: Error: symbol `.LTLS4' is already defined
196  * if the static is removed on ppc.
197  */
198 #if defined(__ppc__) || defined(__powerpc__)
199 static
200 #endif
201 __thread MONO_TLS_FAST void* GC_thread_tls;
202 #endif
203
204 static GC_bool keys_initialized;
205
206 #ifdef MONO_DEBUGGER_SUPPORTED
207 #include "include/libgc-mono-debugger.h"
208 #endif
209
210 /* Recover the contents of the freelist array fl into the global one gfl.*/
211 /* Note that the indexing scheme differs, in that gfl has finer size    */
212 /* resolution, even if not all entries are used.                        */
213 /* We hold the allocator lock.                                          */
214 static void return_freelists(ptr_t *fl, ptr_t *gfl)
215 {
216     int i;
217     ptr_t q, *qptr;
218     size_t nwords;
219
220     for (i = 1; i < NFREELISTS; ++i) {
221         nwords = i * (GRANULARITY/sizeof(word));
222         qptr = fl + i;  
223         q = *qptr;
224         if ((word)q >= HBLKSIZE) {
225           if (gfl[nwords] == 0) {
226             gfl[nwords] = q;
227           } else {
228             /* Concatenate: */
229             for (; (word)q >= HBLKSIZE; qptr = &(obj_link(q)), q = *qptr);
230             GC_ASSERT(0 == q);
231             *qptr = gfl[nwords];
232             gfl[nwords] = fl[i];
233           }
234         }
235         /* Clear fl[i], since the thread structure may hang around.     */
236         /* Do it in a way that is likely to trap if we access it.       */
237         fl[i] = (ptr_t)HBLKSIZE;
238     }
239 }
240
241 /* We statically allocate a single "size 0" object. It is linked to     */
242 /* itself, and is thus repeatedly reused for all size 0 allocation      */
243 /* requests.  (Size 0 gcj allocation requests are incorrect, and        */
244 /* we arrange for those to fault asap.)                                 */
245 static ptr_t size_zero_object = (ptr_t)(&size_zero_object);
246
247 void GC_delete_gc_thread(pthread_t id, GC_thread gct);
248 void GC_destroy_thread_local(GC_thread p);
249
250 void GC_thread_deregister_foreign (void *data)
251 {
252     GC_thread me = (GC_thread)data;
253  /*   GC_fprintf1( "\n\n\n\n --- Deregister %x ---\n\n\n\n\n", me->flags ); */
254     if (me -> flags & FOREIGN_THREAD) {
255         LOCK();
256  /*     GC_fprintf0( "\n\n\n\n --- FOO ---\n\n\n\n\n" ); */
257 #if defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
258         GC_destroy_thread_local (me);
259 #endif
260         GC_delete_gc_thread(me->id, me);
261         UNLOCK();
262     }
263 }
264
265 /* Each thread structure must be initialized.   */
266 /* This call must be made from the new thread.  */
267 /* Caller holds allocation lock.                */
268 void GC_init_thread_local(GC_thread p)
269 {
270     int i;
271
272     if (!keys_initialized) {
273         if (0 != GC_key_create(&GC_thread_key, GC_thread_deregister_foreign)) {
274             ABORT("Failed to create key for local allocator");
275         }
276         keys_initialized = TRUE;
277     }
278     if (0 != GC_setspecific(GC_thread_key, p)) {
279         ABORT("Failed to set thread specific allocation pointers");
280     }
281     for (i = 1; i < NFREELISTS; ++i) {
282         p -> ptrfree_freelists[i] = (ptr_t)1;
283         p -> normal_freelists[i] = (ptr_t)1;
284 #       ifdef GC_GCJ_SUPPORT
285           p -> gcj_freelists[i] = (ptr_t)1;
286 #       endif
287     }   
288     /* Set up the size 0 free lists.    */
289     p -> ptrfree_freelists[0] = (ptr_t)(&size_zero_object);
290     p -> normal_freelists[0] = (ptr_t)(&size_zero_object);
291 #   ifdef GC_GCJ_SUPPORT
292         p -> gcj_freelists[0] = (ptr_t)(-1);
293 #   endif
294 }
295
296 #ifdef GC_GCJ_SUPPORT
297   extern ptr_t * GC_gcjobjfreelist;
298 #endif
299
300 /* We hold the allocator lock.  */
301 void GC_destroy_thread_local(GC_thread p)
302 {
303     /* We currently only do this from the thread itself or from */
304     /* the fork handler for a child process.                    */
305 #   ifndef HANDLE_FORK
306       GC_ASSERT(GC_getspecific(GC_thread_key) == (void *)p);
307 #   endif
308     return_freelists(p -> ptrfree_freelists, GC_aobjfreelist);
309     return_freelists(p -> normal_freelists, GC_objfreelist);
310 #   ifdef GC_GCJ_SUPPORT
311         return_freelists(p -> gcj_freelists, GC_gcjobjfreelist);
312 #   endif
313 }
314
315 extern GC_PTR GC_generic_malloc_many();
316
317 GC_PTR GC_local_malloc(size_t bytes)
318 {
319     if (EXPECT(!SMALL_ENOUGH(bytes),0)) {
320         return(GC_malloc(bytes));
321     } else {
322         int index = INDEX_FROM_BYTES(bytes);
323         ptr_t * my_fl;
324         ptr_t my_entry;
325 #       if defined(REDIRECT_MALLOC) && !defined(USE_PTHREAD_SPECIFIC)
326         GC_key_t k = GC_thread_key;
327 #       endif
328         void * tsd;
329
330 #       if defined(REDIRECT_MALLOC) && !defined(USE_PTHREAD_SPECIFIC)
331             if (EXPECT(0 == k, 0)) {
332                 /* This can happen if we get called when the world is   */
333                 /* being initialized.  Whether we can actually complete */
334                 /* the initialization then is unclear.                  */
335                 GC_init_parallel();
336                 k = GC_thread_key;
337             }
338 #       endif
339         tsd = GC_getspecific(GC_thread_key);
340 #       ifdef GC_ASSERTIONS
341           LOCK();
342           GC_ASSERT(tsd == (void *)GC_lookup_thread(pthread_self()));
343           UNLOCK();
344 #       endif
345         my_fl = ((GC_thread)tsd) -> normal_freelists + index;
346         my_entry = *my_fl;
347         if (EXPECT((word)my_entry >= HBLKSIZE, 1)) {
348             ptr_t next = obj_link(my_entry);
349             GC_PTR result = (GC_PTR)my_entry;
350             *my_fl = next;
351             obj_link(my_entry) = 0;
352             PREFETCH_FOR_WRITE(next);
353             return result;
354         } else if ((word)my_entry - 1 < DIRECT_GRANULES) {
355             *my_fl = my_entry + index + 1;
356             return GC_malloc(bytes);
357         } else {
358             GC_generic_malloc_many(BYTES_FROM_INDEX(index), NORMAL, my_fl);
359             if (*my_fl == 0) return GC_oom_fn(bytes);
360             return GC_local_malloc(bytes);
361         }
362     }
363 }
364
365 GC_PTR GC_local_malloc_atomic(size_t bytes)
366 {
367     if (EXPECT(!SMALL_ENOUGH(bytes), 0)) {
368         return(GC_malloc_atomic(bytes));
369     } else {
370         int index = INDEX_FROM_BYTES(bytes);
371         ptr_t * my_fl = ((GC_thread)GC_getspecific(GC_thread_key))
372                         -> ptrfree_freelists + index;
373         ptr_t my_entry = *my_fl;
374     
375         if (EXPECT((word)my_entry >= HBLKSIZE, 1)) {
376             GC_PTR result = (GC_PTR)my_entry;
377             *my_fl = obj_link(my_entry);
378             return result;
379         } else if ((word)my_entry - 1 < DIRECT_GRANULES) {
380             *my_fl = my_entry + index + 1;
381         return GC_malloc_atomic(bytes);
382         } else {
383             GC_generic_malloc_many(BYTES_FROM_INDEX(index), PTRFREE, my_fl);
384             /* *my_fl is updated while the collector is excluded;       */
385             /* the free list is always visible to the collector as      */
386             /* such.                                                    */
387             if (*my_fl == 0) return GC_oom_fn(bytes);
388             return GC_local_malloc_atomic(bytes);
389         }
390     }
391 }
392
393 #ifdef GC_GCJ_SUPPORT
394
395 #include "include/gc_gcj.h"
396
397 #ifdef GC_ASSERTIONS
398   extern GC_bool GC_gcj_malloc_initialized;
399 #endif
400
401 extern int GC_gcj_kind;
402
403 GC_PTR GC_local_gcj_malloc(size_t bytes,
404                            void * ptr_to_struct_containing_descr)
405 {
406     GC_ASSERT(GC_gcj_malloc_initialized);
407     if (EXPECT(!SMALL_ENOUGH(bytes), 0)) {
408         return GC_gcj_malloc(bytes, ptr_to_struct_containing_descr);
409     } else {
410         int index = INDEX_FROM_BYTES(bytes);
411         ptr_t * my_fl = ((GC_thread)GC_getspecific(GC_thread_key))
412                         -> gcj_freelists + index;
413         ptr_t my_entry = *my_fl;
414         if (EXPECT((word)my_entry >= HBLKSIZE, 1)) {
415             GC_PTR result = (GC_PTR)my_entry;
416             GC_ASSERT(!GC_incremental);
417             /* We assert that any concurrent marker will stop us.       */
418             /* Thus it is impossible for a mark procedure to see the    */
419             /* allocation of the next object, but to see this object    */
420             /* still containing a free list pointer.  Otherwise the     */
421             /* marker might find a random "mark descriptor".            */
422             *(volatile ptr_t *)my_fl = obj_link(my_entry);
423             /* We must update the freelist before we store the pointer. */
424             /* Otherwise a GC at this point would see a corrupted       */
425             /* free list.                                               */
426             /* A memory barrier is probably never needed, since the     */
427             /* action of stopping this thread will cause prior writes   */
428             /* to complete.                                             */
429             GC_ASSERT(((void * volatile *)result)[1] == 0); 
430             *(void * volatile *)result = ptr_to_struct_containing_descr; 
431             return result;
432         } else if ((word)my_entry - 1 < DIRECT_GRANULES) {
433             if (!GC_incremental) *my_fl = my_entry + index + 1;
434                 /* In the incremental case, we always have to take this */
435                 /* path.  Thus we leave the counter alone.              */
436             return GC_gcj_malloc(bytes, ptr_to_struct_containing_descr);
437         } else {
438             GC_generic_malloc_many(BYTES_FROM_INDEX(index), GC_gcj_kind, my_fl);
439             if (*my_fl == 0) return GC_oom_fn(bytes);
440             return GC_local_gcj_malloc(bytes, ptr_to_struct_containing_descr);
441         }
442     }
443 }
444
445 /* Similar to GC_local_gcj_malloc, but the size is in words, and we don't       */
446 /* adjust it.  The size is assumed to be such that it can be    */
447 /* allocated as a small object.                                 */
448 void * GC_local_gcj_fast_malloc(size_t lw, void * ptr_to_struct_containing_descr)
449 {
450         ptr_t * my_fl = ((GC_thread)GC_getspecific(GC_thread_key))
451                 -> gcj_freelists + lw;
452         ptr_t my_entry = *my_fl;
453
454     GC_ASSERT(GC_gcj_malloc_initialized);
455
456         if (EXPECT((word)my_entry >= HBLKSIZE, 1)) {
457             GC_PTR result = (GC_PTR)my_entry;
458             GC_ASSERT(!GC_incremental);
459             /* We assert that any concurrent marker will stop us.       */
460             /* Thus it is impossible for a mark procedure to see the    */
461             /* allocation of the next object, but to see this object    */
462             /* still containing a free list pointer.  Otherwise the     */
463             /* marker might find a random "mark descriptor".            */
464             *(volatile ptr_t *)my_fl = obj_link(my_entry);
465             /* We must update the freelist before we store the pointer. */
466             /* Otherwise a GC at this point would see a corrupted       */
467             /* free list.                                               */
468             /* A memory barrier is probably never needed, since the     */
469             /* action of stopping this thread will cause prior writes   */
470             /* to complete.                                             */
471             GC_ASSERT(((void * volatile *)result)[1] == 0); 
472             *(void * volatile *)result = ptr_to_struct_containing_descr; 
473             return result;
474         } else if ((word)my_entry - 1 < DIRECT_GRANULES) {
475             if (!GC_incremental) *my_fl = my_entry + lw + 1;
476                 /* In the incremental case, we always have to take this */
477                 /* path.  Thus we leave the counter alone.              */
478             return GC_gcj_fast_malloc(lw, ptr_to_struct_containing_descr);
479         } else {
480             GC_generic_malloc_many(BYTES_FROM_INDEX(lw), GC_gcj_kind, my_fl);
481             if (*my_fl == 0) return GC_oom_fn(BYTES_FROM_INDEX(lw));
482             return GC_local_gcj_fast_malloc(lw, ptr_to_struct_containing_descr);
483         }
484 }
485
486 #endif /* GC_GCJ_SUPPORT */
487
488 # else  /* !THREAD_LOCAL_ALLOC  && !DBG_HDRS_ALL */
489
490 #   define GC_destroy_thread_local(t)
491
492 # endif /* !THREAD_LOCAL_ALLOC */
493
494 #if 0
495 /*
496 To make sure that we're using LinuxThreads and not some other thread
497 package, we generate a dummy reference to `pthread_kill_other_threads_np'
498 (was `__pthread_initial_thread_bos' but that disappeared),
499 which is a symbol defined in LinuxThreads, but (hopefully) not in other
500 thread packages.
501
502 We no longer do this, since this code is now portable enough that it might
503 actually work for something else.
504 */
505 void (*dummy_var_to_force_linux_threads)() = pthread_kill_other_threads_np;
506 #endif /* 0 */
507
508 long GC_nprocs = 1;     /* Number of processors.  We may not have       */
509                         /* access to all of them, but this is as good   */
510                         /* a guess as any ...                           */
511
512 #ifdef PARALLEL_MARK
513
514 # ifndef MAX_MARKERS
515 #   define MAX_MARKERS 16
516 # endif
517
518 static ptr_t marker_sp[MAX_MARKERS] = {0};
519
520 void * GC_mark_thread(void * id)
521 {
522   word my_mark_no = 0;
523
524   marker_sp[(word)id] = GC_approx_sp();
525   for (;; ++my_mark_no) {
526     /* GC_mark_no is passed only to allow GC_help_marker to terminate   */
527     /* promptly.  This is important if it were called from the signal   */
528     /* handler or from the GC lock acquisition code.  Under Linux, it's */
529     /* not safe to call it from a signal handler, since it uses mutexes */
530     /* and condition variables.  Since it is called only here, the      */
531     /* argument is unnecessary.                                         */
532     if (my_mark_no < GC_mark_no || my_mark_no > GC_mark_no + 2) {
533         /* resynchronize if we get far off, e.g. because GC_mark_no     */
534         /* wrapped.                                                     */
535         my_mark_no = GC_mark_no;
536     }
537 #   ifdef DEBUG_THREADS
538         GC_printf1("Starting mark helper for mark number %ld\n", my_mark_no);
539 #   endif
540     GC_help_marker(my_mark_no);
541   }
542 }
543
544 extern long GC_markers;         /* Number of mark threads we would      */
545                                 /* like to have.  Includes the          */
546                                 /* initiating thread.                   */
547
548 pthread_t GC_mark_threads[MAX_MARKERS];
549
550 #define PTHREAD_CREATE REAL_FUNC(pthread_create)
551
552 static void start_mark_threads()
553 {
554     unsigned i;
555     pthread_attr_t attr;
556
557     if (GC_markers > MAX_MARKERS) {
558         WARN("Limiting number of mark threads\n", 0);
559         GC_markers = MAX_MARKERS;
560     }
561     if (0 != pthread_attr_init(&attr)) ABORT("pthread_attr_init failed");
562         
563     if (0 != pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED))
564         ABORT("pthread_attr_setdetachstate failed");
565
566 #   if defined(HPUX) || defined(GC_DGUX386_THREADS)
567       /* Default stack size is usually too small: fix it. */
568       /* Otherwise marker threads or GC may run out of    */
569       /* space.                                           */
570 #     define MIN_STACK_SIZE (8*HBLKSIZE*sizeof(word))
571       {
572         size_t old_size;
573         int code;
574
575         if (pthread_attr_getstacksize(&attr, &old_size) != 0)
576           ABORT("pthread_attr_getstacksize failed\n");
577         if (old_size < MIN_STACK_SIZE) {
578           if (pthread_attr_setstacksize(&attr, MIN_STACK_SIZE) != 0)
579                   ABORT("pthread_attr_setstacksize failed\n");
580         }
581       }
582 #   endif /* HPUX || GC_DGUX386_THREADS */
583 #   ifdef CONDPRINT
584       if (GC_print_stats) {
585         GC_printf1("Starting %ld marker threads\n", GC_markers - 1);
586       }
587 #   endif
588     for (i = 0; i < GC_markers - 1; ++i) {
589       if (0 != PTHREAD_CREATE(GC_mark_threads + i, &attr,
590                               GC_mark_thread, (void *)(word)i)) {
591         WARN("Marker thread creation failed, errno = %ld.\n", errno);
592       }
593     }
594 }
595
596 #else  /* !PARALLEL_MARK */
597
598 static __inline__ void start_mark_threads()
599 {
600 }
601
602 #endif /* !PARALLEL_MARK */
603
604 GC_bool GC_thr_initialized = FALSE;
605
606 volatile GC_thread GC_threads[THREAD_TABLE_SZ];
607
608 /* 
609  * gcc-3.3.6 miscompiles the &GC_thread_key+sizeof(&GC_thread_key) expression so
610  * put it into a separate function.
611  */
612 #   if defined(__GNUC__) && defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
613 static __attribute__((noinline)) unsigned char* get_gc_thread_key_addr GC_PROTO((void))
614 {
615         return (unsigned char*)&GC_thread_key;
616 }
617
618 void GC_push_thread_structures GC_PROTO((void))
619 {
620     GC_push_all((ptr_t)(GC_threads), (ptr_t)(GC_threads)+sizeof(GC_threads));
621 #   if defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
622       GC_push_all((ptr_t)get_gc_thread_key_addr(),
623           (ptr_t)(get_gc_thread_key_addr())+sizeof(&GC_thread_key));
624 #   endif
625 }
626
627 #else
628
629 void GC_push_thread_structures GC_PROTO((void))
630 {
631     GC_push_all((ptr_t)(GC_threads), (ptr_t)(GC_threads)+sizeof(GC_threads));
632 #   if defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
633       GC_push_all((ptr_t)(&GC_thread_key),
634           (ptr_t)(&GC_thread_key)+sizeof(&GC_thread_key));
635 #   endif
636 }
637
638 #endif
639
640 #ifdef THREAD_LOCAL_ALLOC
641 /* We must explicitly mark ptrfree and gcj free lists, since the free   */
642 /* list links wouldn't otherwise be found.  We also set them in the     */
643 /* normal free lists, since that involves touching less memory than if  */
644 /* we scanned them normally.                                            */
645 void GC_mark_thread_local_free_lists(void)
646 {
647     int i, j;
648     GC_thread p;
649     ptr_t q;
650     
651     for (i = 0; i < THREAD_TABLE_SZ; ++i) {
652       for (p = GC_threads[i]; 0 != p; p = p -> next) {
653         for (j = 1; j < NFREELISTS; ++j) {
654           q = p -> ptrfree_freelists[j];
655           if ((word)q > HBLKSIZE) GC_set_fl_marks(q);
656           q = p -> normal_freelists[j];
657           if ((word)q > HBLKSIZE) GC_set_fl_marks(q);
658 #         ifdef GC_GCJ_SUPPORT
659             q = p -> gcj_freelists[j];
660             if ((word)q > HBLKSIZE) GC_set_fl_marks(q);
661 #         endif /* GC_GCJ_SUPPORT */
662         }
663       }
664     }
665 }
666 #endif /* THREAD_LOCAL_ALLOC */
667
668 static struct GC_Thread_Rep first_thread;
669
670 /* Add a thread to GC_threads.  We assume it wasn't already there.      */
671 /* Caller holds allocation lock.                                        */
672 GC_thread GC_new_thread(pthread_t id)
673 {
674     int hv = ((word)id) % THREAD_TABLE_SZ;
675     GC_thread result;
676     static GC_bool first_thread_used = FALSE;
677     
678     if (!first_thread_used) {
679         result = &first_thread;
680         first_thread_used = TRUE;
681     } else {
682         result = (struct GC_Thread_Rep *)
683                  GC_INTERNAL_MALLOC(sizeof(struct GC_Thread_Rep), NORMAL);
684     }
685     if (result == 0) return(0);
686     result -> id = id;
687     result -> next = GC_threads[hv];
688     GC_threads[hv] = result;
689     GC_ASSERT(result -> flags == 0 && result -> thread_blocked == 0);
690     return(result);
691 }
692
693 /* Delete a thread from GC_threads.  We assume it is there.     */
694 /* (The code intentionally traps if it wasn't.)                 */
695 /* Caller holds allocation lock.                                */
696 void GC_delete_thread(pthread_t id)
697 {
698     int hv = ((word)id) % THREAD_TABLE_SZ;
699     register GC_thread p = GC_threads[hv];
700     register GC_thread prev = 0;
701     
702     while (!pthread_equal(p -> id, id)) {
703         prev = p;
704         p = p -> next;
705     }
706     if (prev == 0) {
707         GC_threads[hv] = p -> next;
708     } else {
709         prev -> next = p -> next;
710     }
711 #ifdef MONO_DEBUGGER_SUPPORTED
712     if (gc_thread_vtable && gc_thread_vtable->thread_exited)
713         gc_thread_vtable->thread_exited (id, &p->stop_info.stack_ptr);
714 #endif
715         
716 #ifdef GC_DARWIN_THREADS
717         mach_port_deallocate(mach_task_self(), p->stop_info.mach_thread);
718 #endif
719         
720     GC_INTERNAL_FREE(p);
721 }
722
723 /* If a thread has been joined, but we have not yet             */
724 /* been notified, then there may be more than one thread        */
725 /* in the table with the same pthread id.                       */
726 /* This is OK, but we need a way to delete a specific one.      */
727 void GC_delete_gc_thread(pthread_t id, GC_thread gc_id)
728 {
729     int hv = ((word)id) % THREAD_TABLE_SZ;
730     register GC_thread p = GC_threads[hv];
731     register GC_thread prev = 0;
732
733     while (p != gc_id) {
734         prev = p;
735         p = p -> next;
736     }
737     if (prev == 0) {
738         GC_threads[hv] = p -> next;
739     } else {
740         prev -> next = p -> next;
741     }
742         
743 #ifdef GC_DARWIN_THREADS
744         mach_port_deallocate(mach_task_self(), p->stop_info.mach_thread);
745 #endif
746         
747     GC_INTERNAL_FREE(p);
748 }
749
750 /* Return a GC_thread corresponding to a given pthread_t.       */
751 /* Returns 0 if it's not there.                                 */
752 /* Caller holds  allocation lock or otherwise inhibits          */
753 /* updates.                                                     */
754 /* If there is more than one thread with the given id we        */
755 /* return the most recent one.                                  */
756 GC_thread GC_lookup_thread(pthread_t id)
757 {
758     int hv = ((word)id) % THREAD_TABLE_SZ;
759     register GC_thread p = GC_threads[hv];
760     
761     while (p != 0 && !pthread_equal(p -> id, id)) p = p -> next;
762     return(p);
763 }
764
765 int GC_thread_is_registered (void)
766 {
767         void *ptr;
768
769         LOCK();
770         ptr = (void *)GC_lookup_thread(pthread_self());
771         UNLOCK();
772
773         return ptr ? 1 : 0;
774 }
775
776 #ifdef HANDLE_FORK
777 /* Remove all entries from the GC_threads table, except the     */
778 /* one for the current thread.  We need to do this in the child */
779 /* process after a fork(), since only the current thread        */
780 /* survives in the child.                                       */
781 void GC_remove_all_threads_but_me(void)
782 {
783     pthread_t self = pthread_self();
784     int hv;
785     GC_thread p, next, me;
786
787     for (hv = 0; hv < THREAD_TABLE_SZ; ++hv) {
788       me = 0;
789       for (p = GC_threads[hv]; 0 != p; p = next) {
790         next = p -> next;
791         if (p -> id == self) {
792           me = p;
793           p -> next = 0;
794         } else {
795 #         ifdef THREAD_LOCAL_ALLOC
796             if (!(p -> flags & FINISHED)) {
797               GC_destroy_thread_local(p);
798             }
799 #         endif /* THREAD_LOCAL_ALLOC */
800             if (p != &first_thread) GC_INTERNAL_FREE(p);
801         }
802       }
803       GC_threads[hv] = me;
804     }
805     GC_INTERNAL_FREE(p);
806 }
807 #endif /* HANDLE_FORK */
808
809 #ifdef USE_PROC_FOR_LIBRARIES
810 int GC_segment_is_thread_stack(ptr_t lo, ptr_t hi)
811 {
812     int i;
813     GC_thread p;
814     
815 #   ifdef PARALLEL_MARK
816       for (i = 0; i < GC_markers; ++i) {
817         if (marker_sp[i] > lo & marker_sp[i] < hi) return 1;
818       }
819 #   endif
820     for (i = 0; i < THREAD_TABLE_SZ; i++) {
821       for (p = GC_threads[i]; p != 0; p = p -> next) {
822         if (0 != p -> stack_end) {
823 #         ifdef STACK_GROWS_UP
824             if (p -> stack_end >= lo && p -> stack_end < hi) return 1;
825 #         else /* STACK_GROWS_DOWN */
826             if (p -> stack_end > lo && p -> stack_end <= hi) return 1;
827 #         endif
828         }
829       }
830     }
831     return 0;
832 }
833 #endif /* USE_PROC_FOR_LIBRARIES */
834
835 #ifdef GC_LINUX_THREADS
836 /* Return the number of processors, or i<= 0 if it can't be determined. */
837 int GC_get_nprocs()
838 {
839     /* Should be "return sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);" but that       */
840     /* appears to be buggy in many cases.                               */
841     /* We look for lines "cpu<n>" in /proc/stat.                        */
842 #   define STAT_BUF_SIZE 4096
843 #   define STAT_READ read
844         /* If read is wrapped, this may need to be redefined to call    */
845         /* the real one.                                                */
846     char stat_buf[STAT_BUF_SIZE];
847     int f;
848     word result = 1;
849         /* Some old kernels only have a single "cpu nnnn ..."   */
850         /* entry in /proc/stat.  We identify those as           */
851         /* uniprocessors.                                       */
852     size_t i, len = 0;
853
854     f = open("/proc/stat", O_RDONLY);
855     if (f < 0 || (len = STAT_READ(f, stat_buf, STAT_BUF_SIZE)) < 100) {
856         WARN("Couldn't read /proc/stat\n", 0);
857         return -1;
858     }
859     for (i = 0; i < len - 100; ++i) {
860         if (stat_buf[i] == '\n' && stat_buf[i+1] == 'c'
861             && stat_buf[i+2] == 'p' && stat_buf[i+3] == 'u') {
862             int cpu_no = atoi(stat_buf + i + 4);
863             if (cpu_no >= result) result = cpu_no + 1;
864         }
865     }
866     close(f);
867     return result;
868 }
869 #endif /* GC_LINUX_THREADS */
870
871 /* We hold the GC lock.  Wait until an in-progress GC has finished.     */
872 /* Repeatedly RELEASES GC LOCK in order to wait.                        */
873 /* If wait_for_all is true, then we exit with the GC lock held and no   */
874 /* collection in progress; otherwise we just wait for the current GC    */
875 /* to finish.                                                           */
876 extern GC_bool GC_collection_in_progress();
877 void GC_wait_for_gc_completion(GC_bool wait_for_all)
878 {
879     if (GC_incremental && GC_collection_in_progress()) {
880         int old_gc_no = GC_gc_no;
881
882         /* Make sure that no part of our stack is still on the mark stack, */
883         /* since it's about to be unmapped.                                */
884         while (GC_incremental && GC_collection_in_progress()
885                && (wait_for_all || old_gc_no == GC_gc_no)) {
886             ENTER_GC();
887             GC_in_thread_creation = TRUE;
888             GC_collect_a_little_inner(1);
889             GC_in_thread_creation = FALSE;
890             EXIT_GC();
891             UNLOCK();
892             sched_yield();
893             LOCK();
894         }
895     }
896 }
897
898 #ifdef HANDLE_FORK
899 /* Procedures called before and after a fork.  The goal here is to make */
900 /* it safe to call GC_malloc() in a forked child.  It's unclear that is */
901 /* attainable, since the single UNIX spec seems to imply that one       */
902 /* should only call async-signal-safe functions, and we probably can't  */
903 /* quite guarantee that.  But we give it our best shot.  (That same     */
904 /* spec also implies that it's not safe to call the system malloc       */
905 /* between fork() and exec().  Thus we're doing no worse than it.       */
906
907 /* Called before a fork()               */
908 void GC_fork_prepare_proc(void)
909 {
910     /* Acquire all relevant locks, so that after releasing the locks    */
911     /* the child will see a consistent state in which monitor           */
912     /* invariants hold.  Unfortunately, we can't acquire libc locks     */
913     /* we might need, and there seems to be no guarantee that libc      */
914     /* must install a suitable fork handler.                            */
915     /* Wait for an ongoing GC to finish, since we can't finish it in    */
916     /* the (one remaining thread in) the child.                         */
917       LOCK();
918 #     if defined(PARALLEL_MARK) || defined(THREAD_LOCAL_ALLOC)
919         GC_wait_for_reclaim();
920 #     endif
921       GC_wait_for_gc_completion(TRUE);
922 #     if defined(PARALLEL_MARK) || defined(THREAD_LOCAL_ALLOC)
923         GC_acquire_mark_lock();
924 #     endif
925 }
926
927 /* Called in parent after a fork()      */
928 void GC_fork_parent_proc(void)
929 {
930 #   if defined(PARALLEL_MARK) || defined(THREAD_LOCAL_ALLOC)
931       GC_release_mark_lock();
932 #   endif
933     UNLOCK();
934 }
935
936 /* Called in child after a fork()       */
937 void GC_fork_child_proc(void)
938 {
939     /* Clean up the thread table, so that just our thread is left. */
940 #   if defined(PARALLEL_MARK) || defined(THREAD_LOCAL_ALLOC)
941       GC_release_mark_lock();
942 #   endif
943     GC_remove_all_threads_but_me();
944 #   ifdef PARALLEL_MARK
945       /* Turn off parallel marking in the child, since we are probably  */
946       /* just going to exec, and we would have to restart mark threads. */
947         GC_markers = 1;
948         GC_parallel = FALSE;
949 #   endif /* PARALLEL_MARK */
950     UNLOCK();
951 }
952 #endif /* HANDLE_FORK */
953
954 #if defined(GC_DGUX386_THREADS)
955 /* Return the number of processors, or i<= 0 if it can't be determined. */
956 int GC_get_nprocs()
957 {
958     /* <takis@XFree86.Org> */
959     int numCpus;
960     struct dg_sys_info_pm_info pm_sysinfo;
961     int status =0;
962
963     status = dg_sys_info((long int *) &pm_sysinfo,
964         DG_SYS_INFO_PM_INFO_TYPE, DG_SYS_INFO_PM_CURRENT_VERSION);
965     if (status < 0)
966        /* set -1 for error */
967        numCpus = -1;
968     else
969       /* Active CPUs */
970       numCpus = pm_sysinfo.idle_vp_count;
971
972 #  ifdef DEBUG_THREADS
973     GC_printf1("Number of active CPUs in this system: %d\n", numCpus);
974 #  endif
975     return(numCpus);
976 }
977 #endif /* GC_DGUX386_THREADS */
978
979 /* We hold the allocation lock. */
980 void GC_thr_init()
981 {
982 #   ifndef GC_DARWIN_THREADS
983       int dummy;
984 #   endif
985     GC_thread t;
986
987     if (GC_thr_initialized) return;
988     GC_thr_initialized = TRUE;
989     
990 #   ifdef HANDLE_FORK
991       /* Prepare for a possible fork.   */
992         pthread_atfork(GC_fork_prepare_proc, GC_fork_parent_proc,
993                        GC_fork_child_proc);
994 #   endif /* HANDLE_FORK */
995     /* Add the initial thread, so we can stop it.       */
996       t = GC_new_thread(pthread_self());
997 #     ifdef GC_DARWIN_THREADS
998          t -> stop_info.mach_thread = mach_thread_self();
999 #     else
1000          t -> stop_info.stack_ptr = (ptr_t)(&dummy);
1001 #     endif
1002       t -> flags = DETACHED | MAIN_THREAD;
1003 #ifdef MONO_DEBUGGER_SUPPORTED
1004       if (gc_thread_vtable && gc_thread_vtable->thread_created)
1005         gc_thread_vtable->thread_created (pthread_self (), &t->stop_info.stack_ptr);
1006 #endif
1007
1008     GC_stop_init();
1009
1010     /* Set GC_nprocs.  */
1011       {
1012         char * nprocs_string = GETENV("GC_NPROCS");
1013         GC_nprocs = -1;
1014         if (nprocs_string != NULL) GC_nprocs = atoi(nprocs_string);
1015       }
1016       if (GC_nprocs <= 0) {
1017 #       if defined(GC_HPUX_THREADS)
1018           GC_nprocs = pthread_num_processors_np();
1019 #       endif
1020 #       if defined(GC_OSF1_THREADS) || defined(GC_AIX_THREADS)
1021           GC_nprocs = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
1022           if (GC_nprocs <= 0) GC_nprocs = 1;
1023 #       endif
1024 #       if defined(GC_IRIX_THREADS)
1025           GC_nprocs = sysconf(_SC_NPROC_ONLN);
1026           if (GC_nprocs <= 0) GC_nprocs = 1;
1027 #       endif
1028 #       if defined(GC_DARWIN_THREADS) || defined(GC_FREEBSD_THREADS) || defined(GC_NETBSD_THREADS)
1029           int ncpus = 1;
1030           size_t len = sizeof(ncpus);
1031           sysctl((int[2]) {CTL_HW, HW_NCPU}, 2, &ncpus, &len, NULL, 0);
1032           GC_nprocs = ncpus;
1033 #       endif
1034 #       if defined(GC_LINUX_THREADS) || defined(GC_DGUX386_THREADS)
1035           GC_nprocs = GC_get_nprocs();
1036 #       endif
1037       }
1038       if (GC_nprocs <= 0) {
1039         WARN("GC_get_nprocs() returned %ld\n", GC_nprocs);
1040         GC_nprocs = 2;
1041 #       ifdef PARALLEL_MARK
1042           GC_markers = 1;
1043 #       endif
1044       } else {
1045 #       ifdef PARALLEL_MARK
1046           {
1047             char * markers_string = GETENV("GC_MARKERS");
1048             if (markers_string != NULL) {
1049               GC_markers = atoi(markers_string);
1050             } else {
1051               GC_markers = GC_nprocs;
1052             }
1053           }
1054 #       endif
1055       }
1056 #   ifdef PARALLEL_MARK
1057 #     ifdef CONDPRINT
1058         if (GC_print_stats) {
1059           GC_printf2("Number of processors = %ld, "
1060                  "number of marker threads = %ld\n", GC_nprocs, GC_markers);
1061         }
1062 #     endif
1063       if (GC_markers == 1) {
1064         GC_parallel = FALSE;
1065 #       ifdef CONDPRINT
1066           if (GC_print_stats) {
1067             GC_printf0("Single marker thread, turning off parallel marking\n");
1068           }
1069 #       endif
1070       } else {
1071         GC_parallel = TRUE;
1072         /* Disable true incremental collection, but generational is OK. */
1073         GC_time_limit = GC_TIME_UNLIMITED;
1074       }
1075       /* If we are using a parallel marker, actually start helper threads.  */
1076         if (GC_parallel) start_mark_threads();
1077 #   endif
1078 }
1079
1080
1081 /* Perform all initializations, including those that    */
1082 /* may require allocation.                              */
1083 /* Called without allocation lock.                      */
1084 /* Must be called before a second thread is created.    */
1085 /* Called without allocation lock.                      */
1086 void GC_init_parallel()
1087 {
1088     if (parallel_initialized) return;
1089     parallel_initialized = TRUE;
1090
1091     /* GC_init() calls us back, so set flag first.      */
1092     if (!GC_is_initialized) GC_init();
1093     /* Initialize thread local free lists if used.      */
1094 #   if defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
1095       LOCK();
1096       GC_init_thread_local(GC_lookup_thread(pthread_self()));
1097       UNLOCK();
1098 #   endif
1099 }
1100
1101
1102 #if !defined(GC_DARWIN_THREADS)
1103 int WRAP_FUNC(pthread_sigmask)(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset)
1104 {
1105     sigset_t fudged_set;
1106     
1107     if (set != NULL && (how == SIG_BLOCK || how == SIG_SETMASK)) {
1108         fudged_set = *set;
1109         sigdelset(&fudged_set, SIG_SUSPEND);
1110         set = &fudged_set;
1111     }
1112     return(REAL_FUNC(pthread_sigmask)(how, set, oset));
1113 }
1114 #endif /* !GC_DARWIN_THREADS */
1115
1116 /* Wrappers for functions that are likely to block for an appreciable   */
1117 /* length of time.  Must be called in pairs, if at all.                 */
1118 /* Nothing much beyond the system call itself should be executed        */
1119 /* between these.                                                       */
1120
1121 void GC_start_blocking(void) {
1122 #   define SP_SLOP 128
1123     GC_thread me;
1124     LOCK();
1125     me = GC_lookup_thread(pthread_self());
1126     GC_ASSERT(!(me -> thread_blocked));
1127 #   ifdef SPARC
1128         me -> stop_info.stack_ptr = (ptr_t)GC_save_regs_in_stack();
1129 #   else
1130 #   ifndef GC_DARWIN_THREADS
1131         me -> stop_info.stack_ptr = (ptr_t)GC_approx_sp();
1132 #   endif
1133 #   endif
1134 #   ifdef IA64
1135         me -> backing_store_ptr = (ptr_t)GC_save_regs_in_stack() + SP_SLOP;
1136 #   endif
1137     /* Add some slop to the stack pointer, since the wrapped call may   */
1138     /* end up pushing more callee-save registers.                       */
1139 #   ifndef GC_DARWIN_THREADS
1140 #   ifdef STACK_GROWS_UP
1141         me -> stop_info.stack_ptr += SP_SLOP;
1142 #   else
1143         me -> stop_info.stack_ptr -= SP_SLOP;
1144 #   endif
1145 #   endif
1146     me -> thread_blocked = TRUE;
1147     UNLOCK();
1148 }
1149
1150 void GC_end_blocking(void) {
1151     GC_thread me;
1152     LOCK();   /* This will block if the world is stopped.       */
1153     me = GC_lookup_thread(pthread_self());
1154     GC_ASSERT(me -> thread_blocked);
1155     me -> thread_blocked = FALSE;
1156     UNLOCK();
1157 }
1158     
1159 #if defined(GC_DGUX386_THREADS)
1160 #define __d10_sleep sleep
1161 #endif /* GC_DGUX386_THREADS */
1162
1163 /* A wrapper for the standard C sleep function  */
1164 int WRAP_FUNC(sleep) (unsigned int seconds)
1165 {
1166     int result;
1167
1168     GC_start_blocking();
1169     result = REAL_FUNC(sleep)(seconds);
1170     GC_end_blocking();
1171     return result;
1172 }
1173
1174 struct start_info {
1175     void *(*start_routine)(void *);
1176     void *arg;
1177     word flags;
1178     sem_t registered;           /* 1 ==> in our thread table, but       */
1179                                 /* parent hasn't yet noticed.           */
1180 };
1181
1182 /* Called at thread exit.                               */
1183 /* Never called for main thread.  That's OK, since it   */
1184 /* results in at most a tiny one-time leak.  And        */
1185 /* linuxthreads doesn't reclaim the main threads        */
1186 /* resources or id anyway.                              */
1187 void GC_thread_exit_proc(void *arg)
1188 {
1189     GC_thread me;
1190
1191     LOCK();
1192     me = GC_lookup_thread(pthread_self());
1193     GC_destroy_thread_local(me);
1194     if (me -> flags & DETACHED) {
1195 # ifdef THREAD_LOCAL_ALLOC
1196                 /* NULL out the tls key to prevent the dtor function from being called */
1197                 if (0 != GC_setspecific(GC_thread_key, NULL))
1198                         ABORT("Failed to set thread specific allocation pointers");
1199 #endif
1200         GC_delete_thread(pthread_self());
1201     } else {
1202         me -> flags |= FINISHED;
1203     }
1204 #   if defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(USE_PTHREAD_SPECIFIC) \
1205        && !defined(USE_COMPILER_TLS) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
1206       GC_remove_specific(GC_thread_key);
1207 #   endif
1208     /* The following may run the GC from "nonexistent" thread.  */
1209     GC_wait_for_gc_completion(FALSE);
1210     UNLOCK();
1211 }
1212
1213 int WRAP_FUNC(pthread_join)(pthread_t thread, void **retval)
1214 {
1215     int result;
1216     GC_thread thread_gc_id;
1217     
1218     LOCK();
1219     thread_gc_id = GC_lookup_thread(thread);
1220     /* This is guaranteed to be the intended one, since the thread id   */
1221     /* cant have been recycled by pthreads.                             */
1222     UNLOCK();
1223     result = REAL_FUNC(pthread_join)(thread, retval);
1224 # if defined (GC_FREEBSD_THREADS)
1225     /* On FreeBSD, the wrapped pthread_join() sometimes returns (what
1226        appears to be) a spurious EINTR which caused the test and real code
1227        to gratuitously fail.  Having looked at system pthread library source
1228        code, I see how this return code may be generated.  In one path of
1229        code, pthread_join() just returns the errno setting of the thread
1230        being joined.  This does not match the POSIX specification or the
1231        local man pages thus I have taken the liberty to catch this one
1232        spurious return value properly conditionalized on GC_FREEBSD_THREADS. */
1233     if (result == EINTR) result = 0;
1234 # endif
1235     if (result == 0) {
1236         LOCK();
1237         /* Here the pthread thread id may have been recycled. */
1238         GC_delete_gc_thread(thread, thread_gc_id);
1239         UNLOCK();
1240     }
1241     return result;
1242 }
1243
1244 int
1245 WRAP_FUNC(pthread_detach)(pthread_t thread)
1246 {
1247     int result;
1248     GC_thread thread_gc_id;
1249     
1250     LOCK();
1251     thread_gc_id = GC_lookup_thread(thread);
1252     UNLOCK();
1253     result = REAL_FUNC(pthread_detach)(thread);
1254     if (result == 0) {
1255       LOCK();
1256       thread_gc_id -> flags |= DETACHED;
1257       /* Here the pthread thread id may have been recycled. */
1258       if (thread_gc_id -> flags & FINISHED) {
1259         GC_delete_gc_thread(thread, thread_gc_id);
1260       }
1261       UNLOCK();
1262     }
1263     return result;
1264 }
1265
1266 GC_bool GC_in_thread_creation = FALSE;
1267
1268 typedef void *(*ThreadStartFn)(void *);
1269 void * GC_start_routine_head(void * arg, void *base_addr,
1270                              ThreadStartFn *start, void **start_arg )
1271 {
1272     struct start_info * si = arg;
1273     void * result;
1274     GC_thread me;
1275     pthread_t my_pthread;
1276
1277     my_pthread = pthread_self();
1278 #   ifdef DEBUG_THREADS
1279         GC_printf1("Starting thread 0x%lx\n", my_pthread);
1280         GC_printf1("pid = %ld\n", (long) getpid());
1281         GC_printf1("sp = 0x%lx\n", (long) &arg);
1282 #   endif
1283     LOCK();
1284     GC_in_thread_creation = TRUE;
1285     me = GC_new_thread(my_pthread);
1286     GC_in_thread_creation = FALSE;
1287 #ifdef GC_DARWIN_THREADS
1288     me -> stop_info.mach_thread = mach_thread_self();
1289 #else
1290     me -> stop_info.stack_ptr = 0;
1291 #endif
1292     me -> flags = si -> flags;
1293     /* me -> stack_end = GC_linux_stack_base(); -- currently (11/99)    */
1294     /* doesn't work because the stack base in /proc/self/stat is the    */
1295     /* one for the main thread.  There is a strong argument that that's */
1296     /* a kernel bug, but a pervasive one.                               */
1297 #   ifdef STACK_GROWS_DOWN
1298       me -> stack_end = (ptr_t)(((word)(base_addr) + (GC_page_size - 1))
1299                                 & ~(GC_page_size - 1));
1300 #         ifndef GC_DARWIN_THREADS
1301         me -> stop_info.stack_ptr = me -> stack_end - 0x10;
1302 #         endif
1303         /* Needs to be plausible, since an asynchronous stack mark      */
1304         /* should not crash.                                            */
1305 #   else
1306       me -> stack_end = (ptr_t)((word)(base_addr) & ~(GC_page_size - 1));
1307       me -> stop_info.stack_ptr = me -> stack_end + 0x10;
1308 #   endif
1309     /* This is dubious, since we may be more than a page into the stack, */
1310     /* and hence skip some of it, though it's not clear that matters.    */
1311 #   ifdef IA64
1312       me -> backing_store_end = (ptr_t)
1313                         (GC_save_regs_in_stack() & ~(GC_page_size - 1));
1314       /* This is also < 100% convincing.  We should also read this      */
1315       /* from /proc, but the hook to do so isn't there yet.             */
1316 #   endif /* IA64 */
1317 #ifdef MONO_DEBUGGER_SUPPORTED
1318     if (gc_thread_vtable && gc_thread_vtable->thread_created)
1319         gc_thread_vtable->thread_created (my_pthread, &me->stop_info.stack_ptr);
1320 #endif
1321     UNLOCK();
1322
1323     if (start) *start = si -> start_routine;
1324     if (start_arg) *start_arg = si -> arg;
1325
1326     sem_post(&(si -> registered));      /* Last action on si.   */
1327                                         /* OK to deallocate.    */
1328 #   if defined(THREAD_LOCAL_ALLOC) && !defined(DBG_HDRS_ALL)
1329         LOCK();
1330         GC_init_thread_local(me);
1331         UNLOCK();
1332 #   endif
1333
1334     return me;
1335 }
1336
1337 int GC_thread_register_foreign (void *base_addr)
1338 {
1339     struct start_info si = { 0, }; /* stacked for legibility & locking */
1340     GC_thread me;
1341
1342 #   ifdef DEBUG_THREADS
1343         GC_printf1( "GC_thread_register_foreign %p\n", &si );
1344 #   endif
1345
1346     si.flags = FOREIGN_THREAD;
1347
1348     if (!parallel_initialized) GC_init_parallel();
1349     LOCK();
1350     if (!GC_thr_initialized) GC_thr_init();
1351
1352     UNLOCK();
1353
1354     me = GC_start_routine_head(&si, base_addr, NULL, NULL);
1355
1356     return me != NULL;
1357 }
1358
1359 void * GC_start_routine(void * arg)
1360 {
1361     int dummy;
1362     struct start_info * si = arg;
1363     void * result;
1364     GC_thread me;
1365     ThreadStartFn start;
1366     void *start_arg;
1367
1368     me = GC_start_routine_head (arg, &dummy, &start, &start_arg);
1369
1370     pthread_cleanup_push(GC_thread_exit_proc, 0);
1371 #   ifdef DEBUG_THREADS
1372         GC_printf1("start_routine = 0x%lx\n", start);
1373 #   endif
1374     result = (*start)(start_arg);
1375 #if DEBUG_THREADS
1376         GC_printf1("Finishing thread 0x%x\n", pthread_self());
1377 #endif
1378     me -> status = result;
1379     pthread_cleanup_pop(1);
1380     /* Cleanup acquires lock, ensuring that we can't exit               */
1381     /* while a collection that thinks we're alive is trying to stop     */
1382     /* us.                                                              */
1383     return(result);
1384 }
1385
1386 int
1387 WRAP_FUNC(pthread_create)(pthread_t *new_thread,
1388                   const pthread_attr_t *attr,
1389                   void *(*start_routine)(void *), void *arg)
1390 {
1391     int result;
1392     int detachstate;
1393     word my_flags = 0;
1394     struct start_info * si; 
1395         /* This is otherwise saved only in an area mmapped by the thread */
1396         /* library, which isn't visible to the collector.                */
1397  
1398     /* We resist the temptation to muck with the stack size here,       */
1399     /* even if the default is unreasonably small.  That's the client's  */
1400     /* responsibility.                                                  */
1401
1402     LOCK();
1403     si = (struct start_info *)GC_INTERNAL_MALLOC(sizeof(struct start_info),
1404                                                  NORMAL);
1405     UNLOCK();
1406     if (!parallel_initialized) GC_init_parallel();
1407     if (0 == si) return(ENOMEM);
1408     sem_init(&(si -> registered), 0, 0);
1409     si -> start_routine = start_routine;
1410     si -> arg = arg;
1411     LOCK();
1412     if (!GC_thr_initialized) GC_thr_init();
1413 #   ifdef GC_ASSERTIONS
1414       {
1415         size_t stack_size;
1416         if (NULL == attr) {
1417            pthread_attr_t my_attr;
1418            pthread_attr_init(&my_attr);
1419            pthread_attr_getstacksize(&my_attr, &stack_size);
1420         } else {
1421            pthread_attr_getstacksize(attr, &stack_size);
1422         }
1423 #       ifdef PARALLEL_MARK
1424           GC_ASSERT(stack_size >= (8*HBLKSIZE*sizeof(word)));
1425 #       else
1426           /* FreeBSD-5.3/Alpha: default pthread stack is 64K,   */
1427           /* HBLKSIZE=8192, sizeof(word)=8                      */
1428           GC_ASSERT(stack_size >= 65536);
1429 #       endif
1430         /* Our threads may need to do some work for the GC.     */
1431         /* Ridiculously small threads won't work, and they      */
1432         /* probably wouldn't work anyway.                       */
1433       }
1434 #   endif
1435     if (NULL == attr) {
1436         detachstate = PTHREAD_CREATE_JOINABLE;
1437     } else { 
1438         pthread_attr_getdetachstate(attr, &detachstate);
1439     }
1440     if (PTHREAD_CREATE_DETACHED == detachstate) my_flags |= DETACHED;
1441     si -> flags = my_flags;
1442     UNLOCK();
1443 #   ifdef DEBUG_THREADS
1444         GC_printf1("About to start new thread from thread 0x%X\n",
1445                    pthread_self());
1446 #   endif
1447
1448     result = REAL_FUNC(pthread_create)(new_thread, attr, GC_start_routine, si);
1449
1450 #   ifdef DEBUG_THREADS
1451         GC_printf1("Started thread 0x%X\n", *new_thread);
1452 #   endif
1453     /* Wait until child has been added to the thread table.             */
1454     /* This also ensures that we hold onto si until the child is done   */
1455     /* with it.  Thus it doesn't matter whether it is otherwise         */
1456     /* visible to the collector.                                        */
1457     if (0 == result) {
1458         while (0 != sem_wait(&(si -> registered))) {
1459             if (EINTR != errno) ABORT("sem_wait failed");
1460         }
1461     }
1462     sem_destroy(&(si -> registered));
1463     LOCK();
1464     GC_INTERNAL_FREE(si);
1465     UNLOCK();
1466
1467     return(result);
1468 }
1469
1470 #ifdef GENERIC_COMPARE_AND_SWAP
1471   pthread_mutex_t GC_compare_and_swap_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
1472
1473   GC_bool GC_compare_and_exchange(volatile GC_word *addr,
1474                                   GC_word old, GC_word new_val)
1475   {
1476     GC_bool result;
1477     pthread_mutex_lock(&GC_compare_and_swap_lock);
1478     if (*addr == old) {
1479       *addr = new_val;
1480       result = TRUE;
1481     } else {
1482       result = FALSE;
1483     }
1484     pthread_mutex_unlock(&GC_compare_and_swap_lock);
1485     return result;
1486   }
1487   
1488   GC_word GC_atomic_add(volatile GC_word *addr, GC_word how_much)
1489   {
1490     GC_word old;
1491     pthread_mutex_lock(&GC_compare_and_swap_lock);
1492     old = *addr;
1493     *addr = old + how_much;
1494     pthread_mutex_unlock(&GC_compare_and_swap_lock);
1495     return old;
1496   }
1497
1498 #endif /* GENERIC_COMPARE_AND_SWAP */
1499 /* Spend a few cycles in a way that can't introduce contention with     */
1500 /* othre threads.                                                       */
1501 void GC_pause()
1502 {
1503     int i;
1504 #   if !defined(__GNUC__) || defined(__INTEL_COMPILER)
1505       volatile word dummy = 0;
1506 #   endif
1507
1508     for (i = 0; i < 10; ++i) { 
1509 #     if defined(__GNUC__) && !defined(__INTEL_COMPILER)
1510         __asm__ __volatile__ (" " : : : "memory");
1511 #     else
1512         /* Something that's unlikely to be optimized away. */
1513         GC_noop(++dummy);
1514 #     endif
1515     }
1516 }
1517     
1518 #define SPIN_MAX 128    /* Maximum number of calls to GC_pause before   */
1519                         /* give up.                                     */
1520
1521 VOLATILE GC_bool GC_collecting = 0;
1522                         /* A hint that we're in the collector and       */
1523                         /* holding the allocation lock for an           */
1524                         /* extended period.                             */
1525
1526 #if !defined(USE_SPIN_LOCK) || defined(PARALLEL_MARK)
1527 /* If we don't want to use the below spinlock implementation, either    */
1528 /* because we don't have a GC_test_and_set implementation, or because   */
1529 /* we don't want to risk sleeping, we can still try spinning on         */
1530 /* pthread_mutex_trylock for a while.  This appears to be very          */
1531 /* beneficial in many cases.                                            */
1532 /* I suspect that under high contention this is nearly always better    */
1533 /* than the spin lock.  But it's a bit slower on a uniprocessor.        */
1534 /* Hence we still default to the spin lock.                             */
1535 /* This is also used to acquire the mark lock for the parallel          */
1536 /* marker.                                                              */
1537
1538 /* Here we use a strict exponential backoff scheme.  I don't know       */
1539 /* whether that's better or worse than the above.  We eventually        */
1540 /* yield by calling pthread_mutex_lock(); it never makes sense to       */
1541 /* explicitly sleep.                                                    */
1542
1543 #define LOCK_STATS
1544 #ifdef LOCK_STATS
1545   unsigned long GC_spin_count = 0;
1546   unsigned long GC_block_count = 0;
1547   unsigned long GC_unlocked_count = 0;
1548 #endif
1549
1550 void GC_generic_lock(pthread_mutex_t * lock)
1551 {
1552 #ifndef NO_PTHREAD_TRYLOCK
1553     unsigned pause_length = 1;
1554     unsigned i;
1555     
1556     if (0 == pthread_mutex_trylock(lock)) {
1557 #       ifdef LOCK_STATS
1558             ++GC_unlocked_count;
1559 #       endif
1560         return;
1561     }
1562     for (; pause_length <= SPIN_MAX; pause_length <<= 1) {
1563         for (i = 0; i < pause_length; ++i) {
1564             GC_pause();
1565         }
1566         switch(pthread_mutex_trylock(lock)) {
1567             case 0:
1568 #               ifdef LOCK_STATS
1569                     ++GC_spin_count;
1570 #               endif
1571                 return;
1572             case EBUSY:
1573                 break;
1574             default:
1575                 ABORT("Unexpected error from pthread_mutex_trylock");
1576         }
1577     }
1578 #endif /* !NO_PTHREAD_TRYLOCK */
1579 #   ifdef LOCK_STATS
1580         ++GC_block_count;
1581 #   endif
1582     pthread_mutex_lock(lock);
1583 }
1584
1585 #endif /* !USE_SPIN_LOCK || PARALLEL_MARK */
1586
1587 #if defined(USE_SPIN_LOCK)
1588
1589 /* Reasonably fast spin locks.  Basically the same implementation */
1590 /* as STL alloc.h.  This isn't really the right way to do this.   */
1591 /* but until the POSIX scheduling mess gets straightened out ...  */
1592
1593 volatile unsigned int GC_allocate_lock = 0;
1594
1595
1596 void GC_lock()
1597 {
1598 #   define low_spin_max 30  /* spin cycles if we suspect uniprocessor */
1599 #   define high_spin_max SPIN_MAX /* spin cycles for multiprocessor */
1600     static unsigned spin_max = low_spin_max;
1601     unsigned my_spin_max;
1602     static unsigned last_spins = 0;
1603     unsigned my_last_spins;
1604     int i;
1605
1606     if (!GC_test_and_set(&GC_allocate_lock)) {
1607         return;
1608     }
1609     my_spin_max = spin_max;
1610     my_last_spins = last_spins;
1611     for (i = 0; i < my_spin_max; i++) {
1612         if (GC_collecting || GC_nprocs == 1) goto yield;
1613         if (i < my_last_spins/2 || GC_allocate_lock) {
1614             GC_pause();
1615             continue;
1616         }
1617         if (!GC_test_and_set(&GC_allocate_lock)) {
1618             /*
1619              * got it!
1620              * Spinning worked.  Thus we're probably not being scheduled
1621              * against the other process with which we were contending.
1622              * Thus it makes sense to spin longer the next time.
1623              */
1624             last_spins = i;
1625             spin_max = high_spin_max;
1626             return;
1627         }
1628     }
1629     /* We are probably being scheduled against the other process.  Sleep. */
1630     spin_max = low_spin_max;
1631 yield:
1632     for (i = 0;; ++i) {
1633         if (!GC_test_and_set(&GC_allocate_lock)) {
1634             return;
1635         }
1636 #       define SLEEP_THRESHOLD 12
1637                 /* Under Linux very short sleeps tend to wait until     */
1638                 /* the current time quantum expires.  On old Linux      */
1639                 /* kernels nanosleep(<= 2ms) just spins under Linux.    */
1640                 /* (Under 2.4, this happens only for real-time          */
1641                 /* processes.)  We want to minimize both behaviors      */
1642                 /* here.                                                */
1643         if (i < SLEEP_THRESHOLD) {
1644             sched_yield();
1645         } else {
1646             struct timespec ts;
1647         
1648             if (i > 24) i = 24;
1649                         /* Don't wait for more than about 15msecs, even */
1650                         /* under extreme contention.                    */
1651             ts.tv_sec = 0;
1652             ts.tv_nsec = 1 << i;
1653             nanosleep(&ts, 0);
1654         }
1655     }
1656 }
1657
1658 #else  /* !USE_SPINLOCK */
1659 void GC_lock()
1660 {
1661 #ifndef NO_PTHREAD_TRYLOCK
1662     if (1 == GC_nprocs || GC_collecting) {
1663         pthread_mutex_lock(&GC_allocate_ml);
1664     } else {
1665         GC_generic_lock(&GC_allocate_ml);
1666     }
1667 #else  /* !NO_PTHREAD_TRYLOCK */
1668     pthread_mutex_lock(&GC_allocate_ml);
1669 #endif /* !NO_PTHREAD_TRYLOCK */
1670 }
1671
1672 #endif /* !USE_SPINLOCK */
1673
1674 #if defined(PARALLEL_MARK) || defined(THREAD_LOCAL_ALLOC)
1675
1676 #ifdef GC_ASSERTIONS
1677   pthread_t GC_mark_lock_holder = NO_THREAD;
1678 #endif
1679
1680 #if 0
1681   /* Ugly workaround for a linux threads bug in the final versions      */
1682   /* of glibc2.1.  Pthread_mutex_trylock sets the mutex owner           */
1683   /* field even when it fails to acquire the mutex.  This causes        */
1684   /* pthread_cond_wait to die.  Remove for glibc2.2.                    */
1685   /* According to the man page, we should use                           */
1686   /* PTHREAD_ERRORCHECK_MUTEX_INITIALIZER_NP, but that isn't actually   */
1687   /* defined.                                                           */
1688   static pthread_mutex_t mark_mutex =
1689         {0, 0, 0, PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP, {0, 0}};
1690 #else
1691   static pthread_mutex_t mark_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
1692 #endif
1693
1694 static pthread_cond_t builder_cv = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
1695
1696 void GC_acquire_mark_lock()
1697 {
1698 /*
1699     if (pthread_mutex_lock(&mark_mutex) != 0) {
1700         ABORT("pthread_mutex_lock failed");
1701     }
1702 */
1703     GC_generic_lock(&mark_mutex);
1704 #   ifdef GC_ASSERTIONS
1705         GC_mark_lock_holder = pthread_self();
1706 #   endif
1707 }
1708
1709 void GC_release_mark_lock()
1710 {
1711     GC_ASSERT(GC_mark_lock_holder == pthread_self());
1712 #   ifdef GC_ASSERTIONS
1713         GC_mark_lock_holder = NO_THREAD;
1714 #   endif
1715     if (pthread_mutex_unlock(&mark_mutex) != 0) {
1716         ABORT("pthread_mutex_unlock failed");
1717     }
1718 }
1719
1720 /* Collector must wait for a freelist builders for 2 reasons:           */
1721 /* 1) Mark bits may still be getting examined without lock.             */
1722 /* 2) Partial free lists referenced only by locals may not be scanned   */
1723 /*    correctly, e.g. if they contain "pointer-free" objects, since the */
1724 /*    free-list link may be ignored.                                    */
1725 void GC_wait_builder()
1726 {
1727     GC_ASSERT(GC_mark_lock_holder == pthread_self());
1728 #   ifdef GC_ASSERTIONS
1729         GC_mark_lock_holder = NO_THREAD;
1730 #   endif
1731     if (pthread_cond_wait(&builder_cv, &mark_mutex) != 0) {
1732         ABORT("pthread_cond_wait failed");
1733     }
1734     GC_ASSERT(GC_mark_lock_holder == NO_THREAD);
1735 #   ifdef GC_ASSERTIONS
1736         GC_mark_lock_holder = pthread_self();
1737 #   endif
1738 }
1739
1740 void GC_wait_for_reclaim()
1741 {
1742     GC_acquire_mark_lock();
1743     while (GC_fl_builder_count > 0) {
1744         GC_wait_builder();
1745     }
1746     GC_release_mark_lock();
1747 }
1748
1749 void GC_notify_all_builder()
1750 {
1751     GC_ASSERT(GC_mark_lock_holder == pthread_self());
1752     if (pthread_cond_broadcast(&builder_cv) != 0) {
1753         ABORT("pthread_cond_broadcast failed");
1754     }
1755 }
1756
1757 #endif /* PARALLEL_MARK || THREAD_LOCAL_ALLOC */
1758
1759 #ifdef PARALLEL_MARK
1760
1761 static pthread_cond_t mark_cv = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
1762
1763 void GC_wait_marker()
1764 {
1765     GC_ASSERT(GC_mark_lock_holder == pthread_self());
1766 #   ifdef GC_ASSERTIONS
1767         GC_mark_lock_holder = NO_THREAD;
1768 #   endif
1769     if (pthread_cond_wait(&mark_cv, &mark_mutex) != 0) {
1770         ABORT("pthread_cond_wait failed");
1771     }
1772     GC_ASSERT(GC_mark_lock_holder == NO_THREAD);
1773 #   ifdef GC_ASSERTIONS
1774         GC_mark_lock_holder = pthread_self();
1775 #   endif
1776 }
1777
1778 void GC_notify_all_marker()
1779 {
1780     if (pthread_cond_broadcast(&mark_cv) != 0) {
1781         ABORT("pthread_cond_broadcast failed");
1782     }
1783 }
1784
1785 #endif /* PARALLEL_MARK */
1786
1787 # endif /* GC_LINUX_THREADS and friends */
1788