mono/metadata/gc-internals.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * Internal GC interface
   4  *
   5  * Author: Paolo Molaro <lupus@ximian.com>
   6  *
   7  * (C) 2002 Ximian, Inc.
   8  * Copyright 2012 Xamarin Inc (http://www.xamarin.com)
   9  * Licensed under the MIT license. See LICENSE file in the project root for full license information.
  10  */
  11
  12 #ifndef __MONO_METADATA_GC_INTERNAL_H__
  13 #define __MONO_METADATA_GC_INTERNAL_H__
  14
  15 #include <glib.h>
  16 #include <mono/utils/gc_wrapper.h>
  17 #include <mono/metadata/object-internals.h>
  18 #include <mono/metadata/threads-types.h>
  19 #include <mono/sgen/gc-internal-agnostic.h>
  20
  21 #define mono_domain_finalizers_lock(domain) mono_os_mutex_lock (&(domain)->finalizable_objects_hash_lock);
  22 #define mono_domain_finalizers_unlock(domain) mono_os_mutex_unlock (&(domain)->finalizable_objects_hash_lock);
  23
  24 /* Register a memory area as a conservatively scanned GC root */
  25 #define MONO_GC_REGISTER_ROOT_PINNING(x,src,msg) mono_gc_register_root ((char*)&(x), sizeof(x), MONO_GC_DESCRIPTOR_NULL, (src), (msg))
  26
  27 #define MONO_GC_UNREGISTER_ROOT(x) mono_gc_deregister_root ((char*)&(x))
  28
  29 /*
  30  * Return a GC descriptor for an array containing N pointers to memory allocated
  31  * by mono_gc_alloc_fixed ().
  32  */
  33 /* For SGEN, the result of alloc_fixed () is not GC tracked memory */
  34 #define MONO_GC_ROOT_DESCR_FOR_FIXED(n) (mono_gc_is_moving () ? mono_gc_make_root_descr_all_refs (0) : MONO_GC_DESCRIPTOR_NULL)
  35
  36 /* Register a memory location holding a single object reference as a GC root */
  37 #define MONO_GC_REGISTER_ROOT_SINGLE(x,src,msg) do { \
  38         g_assert (sizeof (x) == sizeof (MonoObject*)); \
  39         mono_gc_register_root ((char*)&(x), sizeof(MonoObject*), mono_gc_make_root_descr_all_refs (1), (src), (msg)); \
  40         } while (0)
  41
  42 /*
  43  * This is used for fields which point to objects which are kept alive by other references
  44  * when using Boehm.
  45  */
  46 #define MONO_GC_REGISTER_ROOT_IF_MOVING(x,src,msg) do { \
  47         if (mono_gc_is_moving ()) \
  48                 MONO_GC_REGISTER_ROOT_SINGLE(x,src,msg);                \
  49 } while (0)
  50
  51 #define MONO_GC_UNREGISTER_ROOT_IF_MOVING(x) do { \
  52         if (mono_gc_is_moving ()) \
  53                 MONO_GC_UNREGISTER_ROOT (x);                    \
  54 } while (0)
  55
  56 /* useful until we keep track of gc-references in corlib etc. */
  57 #define IS_GC_REFERENCE(class,t) (mono_gc_is_moving () ? FALSE : ((t)->type == MONO_TYPE_U && (class)->image == mono_defaults.corlib))
  58
  59 void   mono_object_register_finalizer               (MonoObject  *obj);
  60 void   ves_icall_System_GC_InternalCollect          (int          generation);
  61 gint64 ves_icall_System_GC_GetTotalMemory           (MonoBoolean  forceCollection);
  62 void   ves_icall_System_GC_KeepAlive                (MonoObject  *obj);
  63 void   ves_icall_System_GC_ReRegisterForFinalize    (MonoObject  *obj);
  64 void   ves_icall_System_GC_SuppressFinalize         (MonoObject  *obj);
  65 void   ves_icall_System_GC_WaitForPendingFinalizers (void);
  66
  67 MonoObject *ves_icall_System_GCHandle_GetTarget (guint32 handle);
  68 guint32     ves_icall_System_GCHandle_GetTargetHandle (MonoObject *obj, guint32 handle, gint32 type);
  69 void        ves_icall_System_GCHandle_FreeHandle (guint32 handle);
  70 gpointer    ves_icall_System_GCHandle_GetAddrOfPinnedObject (guint32 handle);
  71 void        ves_icall_System_GC_register_ephemeron_array (MonoObject *array);
  72 MonoObject  *ves_icall_System_GC_get_ephemeron_tombstone (void);
  73
  74
  75 extern void mono_gc_init (void);
  76 extern void mono_gc_base_init (void);
  77 extern void mono_gc_cleanup (void);
  78 extern void mono_gc_base_cleanup (void);
  79
  80 /*
  81  * Return whenever the current thread is registered with the GC (i.e. started
  82  * by the GC pthread wrappers on unix.
  83  */
  84 extern gboolean mono_gc_is_gc_thread (void);
  85
  86 extern gboolean mono_gc_is_finalizer_internal_thread (MonoInternalThread *thread);
  87
  88 extern void mono_gc_set_stack_end (void *stack_end);
  89
  90 /* only valid after the RECLAIM_START GC event and before RECLAIM_END
  91  * Not exported in public headers, but can be linked to (unsupported).
  92  */
  93 gboolean mono_object_is_alive (MonoObject* obj);
  94 gboolean mono_gc_is_finalizer_thread (MonoThread *thread);
  95 gpointer mono_gc_out_of_memory (size_t size);
  96
  97 void mono_gchandle_set_target (guint32 gchandle, MonoObject *obj);
  98
  99 /*Ephemeron functionality. Sgen only*/
 100 gboolean    mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj);
 101
 102 MonoBoolean
 103 mono_gc_GCHandle_CheckCurrentDomain (guint32 gchandle);
 104
 105 /* User defined marking function */
 106 /* It should work like this:
 107  * foreach (ref in GC references in the are structure pointed to by ADDR)
 108  *    mark_func (ref)
 109  */
 110 typedef void (*MonoGCMarkFunc)     (MonoObject **addr, void *gc_data);
 111 typedef void (*MonoGCRootMarkFunc) (void *addr, MonoGCMarkFunc mark_func, void *gc_data);
 112
 113 /* Create a descriptor with a user defined marking function */
 114 MonoGCDescriptor mono_gc_make_root_descr_user (MonoGCRootMarkFunc marker);
 115
 116 /* Return whenever user defined marking functions are supported */
 117 gboolean mono_gc_user_markers_supported (void);
 118
 119 /* desc is the result from mono_gc_make_descr*. A NULL value means
 120  * all the words might contain GC pointers.
 121  * The memory is non-moving and it will be explicitly deallocated.
 122  * size bytes will be available from the returned address (ie, descr
 123  * must not be stored in the returned memory)
 124  */
 125 void* mono_gc_alloc_fixed            (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg);
 126 void  mono_gc_free_fixed             (void* addr);
 127
 128 /* make sure the gchandle was allocated for an object in domain */
 129 gboolean mono_gchandle_is_in_domain (guint32 gchandle, MonoDomain *domain);
 130 void     mono_gchandle_free_domain  (MonoDomain *domain);
 131
 132 typedef void (*FinalizerThreadCallback) (gpointer user_data);
 133
 134 void* mono_gc_alloc_pinned_obj (MonoVTable *vtable, size_t size);
 135 void* mono_gc_alloc_obj (MonoVTable *vtable, size_t size);
 136 void* mono_gc_alloc_vector (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length);
 137 void* mono_gc_alloc_array (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length, uintptr_t bounds_size);
 138 void* mono_gc_alloc_string (MonoVTable *vtable, size_t size, gint32 len);
 139 void* mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable, size_t size);
 140 MonoGCDescriptor mono_gc_make_descr_for_string (gsize *bitmap, int numbits);
 141
 142 void  mono_gc_register_for_finalization (MonoObject *obj, void *user_data);
 143 void  mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value);
 144 MONO_API int   mono_gc_register_root (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg);
 145 void  mono_gc_deregister_root (char* addr);
 146 void  mono_gc_finalize_domain (MonoDomain *domain);
 147 void  mono_gc_run_finalize (void *obj, void *data);
 148 void  mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain);
 149 /* Signal early termination of finalizer processing inside the gc */
 150 void  mono_gc_suspend_finalizers (void);
 151
 152
 153 /*
 154  * Register a root which can only be written using a write barrier.
 155  * Writes to the root must be done using a write barrier (MONO_ROOT_SETREF).
 156  * If the root uses an user defined mark routine, the writes are not required to be
 157  * to the area between START and START+SIZE.
 158  * The write barrier allows the GC to avoid scanning this root at each collection, so it
 159  * is more efficient.
 160  * FIXME: Add an API for clearing remset entries if a root with a user defined
 161  * mark routine is deleted.
 162  */
 163 int mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg);
 164
 165 void mono_gc_wbarrier_set_root (gpointer ptr, MonoObject *value);
 166
 167 /* Set a field of a root registered using mono_gc_register_root_wbarrier () */
 168 #define MONO_ROOT_SETREF(s,fieldname,value) do {        \
 169         mono_gc_wbarrier_set_root (&((s)->fieldname), (MonoObject*)value); \
 170 } while (0)
 171
 172 /* fast allocation support */
 173
 174 typedef enum {
 175         // Regular fast path allocator.
 176         MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR,
 177         // Managed allocator that just calls into the runtime. Used when allocation profiling w/ AOT.
 178         MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH,
 179 } ManagedAllocatorVariant;
 180
 181 int mono_gc_get_aligned_size_for_allocator (int size);
 182 MonoMethod* mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean known_instance_size);
 183 MonoMethod* mono_gc_get_managed_array_allocator (MonoClass *klass);
 184 MonoMethod *mono_gc_get_managed_allocator_by_type (int atype, ManagedAllocatorVariant variant);
 185
 186 guint32 mono_gc_get_managed_allocator_types (void);
 187
 188 /* Return a short string identifying the GC, indented to be saved in AOT images */
 189 const char *mono_gc_get_gc_name (void);
 190
 191 /* Fast write barriers */
 192 MonoMethod* mono_gc_get_specific_write_barrier (gboolean is_concurrent);
 193 MonoMethod* mono_gc_get_write_barrier (void);
 194
 195 /* Fast valuetype copy */
 196 void mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer dest, gpointer src, int size, unsigned bitmap);
 197
 198 /* helper for the managed alloc support */
 199 MonoString *
 200 ves_icall_string_alloc (int length);
 201
 202 /*
 203  * Functions supplied by the runtime and called by the GC. Currently only used
 204  * by SGEN.
 205  */
 206 typedef struct {
 207         /*
 208          * Function called during thread startup/attach to allocate thread-local data
 209          * needed by the other functions.
 210          */
 211         gpointer (*thread_attach_func) (void);
 212         /*
 213          * Function called during thread deatch to free the data allocated by
 214          * thread_attach_func.
 215          */
 216         void (*thread_detach_func) (gpointer user_data);
 217         /*
 218          * Function called from every thread when suspending for GC. It can save
 219          * data needed for marking from thread stacks. user_data is the data returned
 220          * by attach_func. This might called with GC locks held and the word stopped,
 221          * so it shouldn't do any synchronization etc.
 222          */
 223         void (*thread_suspend_func) (gpointer user_data, void *sigcontext, MonoContext *ctx);
 224         /*
 225          * Function called to mark from thread stacks. user_data is the data returned
 226          * by attach_func. This is called twice, with the word stopped:
 227          * - in the first pass, it should mark areas of the stack using
 228          *   conservative marking by calling mono_gc_conservatively_scan_area ().
 229          * - in the second pass, it should mark the remaining areas of the stack
 230          *   using precise marking by calling mono_gc_scan_object ().
 231          */
 232         void (*thread_mark_func) (gpointer user_data, guint8 *stack_start, guint8 *stack_end, gboolean precise, void *gc_data);
 233         /*
 234          * Function called for debugging to get the current managed method for
 235          * tracking the provenances of objects.
 236          */
 237         gpointer (*get_provenance_func) (void);
 238 } MonoGCCallbacks;
 239
 240 /* Set the callback functions callable by the GC */
 241 void mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks);
 242 MonoGCCallbacks *mono_gc_get_gc_callbacks (void);
 243
 244 /* Functions callable from the thread mark func */
 245
 246 /* Scan the memory area between START and END conservatively */
 247 void mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end);
 248
 249 /* Scan OBJ, returning its new address */
 250 void *mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data);
 251
 252 /* Return the suspend signal number used by the GC to suspend threads,
 253    or -1 if not applicable. */
 254 int mono_gc_get_suspend_signal (void);
 255
 256 /* Return the suspend signal number used by the GC to suspend threads,
 257    or -1 if not applicable. */
 258 int mono_gc_get_restart_signal (void);
 259
 260 /*
 261  * Return a human readable description of the GC in malloc-ed memory.
 262  */
 263 char* mono_gc_get_description (void);
 264
 265 /*
 266  * Configure the GC to desktop mode
 267  */
 268 void mono_gc_set_desktop_mode (void);
 269
 270 /*
 271  * Return whenever this GC can move objects
 272  */
 273 gboolean mono_gc_is_moving (void);
 274
 275 typedef void* (*MonoGCLockedCallbackFunc) (void *data);
 276
 277 void* mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data);
 278
 279 int mono_gc_get_los_limit (void);
 280
 281 guint8* mono_gc_get_card_table (int *shift_bits, gpointer *card_mask);
 282 gboolean mono_gc_card_table_nursery_check (void);
 283
 284 void* mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size);
 285
 286 void mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip);
 287
 288 #ifndef HOST_WIN32
 289 int mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);
 290 #endif
 291
 292 /*
 293  * Return whenever GC is disabled
 294  */
 295 gboolean mono_gc_is_disabled (void);
 296
 297 /*
 298  * Return whenever this is the null GC
 299  */
 300 gboolean mono_gc_is_null (void);
 301
 302 void mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length);
 303
 304 #if defined(__MACH__)
 305 void mono_gc_register_mach_exception_thread (pthread_t thread);
 306 pthread_t mono_gc_get_mach_exception_thread (void);
 307 #endif
 308
 309 gboolean mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void);
 310
 311 typedef struct _RefQueueEntry RefQueueEntry;
 312
 313 struct _RefQueueEntry {
 314         void *dis_link;
 315         guint32 gchandle;
 316         MonoDomain *domain;
 317         void *user_data;
 318         RefQueueEntry *next;
 319 };
 320
 321 struct _MonoReferenceQueue {
 322         RefQueueEntry *queue;
 323         mono_reference_queue_callback callback;
 324         MonoReferenceQueue *next;
 325         gboolean should_be_deleted;
 326 };
 327
 328 enum {
 329         MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION = 1,
 330 };
 331
 332 typedef struct {
 333         int version;
 334         gboolean (*is_class_finalization_aware) (MonoClass *klass);
 335         void (*object_queued_for_finalization) (MonoObject *object);
 336 } MonoGCFinalizerCallbacks;
 337
 338 MONO_API void mono_gc_register_finalizer_callbacks (MonoGCFinalizerCallbacks *callbacks);
 339
 340
 341 #ifdef HOST_WIN32
 342 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved);
 343 #endif
 344
 345 guint mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *klass);
 346
 347 void mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size);
 348
 349 gboolean mono_gc_is_critical_method (MonoMethod *method);
 350
 351 /* If set, print debugging messages around finalizers. */
 352 extern gboolean log_finalizers;
 353
 354 /* If set, do not run finalizers. */
 355 extern gboolean mono_do_not_finalize;
 356 /* List of names of classes not to finalize. */
 357 extern gchar **mono_do_not_finalize_class_names;
 358
 359 #endif /* __MONO_METADATA_GC_INTERNAL_H__ */
 360