mono/metadata/sgen-gc.c

   1 /*
   2  * sgen-gc.c: Simple generational GC.
   3  *
   4  * Author:
   5  *      Paolo Molaro (lupus@ximian.com)
   6  *  Rodrigo Kumpera (kumpera@gmail.com)
   7  *
   8  * Copyright 2005-2011 Novell, Inc (http://www.novell.com)
   9  * Copyright 2011 Xamarin Inc (http://www.xamarin.com)
  10  *
  11  * Thread start/stop adapted from Boehm's GC:
  12  * Copyright (c) 1994 by Xerox Corporation.  All rights reserved.
  13  * Copyright (c) 1996 by Silicon Graphics.  All rights reserved.
  14  * Copyright (c) 1998 by Fergus Henderson.  All rights reserved.
  15  * Copyright (c) 2000-2004 by Hewlett-Packard Company.  All rights reserved.
  16  * Copyright 2001-2003 Ximian, Inc
  17  * Copyright 2003-2010 Novell, Inc.
  18  * Copyright 2011 Xamarin, Inc.
  19  * Copyright (C) 2012 Xamarin Inc
  20  *
  21  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  22  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
  23  * License 2.0 as published by the Free Software Foundation;
  24  *
  25  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  26  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  27  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  28  * Library General Public License for more details.
  29  *
  30  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  31  * License 2.0 along with this library; if not, write to the Free
  32  * Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  33  *
  34  * Important: allocation provides always zeroed memory, having to do
  35  * a memset after allocation is deadly for performance.
  36  * Memory usage at startup is currently as follows:
  37  * 64 KB pinned space
  38  * 64 KB internal space
  39  * size of nursery
  40  * We should provide a small memory config with half the sizes
  41  *
  42  * We currently try to make as few mono assumptions as possible:
  43  * 1) 2-word header with no GC pointers in it (first vtable, second to store the
  44  *    forwarding ptr)
  45  * 2) gc descriptor is the second word in the vtable (first word in the class)
  46  * 3) 8 byte alignment is the minimum and enough (not true for special structures (SIMD), FIXME)
  47  * 4) there is a function to get an object's size and the number of
  48  *    elements in an array.
  49  * 5) we know the special way bounds are allocated for complex arrays
  50  * 6) we know about proxies and how to treat them when domains are unloaded
  51  *
  52  * Always try to keep stack usage to a minimum: no recursive behaviour
  53  * and no large stack allocs.
  54  *
  55  * General description.
  56  * Objects are initially allocated in a nursery using a fast bump-pointer technique.
  57  * When the nursery is full we start a nursery collection: this is performed with a
  58  * copying GC.
  59  * When the old generation is full we start a copying GC of the old generation as well:
  60  * this will be changed to mark&sweep with copying when fragmentation becomes to severe
  61  * in the future.  Maybe we'll even do both during the same collection like IMMIX.
  62  *
  63  * The things that complicate this description are:
  64  * *) pinned objects: we can't move them so we need to keep track of them
  65  * *) no precise info of the thread stacks and registers: we need to be able to
  66  *    quickly find the objects that may be referenced conservatively and pin them
  67  *    (this makes the first issues more important)
  68  * *) large objects are too expensive to be dealt with using copying GC: we handle them
  69  *    with mark/sweep during major collections
  70  * *) some objects need to not move even if they are small (interned strings, Type handles):
  71  *    we use mark/sweep for them, too: they are not allocated in the nursery, but inside
  72  *    PinnedChunks regions
  73  */
  74
  75 /*
  76  * TODO:
  77
  78  *) we could have a function pointer in MonoClass to implement
  79   customized write barriers for value types
  80
  81  *) investigate the stuff needed to advance a thread to a GC-safe
  82   point (single-stepping, read from unmapped memory etc) and implement it.
  83   This would enable us to inline allocations and write barriers, for example,
  84   or at least parts of them, like the write barrier checks.
  85   We may need this also for handling precise info on stacks, even simple things
  86   as having uninitialized data on the stack and having to wait for the prolog
  87   to zero it. Not an issue for the last frame that we scan conservatively.
  88   We could always not trust the value in the slots anyway.
  89
  90  *) modify the jit to save info about references in stack locations:
  91   this can be done just for locals as a start, so that at least
  92   part of the stack is handled precisely.
  93
  94  *) test/fix endianess issues
  95
  96  *) Implement a card table as the write barrier instead of remembered
  97     sets?  Card tables are not easy to implement with our current
  98     memory layout.  We have several different kinds of major heap
  99     objects: Small objects in regular blocks, small objects in pinned
 100     chunks and LOS objects.  If we just have a pointer we have no way
 101     to tell which kind of object it points into, therefore we cannot
 102     know where its card table is.  The least we have to do to make
 103     this happen is to get rid of write barriers for indirect stores.
 104     (See next item)
 105
 106  *) Get rid of write barriers for indirect stores.  We can do this by
 107     telling the GC to wbarrier-register an object once we do an ldloca
 108     or ldelema on it, and to unregister it once it's not used anymore
 109     (it can only travel downwards on the stack).  The problem with
 110     unregistering is that it needs to happen eventually no matter
 111     what, even if exceptions are thrown, the thread aborts, etc.
 112     Rodrigo suggested that we could do only the registering part and
 113     let the collector find out (pessimistically) when it's safe to
 114     unregister, namely when the stack pointer of the thread that
 115     registered the object is higher than it was when the registering
 116     happened.  This might make for a good first implementation to get
 117     some data on performance.
 118
 119  *) Some sort of blacklist support?  Blacklists is a concept from the
 120     Boehm GC: if during a conservative scan we find pointers to an
 121     area which we might use as heap, we mark that area as unusable, so
 122     pointer retention by random pinning pointers is reduced.
 123
 124  *) experiment with max small object size (very small right now - 2kb,
 125     because it's tied to the max freelist size)
 126
 127   *) add an option to mmap the whole heap in one chunk: it makes for many
 128      simplifications in the checks (put the nursery at the top and just use a single
 129      check for inclusion/exclusion): the issue this has is that on 32 bit systems it's
 130      not flexible (too much of the address space may be used by default or we can't
 131      increase the heap as needed) and we'd need a race-free mechanism to return memory
 132      back to the system (mprotect(PROT_NONE) will still keep the memory allocated if it
 133      was written to, munmap is needed, but the following mmap may not find the same segment
 134      free...)
 135
 136  *) memzero the major fragments after restarting the world and optionally a smaller
 137     chunk at a time
 138
 139  *) investigate having fragment zeroing threads
 140
 141  *) separate locks for finalization and other minor stuff to reduce
 142     lock contention
 143
 144  *) try a different copying order to improve memory locality
 145
 146  *) a thread abort after a store but before the write barrier will
 147     prevent the write barrier from executing
 148
 149  *) specialized dynamically generated markers/copiers
 150
 151  *) Dynamically adjust TLAB size to the number of threads.  If we have
 152     too many threads that do allocation, we might need smaller TLABs,
 153     and we might get better performance with larger TLABs if we only
 154     have a handful of threads.  We could sum up the space left in all
 155     assigned TLABs and if that's more than some percentage of the
 156     nursery size, reduce the TLAB size.
 157
 158  *) Explore placing unreachable objects on unused nursery memory.
 159         Instead of memset'ng a region to zero, place an int[] covering it.
 160         A good place to start is add_nursery_frag. The tricky thing here is
 161         placing those objects atomically outside of a collection.
 162
 163  *) Allocation should use asymmetric Dekker synchronization:
 164         http://blogs.oracle.com/dave/resource/Asymmetric-Dekker-Synchronization.txt
 165         This should help weak consistency archs.
 166  */
 167 #include "config.h"
 168 #ifdef HAVE_SGEN_GC
 169
 170 #ifdef __MACH__
 171 #undef _XOPEN_SOURCE
 172 #define _XOPEN_SOURCE
 173 #define _DARWIN_C_SOURCE
 174 #endif
 175
 176 #ifdef HAVE_UNISTD_H
 177 #include <unistd.h>
 178 #endif
 179 #ifdef HAVE_PTHREAD_H
 180 #include <pthread.h>
 181 #endif
 182 #ifdef HAVE_PTHREAD_NP_H
 183 #include <pthread_np.h>
 184 #endif
 185 #ifdef HAVE_SEMAPHORE_H
 186 #include <semaphore.h>
 187 #endif
 188 #include <stdio.h>
 189 #include <string.h>
 190 #include <signal.h>
 191 #include <errno.h>
 192 #include <assert.h>
 193
 194 #include "metadata/sgen-gc.h"
 195 #include "metadata/metadata-internals.h"
 196 #include "metadata/class-internals.h"
 197 #include "metadata/gc-internal.h"
 198 #include "metadata/object-internals.h"
 199 #include "metadata/threads.h"
 200 #include "metadata/sgen-cardtable.h"
 201 #include "metadata/sgen-protocol.h"
 202 #include "metadata/sgen-archdep.h"
 203 #include "metadata/sgen-bridge.h"
 204 #include "metadata/sgen-memory-governor.h"
 205 #include "metadata/sgen-hash-table.h"
 206 #include "metadata/mono-gc.h"
 207 #include "metadata/method-builder.h"
 208 #include "metadata/profiler-private.h"
 209 #include "metadata/monitor.h"
 210 #include "metadata/mempool-internals.h"
 211 #include "metadata/marshal.h"
 212 #include "metadata/runtime.h"
 213 #include "metadata/sgen-cardtable.h"
 214 #include "metadata/sgen-pinning.h"
 215 #include "metadata/sgen-workers.h"
 216 #include "metadata/sgen-layout-stats.h"
 217 #include "utils/mono-mmap.h"
 218 #include "utils/mono-time.h"
 219 #include "utils/mono-semaphore.h"
 220 #include "utils/mono-counters.h"
 221 #include "utils/mono-proclib.h"
 222 #include "utils/mono-memory-model.h"
 223 #include "utils/mono-logger-internal.h"
 224 #include "utils/dtrace.h"
 225
 226 #include <mono/utils/mono-logger-internal.h>
 227 #include <mono/utils/memcheck.h>
 228
 229 #if defined(__MACH__)
 230 #include "utils/mach-support.h"
 231 #endif
 232
 233 #define OPDEF(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) \
 234         a = i,
 235
 236 enum {
 237 #include "mono/cil/opcode.def"
 238         CEE_LAST
 239 };
 240
 241 #undef OPDEF
 242
 243 #undef pthread_create
 244 #undef pthread_join
 245 #undef pthread_detach
 246
 247 /*
 248  * ######################################################################
 249  * ########  Types and constants used by the GC.
 250  * ######################################################################
 251  */
 252
 253 /* 0 means not initialized, 1 is initialized, -1 means in progress */
 254 static int gc_initialized = 0;
 255 /* If set, check if we need to do something every X allocations */
 256 gboolean has_per_allocation_action;
 257 /* If set, do a heap check every X allocation */
 258 guint32 verify_before_allocs = 0;
 259 /* If set, do a minor collection before every X allocation */
 260 guint32 collect_before_allocs = 0;
 261 /* If set, do a whole heap check before each collection */
 262 static gboolean whole_heap_check_before_collection = FALSE;
 263 /* If set, do a heap consistency check before each minor collection */
 264 static gboolean consistency_check_at_minor_collection = FALSE;
 265 /* If set, do a mod union consistency check before each finishing collection pause */
 266 static gboolean mod_union_consistency_check = FALSE;
 267 /* If set, check whether mark bits are consistent after major collections */
 268 static gboolean check_mark_bits_after_major_collection = FALSE;
 269 /* If set, check that all nursery objects are pinned/not pinned, depending on context */
 270 static gboolean check_nursery_objects_pinned = FALSE;
 271 /* If set, do a few checks when the concurrent collector is used */
 272 static gboolean do_concurrent_checks = FALSE;
 273 /* If set, check that there are no references to the domain left at domain unload */
 274 static gboolean xdomain_checks = FALSE;
 275 /* If not null, dump the heap after each collection into this file */
 276 static FILE *heap_dump_file = NULL;
 277 /* If set, mark stacks conservatively, even if precise marking is possible */
 278 static gboolean conservative_stack_mark = FALSE;
 279 /* If set, do a plausibility check on the scan_starts before and after
 280    each collection */
 281 static gboolean do_scan_starts_check = FALSE;
 282 /*
 283  * If the major collector is concurrent and this is FALSE, we will
 284  * never initiate a synchronous major collection, unless requested via
 285  * GC.Collect().
 286  */
 287 static gboolean allow_synchronous_major = TRUE;
 288 static gboolean disable_minor_collections = FALSE;
 289 static gboolean disable_major_collections = FALSE;
 290 gboolean do_pin_stats = FALSE;
 291 static gboolean do_verify_nursery = FALSE;
 292 static gboolean do_dump_nursery_content = FALSE;
 293 static gboolean enable_nursery_canaries = FALSE;
 294
 295 #ifdef HEAVY_STATISTICS
 296 long long stat_objects_alloced_degraded = 0;
 297 long long stat_bytes_alloced_degraded = 0;
 298
 299 long long stat_copy_object_called_nursery = 0;
 300 long long stat_objects_copied_nursery = 0;
 301 long long stat_copy_object_called_major = 0;
 302 long long stat_objects_copied_major = 0;
 303
 304 long long stat_scan_object_called_nursery = 0;
 305 long long stat_scan_object_called_major = 0;
 306
 307 long long stat_slots_allocated_in_vain;
 308
 309 long long stat_nursery_copy_object_failed_from_space = 0;
 310 long long stat_nursery_copy_object_failed_forwarded = 0;
 311 long long stat_nursery_copy_object_failed_pinned = 0;
 312 long long stat_nursery_copy_object_failed_to_space = 0;
 313
 314 static int stat_wbarrier_add_to_global_remset = 0;
 315 static int stat_wbarrier_set_field = 0;
 316 static int stat_wbarrier_set_arrayref = 0;
 317 static int stat_wbarrier_arrayref_copy = 0;
 318 static int stat_wbarrier_generic_store = 0;
 319 static int stat_wbarrier_generic_store_atomic = 0;
 320 static int stat_wbarrier_set_root = 0;
 321 static int stat_wbarrier_value_copy = 0;
 322 static int stat_wbarrier_object_copy = 0;
 323 #endif
 324
 325 static long long stat_pinned_objects = 0;
 326
 327 static long long time_minor_pre_collection_fragment_clear = 0;
 328 static long long time_minor_pinning = 0;
 329 static long long time_minor_scan_remsets = 0;
 330 static long long time_minor_scan_pinned = 0;
 331 static long long time_minor_scan_registered_roots = 0;
 332 static long long time_minor_scan_thread_data = 0;
 333 static long long time_minor_finish_gray_stack = 0;
 334 static long long time_minor_fragment_creation = 0;
 335
 336 static long long time_major_pre_collection_fragment_clear = 0;
 337 static long long time_major_pinning = 0;
 338 static long long time_major_scan_pinned = 0;
 339 static long long time_major_scan_registered_roots = 0;
 340 static long long time_major_scan_thread_data = 0;
 341 static long long time_major_scan_alloc_pinned = 0;
 342 static long long time_major_scan_finalized = 0;
 343 static long long time_major_scan_big_objects = 0;
 344 static long long time_major_finish_gray_stack = 0;
 345 static long long time_major_free_bigobjs = 0;
 346 static long long time_major_los_sweep = 0;
 347 static long long time_major_sweep = 0;
 348 static long long time_major_fragment_creation = 0;
 349
 350 static SGEN_TV_DECLARE (time_major_conc_collection_start);
 351 static SGEN_TV_DECLARE (time_major_conc_collection_end);
 352
 353 static SGEN_TV_DECLARE (last_minor_collection_start_tv);
 354 static SGEN_TV_DECLARE (last_minor_collection_end_tv);
 355
 356 int gc_debug_level = 0;
 357 FILE* gc_debug_file;
 358
 359 static MonoGCFinalizerCallbacks fin_callbacks;
 360
 361 /*
 362 void
 363 mono_gc_flush_info (void)
 364 {
 365         fflush (gc_debug_file);
 366 }
 367 */
 368
 369 #define TV_DECLARE SGEN_TV_DECLARE
 370 #define TV_GETTIME SGEN_TV_GETTIME
 371 #define TV_ELAPSED SGEN_TV_ELAPSED
 372 #define TV_ELAPSED_MS SGEN_TV_ELAPSED_MS
 373
 374 SGEN_TV_DECLARE (sgen_init_timestamp);
 375
 376 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
 377
 378 NurseryClearPolicy nursery_clear_policy = CLEAR_AT_TLAB_CREATION;
 379
 380 #define object_is_forwarded     SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED
 381 #define object_is_pinned        SGEN_OBJECT_IS_PINNED
 382 #define pin_object              SGEN_PIN_OBJECT
 383 #define unpin_object            SGEN_UNPIN_OBJECT
 384
 385 #define ptr_in_nursery sgen_ptr_in_nursery
 386
 387 #define LOAD_VTABLE     SGEN_LOAD_VTABLE
 388
 389 static const char*
 390 safe_name (void* obj)
 391 {
 392         MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj);
 393         return vt->klass->name;
 394 }
 395
 396 gboolean
 397 nursery_canaries_enabled (void)
 398 {
 399         return enable_nursery_canaries;
 400 }
 401
 402 #define safe_object_get_size    sgen_safe_object_get_size
 403
 404 const char*
 405 sgen_safe_name (void* obj)
 406 {
 407         return safe_name (obj);
 408 }
 409
 410 /*
 411  * ######################################################################
 412  * ########  Global data.
 413  * ######################################################################
 414  */
 415 LOCK_DECLARE (gc_mutex);
 416 gboolean sgen_try_free_some_memory;
 417
 418 #define SCAN_START_SIZE SGEN_SCAN_START_SIZE
 419
 420 static mword pagesize = 4096;
 421 size_t degraded_mode = 0;
 422
 423 static mword bytes_pinned_from_failed_allocation = 0;
 424
 425 GCMemSection *nursery_section = NULL;
 426 static mword lowest_heap_address = ~(mword)0;
 427 static mword highest_heap_address = 0;
 428
 429 LOCK_DECLARE (sgen_interruption_mutex);
 430 static LOCK_DECLARE (pin_queue_mutex);
 431
 432 #define LOCK_PIN_QUEUE mono_mutex_lock (&pin_queue_mutex)
 433 #define UNLOCK_PIN_QUEUE mono_mutex_unlock (&pin_queue_mutex)
 434
 435 typedef struct _FinalizeReadyEntry FinalizeReadyEntry;
 436 struct _FinalizeReadyEntry {
 437         FinalizeReadyEntry *next;
 438         void *object;
 439 };
 440
 441 typedef struct _EphemeronLinkNode EphemeronLinkNode;
 442
 443 struct _EphemeronLinkNode {
 444         EphemeronLinkNode *next;
 445         char *array;
 446 };
 447
 448 typedef struct {
 449        void *key;
 450        void *value;
 451 } Ephemeron;
 452
 453 int current_collection_generation = -1;
 454 volatile gboolean concurrent_collection_in_progress = FALSE;
 455
 456 /* objects that are ready to be finalized */
 457 static FinalizeReadyEntry *fin_ready_list = NULL;
 458 static FinalizeReadyEntry *critical_fin_list = NULL;
 459
 460 static EphemeronLinkNode *ephemeron_list;
 461
 462 /* registered roots: the key to the hash is the root start address */
 463 /*
 464  * Different kinds of roots are kept separate to speed up pin_from_roots () for example.
 465  */
 466 SgenHashTable roots_hash [ROOT_TYPE_NUM] = {
 467         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL),
 468         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL),
 469         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL)
 470 };
 471 static mword roots_size = 0; /* amount of memory in the root set */
 472
 473 #define GC_ROOT_NUM 32
 474 typedef struct {
 475         int count;              /* must be the first field */
 476         void *objects [GC_ROOT_NUM];
 477         int root_types [GC_ROOT_NUM];
 478         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
 479 } GCRootReport;
 480
 481 static void
 482 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
 483 {
 484         if (!report->count)
 485                 return;
 486         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
 487         report->count = 0;
 488 }
 489
 490 static void
 491 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
 492 {
 493         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
 494                 notify_gc_roots (report);
 495         report->objects [report->count] = object;
 496         report->root_types [report->count] = rtype;
 497         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->klass;
 498 }
 499
 500 MonoNativeTlsKey thread_info_key;
 501
 502 #ifdef HAVE_KW_THREAD
 503 __thread SgenThreadInfo *sgen_thread_info;
 504 __thread char *stack_end;
 505 #endif
 506
 507 /* The size of a TLAB */
 508 /* The bigger the value, the less often we have to go to the slow path to allocate a new
 509  * one, but the more space is wasted by threads not allocating much memory.
 510  * FIXME: Tune this.
 511  * FIXME: Make this self-tuning for each thread.
 512  */
 513 guint32 tlab_size = (1024 * 4);
 514
 515 #define MAX_SMALL_OBJ_SIZE      SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE
 516
 517 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
 518 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
 519
 520 #define ALLOC_ALIGN             SGEN_ALLOC_ALIGN
 521 #define ALLOC_ALIGN_BITS        SGEN_ALLOC_ALIGN_BITS
 522
 523 #define ALIGN_UP                SGEN_ALIGN_UP
 524
 525 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
 526 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
 527 static int moved_objects_idx = 0;
 528
 529 /* Vtable of the objects used to fill out nursery fragments before a collection */
 530 static MonoVTable *array_fill_vtable;
 531
 532 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
 533 MonoNativeThreadId main_gc_thread = NULL;
 534 #endif
 535
 536 /*Object was pinned during the current collection*/
 537 static mword objects_pinned;
 538
 539 /*
 540  * ######################################################################
 541  * ########  Macros and function declarations.
 542  * ######################################################################
 543  */
 544
 545 inline static void*
 546 align_pointer (void *ptr)
 547 {
 548         mword p = (mword)ptr;
 549         p += sizeof (gpointer) - 1;
 550         p &= ~ (sizeof (gpointer) - 1);
 551         return (void*)p;
 552 }
 553
 554 typedef SgenGrayQueue GrayQueue;
 555
 556 /* forward declarations */
 557 static void scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, GrayQueue *queue);
 558 static void scan_from_registered_roots (char *addr_start, char *addr_end, int root_type, ScanCopyContext ctx);
 559 static void scan_finalizer_entries (FinalizeReadyEntry *list, ScanCopyContext ctx);
 560 static void report_finalizer_roots (void);
 561 static void report_registered_roots (void);
 562
 563 static void pin_from_roots (void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue);
 564 static void finish_gray_stack (int generation, GrayQueue *queue);
 565
 566 void mono_gc_scan_for_specific_ref (MonoObject *key, gboolean precise);
 567
 568
 569 static void init_stats (void);
 570
 571 static int mark_ephemerons_in_range (ScanCopyContext ctx);
 572 static void clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx);
 573 static void null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain);
 574
 575 static gboolean major_update_or_finish_concurrent_collection (gboolean force_finish);
 576
 577 SgenObjectOperations current_object_ops;
 578 SgenMajorCollector major_collector;
 579 SgenMinorCollector sgen_minor_collector;
 580 static GrayQueue gray_queue;
 581
 582 static SgenRemeberedSet remset;
 583
 584 /* The gray queue to use from the main collection thread. */
 585 #define WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE   (&gray_queue)
 586
 587 /*
 588  * The gray queue a worker job must use.  If we're not parallel or
 589  * concurrent, we use the main gray queue.
 590  */
 591 static SgenGrayQueue*
 592 sgen_workers_get_job_gray_queue (WorkerData *worker_data)
 593 {
 594         return worker_data ? &worker_data->private_gray_queue : WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE;
 595 }
 596
 597 static void
 598 gray_queue_redirect (SgenGrayQueue *queue)
 599 {
 600         gboolean wake = FALSE;
 601
 602
 603         for (;;) {
 604                 GrayQueueSection *section = sgen_gray_object_dequeue_section (queue);
 605                 if (!section)
 606                         break;
 607                 sgen_section_gray_queue_enqueue (queue->alloc_prepare_data, section);
 608                 wake = TRUE;
 609         }
 610
 611         if (wake) {
 612                 g_assert (concurrent_collection_in_progress);
 613                 if (sgen_workers_have_started ()) {
 614                         sgen_workers_wake_up_all ();
 615                 } else {
 616                         if (concurrent_collection_in_progress)
 617                                 g_assert (current_collection_generation == -1);
 618                 }
 619         }
 620 }
 621
 622 void
 623 sgen_scan_area_with_callback (char *start, char *end, IterateObjectCallbackFunc callback, void *data, gboolean allow_flags)
 624 {
 625         while (start < end) {
 626                 size_t size;
 627                 char *obj;
 628
 629                 if (!*(void**)start) {
 630                         start += sizeof (void*); /* should be ALLOC_ALIGN, really */
 631                         continue;
 632                 }
 633
 634                 if (allow_flags) {
 635                         if (!(obj = SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (start)))
 636                                 obj = start;
 637                 } else {
 638                         obj = start;
 639                 }
 640
 641                 if ((MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (obj) != array_fill_vtable) {
 642                         CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (obj);
 643                         size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)obj));
 644                         callback (obj, size, data);
 645                         CANARIFY_SIZE (size);
 646                 } else {
 647                         size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)obj));
 648                 }
 649
 650                 start += size;
 651         }
 652 }
 653
 654 static gboolean
 655 need_remove_object_for_domain (char *start, MonoDomain *domain)
 656 {
 657         if (mono_object_domain (start) == domain) {
 658                 SGEN_LOG (4, "Need to cleanup object %p", start);
 659                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)LOAD_VTABLE (start), safe_object_get_size ((MonoObject*)start));
 660                 return TRUE;
 661         }
 662         return FALSE;
 663 }
 664
 665 static void
 666 process_object_for_domain_clearing (char *start, MonoDomain *domain)
 667 {
 668         GCVTable *vt = (GCVTable*)LOAD_VTABLE (start);
 669         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
 670                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
 671         /* The object could be a proxy for an object in the domain
 672            we're deleting. */
 673 #ifndef DISABLE_REMOTING
 674         if (mono_defaults.real_proxy_class->supertypes && mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
 675                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
 676
 677                 /* The server could already have been zeroed out, so
 678                    we need to check for that, too. */
 679                 if (server && (!LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
 680                         SGEN_LOG (4, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p", start, server);
 681                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
 682                 }
 683         }
 684 #endif
 685 }
 686
 687 static gboolean
 688 clear_domain_process_object (char *obj, MonoDomain *domain)
 689 {
 690         gboolean remove;
 691
 692         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
 693         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
 694
 695         if (remove && ((MonoObject*)obj)->synchronisation) {
 696                 void **dislink = mono_monitor_get_object_monitor_weak_link ((MonoObject*)obj);
 697                 if (dislink)
 698                         sgen_register_disappearing_link (NULL, dislink, FALSE, TRUE);
 699         }
 700
 701         return remove;
 702 }
 703
 704 static void
 705 clear_domain_process_minor_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 706 {
 707         if (clear_domain_process_object (obj, domain)) {
 708                 CANARIFY_SIZE (size);
 709                 memset (obj, 0, size);
 710         }
 711 }
 712
 713 static void
 714 clear_domain_process_major_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 715 {
 716         clear_domain_process_object (obj, domain);
 717 }
 718
 719 static void
 720 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 721 {
 722         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 723                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
 724 }
 725
 726 static void
 727 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 728 {
 729         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 730                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
 731 }
 732
 733 /*
 734  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
 735  * but all the others could still be present in random places on the heap.
 736  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
 737  * with big heaps.
 738  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
 739  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
 740  * unloaded the point to random memory.
 741  */
 742 void
 743 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
 744 {
 745         LOSObject *bigobj, *prev;
 746         int i;
 747
 748         LOCK_GC;
 749
 750         binary_protocol_domain_unload_begin (domain);
 751
 752         sgen_stop_world (0);
 753
 754         if (concurrent_collection_in_progress)
 755                 sgen_perform_collection (0, GENERATION_OLD, "clear domain", TRUE);
 756         g_assert (!concurrent_collection_in_progress);
 757
 758         sgen_process_fin_stage_entries ();
 759         sgen_process_dislink_stage_entries ();
 760
 761         sgen_clear_nursery_fragments ();
 762
 763         if (xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
 764                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
 765                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
 766                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
 767         }
 768
 769         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
 770         to memory returned to the OS.*/
 771         null_ephemerons_for_domain (domain);
 772
 773         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 774                 sgen_null_links_for_domain (domain, i);
 775
 776         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 777                 sgen_remove_finalizers_for_domain (domain, i);
 778
 779         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
 780                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE);
 781
 782         /* We need two passes over major and large objects because
 783            freeing such objects might give their memory back to the OS
 784            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
 785            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
 786            objects with major-mark&sweep), but we might need to
 787            dereference a pointer from an object to another object if
 788            the first object is a proxy. */
 789         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
 790         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
 791                 clear_domain_process_object (bigobj->data, domain);
 792
 793         prev = NULL;
 794         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
 795                 if (need_remove_object_for_domain (bigobj->data, domain)) {
 796                         LOSObject *to_free = bigobj;
 797                         if (prev)
 798                                 prev->next = bigobj->next;
 799                         else
 800                                 los_object_list = bigobj->next;
 801                         bigobj = bigobj->next;
 802                         SGEN_LOG (4, "Freeing large object %p", bigobj->data);
 803                         sgen_los_free_object (to_free);
 804                         continue;
 805                 }
 806                 prev = bigobj;
 807                 bigobj = bigobj->next;
 808         }
 809         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
 810         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
 811
 812         if (domain == mono_get_root_domain ()) {
 813                 if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
 814                         sgen_pin_stats_print_class_stats ();
 815                 sgen_object_layout_dump (stdout);
 816         }
 817
 818         sgen_restart_world (0, NULL);
 819
 820         binary_protocol_domain_unload_end (domain);
 821
 822         UNLOCK_GC;
 823 }
 824
 825 /*
 826  * sgen_add_to_global_remset:
 827  *
 828  *   The global remset contains locations which point into newspace after
 829  * a minor collection. This can happen if the objects they point to are pinned.
 830  *
 831  * LOCKING: If called from a parallel collector, the global remset
 832  * lock must be held.  For serial collectors that is not necessary.
 833  */
 834 void
 835 sgen_add_to_global_remset (gpointer ptr, gpointer obj)
 836 {
 837         SGEN_ASSERT (5, sgen_ptr_in_nursery (obj), "Target pointer of global remset must be in the nursery");
 838
 839         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_add_to_global_remset);
 840
 841         if (!major_collector.is_concurrent) {
 842                 SGEN_ASSERT (5, current_collection_generation != -1, "Global remsets can only be added during collections");
 843         } else {
 844                 if (current_collection_generation == -1)
 845                         SGEN_ASSERT (5, sgen_concurrent_collection_in_progress (), "Global remsets outside of collection pauses can only be added by the concurrent collector");
 846         }
 847
 848         if (!object_is_pinned (obj))
 849                 SGEN_ASSERT (5, sgen_minor_collector.is_split || sgen_concurrent_collection_in_progress (), "Non-pinned objects can only remain in nursery if it is a split nursery");
 850         else if (sgen_cement_lookup_or_register (obj))
 851                 return;
 852
 853         remset.record_pointer (ptr);
 854
 855         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
 856                 sgen_pin_stats_register_global_remset (obj);
 857
 858         SGEN_LOG (8, "Adding global remset for %p", ptr);
 859         binary_protocol_global_remset (ptr, obj, (gpointer)SGEN_LOAD_VTABLE (obj));
 860
 861
 862 #ifdef ENABLE_DTRACE
 863         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_GLOBAL_REMSET_ADD_ENABLED ())) {
 864                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj);
 865                 MONO_GC_GLOBAL_REMSET_ADD ((mword)ptr, (mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
 866                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name);
 867         }
 868 #endif
 869 }
 870
 871 /*
 872  * sgen_drain_gray_stack:
 873  *
 874  *   Scan objects in the gray stack until the stack is empty. This should be called
 875  * frequently after each object is copied, to achieve better locality and cache
 876  * usage.
 877  *
 878  * max_objs is the maximum number of objects to scan, or -1 to scan until the stack is
 879  * empty.
 880  */
 881 gboolean
 882 sgen_drain_gray_stack (int max_objs, ScanCopyContext ctx)
 883 {
 884         ScanObjectFunc scan_func = ctx.scan_func;
 885         GrayQueue *queue = ctx.queue;
 886
 887         do {
 888                 int i;
 889                 for (i = 0; i != max_objs; ++i) {
 890                         char *obj;
 891                         mword desc;
 892                         GRAY_OBJECT_DEQUEUE (queue, &obj, &desc);
 893                         if (!obj)
 894                                 return TRUE;
 895                         SGEN_LOG (9, "Precise gray object scan %p (%s)", obj, safe_name (obj));
 896                         scan_func (obj, desc, queue);
 897                 }
 898         } while (max_objs < 0);
 899         return FALSE;
 900 }
 901
 902 /*
 903  * Addresses in the pin queue are already sorted. This function finds
 904  * the object header for each address and pins the object. The
 905  * addresses must be inside the nursery section.  The (start of the)
 906  * address array is overwritten with the addresses of the actually
 907  * pinned objects.  Return the number of pinned objects.
 908  */
 909 static int
 910 pin_objects_from_nursery_pin_queue (ScanCopyContext ctx)
 911 {
 912         GCMemSection *section = nursery_section;
 913         void **start = section->pin_queue_start;
 914         void **end = start + section->pin_queue_num_entries;
 915         void *start_nursery = section->data;
 916         void *end_nursery = section->next_data;
 917         void *last = NULL;
 918         int count = 0;
 919         void *search_start;
 920         void *addr;
 921         void *pinning_front = start_nursery;
 922         size_t idx;
 923         void **definitely_pinned = start;
 924         ScanObjectFunc scan_func = ctx.scan_func;
 925         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
 926
 927         sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
 928
 929         while (start < end) {
 930                 void *obj_to_pin = NULL;
 931                 size_t obj_to_pin_size = 0;
 932                 mword desc;
 933
 934                 addr = *start;
 935
 936                 SGEN_ASSERT (0, addr >= start_nursery && addr < end_nursery, "Potential pinning address out of range");
 937                 SGEN_ASSERT (0, addr >= last, "Pin queue not sorted");
 938
 939                 if (addr == last) {
 940                         ++start;
 941                         continue;
 942                 }
 943
 944                 SGEN_LOG (5, "Considering pinning addr %p", addr);
 945                 /* We've already processed everything up to pinning_front. */
 946                 if (addr < pinning_front) {
 947                         start++;
 948                         continue;
 949                 }
 950
 951                 /*
 952                  * Find the closest scan start <= addr.  We might search backward in the
 953                  * scan_starts array because entries might be NULL.  In the worst case we
 954                  * start at start_nursery.
 955                  */
 956                 idx = ((char*)addr - (char*)section->data) / SCAN_START_SIZE;
 957                 SGEN_ASSERT (0, idx < section->num_scan_start, "Scan start index out of range");
 958                 search_start = (void*)section->scan_starts [idx];
 959                 if (!search_start || search_start > addr) {
 960                         while (idx) {
 961                                 --idx;
 962                                 search_start = section->scan_starts [idx];
 963                                 if (search_start && search_start <= addr)
 964                                         break;
 965                         }
 966                         if (!search_start || search_start > addr)
 967                                 search_start = start_nursery;
 968                 }
 969
 970                 /*
 971                  * If the pinning front is closer than the scan start we found, start
 972                  * searching at the front.
 973                  */
 974                 if (search_start < pinning_front)
 975                         search_start = pinning_front;
 976
 977                 /*
 978                  * Now addr should be in an object a short distance from search_start.
 979                  *
 980                  * search_start must point to zeroed mem or point to an object.
 981                  */
 982                 do {
 983                         size_t obj_size;
 984
 985                         /* Skip zeros. */
 986                         if (!*(void**)search_start) {
 987                                 search_start = (void*)ALIGN_UP ((mword)search_start + sizeof (gpointer));
 988                                 /* The loop condition makes sure we don't overrun addr. */
 989                                 continue;
 990                         }
 991
 992                         obj_size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)search_start));
 993
 994                         if (addr >= search_start && (char*)addr < (char*)search_start + obj_size) {
 995                                 /* This is the object we're looking for. */
 996                                 obj_to_pin = search_start;
 997                                 obj_to_pin_size = obj_size;
 998                                 break;
 999                         }
1000
1001                         /* Skip to the next object */
1002                         if (((MonoObject*)search_start)->synchronisation != GINT_TO_POINTER (-1)) {
1003                                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (search_start);
1004                                 CANARIFY_SIZE (obj_size);
1005                                 CANARIFY_SIZE (obj_to_pin_size);
1006                         }
1007                         search_start = (void*)((char*)search_start + obj_size);
1008                 } while (search_start <= addr);
1009
1010                 /* We've searched past the address we were looking for. */
1011                 if (!obj_to_pin) {
1012                         pinning_front = search_start;
1013                         goto next_pin_queue_entry;
1014                 }
1015
1016                 /*
1017                  * We've found an object to pin.  It might still be a dummy array, but we
1018                  * can advance the pinning front in any case.
1019                  */
1020                 pinning_front = (char*)obj_to_pin + obj_to_pin_size;
1021
1022                 /*
1023                  * If this is a dummy array marking the beginning of a nursery
1024                  * fragment, we don't pin it.
1025                  */
1026                 if (((MonoObject*)obj_to_pin)->synchronisation == GINT_TO_POINTER (-1))
1027                         goto next_pin_queue_entry;
1028
1029                 /*
1030                  * Finally - pin the object!
1031                  */
1032                 desc = sgen_obj_get_descriptor_safe (obj_to_pin);
1033                 if (scan_func) {
1034                         scan_func (obj_to_pin, desc, queue);
1035                 } else {
1036                         SGEN_LOG (4, "Pinned object %p, vtable %p (%s), count %d\n",
1037                                         obj_to_pin, *(void**)obj_to_pin, safe_name (obj_to_pin), count);
1038                         binary_protocol_pin (obj_to_pin,
1039                                         (gpointer)LOAD_VTABLE (obj_to_pin),
1040                                         safe_object_get_size (obj_to_pin));
1041
1042 #ifdef ENABLE_DTRACE
1043                         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_OBJ_PINNED_ENABLED ())) {
1044                                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj_to_pin) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
1045                                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj_to_pin);
1046                                 MONO_GC_OBJ_PINNED ((mword)obj_to_pin,
1047                                                 sgen_safe_object_get_size (obj_to_pin),
1048                                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name, gen);
1049                         }
1050 #endif
1051
1052                         pin_object (obj_to_pin);
1053                         GRAY_OBJECT_ENQUEUE (queue, obj_to_pin, desc);
1054                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
1055                                 sgen_pin_stats_register_object (obj_to_pin, obj_to_pin_size);
1056                         definitely_pinned [count] = obj_to_pin;
1057                         count++;
1058                 }
1059
1060         next_pin_queue_entry:
1061                 last = addr;
1062                 ++start;
1063         }
1064         //printf ("effective pinned: %d (at the end: %d)\n", count, (char*)end_nursery - (char*)last);
1065         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1066                 GCRootReport report;
1067                 report.count = 0;
1068                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1069                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1070                 notify_gc_roots (&report);
1071         }
1072         stat_pinned_objects += count;
1073         return count;
1074 }
1075
1076 static void
1077 pin_objects_in_nursery (ScanCopyContext ctx)
1078 {
1079         size_t reduced_to;
1080
1081         if (!nursery_section->pin_queue_num_entries)
1082                 return;
1083
1084         reduced_to = pin_objects_from_nursery_pin_queue (ctx);
1085         nursery_section->pin_queue_num_entries = reduced_to;
1086         if (!reduced_to)
1087                 nursery_section->pin_queue_start = NULL;
1088 }
1089
1090
1091 void
1092 sgen_pin_object (void *object, GrayQueue *queue)
1093 {
1094         g_assert (!concurrent_collection_in_progress);
1095
1096         SGEN_PIN_OBJECT (object);
1097         sgen_pin_stage_ptr (object);
1098         ++objects_pinned;
1099         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
1100                 sgen_pin_stats_register_object (object, safe_object_get_size (object));
1101
1102         GRAY_OBJECT_ENQUEUE (queue, object, sgen_obj_get_descriptor (object));
1103         binary_protocol_pin (object, (gpointer)LOAD_VTABLE (object), safe_object_get_size (object));
1104
1105 #ifdef ENABLE_DTRACE
1106         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_OBJ_PINNED_ENABLED ())) {
1107                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (object) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
1108                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object);
1109                 MONO_GC_OBJ_PINNED ((mword)object, sgen_safe_object_get_size (object), vt->klass->name_space, vt->klass->name, gen);
1110         }
1111 #endif
1112 }
1113
1114 void
1115 sgen_parallel_pin_or_update (void **ptr, void *obj, MonoVTable *vt, SgenGrayQueue *queue)
1116 {
1117         for (;;) {
1118                 mword vtable_word;
1119                 gboolean major_pinned = FALSE;
1120
1121                 if (sgen_ptr_in_nursery (obj)) {
1122                         if (SGEN_CAS_PTR (obj, SGEN_POINTER_TAG_PINNED (vt), vt) == vt) {
1123                                 sgen_pin_object (obj, queue);
1124                                 break;
1125                         }
1126                 } else {
1127                         major_collector.pin_major_object (obj, queue);
1128                         major_pinned = TRUE;
1129                 }
1130
1131                 vtable_word = *(mword*)obj;
1132                 /*someone else forwarded it, update the pointer and bail out*/
1133                 if (SGEN_POINTER_IS_TAGGED_FORWARDED (vtable_word)) {
1134                         *ptr = SGEN_POINTER_UNTAG_VTABLE (vtable_word);
1135                         break;
1136                 }
1137
1138                 /*someone pinned it, nothing to do.*/
1139                 if (SGEN_POINTER_IS_TAGGED_PINNED (vtable_word) || major_pinned)
1140                         break;
1141         }
1142 }
1143
1144 /* Sort the addresses in array in increasing order.
1145  * Done using a by-the book heap sort. Which has decent and stable performance, is pretty cache efficient.
1146  */
1147 void
1148 sgen_sort_addresses (void **array, size_t size)
1149 {
1150         size_t i;
1151         void *tmp;
1152
1153         for (i = 1; i < size; ++i) {
1154                 size_t child = i;
1155                 while (child > 0) {
1156                         size_t parent = (child - 1) / 2;
1157
1158                         if (array [parent] >= array [child])
1159                                 break;
1160
1161                         tmp = array [parent];
1162                         array [parent] = array [child];
1163                         array [child] = tmp;
1164
1165                         child = parent;
1166                 }
1167         }
1168
1169         for (i = size - 1; i > 0; --i) {
1170                 size_t end, root;
1171                 tmp = array [i];
1172                 array [i] = array [0];
1173                 array [0] = tmp;
1174
1175                 end = i - 1;
1176                 root = 0;
1177
1178                 while (root * 2 + 1 <= end) {
1179                         size_t child = root * 2 + 1;
1180
1181                         if (child < end && array [child] < array [child + 1])
1182                                 ++child;
1183                         if (array [root] >= array [child])
1184                                 break;
1185
1186                         tmp = array [root];
1187                         array [root] = array [child];
1188                         array [child] = tmp;
1189
1190                         root = child;
1191                 }
1192         }
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Scan the memory between start and end and queue values which could be pointers
1197  * to the area between start_nursery and end_nursery for later consideration.
1198  * Typically used for thread stacks.
1199  */
1200 static void
1201 conservatively_pin_objects_from (void **start, void **end, void *start_nursery, void *end_nursery, int pin_type)
1202 {
1203         int count = 0;
1204
1205 #ifdef VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED_IF_ADDRESSABLE
1206         VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED_IF_ADDRESSABLE (start, (char*)end - (char*)start);
1207 #endif
1208
1209         while (start < end) {
1210                 if (*start >= start_nursery && *start < end_nursery) {
1211                         /*
1212                          * *start can point to the middle of an object
1213                          * note: should we handle pointing at the end of an object?
1214                          * pinning in C# code disallows pointing at the end of an object
1215                          * but there is some small chance that an optimizing C compiler
1216                          * may keep the only reference to an object by pointing
1217                          * at the end of it. We ignore this small chance for now.
1218                          * Pointers to the end of an object are indistinguishable
1219                          * from pointers to the start of the next object in memory
1220                          * so if we allow that we'd need to pin two objects...
1221                          * We queue the pointer in an array, the
1222                          * array will then be sorted and uniqued. This way
1223                          * we can coalesce several pinning pointers and it should
1224                          * be faster since we'd do a memory scan with increasing
1225                          * addresses. Note: we can align the address to the allocation
1226                          * alignment, so the unique process is more effective.
1227                          */
1228                         mword addr = (mword)*start;
1229                         addr &= ~(ALLOC_ALIGN - 1);
1230                         if (addr >= (mword)start_nursery && addr < (mword)end_nursery) {
1231                                 SGEN_LOG (6, "Pinning address %p from %p", (void*)addr, start);
1232                                 sgen_pin_stage_ptr ((void*)addr);
1233                                 count++;
1234                         }
1235                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats)) {
1236                                 if (ptr_in_nursery ((void*)addr))
1237                                         sgen_pin_stats_register_address ((char*)addr, pin_type);
1238                         }
1239                 }
1240                 start++;
1241         }
1242         if (count)
1243                 SGEN_LOG (7, "found %d potential pinned heap pointers", count);
1244 }
1245
1246 /*
1247  * The first thing we do in a collection is to identify pinned objects.
1248  * This function considers all the areas of memory that need to be
1249  * conservatively scanned.
1250  */
1251 static void
1252 pin_from_roots (void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue)
1253 {
1254         void **start_root;
1255         RootRecord *root;
1256         SGEN_LOG (2, "Scanning pinned roots (%d bytes, %d/%d entries)", (int)roots_size, roots_hash [ROOT_TYPE_NORMAL].num_entries, roots_hash [ROOT_TYPE_PINNED].num_entries);
1257         /* objects pinned from the API are inside these roots */
1258         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [ROOT_TYPE_PINNED], start_root, root) {
1259                 SGEN_LOG (6, "Pinned roots %p-%p", start_root, root->end_root);
1260                 conservatively_pin_objects_from (start_root, (void**)root->end_root, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_OTHER);
1261         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1262         /* now deal with the thread stacks
1263          * in the future we should be able to conservatively scan only:
1264          * *) the cpu registers
1265          * *) the unmanaged stack frames
1266          * *) the _last_ managed stack frame
1267          * *) pointers slots in managed frames
1268          */
1269         scan_thread_data (start_nursery, end_nursery, FALSE, queue);
1270 }
1271
1272 static void
1273 unpin_objects_from_queue (SgenGrayQueue *queue)
1274 {
1275         for (;;) {
1276                 char *addr;
1277                 mword desc;
1278                 GRAY_OBJECT_DEQUEUE (queue, &addr, &desc);
1279                 if (!addr)
1280                         break;
1281                 g_assert (SGEN_OBJECT_IS_PINNED (addr));
1282                 SGEN_UNPIN_OBJECT (addr);
1283         }
1284 }
1285
1286 typedef struct {
1287         CopyOrMarkObjectFunc func;
1288         GrayQueue *queue;
1289 } UserCopyOrMarkData;
1290
1291 static void
1292 single_arg_user_copy_or_mark (void **obj, void *gc_data)
1293 {
1294         UserCopyOrMarkData *data = gc_data;
1295
1296         data->func (obj, data->queue);
1297 }
1298
1299 /*
1300  * The memory area from start_root to end_root contains pointers to objects.
1301  * Their position is precisely described by @desc (this means that the pointer
1302  * can be either NULL or the pointer to the start of an object).
1303  * This functions copies them to to_space updates them.
1304  *
1305  * This function is not thread-safe!
1306  */
1307 static void
1308 precisely_scan_objects_from (void** start_root, void** end_root, char* n_start, char *n_end, mword desc, ScanCopyContext ctx)
1309 {
1310         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
1311         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
1312
1313         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1314         case ROOT_DESC_BITMAP:
1315                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1316                 while (desc) {
1317                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1318                                 copy_func (start_root, queue);
1319                                 SGEN_LOG (9, "Overwrote root at %p with %p", start_root, *start_root);
1320                                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1321                         }
1322                         desc >>= 1;
1323                         start_root++;
1324                 }
1325                 return;
1326         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1327                 gsize *bitmap_data = sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1328                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1329                 void **start_run = start_root;
1330                 bitmap_data++;
1331                 while (bwords-- > 0) {
1332                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1333                         void **objptr = start_run;
1334                         while (bmap) {
1335                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1336                                         copy_func (objptr, queue);
1337                                         SGEN_LOG (9, "Overwrote root at %p with %p", objptr, *objptr);
1338                                         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1339                                 }
1340                                 bmap >>= 1;
1341                                 ++objptr;
1342                         }
1343                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1344                 }
1345                 break;
1346         }
1347         case ROOT_DESC_USER: {
1348                 UserCopyOrMarkData data = { copy_func, queue };
1349                 MonoGCRootMarkFunc marker = sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1350                 marker (start_root, single_arg_user_copy_or_mark, &data);
1351                 break;
1352         }
1353         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1354                 g_assert_not_reached ();
1355         default:
1356                 g_assert_not_reached ();
1357         }
1358 }
1359
1360 static void
1361 reset_heap_boundaries (void)
1362 {
1363         lowest_heap_address = ~(mword)0;
1364         highest_heap_address = 0;
1365 }
1366
1367 void
1368 sgen_update_heap_boundaries (mword low, mword high)
1369 {
1370         mword old;
1371
1372         do {
1373                 old = lowest_heap_address;
1374                 if (low >= old)
1375                         break;
1376         } while (SGEN_CAS_PTR ((gpointer*)&lowest_heap_address, (gpointer)low, (gpointer)old) != (gpointer)old);
1377
1378         do {
1379                 old = highest_heap_address;
1380                 if (high <= old)
1381                         break;
1382         } while (SGEN_CAS_PTR ((gpointer*)&highest_heap_address, (gpointer)high, (gpointer)old) != (gpointer)old);
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Allocate and setup the data structures needed to be able to allocate objects
1387  * in the nursery. The nursery is stored in nursery_section.
1388  */
1389 static void
1390 alloc_nursery (void)
1391 {
1392         GCMemSection *section;
1393         char *data;
1394         size_t scan_starts;
1395         size_t alloc_size;
1396
1397         if (nursery_section)
1398                 return;
1399         SGEN_LOG (2, "Allocating nursery size: %zu", (size_t)sgen_nursery_size);
1400         /* later we will alloc a larger area for the nursery but only activate
1401          * what we need. The rest will be used as expansion if we have too many pinned
1402          * objects in the existing nursery.
1403          */
1404         /* FIXME: handle OOM */
1405         section = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_SECTION);
1406
1407         alloc_size = sgen_nursery_size;
1408
1409         /* If there isn't enough space even for the nursery we should simply abort. */
1410         g_assert (sgen_memgov_try_alloc_space (alloc_size, SPACE_NURSERY));
1411
1412 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
1413         data = major_collector.alloc_heap (alloc_size, alloc_size, DEFAULT_NURSERY_BITS);
1414 #else
1415         data = major_collector.alloc_heap (alloc_size, 0, DEFAULT_NURSERY_BITS);
1416 #endif
1417         sgen_update_heap_boundaries ((mword)data, (mword)(data + sgen_nursery_size));
1418         SGEN_LOG (4, "Expanding nursery size (%p-%p): %lu, total: %lu", data, data + alloc_size, (unsigned long)sgen_nursery_size, (unsigned long)mono_gc_get_heap_size ());
1419         section->data = section->next_data = data;
1420         section->size = alloc_size;
1421         section->end_data = data + sgen_nursery_size;
1422         scan_starts = (alloc_size + SCAN_START_SIZE - 1) / SCAN_START_SIZE;
1423         section->scan_starts = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (char*) * scan_starts, INTERNAL_MEM_SCAN_STARTS, TRUE);
1424         section->num_scan_start = scan_starts;
1425
1426         nursery_section = section;
1427
1428         sgen_nursery_allocator_set_nursery_bounds (data, data + sgen_nursery_size);
1429 }
1430
1431 void*
1432 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
1433 {
1434         *size = sgen_nursery_size;
1435 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
1436         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
1437 #else
1438         *shift_bits = -1;
1439 #endif
1440         return sgen_get_nursery_start ();
1441 }
1442
1443 void
1444 mono_gc_set_current_thread_appdomain (MonoDomain *domain)
1445 {
1446         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
1447
1448         /* Could be called from sgen_thread_unregister () with a NULL info */
1449         if (domain) {
1450                 g_assert (info);
1451                 info->stopped_domain = domain;
1452         }
1453 }
1454
1455 gboolean
1456 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
1457 {
1458         return !conservative_stack_mark;
1459 }
1460
1461 FILE *
1462 mono_gc_get_logfile (void)
1463 {
1464         return gc_debug_file;
1465 }
1466
1467 static void
1468 report_finalizer_roots_list (FinalizeReadyEntry *list)
1469 {
1470         GCRootReport report;
1471         FinalizeReadyEntry *fin;
1472
1473         report.count = 0;
1474         for (fin = list; fin; fin = fin->next) {
1475                 if (!fin->object)
1476                         continue;
1477                 add_profile_gc_root (&report, fin->object, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1478         }
1479         notify_gc_roots (&report);
1480 }
1481
1482 static void
1483 report_finalizer_roots (void)
1484 {
1485         report_finalizer_roots_list (fin_ready_list);
1486         report_finalizer_roots_list (critical_fin_list);
1487 }
1488
1489 static GCRootReport *root_report;
1490
1491 static void
1492 single_arg_report_root (void **obj, void *gc_data)
1493 {
1494         if (*obj)
1495                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1496 }
1497
1498 static void
1499 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1500 {
1501         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1502         case ROOT_DESC_BITMAP:
1503                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1504                 while (desc) {
1505                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1506                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1507                         }
1508                         desc >>= 1;
1509                         start_root++;
1510                 }
1511                 return;
1512         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1513                 gsize *bitmap_data = sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1514                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1515                 void **start_run = start_root;
1516                 bitmap_data++;
1517                 while (bwords-- > 0) {
1518                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1519                         void **objptr = start_run;
1520                         while (bmap) {
1521                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1522                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1523                                 }
1524                                 bmap >>= 1;
1525                                 ++objptr;
1526                         }
1527                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1528                 }
1529                 break;
1530         }
1531         case ROOT_DESC_USER: {
1532                 MonoGCRootMarkFunc marker = sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1533                 root_report = report;
1534                 marker (start_root, single_arg_report_root, NULL);
1535                 break;
1536         }
1537         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1538                 g_assert_not_reached ();
1539         default:
1540                 g_assert_not_reached ();
1541         }
1542 }
1543
1544 static void
1545 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1546 {
1547         GCRootReport report;
1548         void **start_root;
1549         RootRecord *root;
1550         report.count = 0;
1551         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
1552                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1553                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1554         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1555         notify_gc_roots (&report);
1556 }
1557
1558 static void
1559 report_registered_roots (void)
1560 {
1561         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
1562         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
1563 }
1564
1565 static void
1566 scan_finalizer_entries (FinalizeReadyEntry *list, ScanCopyContext ctx)
1567 {
1568         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
1569         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
1570         FinalizeReadyEntry *fin;
1571
1572         for (fin = list; fin; fin = fin->next) {
1573                 if (!fin->object)
1574                         continue;
1575                 SGEN_LOG (5, "Scan of fin ready object: %p (%s)\n", fin->object, safe_name (fin->object));
1576                 copy_func (&fin->object, queue);
1577         }
1578 }
1579
1580 static const char*
1581 generation_name (int generation)
1582 {
1583         switch (generation) {
1584         case GENERATION_NURSERY: return "nursery";
1585         case GENERATION_OLD: return "old";
1586         default: g_assert_not_reached ();
1587         }
1588 }
1589
1590 const char*
1591 sgen_generation_name (int generation)
1592 {
1593         return generation_name (generation);
1594 }
1595
1596 SgenObjectOperations *
1597 sgen_get_current_object_ops (void){
1598         return &current_object_ops;
1599 }
1600
1601
1602 static void
1603 finish_gray_stack (int generation, GrayQueue *queue)
1604 {
1605         TV_DECLARE (atv);
1606         TV_DECLARE (btv);
1607         int done_with_ephemerons, ephemeron_rounds = 0;
1608         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
1609         ScanObjectFunc scan_func = current_object_ops.scan_object;
1610         ScanCopyContext ctx = { scan_func, copy_func, queue };
1611         char *start_addr = generation == GENERATION_NURSERY ? sgen_get_nursery_start () : NULL;
1612         char *end_addr = generation == GENERATION_NURSERY ? sgen_get_nursery_end () : (char*)-1;
1613
1614         /*
1615          * We copied all the reachable objects. Now it's the time to copy
1616          * the objects that were not referenced by the roots, but by the copied objects.
1617          * we built a stack of objects pointed to by gray_start: they are
1618          * additional roots and we may add more items as we go.
1619          * We loop until gray_start == gray_objects which means no more objects have
1620          * been added. Note this is iterative: no recursion is involved.
1621          * We need to walk the LO list as well in search of marked big objects
1622          * (use a flag since this is needed only on major collections). We need to loop
1623          * here as well, so keep a counter of marked LO (increasing it in copy_object).
1624          *   To achieve better cache locality and cache usage, we drain the gray stack
1625          * frequently, after each object is copied, and just finish the work here.
1626          */
1627         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1628         TV_GETTIME (atv);
1629         SGEN_LOG (2, "%s generation done", generation_name (generation));
1630
1631         /*
1632         Reset bridge data, we might have lingering data from a previous collection if this is a major
1633         collection trigged by minor overflow.
1634
1635         We must reset the gathered bridges since their original block might be evacuated due to major
1636         fragmentation in the meanwhile and the bridge code should not have to deal with that.
1637         */
1638         if (sgen_need_bridge_processing ())
1639                 sgen_bridge_reset_data ();
1640
1641         /*
1642          * Walk the ephemeron tables marking all values with reachable keys. This must be completely done
1643          * before processing finalizable objects and non-tracking weak links to avoid finalizing/clearing
1644          * objects that are in fact reachable.
1645          */
1646         done_with_ephemerons = 0;
1647         do {
1648                 done_with_ephemerons = mark_ephemerons_in_range (ctx);
1649                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1650                 ++ephemeron_rounds;
1651         } while (!done_with_ephemerons);
1652
1653         sgen_mark_togglerefs (start_addr, end_addr, ctx);
1654
1655         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
1656                 /*Make sure the gray stack is empty before we process bridge objects so we get liveness right*/
1657                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1658                 sgen_collect_bridge_objects (generation, ctx);
1659                 if (generation == GENERATION_OLD)
1660                         sgen_collect_bridge_objects (GENERATION_NURSERY, ctx);
1661
1662                 /*
1663                 Do the first bridge step here, as the collector liveness state will become useless after that.
1664
1665                 An important optimization is to only proccess the possibly dead part of the object graph and skip
1666                 over all live objects as we transitively know everything they point must be alive too.
1667
1668                 The above invariant is completely wrong if we let the gray queue be drained and mark/copy everything.
1669
1670                 This has the unfortunate side effect of making overflow collections perform the first step twice, but
1671                 given we now have heuristics that perform major GC in anticipation of minor overflows this should not
1672                 be a big deal.
1673                 */
1674                 sgen_bridge_processing_stw_step ();
1675         }
1676
1677         /*
1678         Make sure we drain the gray stack before processing disappearing links and finalizers.
1679         If we don't make sure it is empty we might wrongly see a live object as dead.
1680         */
1681         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1682
1683         /*
1684         We must clear weak links that don't track resurrection before processing object ready for
1685         finalization so they can be cleared before that.
1686         */
1687         sgen_null_link_in_range (generation, TRUE, ctx);
1688         if (generation == GENERATION_OLD)
1689                 sgen_null_link_in_range (GENERATION_NURSERY, TRUE, ctx);
1690
1691
1692         /* walk the finalization queue and move also the objects that need to be
1693          * finalized: use the finalized objects as new roots so the objects they depend
1694          * on are also not reclaimed. As with the roots above, only objects in the nursery
1695          * are marked/copied.
1696          */
1697         sgen_finalize_in_range (generation, ctx);
1698         if (generation == GENERATION_OLD)
1699                 sgen_finalize_in_range (GENERATION_NURSERY, ctx);
1700         /* drain the new stack that might have been created */
1701         SGEN_LOG (6, "Precise scan of gray area post fin");
1702         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1703
1704         /*
1705          * This must be done again after processing finalizable objects since CWL slots are cleared only after the key is finalized.
1706          */
1707         done_with_ephemerons = 0;
1708         do {
1709                 done_with_ephemerons = mark_ephemerons_in_range (ctx);
1710                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1711                 ++ephemeron_rounds;
1712         } while (!done_with_ephemerons);
1713
1714         /*
1715          * Clear ephemeron pairs with unreachable keys.
1716          * We pass the copy func so we can figure out if an array was promoted or not.
1717          */
1718         clear_unreachable_ephemerons (ctx);
1719
1720         /*
1721          * We clear togglerefs only after all possible chances of revival are done.
1722          * This is semantically more inline with what users expect and it allows for
1723          * user finalizers to correctly interact with TR objects.
1724         */
1725         sgen_clear_togglerefs (start_addr, end_addr, ctx);
1726
1727         TV_GETTIME (btv);
1728         SGEN_LOG (2, "Finalize queue handling scan for %s generation: %d usecs %d ephemeron rounds", generation_name (generation), TV_ELAPSED (atv, btv), ephemeron_rounds);
1729
1730         /*
1731          * handle disappearing links
1732          * Note we do this after checking the finalization queue because if an object
1733          * survives (at least long enough to be finalized) we don't clear the link.
1734          * This also deals with a possible issue with the monitor reclamation: with the Boehm
1735          * GC a finalized object my lose the monitor because it is cleared before the finalizer is
1736          * called.
1737          */
1738         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (queue));
1739         for (;;) {
1740                 sgen_null_link_in_range (generation, FALSE, ctx);
1741                 if (generation == GENERATION_OLD)
1742                         sgen_null_link_in_range (GENERATION_NURSERY, FALSE, ctx);
1743                 if (sgen_gray_object_queue_is_empty (queue))
1744                         break;
1745                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1746         }
1747
1748         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (queue));
1749
1750         sgen_gray_object_queue_trim_free_list (queue);
1751 }
1752
1753 void
1754 sgen_check_section_scan_starts (GCMemSection *section)
1755 {
1756         size_t i;
1757         for (i = 0; i < section->num_scan_start; ++i) {
1758                 if (section->scan_starts [i]) {
1759                         mword size = safe_object_get_size ((MonoObject*) section->scan_starts [i]);
1760                         g_assert (size >= sizeof (MonoObject) && size <= MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
1761                 }
1762         }
1763 }
1764
1765 static void
1766 check_scan_starts (void)
1767 {
1768         if (!do_scan_starts_check)
1769                 return;
1770         sgen_check_section_scan_starts (nursery_section);
1771         major_collector.check_scan_starts ();
1772 }
1773
1774 static void
1775 scan_from_registered_roots (char *addr_start, char *addr_end, int root_type, ScanCopyContext ctx)
1776 {
1777         void **start_root;
1778         RootRecord *root;
1779         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
1780                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1781                 precisely_scan_objects_from (start_root, (void**)root->end_root, addr_start, addr_end, root->root_desc, ctx);
1782         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1783 }
1784
1785 void
1786 sgen_dump_occupied (char *start, char *end, char *section_start)
1787 {
1788         fprintf (heap_dump_file, "<occupied offset=\"%td\" size=\"%td\"/>\n", start - section_start, end - start);
1789 }
1790
1791 void
1792 sgen_dump_section (GCMemSection *section, const char *type)
1793 {
1794         char *start = section->data;
1795         char *end = section->data + section->size;
1796         char *occ_start = NULL;
1797         GCVTable *vt;
1798         char *old_start = NULL; /* just for debugging */
1799
1800         fprintf (heap_dump_file, "<section type=\"%s\" size=\"%lu\">\n", type, (unsigned long)section->size);
1801
1802         while (start < end) {
1803                 guint size;
1804                 MonoClass *class;
1805
1806                 if (!*(void**)start) {
1807                         if (occ_start) {
1808                                 sgen_dump_occupied (occ_start, start, section->data);
1809                                 occ_start = NULL;
1810                         }
1811                         start += sizeof (void*); /* should be ALLOC_ALIGN, really */
1812                         continue;
1813                 }
1814                 g_assert (start < section->next_data);
1815
1816                 if (!occ_start)
1817                         occ_start = start;
1818
1819                 vt = (GCVTable*)LOAD_VTABLE (start);
1820                 class = vt->klass;
1821
1822                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*) start));
1823
1824                 /*
1825                 fprintf (heap_dump_file, "<object offset=\"%d\" class=\"%s.%s\" size=\"%d\"/>\n",
1826                                 start - section->data,
1827                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name,
1828                                 size);
1829                 */
1830
1831                 old_start = start;
1832                 start += size;
1833         }
1834         if (occ_start)
1835                 sgen_dump_occupied (occ_start, start, section->data);
1836
1837         fprintf (heap_dump_file, "</section>\n");
1838 }
1839
1840 static void
1841 dump_object (MonoObject *obj, gboolean dump_location)
1842 {
1843         static char class_name [1024];
1844
1845         MonoClass *class = mono_object_class (obj);
1846         int i, j;
1847
1848         /*
1849          * Python's XML parser is too stupid to parse angle brackets
1850          * in strings, so we just ignore them;
1851          */
1852         i = j = 0;
1853         while (class->name [i] && j < sizeof (class_name) - 1) {
1854                 if (!strchr ("<>\"", class->name [i]))
1855                         class_name [j++] = class->name [i];
1856                 ++i;
1857         }
1858         g_assert (j < sizeof (class_name));
1859         class_name [j] = 0;
1860
1861         fprintf (heap_dump_file, "<object class=\"%s.%s\" size=\"%zd\"",
1862                         class->name_space, class_name,
1863                         safe_object_get_size (obj));
1864         if (dump_location) {
1865                 const char *location;
1866                 if (ptr_in_nursery (obj))
1867                         location = "nursery";
1868                 else if (safe_object_get_size (obj) <= MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
1869                         location = "major";
1870                 else
1871                         location = "LOS";
1872                 fprintf (heap_dump_file, " location=\"%s\"", location);
1873         }
1874         fprintf (heap_dump_file, "/>\n");
1875 }
1876
1877 static void
1878 dump_heap (const char *type, int num, const char *reason)
1879 {
1880         ObjectList *list;
1881         LOSObject *bigobj;
1882
1883         fprintf (heap_dump_file, "<collection type=\"%s\" num=\"%d\"", type, num);
1884         if (reason)
1885                 fprintf (heap_dump_file, " reason=\"%s\"", reason);
1886         fprintf (heap_dump_file, ">\n");
1887         fprintf (heap_dump_file, "<other-mem-usage type=\"mempools\" size=\"%ld\"/>\n", mono_mempool_get_bytes_allocated ());
1888         sgen_dump_internal_mem_usage (heap_dump_file);
1889         fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"stack\" bytes=\"%zu\"/>\n", sgen_pin_stats_get_pinned_byte_count (PIN_TYPE_STACK));
1890         /* fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"static-data\" bytes=\"%d\"/>\n", pinned_byte_counts [PIN_TYPE_STATIC_DATA]); */
1891         fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"other\" bytes=\"%zu\"/>\n", sgen_pin_stats_get_pinned_byte_count (PIN_TYPE_OTHER));
1892
1893         fprintf (heap_dump_file, "<pinned-objects>\n");
1894         for (list = sgen_pin_stats_get_object_list (); list; list = list->next)
1895                 dump_object (list->obj, TRUE);
1896         fprintf (heap_dump_file, "</pinned-objects>\n");
1897
1898         sgen_dump_section (nursery_section, "nursery");
1899
1900         major_collector.dump_heap (heap_dump_file);
1901
1902         fprintf (heap_dump_file, "<los>\n");
1903         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
1904                 dump_object ((MonoObject*)bigobj->data, FALSE);
1905         fprintf (heap_dump_file, "</los>\n");
1906
1907         fprintf (heap_dump_file, "</collection>\n");
1908 }
1909
1910 void
1911 sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
1912 {
1913         g_assert (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES);
1914
1915         if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
1916                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
1917                 moved_objects_idx = 0;
1918         }
1919         moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
1920         moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
1921 }
1922
1923 static void
1924 init_stats (void)
1925 {
1926         static gboolean inited = FALSE;
1927
1928         if (inited)
1929                 return;
1930
1931         mono_counters_register ("Minor fragment clear", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_pre_collection_fragment_clear);
1932         mono_counters_register ("Minor pinning", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_pinning);
1933         mono_counters_register ("Minor scan remembered set", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_remsets);
1934         mono_counters_register ("Minor scan pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_pinned);
1935         mono_counters_register ("Minor scan registered roots", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_registered_roots);
1936         mono_counters_register ("Minor scan thread data", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_thread_data);
1937         mono_counters_register ("Minor finish gray stack", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_finish_gray_stack);
1938         mono_counters_register ("Minor fragment creation", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_fragment_creation);
1939
1940         mono_counters_register ("Major fragment clear", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_pre_collection_fragment_clear);
1941         mono_counters_register ("Major pinning", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_pinning);
1942         mono_counters_register ("Major scan pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_pinned);
1943         mono_counters_register ("Major scan registered roots", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_registered_roots);
1944         mono_counters_register ("Major scan thread data", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_thread_data);
1945         mono_counters_register ("Major scan alloc_pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_alloc_pinned);
1946         mono_counters_register ("Major scan finalized", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_finalized);
1947         mono_counters_register ("Major scan big objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_big_objects);
1948         mono_counters_register ("Major finish gray stack", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_finish_gray_stack);
1949         mono_counters_register ("Major free big objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_free_bigobjs);
1950         mono_counters_register ("Major LOS sweep", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_los_sweep);
1951         mono_counters_register ("Major sweep", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_sweep);
1952         mono_counters_register ("Major fragment creation", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_fragment_creation);
1953
1954         mono_counters_register ("Number of pinned objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_pinned_objects);
1955
1956 #ifdef HEAVY_STATISTICS
1957         mono_counters_register ("WBarrier remember pointer", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_add_to_global_remset);
1958         mono_counters_register ("WBarrier set field", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_field);
1959         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_arrayref);
1960         mono_counters_register ("WBarrier arrayref copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_arrayref_copy);
1961         mono_counters_register ("WBarrier generic store called", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_generic_store);
1962         mono_counters_register ("WBarrier generic atomic store called", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_generic_store_atomic);
1963         mono_counters_register ("WBarrier set root", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_root);
1964         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_value_copy);
1965         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_object_copy);
1966
1967         mono_counters_register ("# objects allocated degraded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_objects_alloced_degraded);
1968         mono_counters_register ("bytes allocated degraded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_bytes_alloced_degraded);
1969
1970         mono_counters_register ("# copy_object() called (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_copy_object_called_nursery);
1971         mono_counters_register ("# objects copied (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_objects_copied_nursery);
1972         mono_counters_register ("# copy_object() called (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_copy_object_called_major);
1973         mono_counters_register ("# objects copied (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_objects_copied_major);
1974
1975         mono_counters_register ("# scan_object() called (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_scan_object_called_nursery);
1976         mono_counters_register ("# scan_object() called (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_scan_object_called_major);
1977
1978         mono_counters_register ("Slots allocated in vain", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_slots_allocated_in_vain);
1979
1980         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed from space", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_nursery_copy_object_failed_from_space);
1981         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed forwarded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_nursery_copy_object_failed_forwarded);
1982         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_nursery_copy_object_failed_pinned);
1983         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed to space", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_nursery_copy_object_failed_to_space);
1984
1985         sgen_nursery_allocator_init_heavy_stats ();
1986         sgen_alloc_init_heavy_stats ();
1987 #endif
1988
1989         inited = TRUE;
1990 }
1991
1992
1993 static void
1994 reset_pinned_from_failed_allocation (void)
1995 {
1996         bytes_pinned_from_failed_allocation = 0;
1997 }
1998
1999 void
2000 sgen_set_pinned_from_failed_allocation (mword objsize)
2001 {
2002         bytes_pinned_from_failed_allocation += objsize;
2003 }
2004
2005 gboolean
2006 sgen_collection_is_concurrent (void)
2007 {
2008         switch (current_collection_generation) {
2009         case GENERATION_NURSERY:
2010                 return FALSE;
2011         case GENERATION_OLD:
2012                 return concurrent_collection_in_progress;
2013         default:
2014                 g_error ("Invalid current generation %d", current_collection_generation);
2015         }
2016 }
2017
2018 gboolean
2019 sgen_concurrent_collection_in_progress (void)
2020 {
2021         return concurrent_collection_in_progress;
2022 }
2023
2024 typedef struct
2025 {
2026         char *heap_start;
2027         char *heap_end;
2028 } FinishRememberedSetScanJobData;
2029
2030 static void
2031 job_finish_remembered_set_scan (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2032 {
2033         FinishRememberedSetScanJobData *job_data = job_data_untyped;
2034
2035         remset.finish_scan_remsets (job_data->heap_start, job_data->heap_end, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2036         sgen_free_internal_dynamic (job_data, sizeof (FinishRememberedSetScanJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA);
2037 }
2038
2039 typedef struct
2040 {
2041         CopyOrMarkObjectFunc copy_or_mark_func;
2042         ScanObjectFunc scan_func;
2043         char *heap_start;
2044         char *heap_end;
2045         int root_type;
2046 } ScanFromRegisteredRootsJobData;
2047
2048 static void
2049 job_scan_from_registered_roots (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2050 {
2051         ScanFromRegisteredRootsJobData *job_data = job_data_untyped;
2052         ScanCopyContext ctx = { job_data->scan_func, job_data->copy_or_mark_func,
2053                 sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data) };
2054
2055         scan_from_registered_roots (job_data->heap_start, job_data->heap_end, job_data->root_type, ctx);
2056         sgen_free_internal_dynamic (job_data, sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA);
2057 }
2058
2059 typedef struct
2060 {
2061         char *heap_start;
2062         char *heap_end;
2063 } ScanThreadDataJobData;
2064
2065 static void
2066 job_scan_thread_data (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2067 {
2068         ScanThreadDataJobData *job_data = job_data_untyped;
2069
2070         scan_thread_data (job_data->heap_start, job_data->heap_end, TRUE,
2071                         sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2072         sgen_free_internal_dynamic (job_data, sizeof (ScanThreadDataJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA);
2073 }
2074
2075 static void
2076 job_scan_finalizer_entries (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2077 {
2078         FinalizeReadyEntry *list = job_data_untyped;
2079         ScanCopyContext ctx = { NULL, current_object_ops.copy_or_mark_object, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data) };
2080
2081         scan_finalizer_entries (list, ctx);
2082 }
2083
2084 static void
2085 job_scan_major_mod_union_cardtable (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2086 {
2087         g_assert (concurrent_collection_in_progress);
2088         major_collector.scan_card_table (TRUE, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2089 }
2090
2091 static void
2092 job_scan_los_mod_union_cardtable (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2093 {
2094         g_assert (concurrent_collection_in_progress);
2095         sgen_los_scan_card_table (TRUE, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2096 }
2097
2098 static void
2099 verify_scan_starts (char *start, char *end)
2100 {
2101         size_t i;
2102
2103         for (i = 0; i < nursery_section->num_scan_start; ++i) {
2104                 char *addr = nursery_section->scan_starts [i];
2105                 if (addr > start && addr < end)
2106                         SGEN_LOG (1, "NFC-BAD SCAN START [%zu] %p for obj [%p %p]", i, addr, start, end);
2107         }
2108 }
2109
2110 static void
2111 verify_nursery (void)
2112 {
2113         char *start, *end, *cur, *hole_start;
2114
2115         if (!do_verify_nursery)
2116                 return;
2117
2118         if (nursery_canaries_enabled ())
2119                 SGEN_LOG (1, "Checking nursery canaries...");
2120
2121         /*This cleans up unused fragments */
2122         sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
2123
2124         hole_start = start = cur = sgen_get_nursery_start ();
2125         end = sgen_get_nursery_end ();
2126
2127         while (cur < end) {
2128                 size_t ss, size;
2129
2130                 if (!*(void**)cur) {
2131                         cur += sizeof (void*);
2132                         continue;
2133                 }
2134
2135                 if (object_is_forwarded (cur))
2136                         SGEN_LOG (1, "FORWARDED OBJ %p", cur);
2137                 else if (object_is_pinned (cur))
2138                         SGEN_LOG (1, "PINNED OBJ %p", cur);
2139
2140                 ss = safe_object_get_size ((MonoObject*)cur);
2141                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)cur));
2142                 verify_scan_starts (cur, cur + size);
2143                 if (do_dump_nursery_content) {
2144                         if (cur > hole_start)
2145                                 SGEN_LOG (1, "HOLE [%p %p %d]", hole_start, cur, (int)(cur - hole_start));
2146                         SGEN_LOG (1, "OBJ  [%p %p %d %d %s %d]", cur, cur + size, (int)size, (int)ss, sgen_safe_name ((MonoObject*)cur), (gpointer)LOAD_VTABLE (cur) == sgen_get_array_fill_vtable ());
2147                 }
2148                 if (nursery_canaries_enabled () && (MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (cur) != array_fill_vtable) {
2149                         CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (cur);
2150                         CANARIFY_SIZE (size);
2151                 }
2152                 cur += size;
2153                 hole_start = cur;
2154         }
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Checks that no objects in the nursery are fowarded or pinned.  This
2159  * is a precondition to restarting the mutator while doing a
2160  * concurrent collection.  Note that we don't clear fragments because
2161  * we depend on that having happened earlier.
2162  */
2163 static void
2164 check_nursery_is_clean (void)
2165 {
2166         char *start, *end, *cur;
2167
2168         start = cur = sgen_get_nursery_start ();
2169         end = sgen_get_nursery_end ();
2170
2171         while (cur < end) {
2172                 size_t ss, size;
2173
2174                 if (!*(void**)cur) {
2175                         cur += sizeof (void*);
2176                         continue;
2177                 }
2178
2179                 g_assert (!object_is_forwarded (cur));
2180                 g_assert (!object_is_pinned (cur));
2181
2182                 ss = safe_object_get_size ((MonoObject*)cur);
2183                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)cur));
2184                 verify_scan_starts (cur, cur + size);
2185
2186                 cur += size;
2187         }
2188 }
2189
2190 static void
2191 init_gray_queue (void)
2192 {
2193         if (sgen_collection_is_concurrent ()) {
2194                 sgen_workers_init_distribute_gray_queue ();
2195                 sgen_gray_object_queue_init_with_alloc_prepare (&gray_queue, NULL,
2196                                 gray_queue_redirect, sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ());
2197         } else {
2198                 sgen_gray_object_queue_init (&gray_queue, NULL);
2199         }
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Collect objects in the nursery.  Returns whether to trigger a major
2204  * collection.
2205  */
2206 static gboolean
2207 collect_nursery (SgenGrayQueue *unpin_queue, gboolean finish_up_concurrent_mark)
2208 {
2209         gboolean needs_major;
2210         size_t max_garbage_amount;
2211         char *nursery_next;
2212         FinishRememberedSetScanJobData *frssjd;
2213         ScanFromRegisteredRootsJobData *scrrjd_normal, *scrrjd_wbarrier;
2214         ScanThreadDataJobData *stdjd;
2215         mword fragment_total;
2216         ScanCopyContext ctx;
2217         TV_DECLARE (atv);
2218         TV_DECLARE (btv);
2219
2220         if (disable_minor_collections)
2221                 return TRUE;
2222
2223         TV_GETTIME (last_minor_collection_start_tv);
2224         atv = last_minor_collection_start_tv;
2225
2226         MONO_GC_BEGIN (GENERATION_NURSERY);
2227         binary_protocol_collection_begin (gc_stats.minor_gc_count, GENERATION_NURSERY);
2228
2229         verify_nursery ();
2230
2231 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2232         mono_perfcounters->gc_collections0++;
2233 #endif
2234
2235         current_collection_generation = GENERATION_NURSERY;
2236         current_object_ops = sgen_minor_collector.serial_ops;
2237
2238         reset_pinned_from_failed_allocation ();
2239
2240         check_scan_starts ();
2241
2242         sgen_nursery_alloc_prepare_for_minor ();
2243
2244         degraded_mode = 0;
2245         objects_pinned = 0;
2246         nursery_next = sgen_nursery_alloc_get_upper_alloc_bound ();
2247         /* FIXME: optimize later to use the higher address where an object can be present */
2248         nursery_next = MAX (nursery_next, sgen_get_nursery_end ());
2249
2250         SGEN_LOG (1, "Start nursery collection %d %p-%p, size: %d", gc_stats.minor_gc_count, sgen_get_nursery_start (), nursery_next, (int)(nursery_next - sgen_get_nursery_start ()));
2251         max_garbage_amount = nursery_next - sgen_get_nursery_start ();
2252         g_assert (nursery_section->size >= max_garbage_amount);
2253
2254         /* world must be stopped already */
2255         TV_GETTIME (btv);
2256         time_minor_pre_collection_fragment_clear += TV_ELAPSED (atv, btv);
2257
2258         if (xdomain_checks) {
2259                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2260                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2261         }
2262
2263         nursery_section->next_data = nursery_next;
2264
2265         major_collector.start_nursery_collection ();
2266
2267         sgen_memgov_minor_collection_start ();
2268
2269         init_gray_queue ();
2270
2271         gc_stats.minor_gc_count ++;
2272
2273         MONO_GC_CHECKPOINT_1 (GENERATION_NURSERY);
2274
2275         sgen_process_fin_stage_entries ();
2276         sgen_process_dislink_stage_entries ();
2277
2278         MONO_GC_CHECKPOINT_2 (GENERATION_NURSERY);
2279
2280         /* pin from pinned handles */
2281         sgen_init_pinning ();
2282         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_MARK_START, 0);
2283         pin_from_roots (sgen_get_nursery_start (), nursery_next, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2284         /* pin cemented objects */
2285         sgen_pin_cemented_objects ();
2286         /* identify pinned objects */
2287         sgen_optimize_pin_queue ();
2288         sgen_pinning_setup_section (nursery_section);
2289         ctx.scan_func = NULL;
2290         ctx.copy_func = NULL;
2291         ctx.queue = WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE;
2292         pin_objects_in_nursery (ctx);
2293         sgen_pinning_trim_queue_to_section (nursery_section);
2294
2295         TV_GETTIME (atv);
2296         time_minor_pinning += TV_ELAPSED (btv, atv);
2297         SGEN_LOG (2, "Finding pinned pointers: %zd in %d usecs", sgen_get_pinned_count (), TV_ELAPSED (btv, atv));
2298         SGEN_LOG (4, "Start scan with %zd pinned objects", sgen_get_pinned_count ());
2299
2300         MONO_GC_CHECKPOINT_3 (GENERATION_NURSERY);
2301
2302         if (whole_heap_check_before_collection) {
2303                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2304                 sgen_check_whole_heap (finish_up_concurrent_mark);
2305         }
2306         if (consistency_check_at_minor_collection)
2307                 sgen_check_consistency ();
2308
2309         sgen_workers_start_all_workers ();
2310         sgen_workers_start_marking ();
2311
2312         frssjd = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (FinishRememberedSetScanJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2313         frssjd->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2314         frssjd->heap_end = nursery_next;
2315         sgen_workers_enqueue_job (job_finish_remembered_set_scan, frssjd);
2316
2317         /* we don't have complete write barrier yet, so we scan all the old generation sections */
2318         TV_GETTIME (btv);
2319         time_minor_scan_remsets += TV_ELAPSED (atv, btv);
2320         SGEN_LOG (2, "Old generation scan: %d usecs", TV_ELAPSED (atv, btv));
2321
2322         MONO_GC_CHECKPOINT_4 (GENERATION_NURSERY);
2323
2324         /* FIXME: why is this here? */
2325         ctx.scan_func = current_object_ops.scan_object;
2326         ctx.copy_func = NULL;
2327         ctx.queue = &gray_queue;
2328         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
2329
2330         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2331                 report_registered_roots ();
2332         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2333                 report_finalizer_roots ();
2334         TV_GETTIME (atv);
2335         time_minor_scan_pinned += TV_ELAPSED (btv, atv);
2336
2337         MONO_GC_CHECKPOINT_5 (GENERATION_NURSERY);
2338
2339         /* registered roots, this includes static fields */
2340         scrrjd_normal = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2341         scrrjd_normal->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2342         scrrjd_normal->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2343         scrrjd_normal->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2344         scrrjd_normal->heap_end = nursery_next;
2345         scrrjd_normal->root_type = ROOT_TYPE_NORMAL;
2346         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_normal);
2347
2348         scrrjd_wbarrier = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2349         scrrjd_wbarrier->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2350         scrrjd_wbarrier->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2351         scrrjd_wbarrier->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2352         scrrjd_wbarrier->heap_end = nursery_next;
2353         scrrjd_wbarrier->root_type = ROOT_TYPE_WBARRIER;
2354         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_wbarrier);
2355
2356         TV_GETTIME (btv);
2357         time_minor_scan_registered_roots += TV_ELAPSED (atv, btv);
2358
2359         MONO_GC_CHECKPOINT_6 (GENERATION_NURSERY);
2360
2361         /* thread data */
2362         stdjd = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanThreadDataJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2363         stdjd->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2364         stdjd->heap_end = nursery_next;
2365         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_thread_data, stdjd);
2366
2367         TV_GETTIME (atv);
2368         time_minor_scan_thread_data += TV_ELAPSED (btv, atv);
2369         btv = atv;
2370
2371         MONO_GC_CHECKPOINT_7 (GENERATION_NURSERY);
2372
2373         g_assert (!sgen_collection_is_concurrent ());
2374
2375         /* Scan the list of objects ready for finalization. If */
2376         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, fin_ready_list);
2377         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, critical_fin_list);
2378
2379         MONO_GC_CHECKPOINT_8 (GENERATION_NURSERY);
2380
2381         finish_gray_stack (GENERATION_NURSERY, &gray_queue);
2382         TV_GETTIME (atv);
2383         time_minor_finish_gray_stack += TV_ELAPSED (btv, atv);
2384         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_MARK_END, 0);
2385
2386         MONO_GC_CHECKPOINT_9 (GENERATION_NURSERY);
2387
2388         /*
2389          * The (single-threaded) finalization code might have done
2390          * some copying/marking so we can only reset the GC thread's
2391          * worker data here instead of earlier when we joined the
2392          * workers.
2393          */
2394         sgen_workers_reset_data ();
2395
2396         if (objects_pinned) {
2397                 sgen_optimize_pin_queue ();
2398                 sgen_pinning_setup_section (nursery_section);
2399         }
2400
2401         /* walk the pin_queue, build up the fragment list of free memory, unmark
2402          * pinned objects as we go, memzero() the empty fragments so they are ready for the
2403          * next allocations.
2404          */
2405         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_RECLAIM_START, 0);
2406         fragment_total = sgen_build_nursery_fragments (nursery_section,
2407                         nursery_section->pin_queue_start, nursery_section->pin_queue_num_entries,
2408                         unpin_queue);
2409         if (!fragment_total)
2410                 degraded_mode = 1;
2411
2412         /* Clear TLABs for all threads */
2413         sgen_clear_tlabs ();
2414
2415         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_RECLAIM_END, 0);
2416         TV_GETTIME (btv);
2417         time_minor_fragment_creation += TV_ELAPSED (atv, btv);
2418         SGEN_LOG (2, "Fragment creation: %d usecs, %lu bytes available", TV_ELAPSED (atv, btv), (unsigned long)fragment_total);
2419
2420         if (consistency_check_at_minor_collection)
2421                 sgen_check_major_refs ();
2422
2423         major_collector.finish_nursery_collection ();
2424
2425         TV_GETTIME (last_minor_collection_end_tv);
2426         gc_stats.minor_gc_time += TV_ELAPSED (last_minor_collection_start_tv, last_minor_collection_end_tv);
2427
2428         if (heap_dump_file)
2429                 dump_heap ("minor", gc_stats.minor_gc_count - 1, NULL);
2430
2431         /* prepare the pin queue for the next collection */
2432         sgen_finish_pinning ();
2433         if (fin_ready_list || critical_fin_list) {
2434                 SGEN_LOG (4, "Finalizer-thread wakeup: ready %d", num_ready_finalizers);
2435                 mono_gc_finalize_notify ();
2436         }
2437         sgen_pin_stats_reset ();
2438         /* clear cemented hash */
2439         sgen_cement_clear_below_threshold ();
2440
2441         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2442
2443         remset.finish_minor_collection ();
2444
2445         check_scan_starts ();
2446
2447         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
2448
2449         sgen_memgov_minor_collection_end ();
2450
2451         /*objects are late pinned because of lack of memory, so a major is a good call*/
2452         needs_major = objects_pinned > 0;
2453         current_collection_generation = -1;
2454         objects_pinned = 0;
2455
2456         MONO_GC_END (GENERATION_NURSERY);
2457         binary_protocol_collection_end (gc_stats.minor_gc_count - 1, GENERATION_NURSERY);
2458
2459         if (check_nursery_objects_pinned && !sgen_minor_collector.is_split)
2460                 sgen_check_nursery_objects_pinned (unpin_queue != NULL);
2461
2462         return needs_major;
2463 }
2464
2465 static void
2466 scan_nursery_objects_callback (char *obj, size_t size, ScanCopyContext *ctx)
2467 {
2468         /*
2469          * This is called on all objects in the nursery, including pinned ones, so we need
2470          * to use sgen_obj_get_descriptor_safe(), which masks out the vtable tag bits.
2471          */
2472         ctx->scan_func (obj, sgen_obj_get_descriptor_safe (obj), ctx->queue);
2473 }
2474
2475 static void
2476 scan_nursery_objects (ScanCopyContext ctx)
2477 {
2478         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
2479                         (IterateObjectCallbackFunc)scan_nursery_objects_callback, (void*)&ctx, FALSE);
2480 }
2481
2482 static void
2483 major_copy_or_mark_from_roots (size_t *old_next_pin_slot, gboolean finish_up_concurrent_mark, gboolean scan_mod_union)
2484 {
2485         LOSObject *bigobj;
2486         TV_DECLARE (atv);
2487         TV_DECLARE (btv);
2488         /* FIXME: only use these values for the precise scan
2489          * note that to_space pointers should be excluded anyway...
2490          */
2491         char *heap_start = NULL;
2492         char *heap_end = (char*)-1;
2493         gboolean profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
2494         GCRootReport root_report = { 0 };
2495         ScanFromRegisteredRootsJobData *scrrjd_normal, *scrrjd_wbarrier;
2496         ScanThreadDataJobData *stdjd;
2497         ScanCopyContext ctx;
2498
2499         if (concurrent_collection_in_progress) {
2500                 /*This cleans up unused fragments */
2501                 sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
2502
2503                 if (do_concurrent_checks)
2504                         check_nursery_is_clean ();
2505         } else {
2506                 /* The concurrent collector doesn't touch the nursery. */
2507                 sgen_nursery_alloc_prepare_for_major ();
2508         }
2509
2510         init_gray_queue ();
2511
2512         TV_GETTIME (atv);
2513
2514         /* Pinning depends on this */
2515         sgen_clear_nursery_fragments ();
2516
2517         if (whole_heap_check_before_collection)
2518                 sgen_check_whole_heap (finish_up_concurrent_mark);
2519
2520         TV_GETTIME (btv);
2521         time_major_pre_collection_fragment_clear += TV_ELAPSED (atv, btv);
2522
2523         if (!sgen_collection_is_concurrent ())
2524                 nursery_section->next_data = sgen_get_nursery_end ();
2525         /* we should also coalesce scanning from sections close to each other
2526          * and deal with pointers outside of the sections later.
2527          */
2528
2529         objects_pinned = 0;
2530         *major_collector.have_swept = FALSE;
2531
2532         if (xdomain_checks) {
2533                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2534                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2535         }
2536
2537         if (!concurrent_collection_in_progress) {
2538                 /* Remsets are not useful for a major collection */
2539                 remset.prepare_for_major_collection ();
2540         }
2541
2542         sgen_process_fin_stage_entries ();
2543         sgen_process_dislink_stage_entries ();
2544
2545         TV_GETTIME (atv);
2546         sgen_init_pinning ();
2547         SGEN_LOG (6, "Collecting pinned addresses");
2548         pin_from_roots ((void*)lowest_heap_address, (void*)highest_heap_address, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2549
2550         if (!concurrent_collection_in_progress || finish_up_concurrent_mark) {
2551                 if (major_collector.is_concurrent) {
2552                         /*
2553                          * The concurrent major collector cannot evict
2554                          * yet, so we need to pin cemented objects to
2555                          * not break some asserts.
2556                          *
2557                          * FIXME: We could evict now!
2558                          */
2559                         sgen_pin_cemented_objects ();
2560                 }
2561
2562                 if (!concurrent_collection_in_progress)
2563                         sgen_cement_reset ();
2564         }
2565
2566         sgen_optimize_pin_queue ();
2567
2568         /*
2569          * The concurrent collector doesn't move objects, neither on
2570          * the major heap nor in the nursery, so we can mark even
2571          * before pinning has finished.  For the non-concurrent
2572          * collector we start the workers after pinning.
2573          */
2574         if (concurrent_collection_in_progress) {
2575                 sgen_workers_start_all_workers ();
2576                 sgen_workers_start_marking ();
2577         }
2578
2579         /*
2580          * pin_queue now contains all candidate pointers, sorted and
2581          * uniqued.  We must do two passes now to figure out which
2582          * objects are pinned.
2583          *
2584          * The first is to find within the pin_queue the area for each
2585          * section.  This requires that the pin_queue be sorted.  We
2586          * also process the LOS objects and pinned chunks here.
2587          *
2588          * The second, destructive, pass is to reduce the section
2589          * areas to pointers to the actually pinned objects.
2590          */
2591         SGEN_LOG (6, "Pinning from sections");
2592         /* first pass for the sections */
2593         sgen_find_section_pin_queue_start_end (nursery_section);
2594         major_collector.find_pin_queue_start_ends (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2595         /* identify possible pointers to the insize of large objects */
2596         SGEN_LOG (6, "Pinning from large objects");
2597         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next) {
2598                 size_t dummy;
2599                 if (sgen_find_optimized_pin_queue_area (bigobj->data, (char*)bigobj->data + sgen_los_object_size (bigobj), &dummy)) {
2600                         binary_protocol_pin (bigobj->data, (gpointer)LOAD_VTABLE (bigobj->data), safe_object_get_size (((MonoObject*)(bigobj->data))));
2601
2602 #ifdef ENABLE_DTRACE
2603                         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_OBJ_PINNED_ENABLED ())) {
2604                                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (bigobj->data);
2605                                 MONO_GC_OBJ_PINNED ((mword)bigobj->data, sgen_safe_object_get_size ((MonoObject*)bigobj->data), vt->klass->name_space, vt->klass->name, GENERATION_OLD);
2606                         }
2607 #endif
2608
2609                         if (sgen_los_object_is_pinned (bigobj->data)) {
2610                                 g_assert (finish_up_concurrent_mark);
2611                                 continue;
2612                         }
2613                         sgen_los_pin_object (bigobj->data);
2614                         if (SGEN_OBJECT_HAS_REFERENCES (bigobj->data))
2615                                 GRAY_OBJECT_ENQUEUE (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE, bigobj->data, sgen_obj_get_descriptor (bigobj->data));
2616                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
2617                                 sgen_pin_stats_register_object ((char*) bigobj->data, safe_object_get_size ((MonoObject*) bigobj->data));
2618                         SGEN_LOG (6, "Marked large object %p (%s) size: %lu from roots", bigobj->data, safe_name (bigobj->data), (unsigned long)sgen_los_object_size (bigobj));
2619
2620                         if (profile_roots)
2621                                 add_profile_gc_root (&root_report, bigobj->data, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
2622                 }
2623         }
2624         if (profile_roots)
2625                 notify_gc_roots (&root_report);
2626         /* second pass for the sections */
2627         ctx.scan_func = concurrent_collection_in_progress ? current_object_ops.scan_object : NULL;
2628         ctx.copy_func = NULL;
2629         ctx.queue = WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE;
2630
2631         /*
2632          * Concurrent mark never follows references into the nursery.
2633          * In the start and finish pauses we must scan live nursery
2634          * objects, though.  We could simply scan all nursery objects,
2635          * but that would be conservative.  The easiest way is to do a
2636          * nursery collection, which copies all live nursery objects
2637          * (except pinned ones, with the simple nursery) to the major
2638          * heap.  Scanning the mod union table later will then scan
2639          * those promoted objects, provided they're reachable.  Pinned
2640          * objects in the nursery - which we can trivially find in the
2641          * pinning queue - are treated as roots in the mark pauses.
2642          *
2643          * The split nursery complicates the latter part because
2644          * non-pinned objects can survive in the nursery.  That's why
2645          * we need to do a full front-to-back scan of the nursery,
2646          * marking all objects.
2647          *
2648          * Non-concurrent mark evacuates from the nursery, so it's
2649          * sufficient to just scan pinned nursery objects.
2650          */
2651         if (concurrent_collection_in_progress && sgen_minor_collector.is_split) {
2652                 scan_nursery_objects (ctx);
2653         } else {
2654                 pin_objects_in_nursery (ctx);
2655                 if (check_nursery_objects_pinned && !sgen_minor_collector.is_split)
2656                         sgen_check_nursery_objects_pinned (!concurrent_collection_in_progress || finish_up_concurrent_mark);
2657         }
2658
2659         major_collector.pin_objects (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2660         if (old_next_pin_slot)
2661                 *old_next_pin_slot = sgen_get_pinned_count ();
2662
2663         TV_GETTIME (btv);
2664         time_major_pinning += TV_ELAPSED (atv, btv);
2665         SGEN_LOG (2, "Finding pinned pointers: %zd in %d usecs", sgen_get_pinned_count (), TV_ELAPSED (atv, btv));
2666         SGEN_LOG (4, "Start scan with %zd pinned objects", sgen_get_pinned_count ());
2667
2668         major_collector.init_to_space ();
2669
2670 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
2671         main_gc_thread = mono_native_thread_self ();
2672 #endif
2673
2674         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2675                 report_registered_roots ();
2676         TV_GETTIME (atv);
2677         time_major_scan_pinned += TV_ELAPSED (btv, atv);
2678
2679         /* registered roots, this includes static fields */
2680         scrrjd_normal = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2681         scrrjd_normal->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2682         scrrjd_normal->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2683         scrrjd_normal->heap_start = heap_start;
2684         scrrjd_normal->heap_end = heap_end;
2685         scrrjd_normal->root_type = ROOT_TYPE_NORMAL;
2686         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_normal);
2687
2688         scrrjd_wbarrier = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2689         scrrjd_wbarrier->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2690         scrrjd_wbarrier->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2691         scrrjd_wbarrier->heap_start = heap_start;
2692         scrrjd_wbarrier->heap_end = heap_end;
2693         scrrjd_wbarrier->root_type = ROOT_TYPE_WBARRIER;
2694         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_wbarrier);
2695
2696         TV_GETTIME (btv);
2697         time_major_scan_registered_roots += TV_ELAPSED (atv, btv);
2698
2699         /* Threads */
2700         stdjd = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanThreadDataJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2701         stdjd->heap_start = heap_start;
2702         stdjd->heap_end = heap_end;
2703         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_thread_data, stdjd);
2704
2705         TV_GETTIME (atv);
2706         time_major_scan_thread_data += TV_ELAPSED (btv, atv);
2707
2708         TV_GETTIME (btv);
2709         time_major_scan_alloc_pinned += TV_ELAPSED (atv, btv);
2710
2711         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2712                 report_finalizer_roots ();
2713
2714         /* scan the list of objects ready for finalization */
2715         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, fin_ready_list);
2716         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, critical_fin_list);
2717
2718         if (scan_mod_union) {
2719                 g_assert (finish_up_concurrent_mark);
2720
2721                 /* Mod union card table */
2722                 sgen_workers_enqueue_job (job_scan_major_mod_union_cardtable, NULL);
2723                 sgen_workers_enqueue_job (job_scan_los_mod_union_cardtable, NULL);
2724         }
2725
2726         TV_GETTIME (atv);
2727         time_major_scan_finalized += TV_ELAPSED (btv, atv);
2728         SGEN_LOG (2, "Root scan: %d usecs", TV_ELAPSED (btv, atv));
2729
2730         TV_GETTIME (btv);
2731         time_major_scan_big_objects += TV_ELAPSED (atv, btv);
2732
2733         if (concurrent_collection_in_progress) {
2734                 /* prepare the pin queue for the next collection */
2735                 sgen_finish_pinning ();
2736
2737                 sgen_pin_stats_reset ();
2738
2739                 if (do_concurrent_checks)
2740                         check_nursery_is_clean ();
2741         }
2742 }
2743
2744 static void
2745 major_start_collection (gboolean concurrent, size_t *old_next_pin_slot)
2746 {
2747         MONO_GC_BEGIN (GENERATION_OLD);
2748         binary_protocol_collection_begin (gc_stats.major_gc_count, GENERATION_OLD);
2749
2750         current_collection_generation = GENERATION_OLD;
2751 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2752         mono_perfcounters->gc_collections1++;
2753 #endif
2754
2755         g_assert (sgen_section_gray_queue_is_empty (sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ()));
2756
2757         if (concurrent) {
2758                 g_assert (major_collector.is_concurrent);
2759                 concurrent_collection_in_progress = TRUE;
2760
2761                 sgen_cement_concurrent_start ();
2762
2763                 current_object_ops = major_collector.major_concurrent_ops;
2764         } else {
2765                 current_object_ops = major_collector.major_ops;
2766         }
2767
2768         reset_pinned_from_failed_allocation ();
2769
2770         sgen_memgov_major_collection_start ();
2771
2772         //count_ref_nonref_objs ();
2773         //consistency_check ();
2774
2775         check_scan_starts ();
2776
2777         degraded_mode = 0;
2778         SGEN_LOG (1, "Start major collection %d", gc_stats.major_gc_count);
2779         gc_stats.major_gc_count ++;
2780
2781         if (major_collector.start_major_collection)
2782                 major_collector.start_major_collection ();
2783
2784         major_copy_or_mark_from_roots (old_next_pin_slot, FALSE, FALSE);
2785 }
2786
2787 static void
2788 wait_for_workers_to_finish (void)
2789 {
2790         while (!sgen_workers_all_done ())
2791                 g_usleep (200);
2792 }
2793
2794 static void
2795 join_workers (void)
2796 {
2797         if (concurrent_collection_in_progress) {
2798                 gray_queue_redirect (&gray_queue);
2799                 sgen_workers_join ();
2800         }
2801
2802         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2803
2804 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
2805         main_gc_thread = NULL;
2806 #endif
2807 }
2808
2809 static void
2810 major_finish_collection (const char *reason, size_t old_next_pin_slot, gboolean scan_mod_union)
2811 {
2812         LOSObject *bigobj, *prevbo;
2813         TV_DECLARE (atv);
2814         TV_DECLARE (btv);
2815
2816         TV_GETTIME (btv);
2817
2818         if (concurrent_collection_in_progress)
2819                 join_workers ();
2820
2821         if (concurrent_collection_in_progress) {
2822                 current_object_ops = major_collector.major_concurrent_ops;
2823
2824                 major_copy_or_mark_from_roots (NULL, TRUE, scan_mod_union);
2825                 join_workers ();
2826
2827                 g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2828
2829                 if (do_concurrent_checks)
2830                         check_nursery_is_clean ();
2831         } else {
2832                 current_object_ops = major_collector.major_ops;
2833         }
2834
2835         /*
2836          * The workers have stopped so we need to finish gray queue
2837          * work that might result from finalization in the main GC
2838          * thread.  Redirection must therefore be turned off.
2839          */
2840         sgen_gray_object_queue_disable_alloc_prepare (&gray_queue);
2841         g_assert (sgen_section_gray_queue_is_empty (sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ()));
2842
2843         /* all the objects in the heap */
2844         finish_gray_stack (GENERATION_OLD, &gray_queue);
2845         TV_GETTIME (atv);
2846         time_major_finish_gray_stack += TV_ELAPSED (btv, atv);
2847
2848         /*
2849          * The (single-threaded) finalization code might have done
2850          * some copying/marking so we can only reset the GC thread's
2851          * worker data here instead of earlier when we joined the
2852          * workers.
2853          */
2854         sgen_workers_reset_data ();
2855
2856         if (objects_pinned) {
2857                 g_assert (!concurrent_collection_in_progress);
2858
2859                 /*This is slow, but we just OOM'd*/
2860                 sgen_pin_queue_clear_discarded_entries (nursery_section, old_next_pin_slot);
2861                 sgen_optimize_pin_queue ();
2862                 sgen_find_section_pin_queue_start_end (nursery_section);
2863                 objects_pinned = 0;
2864         }
2865
2866         reset_heap_boundaries ();
2867         sgen_update_heap_boundaries ((mword)sgen_get_nursery_start (), (mword)sgen_get_nursery_end ());
2868
2869         if (check_mark_bits_after_major_collection)
2870                 sgen_check_major_heap_marked ();
2871
2872         MONO_GC_SWEEP_BEGIN (GENERATION_OLD, !major_collector.sweeps_lazily);
2873
2874         /* sweep the big objects list */
2875         prevbo = NULL;
2876         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
2877                 g_assert (!object_is_pinned (bigobj->data));
2878                 if (sgen_los_object_is_pinned (bigobj->data)) {
2879                         sgen_los_unpin_object (bigobj->data);
2880                         sgen_update_heap_boundaries ((mword)bigobj->data, (mword)bigobj->data + sgen_los_object_size (bigobj));
2881                 } else {
2882                         LOSObject *to_free;
2883                         /* not referenced anywhere, so we can free it */
2884                         if (prevbo)
2885                                 prevbo->next = bigobj->next;
2886                         else
2887                                 los_object_list = bigobj->next;
2888                         to_free = bigobj;
2889                         bigobj = bigobj->next;
2890                         sgen_los_free_object (to_free);
2891                         continue;
2892                 }
2893                 prevbo = bigobj;
2894                 bigobj = bigobj->next;
2895         }
2896
2897         TV_GETTIME (btv);
2898         time_major_free_bigobjs += TV_ELAPSED (atv, btv);
2899
2900         sgen_los_sweep ();
2901
2902         TV_GETTIME (atv);
2903         time_major_los_sweep += TV_ELAPSED (btv, atv);
2904
2905         major_collector.sweep ();
2906
2907         MONO_GC_SWEEP_END (GENERATION_OLD, !major_collector.sweeps_lazily);
2908
2909         TV_GETTIME (btv);
2910         time_major_sweep += TV_ELAPSED (atv, btv);
2911
2912         if (!concurrent_collection_in_progress) {
2913                 /* walk the pin_queue, build up the fragment list of free memory, unmark
2914                  * pinned objects as we go, memzero() the empty fragments so they are ready for the
2915                  * next allocations.
2916                  */
2917                 if (!sgen_build_nursery_fragments (nursery_section, nursery_section->pin_queue_start, nursery_section->pin_queue_num_entries, NULL))
2918                         degraded_mode = 1;
2919
2920                 /* prepare the pin queue for the next collection */
2921                 sgen_finish_pinning ();
2922
2923                 /* Clear TLABs for all threads */
2924                 sgen_clear_tlabs ();
2925
2926                 sgen_pin_stats_reset ();
2927         }
2928
2929         if (concurrent_collection_in_progress)
2930                 sgen_cement_concurrent_finish ();
2931         sgen_cement_clear_below_threshold ();
2932
2933         TV_GETTIME (atv);
2934         time_major_fragment_creation += TV_ELAPSED (btv, atv);
2935
2936         if (heap_dump_file)
2937                 dump_heap ("major", gc_stats.major_gc_count - 1, reason);
2938
2939         if (fin_ready_list || critical_fin_list) {
2940                 SGEN_LOG (4, "Finalizer-thread wakeup: ready %d", num_ready_finalizers);
2941                 mono_gc_finalize_notify ();
2942         }
2943
2944         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2945
2946         sgen_memgov_major_collection_end ();
2947         current_collection_generation = -1;
2948
2949         major_collector.finish_major_collection ();
2950
2951         g_assert (sgen_section_gray_queue_is_empty (sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ()));
2952
2953         if (concurrent_collection_in_progress)
2954                 concurrent_collection_in_progress = FALSE;
2955
2956         check_scan_starts ();
2957
2958         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
2959
2960         //consistency_check ();
2961
2962         MONO_GC_END (GENERATION_OLD);
2963         binary_protocol_collection_end (gc_stats.major_gc_count - 1, GENERATION_OLD);
2964 }
2965
2966 static gboolean
2967 major_do_collection (const char *reason)
2968 {
2969         TV_DECLARE (time_start);
2970         TV_DECLARE (time_end);
2971         size_t old_next_pin_slot;
2972
2973         if (disable_major_collections)
2974                 return FALSE;
2975
2976         if (major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked) {
2977                 long long num_marked = major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
2978                 g_assert (!num_marked);
2979         }
2980
2981         /* world must be stopped already */
2982         TV_GETTIME (time_start);
2983
2984         major_start_collection (FALSE, &old_next_pin_slot);
2985         major_finish_collection (reason, old_next_pin_slot, FALSE);
2986
2987         TV_GETTIME (time_end);
2988         gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (time_start, time_end);
2989
2990         /* FIXME: also report this to the user, preferably in gc-end. */
2991         if (major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked)
2992                 major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
2993
2994         return bytes_pinned_from_failed_allocation > 0;
2995 }
2996
2997 static void
2998 major_start_concurrent_collection (const char *reason)
2999 {
3000         TV_DECLARE (time_start);
3001         TV_DECLARE (time_end);
3002         long long num_objects_marked;
3003
3004         if (disable_major_collections)
3005                 return;
3006
3007         TV_GETTIME (time_start);
3008         SGEN_TV_GETTIME (time_major_conc_collection_start);
3009
3010         num_objects_marked = major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
3011         g_assert (num_objects_marked == 0);
3012
3013         MONO_GC_CONCURRENT_START_BEGIN (GENERATION_OLD);
3014         binary_protocol_concurrent_start ();
3015
3016         // FIXME: store reason and pass it when finishing
3017         major_start_collection (TRUE, NULL);
3018
3019         gray_queue_redirect (&gray_queue);
3020         sgen_workers_wait_for_jobs ();
3021
3022         num_objects_marked = major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
3023         MONO_GC_CONCURRENT_START_END (GENERATION_OLD, num_objects_marked);
3024
3025         TV_GETTIME (time_end);
3026         gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (time_start, time_end);
3027
3028         current_collection_generation = -1;
3029 }
3030
3031 static gboolean
3032 major_update_or_finish_concurrent_collection (gboolean force_finish)
3033 {
3034         TV_DECLARE (total_start);
3035         TV_DECLARE (total_end);
3036         SgenGrayQueue unpin_queue;
3037         memset (&unpin_queue, 0, sizeof (unpin_queue));
3038
3039         TV_GETTIME (total_start);
3040
3041         MONO_GC_CONCURRENT_UPDATE_FINISH_BEGIN (GENERATION_OLD, major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ());
3042         binary_protocol_concurrent_update_finish ();
3043
3044         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
3045
3046         if (!force_finish && !sgen_workers_all_done ()) {
3047                 major_collector.update_cardtable_mod_union ();
3048                 sgen_los_update_cardtable_mod_union ();
3049
3050                 MONO_GC_CONCURRENT_UPDATE_END (GENERATION_OLD, major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ());
3051
3052                 TV_GETTIME (total_end);
3053                 gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (total_start, total_end);
3054
3055                 return FALSE;
3056         }
3057
3058         /*
3059          * The major collector can add global remsets which are processed in the finishing
3060          * nursery collection, below.  That implies that the workers must have finished
3061          * marking before the nursery collection is allowed to run, otherwise we might miss
3062          * some remsets.
3063          */
3064         wait_for_workers_to_finish ();
3065
3066         SGEN_TV_GETTIME (time_major_conc_collection_end);
3067         gc_stats.major_gc_time_concurrent += SGEN_TV_ELAPSED (time_major_conc_collection_start, time_major_conc_collection_end);
3068
3069         major_collector.update_cardtable_mod_union ();
3070         sgen_los_update_cardtable_mod_union ();
3071
3072         collect_nursery (&unpin_queue, TRUE);
3073
3074         if (mod_union_consistency_check)
3075                 sgen_check_mod_union_consistency ();
3076
3077         current_collection_generation = GENERATION_OLD;
3078         major_finish_collection ("finishing", -1, TRUE);
3079
3080         if (whole_heap_check_before_collection)
3081                 sgen_check_whole_heap (FALSE);
3082
3083         unpin_objects_from_queue (&unpin_queue);
3084         sgen_gray_object_queue_deinit (&unpin_queue);
3085
3086         MONO_GC_CONCURRENT_FINISH_END (GENERATION_OLD, major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ());
3087
3088         TV_GETTIME (total_end);
3089         gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (total_start, total_end) - TV_ELAPSED (last_minor_collection_start_tv, last_minor_collection_end_tv);
3090
3091         current_collection_generation = -1;
3092
3093         return TRUE;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Ensure an allocation request for @size will succeed by freeing enough memory.
3098  *
3099  * LOCKING: The GC lock MUST be held.
3100  */
3101 void
3102 sgen_ensure_free_space (size_t size)
3103 {
3104         int generation_to_collect = -1;
3105         const char *reason = NULL;
3106
3107
3108         if (size > SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE) {
3109                 if (sgen_need_major_collection (size)) {
3110                         reason = "LOS overflow";
3111                         generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3112                 }
3113         } else {
3114                 if (degraded_mode) {
3115                         if (sgen_need_major_collection (size)) {
3116                                 reason = "Degraded mode overflow";
3117                                 generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3118                         }
3119                 } else if (sgen_need_major_collection (size)) {
3120                         reason = "Minor allowance";
3121                         generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3122                 } else {
3123                         generation_to_collect = GENERATION_NURSERY;
3124                         reason = "Nursery full";
3125                 }
3126         }
3127
3128         if (generation_to_collect == -1) {
3129                 if (concurrent_collection_in_progress && sgen_workers_all_done ()) {
3130                         generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3131                         reason = "Finish concurrent collection";
3132                 }
3133         }
3134
3135         if (generation_to_collect == -1)
3136                 return;
3137         sgen_perform_collection (size, generation_to_collect, reason, FALSE);
3138 }
3139
3140 /*
3141  * LOCKING: Assumes the GC lock is held.
3142  */
3143 void
3144 sgen_perform_collection (size_t requested_size, int generation_to_collect, const char *reason, gboolean wait_to_finish)
3145 {
3146         TV_DECLARE (gc_end);
3147         GGTimingInfo infos [2];
3148         int overflow_generation_to_collect = -1;
3149         int oldest_generation_collected = generation_to_collect;
3150         const char *overflow_reason = NULL;
3151
3152         MONO_GC_REQUESTED (generation_to_collect, requested_size, wait_to_finish ? 1 : 0);
3153         if (wait_to_finish)
3154                 binary_protocol_collection_force (generation_to_collect);
3155
3156         g_assert (generation_to_collect == GENERATION_NURSERY || generation_to_collect == GENERATION_OLD);
3157
3158         memset (infos, 0, sizeof (infos));
3159         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, generation_to_collect);
3160
3161         infos [0].generation = generation_to_collect;
3162         infos [0].reason = reason;
3163         infos [0].is_overflow = FALSE;
3164         TV_GETTIME (infos [0].total_time);
3165         infos [1].generation = -1;
3166
3167         sgen_stop_world (generation_to_collect);
3168
3169         if (concurrent_collection_in_progress) {
3170                 if (major_update_or_finish_concurrent_collection (wait_to_finish && generation_to_collect == GENERATION_OLD)) {
3171                         oldest_generation_collected = GENERATION_OLD;
3172                         goto done;
3173                 }
3174                 if (generation_to_collect == GENERATION_OLD)
3175                         goto done;
3176         } else {
3177                 if (generation_to_collect == GENERATION_OLD &&
3178                                 allow_synchronous_major &&
3179                                 major_collector.want_synchronous_collection &&
3180                                 *major_collector.want_synchronous_collection) {
3181                         wait_to_finish = TRUE;
3182                 }
3183         }
3184
3185         //FIXME extract overflow reason
3186         if (generation_to_collect == GENERATION_NURSERY) {
3187                 if (collect_nursery (NULL, FALSE)) {
3188                         overflow_generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3189                         overflow_reason = "Minor overflow";
3190                 }
3191         } else {
3192                 if (major_collector.is_concurrent) {
3193                         g_assert (!concurrent_collection_in_progress);
3194                         if (!wait_to_finish)
3195                                 collect_nursery (NULL, FALSE);
3196                 }
3197
3198                 if (major_collector.is_concurrent && !wait_to_finish) {
3199                         major_start_concurrent_collection (reason);
3200                         // FIXME: set infos[0] properly
3201                         goto done;
3202                 } else {
3203                         if (major_do_collection (reason)) {
3204                                 overflow_generation_to_collect = GENERATION_NURSERY;
3205                                 overflow_reason = "Excessive pinning";
3206                         }
3207                 }
3208         }
3209
3210         TV_GETTIME (gc_end);
3211         infos [0].total_time = SGEN_TV_ELAPSED (infos [0].total_time, gc_end);
3212
3213
3214         if (!major_collector.is_concurrent && overflow_generation_to_collect != -1) {
3215                 mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, overflow_generation_to_collect);
3216                 infos [1].generation = overflow_generation_to_collect;
3217                 infos [1].reason = overflow_reason;
3218                 infos [1].is_overflow = TRUE;
3219                 infos [1].total_time = gc_end;
3220
3221                 if (overflow_generation_to_collect == GENERATION_NURSERY)
3222                         collect_nursery (NULL, FALSE);
3223                 else
3224                         major_do_collection (overflow_reason);
3225
3226                 TV_GETTIME (gc_end);
3227                 infos [1].total_time = SGEN_TV_ELAPSED (infos [1].total_time, gc_end);
3228
3229                 /* keep events symmetric */
3230                 mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, overflow_generation_to_collect);
3231
3232                 oldest_generation_collected = MAX (oldest_generation_collected, overflow_generation_to_collect);
3233         }
3234
3235         SGEN_LOG (2, "Heap size: %lu, LOS size: %lu", (unsigned long)mono_gc_get_heap_size (), (unsigned long)los_memory_usage);
3236
3237         /* this also sets the proper pointers for the next allocation */
3238         if (generation_to_collect == GENERATION_NURSERY && !sgen_can_alloc_size (requested_size)) {
3239                 /* TypeBuilder and MonoMethod are killing mcs with fragmentation */
3240                 SGEN_LOG (1, "nursery collection didn't find enough room for %zd alloc (%zd pinned)", requested_size, sgen_get_pinned_count ());
3241                 sgen_dump_pin_queue ();
3242                 degraded_mode = 1;
3243         }
3244
3245  done:
3246         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
3247
3248         sgen_restart_world (oldest_generation_collected, infos);
3249
3250         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, generation_to_collect);
3251 }
3252
3253 /*
3254  * ######################################################################
3255  * ########  Memory allocation from the OS
3256  * ######################################################################
3257  * This section of code deals with getting memory from the OS and
3258  * allocating memory for GC-internal data structures.
3259  * Internal memory can be handled with a freelist for small objects.
3260  */
3261
3262 /*
3263  * Debug reporting.
3264  */
3265 G_GNUC_UNUSED static void
3266 report_internal_mem_usage (void)
3267 {
3268         printf ("Internal memory usage:\n");
3269         sgen_report_internal_mem_usage ();
3270         printf ("Pinned memory usage:\n");
3271         major_collector.report_pinned_memory_usage ();
3272 }
3273
3274 /*
3275  * ######################################################################
3276  * ########  Finalization support
3277  * ######################################################################
3278  */
3279
3280 static inline gboolean
3281 sgen_major_is_object_alive (void *object)
3282 {
3283         mword objsize;
3284
3285         /* Oldgen objects can be pinned and forwarded too */
3286         if (SGEN_OBJECT_IS_PINNED (object) || SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (object))
3287                 return TRUE;
3288
3289         /*
3290          * FIXME: major_collector.is_object_live() also calculates the
3291          * size.  Avoid the double calculation.
3292          */
3293         objsize = SGEN_ALIGN_UP (sgen_safe_object_get_size ((MonoObject*)object));
3294         if (objsize > SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
3295                 return sgen_los_object_is_pinned (object);
3296
3297         return major_collector.is_object_live (object);
3298 }
3299
3300 /*
3301  * If the object has been forwarded it means it's still referenced from a root.
3302  * If it is pinned it's still alive as well.
3303  * A LOS object is only alive if we have pinned it.
3304  * Return TRUE if @obj is ready to be finalized.
3305  */
3306 static inline gboolean
3307 sgen_is_object_alive (void *object)
3308 {
3309         if (ptr_in_nursery (object))
3310                 return sgen_nursery_is_object_alive (object);
3311
3312         return sgen_major_is_object_alive (object);
3313 }
3314
3315 /*
3316  * This function returns true if @object is either alive or it belongs to the old gen
3317  * and we're currently doing a minor collection.
3318  */
3319 static inline int
3320 sgen_is_object_alive_for_current_gen (char *object)
3321 {
3322         if (ptr_in_nursery (object))
3323                 return sgen_nursery_is_object_alive (object);
3324
3325         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY)
3326                 return TRUE;
3327
3328         return sgen_major_is_object_alive (object);
3329 }
3330
3331 /*
3332  * This function returns true if @object is either alive and belongs to the
3333  * current collection - major collections are full heap, so old gen objects
3334  * are never alive during a minor collection.
3335  */
3336 static inline int
3337 sgen_is_object_alive_and_on_current_collection (char *object)
3338 {
3339         if (ptr_in_nursery (object))
3340                 return sgen_nursery_is_object_alive (object);
3341
3342         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY)
3343                 return FALSE;
3344
3345         return sgen_major_is_object_alive (object);
3346 }
3347
3348
3349 gboolean
3350 sgen_gc_is_object_ready_for_finalization (void *object)
3351 {
3352         return !sgen_is_object_alive (object);
3353 }
3354
3355 static gboolean
3356 has_critical_finalizer (MonoObject *obj)
3357 {
3358         MonoClass *class;
3359
3360         if (!mono_defaults.critical_finalizer_object)
3361                 return FALSE;
3362
3363         class = ((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj))->klass;
3364
3365         return mono_class_has_parent_fast (class, mono_defaults.critical_finalizer_object);
3366 }
3367
3368 static gboolean
3369 is_finalization_aware (MonoObject *obj)
3370 {
3371         MonoVTable *vt = ((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj));
3372         return (vt->gc_bits & SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE) == SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
3373 }
3374
3375 void
3376 sgen_queue_finalization_entry (MonoObject *obj)
3377 {
3378         FinalizeReadyEntry *entry = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY);
3379         gboolean critical = has_critical_finalizer (obj);
3380         entry->object = obj;
3381         if (critical) {
3382                 entry->next = critical_fin_list;
3383                 critical_fin_list = entry;
3384         } else {
3385                 entry->next = fin_ready_list;
3386                 fin_ready_list = entry;
3387         }
3388
3389         if (fin_callbacks.object_queued_for_finalization && is_finalization_aware (obj))
3390                 fin_callbacks.object_queued_for_finalization (obj);
3391
3392 #ifdef ENABLE_DTRACE
3393         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE_ENABLED ())) {
3394                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
3395                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj);
3396                 MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE ((mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
3397                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name, gen, critical);
3398         }
3399 #endif
3400 }
3401
3402 gboolean
3403 sgen_object_is_live (void *obj)
3404 {
3405         return sgen_is_object_alive_and_on_current_collection (obj);
3406 }
3407
3408 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
3409 static void
3410 null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain)
3411 {
3412         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
3413
3414         while (current) {
3415                 MonoObject *object = (MonoObject*)current->array;
3416
3417                 if (object && !object->vtable) {
3418                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
3419
3420                         if (prev)
3421                                 prev->next = current->next;
3422                         else
3423                                 ephemeron_list = current->next;
3424
3425                         current = current->next;
3426                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
3427                 } else {
3428                         prev = current;
3429                         current = current->next;
3430                 }
3431         }
3432 }
3433
3434 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
3435 static void
3436 clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
3437 {
3438         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
3439         GrayQueue *queue = ctx.queue;
3440         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
3441         MonoArray *array;
3442         Ephemeron *cur, *array_end;
3443         char *tombstone;
3444
3445         while (current) {
3446                 char *object = current->array;
3447
3448                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (object)) {
3449                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
3450
3451                         SGEN_LOG (5, "Dead Ephemeron array at %p", object);
3452
3453                         if (prev)
3454                                 prev->next = current->next;
3455                         else
3456                                 ephemeron_list = current->next;
3457
3458                         current = current->next;
3459                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
3460
3461                         continue;
3462                 }
3463
3464                 copy_func ((void**)&object, queue);
3465                 current->array = object;
3466
3467                 SGEN_LOG (5, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p", object);
3468
3469                 array = (MonoArray*)object;
3470                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
3471                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
3472                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
3473
3474                 for (; cur < array_end; ++cur) {
3475                         char *key = (char*)cur->key;
3476
3477                         if (!key || key == tombstone)
3478                                 continue;
3479
3480                         SGEN_LOG (5, "[%td] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
3481                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
3482                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
3483
3484                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
3485                                 cur->key = tombstone;
3486                                 cur->value = NULL;
3487                                 continue;
3488                         }
3489                 }
3490                 prev = current;
3491                 current = current->next;
3492         }
3493 }
3494
3495 /*
3496 LOCKING: requires that the GC lock is held
3497
3498 Limitations: We scan all ephemerons on every collection since the current design doesn't allow for a simple nursery/mature split.
3499 */
3500 static int
3501 mark_ephemerons_in_range (ScanCopyContext ctx)
3502 {
3503         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
3504         GrayQueue *queue = ctx.queue;
3505         int nothing_marked = 1;
3506         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
3507         MonoArray *array;
3508         Ephemeron *cur, *array_end;
3509         char *tombstone;
3510
3511         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
3512                 char *object = current->array;
3513                 SGEN_LOG (5, "Ephemeron array at %p", object);
3514
3515                 /*It has to be alive*/
3516                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (object)) {
3517                         SGEN_LOG (5, "\tnot reachable");
3518                         continue;
3519                 }
3520
3521                 copy_func ((void**)&object, queue);
3522
3523                 array = (MonoArray*)object;
3524                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
3525                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
3526                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
3527
3528                 for (; cur < array_end; ++cur) {
3529                         char *key = cur->key;
3530
3531                         if (!key || key == tombstone)
3532                                 continue;
3533
3534                         SGEN_LOG (5, "[%td] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
3535                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
3536                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
3537
3538                         if (sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
3539                                 char *value = cur->value;
3540
3541                                 copy_func ((void**)&cur->key, queue);
3542                                 if (value) {
3543                                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (value))
3544                                                 nothing_marked = 0;
3545                                         copy_func ((void**)&cur->value, queue);
3546                                 }
3547                         }
3548                 }
3549         }
3550
3551         SGEN_LOG (5, "Ephemeron run finished. Is it done %d", nothing_marked);
3552         return nothing_marked;
3553 }
3554
3555 int
3556 mono_gc_invoke_finalizers (void)
3557 {
3558         FinalizeReadyEntry *entry = NULL;
3559         gboolean entry_is_critical = FALSE;
3560         int count = 0;
3561         void *obj;
3562         /* FIXME: batch to reduce lock contention */
3563         while (fin_ready_list || critical_fin_list) {
3564                 LOCK_GC;
3565
3566                 if (entry) {
3567                         FinalizeReadyEntry **list = entry_is_critical ? &critical_fin_list : &fin_ready_list;
3568
3569                         /* We have finalized entry in the last
3570                            interation, now we need to remove it from
3571                            the list. */
3572                         if (*list == entry)
3573                                 *list = entry->next;
3574                         else {
3575                                 FinalizeReadyEntry *e = *list;
3576                                 while (e->next != entry)
3577                                         e = e->next;
3578                                 e->next = entry->next;
3579                         }
3580                         sgen_free_internal (entry, INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY);
3581                         entry = NULL;
3582                 }
3583
3584                 /* Now look for the first non-null entry. */
3585                 for (entry = fin_ready_list; entry && !entry->object; entry = entry->next)
3586                         ;
3587                 if (entry) {
3588                         entry_is_critical = FALSE;
3589                 } else {
3590                         entry_is_critical = TRUE;
3591                         for (entry = critical_fin_list; entry && !entry->object; entry = entry->next)
3592                                 ;
3593                 }
3594
3595                 if (entry) {
3596                         g_assert (entry->object);
3597                         num_ready_finalizers--;
3598                         obj = entry->object;
3599                         entry->object = NULL;
3600                         SGEN_LOG (7, "Finalizing object %p (%s)", obj, safe_name (obj));
3601                 }
3602
3603                 UNLOCK_GC;
3604
3605                 if (!entry)
3606                         break;
3607
3608                 g_assert (entry->object == NULL);
3609                 count++;
3610                 /* the object is on the stack so it is pinned */
3611                 /*g_print ("Calling finalizer for object: %p (%s)\n", entry->object, safe_name (entry->object));*/
3612                 mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
3613         }
3614         g_assert (!entry);
3615         return count;
3616 }
3617
3618 gboolean
3619 mono_gc_pending_finalizers (void)
3620 {
3621         return fin_ready_list || critical_fin_list;
3622 }
3623
3624 /*
3625  * ######################################################################
3626  * ########  registered roots support
3627  * ######################################################################
3628  */
3629
3630 /*
3631  * We do not coalesce roots.
3632  */
3633 static int
3634 mono_gc_register_root_inner (char *start, size_t size, void *descr, int root_type)
3635 {
3636         RootRecord new_root;
3637         int i;
3638         LOCK_GC;
3639         for (i = 0; i < ROOT_TYPE_NUM; ++i) {
3640                 RootRecord *root = sgen_hash_table_lookup (&roots_hash [i], start);
3641                 /* we allow changing the size and the descriptor (for thread statics etc) */
3642                 if (root) {
3643                         size_t old_size = root->end_root - start;
3644                         root->end_root = start + size;
3645                         g_assert (((root->root_desc != 0) && (descr != NULL)) ||
3646                                           ((root->root_desc == 0) && (descr == NULL)));
3647                         root->root_desc = (mword)descr;
3648                         roots_size += size;
3649                         roots_size -= old_size;
3650                         UNLOCK_GC;
3651                         return TRUE;
3652                 }
3653         }
3654
3655         new_root.end_root = start + size;
3656         new_root.root_desc = (mword)descr;
3657
3658         sgen_hash_table_replace (&roots_hash [root_type], start, &new_root, NULL);
3659         roots_size += size;
3660
3661         SGEN_LOG (3, "Added root for range: %p-%p, descr: %p  (%d/%d bytes)", start, new_root.end_root, descr, (int)size, (int)roots_size);
3662
3663         UNLOCK_GC;
3664         return TRUE;
3665 }
3666
3667 int
3668 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, void *descr)
3669 {
3670         return mono_gc_register_root_inner (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED);
3671 }
3672
3673 int
3674 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, void *descr)
3675 {
3676         return mono_gc_register_root_inner (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER);
3677 }
3678
3679 void
3680 mono_gc_deregister_root (char* addr)
3681 {
3682         int root_type;
3683         RootRecord root;
3684
3685         LOCK_GC;
3686         for (root_type = 0; root_type < ROOT_TYPE_NUM; ++root_type) {
3687                 if (sgen_hash_table_remove (&roots_hash [root_type], addr, &root))
3688                         roots_size -= (root.end_root - addr);
3689         }
3690         UNLOCK_GC;
3691 }
3692
3693 /*
3694  * ######################################################################
3695  * ########  Thread handling (stop/start code)
3696  * ######################################################################
3697  */
3698
3699 unsigned int sgen_global_stop_count = 0;
3700
3701 int
3702 sgen_get_current_collection_generation (void)
3703 {
3704         return current_collection_generation;
3705 }
3706
3707 void
3708 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
3709 {
3710         gc_callbacks = *callbacks;
3711 }
3712
3713 MonoGCCallbacks *
3714 mono_gc_get_gc_callbacks ()
3715 {
3716         return &gc_callbacks;
3717 }
3718
3719 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
3720 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
3721
3722 void
3723 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
3724 {
3725         conservatively_pin_objects_from (start, end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
3726 }
3727
3728 void*
3729 mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
3730 {
3731         UserCopyOrMarkData *data = gc_data;
3732         current_object_ops.copy_or_mark_object (&obj, data->queue);
3733         return obj;
3734 }
3735
3736 /*
3737  * Mark from thread stacks and registers.
3738  */
3739 static void
3740 scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, GrayQueue *queue)
3741 {
3742         SgenThreadInfo *info;
3743
3744         scan_area_arg_start = start_nursery;
3745         scan_area_arg_end = end_nursery;
3746
3747         FOREACH_THREAD (info) {
3748                 if (info->skip) {
3749                         SGEN_LOG (3, "Skipping dead thread %p, range: %p-%p, size: %td", info, info->stack_start, info->stack_end, (char*)info->stack_end - (char*)info->stack_start);
3750                         continue;
3751                 }
3752                 if (info->gc_disabled) {
3753                         SGEN_LOG (3, "GC disabled for thread %p, range: %p-%p, size: %td", info, info->stack_start, info->stack_end, (char*)info->stack_end - (char*)info->stack_start);
3754                         continue;
3755                 }
3756                 if (mono_thread_info_run_state (info) != STATE_RUNNING) {
3757                         SGEN_LOG (3, "Skipping non-running thread %p, range: %p-%p, size: %td (state %d)", info, info->stack_start, info->stack_end, (char*)info->stack_end - (char*)info->stack_start, mono_thread_info_run_state (info));
3758                         continue;
3759                 }
3760                 SGEN_LOG (3, "Scanning thread %p, range: %p-%p, size: %td, pinned=%zd", info, info->stack_start, info->stack_end, (char*)info->stack_end - (char*)info->stack_start, sgen_get_pinned_count ());
3761                 if (gc_callbacks.thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
3762                         UserCopyOrMarkData data = { NULL, queue };
3763                         gc_callbacks.thread_mark_func (info->runtime_data, info->stack_start, info->stack_end, precise, &data);
3764                 } else if (!precise) {
3765                         if (!conservative_stack_mark) {
3766                                 fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
3767                                 conservative_stack_mark = TRUE;
3768                         }
3769                         conservatively_pin_objects_from (info->stack_start, info->stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3770                 }
3771
3772                 if (!precise) {
3773 #ifdef USE_MONO_CTX
3774                         conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->ctx, (void**)&info->ctx + ARCH_NUM_REGS,
3775                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3776 #else
3777                         conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->regs, (void**)&info->regs + ARCH_NUM_REGS,
3778                                         start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3779 #endif
3780                 }
3781         } END_FOREACH_THREAD
3782 }
3783
3784 static gboolean
3785 ptr_on_stack (void *ptr)
3786 {
3787         gpointer stack_start = &stack_start;
3788         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
3789
3790         if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->stack_end)
3791                 return TRUE;
3792         return FALSE;
3793 }
3794
3795 static void*
3796 sgen_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *addr)
3797 {
3798         size_t stsize = 0;
3799         guint8 *staddr = NULL;
3800
3801 #ifndef HAVE_KW_THREAD
3802         info->tlab_start = info->tlab_next = info->tlab_temp_end = info->tlab_real_end = NULL;
3803
3804         g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
3805         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
3806 #else
3807         sgen_thread_info = info;
3808 #endif
3809
3810 #ifdef SGEN_POSIX_STW
3811         info->stop_count = -1;
3812         info->signal = 0;
3813 #endif
3814         info->skip = 0;
3815         info->stack_start = NULL;
3816         info->stopped_ip = NULL;
3817         info->stopped_domain = NULL;
3818 #ifdef USE_MONO_CTX
3819         memset (&info->ctx, 0, sizeof (MonoContext));
3820 #else
3821         memset (&info->regs, 0, sizeof (info->regs));
3822 #endif
3823
3824         sgen_init_tlab_info (info);
3825
3826         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
3827
3828         /* On win32, stack_start_limit should be 0, since the stack can grow dynamically */
3829         mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
3830         if (staddr) {
3831 #ifndef HOST_WIN32
3832                 info->stack_start_limit = staddr;
3833 #endif
3834                 info->stack_end = staddr + stsize;
3835         } else {
3836                 gsize stack_bottom = (gsize)addr;
3837                 stack_bottom += 4095;
3838                 stack_bottom &= ~4095;
3839                 info->stack_end = (char*)stack_bottom;
3840         }
3841
3842 #ifdef HAVE_KW_THREAD
3843         stack_end = info->stack_end;
3844 #endif
3845
3846         SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->stack_end);
3847
3848         if (gc_callbacks.thread_attach_func)
3849                 info->runtime_data = gc_callbacks.thread_attach_func ();
3850         return info;
3851 }
3852
3853 static void
3854 sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
3855 {
3856         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
3857          * know about, the jit will register it with mono_jit_thread_attach, but
3858          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
3859          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
3860          * the thread
3861          */
3862         if (mono_domain_get ())
3863                 mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
3864 }
3865
3866 static void
3867 sgen_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
3868 {
3869         MonoNativeThreadId tid;
3870
3871         tid = mono_thread_info_get_tid (p);
3872         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)tid);
3873         SGEN_LOG (3, "unregister thread %p (%p)", p, (gpointer)tid);
3874
3875 #ifndef HAVE_KW_THREAD
3876         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, NULL);
3877 #else
3878         sgen_thread_info = NULL;
3879 #endif
3880
3881         if (p->info.runtime_thread)
3882                 mono_threads_add_joinable_thread ((gpointer)tid);
3883
3884         if (gc_callbacks.thread_detach_func) {
3885                 gc_callbacks.thread_detach_func (p->runtime_data);
3886                 p->runtime_data = NULL;
3887         }
3888 }
3889
3890
3891 static void
3892 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
3893 {
3894         LOCK_GC;
3895         /*this is odd, can we get attached before the gc is inited?*/
3896         init_stats ();
3897         UNLOCK_GC;
3898
3899         if (gc_callbacks.thread_attach_func && !info->runtime_data)
3900                 info->runtime_data = gc_callbacks.thread_attach_func ();
3901 }
3902 gboolean
3903 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
3904 {
3905         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
3906 }
3907
3908 /*
3909  * mono_gc_set_stack_end:
3910  *
3911  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between
3912  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
3913  */
3914 void
3915 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
3916 {
3917         SgenThreadInfo *info;
3918
3919         LOCK_GC;
3920         info = mono_thread_info_current ();
3921         if (info) {
3922                 g_assert (stack_end < info->stack_end);
3923                 info->stack_end = stack_end;
3924         }
3925         UNLOCK_GC;
3926 }
3927
3928 #if USE_PTHREAD_INTERCEPT
3929
3930
3931 int
3932 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
3933 {
3934         return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
3935 }
3936
3937 int
3938 mono_gc_pthread_join (pthread_t thread, void **retval)
3939 {
3940         return pthread_join (thread, retval);
3941 }
3942
3943 int
3944 mono_gc_pthread_detach (pthread_t thread)
3945 {
3946         return pthread_detach (thread);
3947 }
3948
3949 void
3950 mono_gc_pthread_exit (void *retval)
3951 {
3952         mono_thread_info_detach ();
3953         pthread_exit (retval);
3954         g_assert_not_reached ();
3955 }
3956
3957 #endif /* USE_PTHREAD_INTERCEPT */
3958
3959 /*
3960  * ######################################################################
3961  * ########  Write barriers
3962  * ######################################################################
3963  */
3964
3965 /*
3966  * Note: the write barriers first do the needed GC work and then do the actual store:
3967  * this way the value is visible to the conservative GC scan after the write barrier
3968  * itself. If a GC interrupts the barrier in the middle, value will be kept alive by
3969  * the conservative scan, otherwise by the remembered set scan.
3970  */
3971 void
3972 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
3973 {
3974         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_field);
3975         if (ptr_in_nursery (field_ptr)) {
3976                 *(void**)field_ptr = value;
3977                 return;
3978         }
3979         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", field_ptr);
3980         if (value)
3981                 binary_protocol_wbarrier (field_ptr, value, value->vtable);
3982
3983         remset.wbarrier_set_field (obj, field_ptr, value);
3984 }
3985
3986 void
3987 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
3988 {
3989         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_arrayref);
3990         if (ptr_in_nursery (slot_ptr)) {
3991                 *(void**)slot_ptr = value;
3992                 return;
3993         }
3994         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", slot_ptr);
3995         if (value)
3996                 binary_protocol_wbarrier (slot_ptr, value, value->vtable);
3997
3998         remset.wbarrier_set_arrayref (arr, slot_ptr, value);
3999 }
4000
4001 void
4002 mono_gc_wbarrier_arrayref_copy (gpointer dest_ptr, gpointer src_ptr, int count)
4003 {
4004         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_arrayref_copy);
4005         /*This check can be done without taking a lock since dest_ptr array is pinned*/
4006         if (ptr_in_nursery (dest_ptr) || count <= 0) {
4007                 mono_gc_memmove_aligned (dest_ptr, src_ptr, count * sizeof (gpointer));
4008                 return;
4009         }
4010
4011 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4012         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
4013                 int i;
4014                 for (i = 0; i < count; ++i) {
4015                         gpointer dest = (gpointer*)dest_ptr + i;
4016                         gpointer obj = *((gpointer*)src_ptr + i);
4017                         if (obj)
4018                                 binary_protocol_wbarrier (dest, obj, (gpointer)LOAD_VTABLE (obj));
4019                 }
4020         }
4021 #endif
4022
4023         remset.wbarrier_arrayref_copy (dest_ptr, src_ptr, count);
4024 }
4025
4026 static char *found_obj;
4027
4028 static void
4029 find_object_for_ptr_callback (char *obj, size_t size, void *user_data)
4030 {
4031         char *ptr = user_data;
4032
4033         if (ptr >= obj && ptr < obj + size) {
4034                 g_assert (!found_obj);
4035                 found_obj = obj;
4036         }
4037 }
4038
4039 /* for use in the debugger */
4040 char* find_object_for_ptr (char *ptr);
4041 char*
4042 find_object_for_ptr (char *ptr)
4043 {
4044         if (ptr >= nursery_section->data && ptr < nursery_section->end_data) {
4045                 found_obj = NULL;
4046                 sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
4047                                 find_object_for_ptr_callback, ptr, TRUE);
4048                 if (found_obj)
4049                         return found_obj;
4050         }
4051
4052         found_obj = NULL;
4053         sgen_los_iterate_objects (find_object_for_ptr_callback, ptr);
4054         if (found_obj)
4055                 return found_obj;
4056
4057         /*
4058          * Very inefficient, but this is debugging code, supposed to
4059          * be called from gdb, so we don't care.
4060          */
4061         found_obj = NULL;
4062         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, find_object_for_ptr_callback, ptr);
4063         return found_obj;
4064 }
4065
4066 void
4067 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (gpointer ptr)
4068 {
4069         gpointer obj;
4070
4071         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_generic_store);
4072
4073 #ifdef XDOMAIN_CHECKS_IN_WBARRIER
4074         /* FIXME: ptr_in_heap must be called with the GC lock held */
4075         if (xdomain_checks && *(MonoObject**)ptr && ptr_in_heap (ptr)) {
4076                 char *start = find_object_for_ptr (ptr);
4077                 MonoObject *value = *(MonoObject**)ptr;
4078                 LOCK_GC;
4079                 g_assert (start);
4080                 if (start) {
4081                         MonoObject *obj = (MonoObject*)start;
4082                         if (obj->vtable->domain != value->vtable->domain)
4083                                 g_assert (is_xdomain_ref_allowed (ptr, start, obj->vtable->domain));
4084                 }
4085                 UNLOCK_GC;
4086         }
4087 #endif
4088
4089         obj = *(gpointer*)ptr;
4090         if (obj)
4091                 binary_protocol_wbarrier (ptr, obj, (gpointer)LOAD_VTABLE (obj));
4092
4093         if (ptr_in_nursery (ptr) || ptr_on_stack (ptr)) {
4094                 SGEN_LOG (8, "Skipping remset at %p", ptr);
4095                 return;
4096         }
4097
4098         /*
4099          * We need to record old->old pointer locations for the
4100          * concurrent collector.
4101          */
4102         if (!ptr_in_nursery (obj) && !concurrent_collection_in_progress) {
4103                 SGEN_LOG (8, "Skipping remset at %p", ptr);
4104                 return;
4105         }
4106
4107         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", ptr);
4108
4109         remset.wbarrier_generic_nostore (ptr);
4110 }
4111
4112 void
4113 mono_gc_wbarrier_generic_store (gpointer ptr, MonoObject* value)
4114 {
4115         SGEN_LOG (8, "Wbarrier store at %p to %p (%s)", ptr, value, value ? safe_name (value) : "null");
4116         *(void**)ptr = value;
4117         if (ptr_in_nursery (value))
4118                 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (ptr);
4119         sgen_dummy_use (value);
4120 }
4121
4122 /* Same as mono_gc_wbarrier_generic_store () but performs the store
4123  * as an atomic operation with release semantics.
4124  */
4125 void
4126 mono_gc_wbarrier_generic_store_atomic (gpointer ptr, MonoObject *value)
4127 {
4128         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_generic_store_atomic);
4129
4130         SGEN_LOG (8, "Wbarrier atomic store at %p to %p (%s)", ptr, value, value ? safe_name (value) : "null");
4131
4132         InterlockedWritePointer (ptr, value);
4133
4134         if (ptr_in_nursery (value))
4135                 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (ptr);
4136
4137         sgen_dummy_use (value);
4138 }
4139
4140 void mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
4141 {
4142         mword *dest = _dest;
4143         mword *src = _src;
4144
4145         while (size) {
4146                 if (bitmap & 0x1)
4147                         mono_gc_wbarrier_generic_store (dest, (MonoObject*)*src);
4148                 else
4149                         *dest = *src;
4150                 ++src;
4151                 ++dest;
4152                 size -= SIZEOF_VOID_P;
4153                 bitmap >>= 1;
4154         }
4155 }
4156
4157 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4158 #undef HANDLE_PTR
4159 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                                        \
4160                 gpointer o = *(gpointer*)(ptr);                         \
4161                 if ((o)) {                                              \
4162                         gpointer d = ((char*)dest) + ((char*)(ptr) - (char*)(obj)); \
4163                         binary_protocol_wbarrier (d, o, (gpointer) LOAD_VTABLE (o)); \
4164                 }                                                       \
4165         } while (0)
4166
4167 static void
4168 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (gpointer dest, char *start, mword desc)
4169 {
4170 #define SCAN_OBJECT_NOVTABLE
4171 #include "sgen-scan-object.h"
4172 }
4173 #endif
4174
4175 void
4176 mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass)
4177 {
4178         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_value_copy);
4179         g_assert (klass->valuetype);
4180
4181         SGEN_LOG (8, "Adding value remset at %p, count %d, descr %p for class %s (%p)", dest, count, klass->gc_descr, klass->name, klass);
4182
4183         if (ptr_in_nursery (dest) || ptr_on_stack (dest) || !SGEN_CLASS_HAS_REFERENCES (klass)) {
4184                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
4185                 size_t size = count * element_size;
4186                 mono_gc_memmove_atomic (dest, src, size);
4187                 return;
4188         }
4189
4190 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4191         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
4192                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
4193                 int i;
4194                 for (i = 0; i < count; ++i) {
4195                         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier ((char*)dest + i * element_size,
4196                                         (char*)src + i * element_size - sizeof (MonoObject),
4197                                         (mword) klass->gc_descr);
4198                 }
4199         }
4200 #endif
4201
4202         remset.wbarrier_value_copy (dest, src, count, klass);
4203 }
4204
4205 /**
4206  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
4207  *
4208  * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
4209  */
4210 void
4211 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
4212 {
4213         int size;
4214
4215         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_object_copy);
4216
4217         if (ptr_in_nursery (obj) || ptr_on_stack (obj)) {
4218                 size = mono_object_class (obj)->instance_size;
4219                 mono_gc_memmove_aligned ((char*)obj + sizeof (MonoObject), (char*)src + sizeof (MonoObject),
4220                                 size - sizeof (MonoObject));
4221                 return;
4222         }
4223
4224 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4225         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ())
4226                 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (obj, (char*)src, (mword) src->vtable->gc_descr);
4227 #endif
4228
4229         remset.wbarrier_object_copy (obj, src);
4230 }
4231
4232
4233 /*
4234  * ######################################################################
4235  * ########  Other mono public interface functions.
4236  * ######################################################################
4237  */
4238
4239 #define REFS_SIZE 128
4240 typedef struct {
4241         void *data;
4242         MonoGCReferences callback;
4243         int flags;
4244         int count;
4245         int called;
4246         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
4247         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
4248 } HeapWalkInfo;
4249
4250 #undef HANDLE_PTR
4251 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
4252                 if (*(ptr)) {   \
4253                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
4254                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
4255                                 hwi->count = 0; \
4256                                 hwi->called = 1;        \
4257                         }       \
4258                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
4259                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
4260                 }       \
4261         } while (0)
4262
4263 static void
4264 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, char *start, size_t size)
4265 {
4266         mword desc = sgen_obj_get_descriptor (start);
4267
4268 #include "sgen-scan-object.h"
4269 }
4270
4271 static void
4272 walk_references (char *start, size_t size, void *data)
4273 {
4274         HeapWalkInfo *hwi = data;
4275         hwi->called = 0;
4276         hwi->count = 0;
4277         collect_references (hwi, start, size);
4278         if (hwi->count || !hwi->called)
4279                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
4280 }
4281
4282 /**
4283  * mono_gc_walk_heap:
4284  * @flags: flags for future use
4285  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
4286  * @data: a user data pointer that is passed to callback
4287  *
4288  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
4289  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
4290  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
4291  * For each referenced object it's offset from the object address is
4292  * reported in the offsets array.
4293  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
4294  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
4295  * argument will be zero.
4296  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
4297  * profiler event handler.
4298  *
4299  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
4300  */
4301 int
4302 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
4303 {
4304         HeapWalkInfo hwi;
4305
4306         hwi.flags = flags;
4307         hwi.callback = callback;
4308         hwi.data = data;
4309
4310         sgen_clear_nursery_fragments ();
4311         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE);
4312
4313         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, walk_references, &hwi);
4314         sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
4315
4316         return 0;
4317 }
4318
4319 void
4320 mono_gc_collect (int generation)
4321 {
4322         LOCK_GC;
4323         if (generation > 1)
4324                 generation = 1;
4325         sgen_perform_collection (0, generation, "user request", TRUE);
4326         UNLOCK_GC;
4327 }
4328
4329 int
4330 mono_gc_max_generation (void)
4331 {
4332         return 1;
4333 }
4334
4335 int
4336 mono_gc_collection_count (int generation)
4337 {
4338         if (generation == 0)
4339                 return gc_stats.minor_gc_count;
4340         return gc_stats.major_gc_count;
4341 }
4342
4343 int64_t
4344 mono_gc_get_used_size (void)
4345 {
4346         gint64 tot = 0;
4347         LOCK_GC;
4348         tot = los_memory_usage;
4349         tot += nursery_section->next_data - nursery_section->data;
4350         tot += major_collector.get_used_size ();
4351         /* FIXME: account for pinned objects */
4352         UNLOCK_GC;
4353         return tot;
4354 }
4355
4356 int
4357 mono_gc_get_los_limit (void)
4358 {
4359         return MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
4360 }
4361
4362 void
4363 mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length)
4364 {
4365         mono_unichar2 *new_end = str->chars + new_length;
4366
4367         /* zero the discarded string. This null-delimits the string and allows
4368          * the space to be reclaimed by SGen. */
4369
4370         if (nursery_canaries_enabled () && sgen_ptr_in_nursery (str)) {
4371                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (str);
4372                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2) + CANARY_SIZE);
4373                 memcpy (new_end + 1 , CANARY_STRING, CANARY_SIZE);
4374         } else {
4375                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2));
4376         }
4377
4378         str->length = new_length;
4379 }
4380
4381 gboolean
4382 mono_gc_user_markers_supported (void)
4383 {
4384         return TRUE;
4385 }
4386
4387 gboolean
4388 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
4389 {
4390         return TRUE;
4391 }
4392
4393 int
4394 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
4395 {
4396         if (ptr_in_nursery (obj))
4397                 return 0;
4398         return 1;
4399 }
4400
4401 void
4402 mono_gc_enable_events (void)
4403 {
4404 }
4405
4406 void
4407 mono_gc_weak_link_add (void **link_addr, MonoObject *obj, gboolean track)
4408 {
4409         sgen_register_disappearing_link (obj, link_addr, track, FALSE);
4410 }
4411
4412 void
4413 mono_gc_weak_link_remove (void **link_addr, gboolean track)
4414 {
4415         sgen_register_disappearing_link (NULL, link_addr, track, FALSE);
4416 }
4417
4418 MonoObject*
4419 mono_gc_weak_link_get (void **link_addr)
4420 {
4421         void * volatile *link_addr_volatile;
4422         void *ptr;
4423         MonoObject *obj;
4424  retry:
4425         link_addr_volatile = link_addr;
4426         ptr = (void*)*link_addr_volatile;
4427         /*
4428          * At this point we have a hidden pointer.  If the GC runs
4429          * here, it will not recognize the hidden pointer as a
4430          * reference, and if the object behind it is not referenced
4431          * elsewhere, it will be freed.  Once the world is restarted
4432          * we reveal the pointer, giving us a pointer to a freed
4433          * object.  To make sure we don't return it, we load the
4434          * hidden pointer again.  If it's still the same, we can be
4435          * sure the object reference is valid.
4436          */
4437         if (ptr)
4438                 obj = (MonoObject*) REVEAL_POINTER (ptr);
4439         else
4440                 return NULL;
4441
4442         mono_memory_barrier ();
4443
4444         /*
4445          * During the second bridge processing step the world is
4446          * running again.  That step processes all weak links once
4447          * more to null those that refer to dead objects.  Before that
4448          * is completed, those links must not be followed, so we
4449          * conservatively wait for bridge processing when any weak
4450          * link is dereferenced.
4451          */
4452         if (G_UNLIKELY (bridge_processing_in_progress))
4453                 mono_gc_wait_for_bridge_processing ();
4454
4455         if ((void*)*link_addr_volatile != ptr)
4456                 goto retry;
4457
4458         return obj;
4459 }
4460
4461 gboolean
4462 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
4463 {
4464         EphemeronLinkNode *node;
4465
4466         LOCK_GC;
4467
4468         node = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
4469         if (!node) {
4470                 UNLOCK_GC;
4471                 return FALSE;
4472         }
4473         node->array = (char*)obj;
4474         node->next = ephemeron_list;
4475         ephemeron_list = node;
4476
4477         SGEN_LOG (5, "Registered ephemeron array %p", obj);
4478
4479         UNLOCK_GC;
4480         return TRUE;
4481 }
4482
4483 gboolean
4484 mono_gc_set_allow_synchronous_major (gboolean flag)
4485 {
4486         if (!major_collector.is_concurrent)
4487                 return flag;
4488
4489         allow_synchronous_major = flag;
4490         return TRUE;
4491 }
4492
4493 void*
4494 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
4495 {
4496         void *result;
4497         LOCK_INTERRUPTION;
4498         result = func (data);
4499         UNLOCK_INTERRUPTION;
4500         return result;
4501 }
4502
4503 gboolean
4504 mono_gc_is_gc_thread (void)
4505 {
4506         gboolean result;
4507         LOCK_GC;
4508         result = mono_thread_info_current () != NULL;
4509         UNLOCK_GC;
4510         return result;
4511 }
4512
4513 static gboolean
4514 is_critical_method (MonoMethod *method)
4515 {
4516         return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
4517 }
4518
4519 void
4520 sgen_env_var_error (const char *env_var, const char *fallback, const char *description_format, ...)
4521 {
4522         va_list ap;
4523
4524         va_start (ap, description_format);
4525
4526         fprintf (stderr, "Warning: In environment variable `%s': ", env_var);
4527         vfprintf (stderr, description_format, ap);
4528         if (fallback)
4529                 fprintf (stderr, " - %s", fallback);
4530         fprintf (stderr, "\n");
4531
4532         va_end (ap);
4533 }
4534
4535 static gboolean
4536 parse_double_in_interval (const char *env_var, const char *opt_name, const char *opt, double min, double max, double *result)
4537 {
4538         char *endptr;
4539         double val = strtod (opt, &endptr);
4540         if (endptr == opt) {
4541                 sgen_env_var_error (env_var, "Using default value.", "`%s` must be a number.", opt_name);
4542                 return FALSE;
4543         }
4544         else if (val < min || val > max) {
4545                 sgen_env_var_error (env_var, "Using default value.", "`%s` must be between %.2f - %.2f.", opt_name, min, max);
4546                 return FALSE;
4547         }
4548         *result = val;
4549         return TRUE;
4550 }
4551
4552 void
4553 mono_gc_base_init (void)
4554 {
4555         MonoThreadInfoCallbacks cb;
4556         const char *env;
4557         char **opts, **ptr;
4558         char *major_collector_opt = NULL;
4559         char *minor_collector_opt = NULL;
4560         size_t max_heap = 0;
4561         size_t soft_limit = 0;
4562         int result;
4563         int dummy;
4564         gboolean debug_print_allowance = FALSE;
4565         double allowance_ratio = 0, save_target = 0;
4566         gboolean have_split_nursery = FALSE;
4567         gboolean cement_enabled = TRUE;
4568
4569         do {
4570                 result = InterlockedCompareExchange (&gc_initialized, -1, 0);
4571                 switch (result) {
4572                 case 1:
4573                         /* already inited */
4574                         return;
4575                 case -1:
4576                         /* being inited by another thread */
4577                         g_usleep (1000);
4578                         break;
4579                 case 0:
4580                         /* we will init it */
4581                         break;
4582                 default:
4583                         g_assert_not_reached ();
4584                 }
4585         } while (result != 0);
4586
4587         SGEN_TV_GETTIME (sgen_init_timestamp);
4588
4589         LOCK_INIT (gc_mutex);
4590
4591         pagesize = mono_pagesize ();
4592         gc_debug_file = stderr;
4593
4594         cb.thread_register = sgen_thread_register;
4595         cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
4596         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
4597         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
4598         cb.mono_method_is_critical = (gpointer)is_critical_method;
4599 #ifndef HOST_WIN32
4600         cb.thread_exit = mono_gc_pthread_exit;
4601         cb.mono_gc_pthread_create = (gpointer)mono_gc_pthread_create;
4602 #endif
4603
4604         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
4605
4606         LOCK_INIT (sgen_interruption_mutex);
4607         LOCK_INIT (pin_queue_mutex);
4608
4609         if ((env = g_getenv (MONO_GC_PARAMS_NAME))) {
4610                 opts = g_strsplit (env, ",", -1);
4611                 for (ptr = opts; *ptr; ++ptr) {
4612                         char *opt = *ptr;
4613                         if (g_str_has_prefix (opt, "major=")) {
4614                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4615                                 major_collector_opt = g_strdup (opt);
4616                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "minor=")) {
4617                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4618                                 minor_collector_opt = g_strdup (opt);
4619                         }
4620                 }
4621         } else {
4622                 opts = NULL;
4623         }
4624
4625         init_stats ();
4626         sgen_init_internal_allocator ();
4627         sgen_init_nursery_allocator ();
4628         sgen_init_fin_weak_hash ();
4629         sgen_init_stw ();
4630         sgen_init_hash_table ();
4631         sgen_init_descriptors ();
4632         sgen_init_gray_queues ();
4633
4634         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_SECTION, SGEN_SIZEOF_GC_MEM_SECTION);
4635         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY, sizeof (FinalizeReadyEntry));
4636         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_GRAY_QUEUE, sizeof (GrayQueueSection));
4637         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
4638
4639 #ifndef HAVE_KW_THREAD
4640         mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
4641 #if defined(__APPLE__) || defined (HOST_WIN32)
4642         /*
4643          * CEE_MONO_TLS requires the tls offset, not the key, so the code below only works on darwin,
4644          * where the two are the same.
4645          */
4646         mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, thread_info_key);
4647 #endif
4648 #else
4649         {
4650                 int tls_offset = -1;
4651                 MONO_THREAD_VAR_OFFSET (sgen_thread_info, tls_offset);
4652                 mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, tls_offset);
4653         }
4654 #endif
4655
4656         /*
4657          * This needs to happen before any internal allocations because
4658          * it inits the small id which is required for hazard pointer
4659          * operations.
4660          */
4661         sgen_os_init ();
4662
4663         mono_thread_info_attach (&dummy);
4664
4665         if (!minor_collector_opt) {
4666                 sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector);
4667         } else {
4668                 if (!strcmp (minor_collector_opt, "simple")) {
4669                 use_simple_nursery:
4670                         sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector);
4671                 } else if (!strcmp (minor_collector_opt, "split")) {
4672                         sgen_split_nursery_init (&sgen_minor_collector);
4673                         have_split_nursery = TRUE;
4674                 } else {
4675                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using `simple` instead.", "Unknown minor collector `%s'.", minor_collector_opt);
4676                         goto use_simple_nursery;
4677                 }
4678         }
4679
4680         if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep")) {
4681         use_marksweep_major:
4682                 sgen_marksweep_init (&major_collector);
4683         } else if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep-conc")) {
4684                 sgen_marksweep_conc_init (&major_collector);
4685         } else {
4686                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using `marksweep` instead.", "Unknown major collector `%s'.", major_collector_opt);
4687                 goto use_marksweep_major;
4688         }
4689
4690         ///* Keep this the default for now */
4691         /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
4692         conservative_stack_mark = TRUE;
4693
4694         sgen_nursery_size = DEFAULT_NURSERY_SIZE;
4695
4696         if (opts) {
4697                 gboolean usage_printed = FALSE;
4698
4699                 for (ptr = opts; *ptr; ++ptr) {
4700                         char *opt = *ptr;
4701                         if (!strcmp (opt, ""))
4702                                 continue;
4703                         if (g_str_has_prefix (opt, "major="))
4704                                 continue;
4705                         if (g_str_has_prefix (opt, "minor="))
4706                                 continue;
4707                         if (g_str_has_prefix (opt, "max-heap-size=")) {
4708                                 size_t max_heap_candidate = 0;
4709                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4710                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &max_heap_candidate)) {
4711                                         max_heap = (max_heap_candidate + mono_pagesize () - 1) & ~(size_t)(mono_pagesize () - 1);
4712                                         if (max_heap != max_heap_candidate)
4713                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Rounding up.", "`max-heap-size` size must be a multiple of %d.", mono_pagesize ());
4714                                 } else {
4715                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, NULL, "`max-heap-size` must be an integer.");
4716                                 }
4717                                 continue;
4718                         }
4719                         if (g_str_has_prefix (opt, "soft-heap-limit=")) {
4720                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4721                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &soft_limit)) {
4722                                         if (soft_limit <= 0) {
4723                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, NULL, "`soft-heap-limit` must be positive.");
4724                                                 soft_limit = 0;
4725                                         }
4726                                 } else {
4727                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, NULL, "`soft-heap-limit` must be an integer.");
4728                                 }
4729                                 continue;
4730                         }
4731                         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
4732                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4733                                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
4734                                         conservative_stack_mark = FALSE;
4735                                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
4736                                         conservative_stack_mark = TRUE;
4737                                 } else {
4738                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, conservative_stack_mark ? "Using `conservative`." : "Using `precise`.",
4739                                                         "Invalid value `%s` for `stack-mark` option, possible values are: `precise`, `conservative`.", opt);
4740                                 }
4741                                 continue;
4742                         }
4743                         if (g_str_has_prefix (opt, "bridge-implementation=")) {
4744                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4745                                 sgen_set_bridge_implementation (opt);
4746                                 continue;
4747                         }
4748                         if (g_str_has_prefix (opt, "toggleref-test")) {
4749                                 sgen_register_test_toggleref_callback ();
4750                                 continue;
4751                         }
4752
4753 #ifdef USER_CONFIG
4754                         if (g_str_has_prefix (opt, "nursery-size=")) {
4755                                 size_t val;
4756                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4757                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &val)) {
4758 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
4759                                         if ((val & (val - 1))) {
4760                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.", "`nursery-size` must be a power of two.");
4761                                                 continue;
4762                                         }
4763
4764                                         if (val < SGEN_MAX_NURSERY_WASTE) {
4765                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.",
4766                                                                 "`nursery-size` must be at least %d bytes.", SGEN_MAX_NURSERY_WASTE);
4767                                                 continue;
4768                                         }
4769
4770                                         sgen_nursery_size = val;
4771                                         sgen_nursery_bits = 0;
4772                                         while (ONE_P << (++ sgen_nursery_bits) != sgen_nursery_size)
4773                                                 ;
4774 #else
4775                                         sgen_nursery_size = val;
4776 #endif
4777                                 } else {
4778                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.", "`nursery-size` must be an integer.");
4779                                         continue;
4780                                 }
4781                                 continue;
4782                         }
4783 #endif
4784                         if (g_str_has_prefix (opt, "save-target-ratio=")) {
4785                                 double val;
4786                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4787                                 if (parse_double_in_interval (MONO_GC_PARAMS_NAME, "save-target-ratio", opt,
4788                                                 SGEN_MIN_SAVE_TARGET_RATIO, SGEN_MAX_SAVE_TARGET_RATIO, &val)) {
4789                                         save_target = val;
4790                                 }
4791                                 continue;
4792                         }
4793                         if (g_str_has_prefix (opt, "default-allowance-ratio=")) {
4794                                 double val;
4795                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4796                                 if (parse_double_in_interval (MONO_GC_PARAMS_NAME, "default-allowance-ratio", opt,
4797                                                 SGEN_MIN_ALLOWANCE_NURSERY_SIZE_RATIO, SGEN_MIN_ALLOWANCE_NURSERY_SIZE_RATIO, &val)) {
4798                                         allowance_ratio = val;
4799                                 }
4800                                 continue;
4801                         }
4802                         if (g_str_has_prefix (opt, "allow-synchronous-major=")) {
4803                                 if (!major_collector.is_concurrent) {
4804                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Ignoring.", "`allow-synchronous-major` is only valid for the concurrent major collector.");
4805                                         continue;
4806                                 }
4807
4808                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4809
4810                                 if (!strcmp (opt, "yes")) {
4811                                         allow_synchronous_major = TRUE;
4812                                 } else if (!strcmp (opt, "no")) {
4813                                         allow_synchronous_major = FALSE;
4814                                 } else {
4815                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.", "`allow-synchronous-major` must be either `yes' or `no'.");
4816                                         continue;
4817                                 }
4818                         }
4819
4820                         if (!strcmp (opt, "cementing")) {
4821                                 cement_enabled = TRUE;
4822                                 continue;
4823                         }
4824                         if (!strcmp (opt, "no-cementing")) {
4825                                 cement_enabled = FALSE;
4826                                 continue;
4827                         }
4828
4829                         if (major_collector.handle_gc_param && major_collector.handle_gc_param (opt))
4830                                 continue;
4831
4832                         if (sgen_minor_collector.handle_gc_param && sgen_minor_collector.handle_gc_param (opt))
4833                                 continue;
4834
4835                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Ignoring.", "Unknown option `%s`.", opt);
4836
4837                         if (usage_printed)
4838                                 continue;
4839
4840                         fprintf (stderr, "\n%s must be a comma-delimited list of one or more of the following:\n", MONO_GC_PARAMS_NAME);
4841                         fprintf (stderr, "  max-heap-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4842                         fprintf (stderr, "  soft-heap-limit=n (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4843                         fprintf (stderr, "  nursery-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4844                         fprintf (stderr, "  major=COLLECTOR (where COLLECTOR is `marksweep', `marksweep-conc', `marksweep-par')\n");
4845                         fprintf (stderr, "  minor=COLLECTOR (where COLLECTOR is `simple' or `split')\n");
4846                         fprintf (stderr, "  wbarrier=WBARRIER (where WBARRIER is `remset' or `cardtable')\n");
4847                         fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
4848                         fprintf (stderr, "  [no-]cementing\n");
4849                         if (major_collector.is_concurrent)
4850                                 fprintf (stderr, "  allow-synchronous-major=FLAG (where FLAG is `yes' or `no')\n");
4851                         if (major_collector.print_gc_param_usage)
4852                                 major_collector.print_gc_param_usage ();
4853                         if (sgen_minor_collector.print_gc_param_usage)
4854                                 sgen_minor_collector.print_gc_param_usage ();
4855                         fprintf (stderr, " Experimental options:\n");
4856                         fprintf (stderr, "  save-target-ratio=R (where R must be between %.2f - %.2f).\n", SGEN_MIN_SAVE_TARGET_RATIO, SGEN_MAX_SAVE_TARGET_RATIO);
4857                         fprintf (stderr, "  default-allowance-ratio=R (where R must be between %.2f - %.2f).\n", SGEN_MIN_ALLOWANCE_NURSERY_SIZE_RATIO, SGEN_MAX_ALLOWANCE_NURSERY_SIZE_RATIO);
4858                         fprintf (stderr, "\n");
4859
4860                         usage_printed = TRUE;
4861                 }
4862                 g_strfreev (opts);
4863         }
4864
4865         if (major_collector.is_concurrent)
4866                 sgen_workers_init (1);
4867
4868         if (major_collector_opt)
4869                 g_free (major_collector_opt);
4870
4871         if (minor_collector_opt)
4872                 g_free (minor_collector_opt);
4873
4874         alloc_nursery ();
4875
4876         sgen_cement_init (cement_enabled);
4877
4878         if ((env = g_getenv (MONO_GC_DEBUG_NAME))) {
4879                 gboolean usage_printed = FALSE;
4880
4881                 opts = g_strsplit (env, ",", -1);
4882                 for (ptr = opts; ptr && *ptr; ptr ++) {
4883                         char *opt = *ptr;
4884                         if (!strcmp (opt, ""))
4885                                 continue;
4886                         if (opt [0] >= '0' && opt [0] <= '9') {
4887                                 gc_debug_level = atoi (opt);
4888                                 opt++;
4889                                 if (opt [0] == ':')
4890                                         opt++;
4891                                 if (opt [0]) {
4892 #ifdef HOST_WIN32
4893                                         char *rf = g_strdup_printf ("%s.%d", opt, GetCurrentProcessId ());
4894 #else
4895                                         char *rf = g_strdup_printf ("%s.%d", opt, getpid ());
4896 #endif
4897                                         gc_debug_file = fopen (rf, "wb");
4898                                         if (!gc_debug_file)
4899                                                 gc_debug_file = stderr;
4900                                         g_free (rf);
4901                                 }
4902                         } else if (!strcmp (opt, "print-allowance")) {
4903                                 debug_print_allowance = TRUE;
4904                         } else if (!strcmp (opt, "print-pinning")) {
4905                                 do_pin_stats = TRUE;
4906                         } else if (!strcmp (opt, "verify-before-allocs")) {
4907                                 verify_before_allocs = 1;
4908                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4909                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "verify-before-allocs=")) {
4910                                 char *arg = strchr (opt, '=') + 1;
4911                                 verify_before_allocs = atoi (arg);
4912                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4913                         } else if (!strcmp (opt, "collect-before-allocs")) {
4914                                 collect_before_allocs = 1;
4915                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4916                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "collect-before-allocs=")) {
4917                                 char *arg = strchr (opt, '=') + 1;
4918                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4919                                 collect_before_allocs = atoi (arg);
4920                         } else if (!strcmp (opt, "verify-before-collections")) {
4921                                 whole_heap_check_before_collection = TRUE;
4922                         } else if (!strcmp (opt, "check-at-minor-collections")) {
4923                                 consistency_check_at_minor_collection = TRUE;
4924                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4925                         } else if (!strcmp (opt, "mod-union-consistency-check")) {
4926                                 if (!major_collector.is_concurrent) {
4927                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring.", "`mod-union-consistency-check` only works with concurrent major collector.");
4928                                         continue;
4929                                 }
4930                                 mod_union_consistency_check = TRUE;
4931                         } else if (!strcmp (opt, "check-mark-bits")) {
4932                                 check_mark_bits_after_major_collection = TRUE;
4933                         } else if (!strcmp (opt, "check-nursery-pinned")) {
4934                                 check_nursery_objects_pinned = TRUE;
4935                         } else if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
4936                                 xdomain_checks = TRUE;
4937                         } else if (!strcmp (opt, "clear-at-gc")) {
4938                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4939                         } else if (!strcmp (opt, "clear-nursery-at-gc")) {
4940                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4941                         } else if (!strcmp (opt, "clear-at-tlab-creation")) {
4942                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_TLAB_CREATION;
4943                         } else if (!strcmp (opt, "debug-clear-at-tlab-creation")) {
4944                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_TLAB_CREATION_DEBUG;
4945                         } else if (!strcmp (opt, "check-scan-starts")) {
4946                                 do_scan_starts_check = TRUE;
4947                         } else if (!strcmp (opt, "verify-nursery-at-minor-gc")) {
4948                                 do_verify_nursery = TRUE;
4949                         } else if (!strcmp (opt, "check-concurrent")) {
4950                                 if (!major_collector.is_concurrent) {
4951                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring.", "`check-concurrent` only works with concurrent major collectors.");
4952                                         continue;
4953                                 }
4954                                 do_concurrent_checks = TRUE;
4955                         } else if (!strcmp (opt, "dump-nursery-at-minor-gc")) {
4956                                 do_dump_nursery_content = TRUE;
4957                         } else if (!strcmp (opt, "no-managed-allocator")) {
4958                                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
4959                         } else if (!strcmp (opt, "disable-minor")) {
4960                                 disable_minor_collections = TRUE;
4961                         } else if (!strcmp (opt, "disable-major")) {
4962                                 disable_major_collections = TRUE;
4963                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "heap-dump=")) {
4964                                 char *filename = strchr (opt, '=') + 1;
4965                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4966                                 heap_dump_file = fopen (filename, "w");
4967                                 if (heap_dump_file) {
4968                                         fprintf (heap_dump_file, "<sgen-dump>\n");
4969                                         do_pin_stats = TRUE;
4970                                 }
4971                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "binary-protocol=")) {
4972                                 char *filename = strchr (opt, '=') + 1;
4973                                 char *colon = strrchr (filename, ':');
4974                                 size_t limit = -1;
4975                                 if (colon) {
4976                                         if (!mono_gc_parse_environment_string_extract_number (colon + 1, &limit)) {
4977                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring limit.", "Binary protocol file size limit must be an integer.");
4978                                                 limit = -1;
4979                                         }
4980                                         *colon = '\0';
4981                                 }
4982                                 binary_protocol_init (filename, (long long)limit);
4983                         } else if (!strcmp (opt, "nursery-canaries")) {
4984                                 do_verify_nursery = TRUE;
4985                                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
4986                                 enable_nursery_canaries = TRUE;
4987                         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_debug (opt)) {
4988                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring.", "Unknown option `%s`.", opt);
4989
4990                                 if (usage_printed)
4991                                         continue;
4992
4993                                 fprintf (stderr, "\n%s must be of the format [<l>[:<filename>]|<option>]+ where <l> is a debug level 0-9.\n", MONO_GC_DEBUG_NAME);
4994                                 fprintf (stderr, "Valid <option>s are:\n");
4995                                 fprintf (stderr, "  collect-before-allocs[=<n>]\n");
4996                                 fprintf (stderr, "  verify-before-allocs[=<n>]\n");
4997                                 fprintf (stderr, "  check-at-minor-collections\n");
4998                                 fprintf (stderr, "  check-mark-bits\n");
4999                                 fprintf (stderr, "  check-nursery-pinned\n");
5000                                 fprintf (stderr, "  verify-before-collections\n");
5001                                 fprintf (stderr, "  verify-nursery-at-minor-gc\n");
5002                                 fprintf (stderr, "  dump-nursery-at-minor-gc\n");
5003                                 fprintf (stderr, "  disable-minor\n");
5004                                 fprintf (stderr, "  disable-major\n");
5005                                 fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
5006                                 fprintf (stderr, "  check-concurrent\n");
5007                                 fprintf (stderr, "  clear-[nursery-]at-gc\n");
5008                                 fprintf (stderr, "  clear-at-tlab-creation\n");
5009                                 fprintf (stderr, "  debug-clear-at-tlab-creation\n");
5010                                 fprintf (stderr, "  check-scan-starts\n");
5011                                 fprintf (stderr, "  no-managed-allocator\n");
5012                                 fprintf (stderr, "  print-allowance\n");
5013                                 fprintf (stderr, "  print-pinning\n");
5014                                 fprintf (stderr, "  heap-dump=<filename>\n");
5015                                 fprintf (stderr, "  binary-protocol=<filename>[:<file-size-limit>]\n");
5016                                 fprintf (stderr, "  nursery-canaries\n");
5017                                 sgen_bridge_print_gc_debug_usage ();
5018                                 fprintf (stderr, "\n");
5019
5020                                 usage_printed = TRUE;
5021                         }
5022                 }
5023                 g_strfreev (opts);
5024         }
5025
5026         if (major_collector.post_param_init)
5027                 major_collector.post_param_init (&major_collector);
5028
5029         sgen_memgov_init (max_heap, soft_limit, debug_print_allowance, allowance_ratio, save_target);
5030
5031         memset (&remset, 0, sizeof (remset));
5032
5033         sgen_card_table_init (&remset);
5034
5035         gc_initialized = 1;
5036 }
5037
5038 const char *
5039 mono_gc_get_gc_name (void)
5040 {
5041         return "sgen";
5042 }
5043
5044 static MonoMethod *write_barrier_method;
5045
5046 gboolean
5047 sgen_is_critical_method (MonoMethod *method)
5048 {
5049         return (method == write_barrier_method || sgen_is_managed_allocator (method));
5050 }
5051
5052 gboolean
5053 sgen_has_critical_method (void)
5054 {
5055         return write_barrier_method || sgen_has_managed_allocator ();
5056 }
5057
5058 #ifndef DISABLE_JIT
5059
5060 static void
5061 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels)
5062 {
5063         memset (nursery_check_return_labels, 0, sizeof (int) * 3);
5064 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
5065         // if (ptr_in_nursery (ptr)) return;
5066         /*
5067          * Masking out the bits might be faster, but we would have to use 64 bit
5068          * immediates, which might be slower.
5069          */
5070         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5071         mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
5072         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5073         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer)((mword)sgen_get_nursery_start () >> DEFAULT_NURSERY_BITS));
5074         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
5075
5076         if (!major_collector.is_concurrent) {
5077                 // if (!ptr_in_nursery (*ptr)) return;
5078                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5079                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
5080                 mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
5081                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5082                 mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer)((mword)sgen_get_nursery_start () >> DEFAULT_NURSERY_BITS));
5083                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BNE_UN);
5084         }
5085 #else
5086         int label_continue1, label_continue2;
5087         int dereferenced_var;
5088
5089         // if (ptr < (sgen_get_nursery_start ())) goto continue;
5090         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5091         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_start ());
5092         label_continue_1 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BLT);
5093
5094         // if (ptr >= sgen_get_nursery_end ())) goto continue;
5095         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5096         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_end ());
5097         label_continue_2 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE);
5098
5099         // Otherwise return
5100         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BR);
5101
5102         // continue:
5103         mono_mb_patch_branch (mb, label_continue_1);
5104         mono_mb_patch_branch (mb, label_continue_2);
5105
5106         // Dereference and store in local var
5107         dereferenced_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
5108         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5109         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
5110         mono_mb_emit_stloc (mb, dereferenced_var);
5111
5112         if (!major_collector.is_concurrent) {
5113                 // if (*ptr < sgen_get_nursery_start ()) return;
5114                 mono_mb_emit_ldloc (mb, dereferenced_var);
5115                 mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_start ());
5116                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BLT);
5117
5118                 // if (*ptr >= sgen_get_nursery_end ()) return;
5119                 mono_mb_emit_ldloc (mb, dereferenced_var);
5120                 mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_end ());
5121                 nursery_check_return_labels [2] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE);
5122         }
5123 #endif
5124 }
5125 #endif
5126
5127 MonoMethod*
5128 mono_gc_get_write_barrier (void)
5129 {
5130         MonoMethod *res;
5131         MonoMethodBuilder *mb;
5132         MonoMethodSignature *sig;
5133 #ifdef MANAGED_WBARRIER
5134         int i, nursery_check_labels [3];
5135
5136 #ifdef HAVE_KW_THREAD
5137         int stack_end_offset = -1;
5138
5139         MONO_THREAD_VAR_OFFSET (stack_end, stack_end_offset);
5140         g_assert (stack_end_offset != -1);
5141 #endif
5142 #endif
5143
5144         // FIXME: Maybe create a separate version for ctors (the branch would be
5145         // correctly predicted more times)
5146         if (write_barrier_method)
5147                 return write_barrier_method;
5148
5149         /* Create the IL version of mono_gc_barrier_generic_store () */
5150         sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, 1);
5151         sig->ret = &mono_defaults.void_class->byval_arg;
5152         sig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
5153
5154         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
5155
5156 #ifndef DISABLE_JIT
5157 #ifdef MANAGED_WBARRIER
5158         emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels);
5159         /*
5160         addr = sgen_cardtable + ((address >> CARD_BITS) & CARD_MASK)
5161         *addr = 1;
5162
5163         sgen_cardtable:
5164                 LDC_PTR sgen_cardtable
5165
5166         address >> CARD_BITS
5167                 LDARG_0
5168                 LDC_I4 CARD_BITS
5169                 SHR_UN
5170         if (SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS) {
5171                 LDC_PTR card_table_mask
5172                 AND
5173         }
5174         AND
5175         ldc_i4_1
5176         stind_i1
5177         */
5178         mono_mb_emit_ptr (mb, sgen_cardtable);
5179         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5180         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_BITS);
5181         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5182 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
5183         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer)CARD_MASK);
5184         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
5185 #endif
5186         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
5187         mono_mb_emit_icon (mb, 1);
5188         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I1);
5189
5190         // return;
5191         for (i = 0; i < 3; ++i) {
5192                 if (nursery_check_labels [i])
5193                         mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
5194         }
5195         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5196 #else
5197         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5198         mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
5199         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5200 #endif
5201 #endif
5202         res = mono_mb_create_method (mb, sig, 16);
5203         mono_mb_free (mb);
5204
5205         LOCK_GC;
5206         if (write_barrier_method) {
5207                 /* Already created */
5208                 mono_free_method (res);
5209         } else {
5210                 /* double-checked locking */
5211                 mono_memory_barrier ();
5212                 write_barrier_method = res;
5213         }
5214         UNLOCK_GC;
5215
5216         return write_barrier_method;
5217 }
5218
5219 char*
5220 mono_gc_get_description (void)
5221 {
5222         return g_strdup ("sgen");
5223 }
5224
5225 void
5226 mono_gc_set_desktop_mode (void)
5227 {
5228 }
5229
5230 gboolean
5231 mono_gc_is_moving (void)
5232 {
5233         return TRUE;
5234 }
5235
5236 gboolean
5237 mono_gc_is_disabled (void)
5238 {
5239         return FALSE;
5240 }
5241
5242 #ifdef HOST_WIN32
5243 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
5244 {
5245         return TRUE;
5246 }
5247 #endif
5248
5249 NurseryClearPolicy
5250 sgen_get_nursery_clear_policy (void)
5251 {
5252         return nursery_clear_policy;
5253 }
5254
5255 MonoVTable*
5256 sgen_get_array_fill_vtable (void)
5257 {
5258         if (!array_fill_vtable) {
5259                 static MonoClass klass;
5260                 static MonoVTable vtable;
5261                 gsize bmap;
5262
5263                 MonoDomain *domain = mono_get_root_domain ();
5264                 g_assert (domain);
5265
5266                 klass.element_class = mono_defaults.byte_class;
5267                 klass.rank = 1;
5268                 klass.instance_size = sizeof (MonoArray);
5269                 klass.sizes.element_size = 1;
5270                 klass.name = "array_filler_type";
5271
5272                 vtable.klass = &klass;
5273                 bmap = 0;
5274                 vtable.gc_descr = mono_gc_make_descr_for_array (TRUE, &bmap, 0, 1);
5275                 vtable.rank = 1;
5276
5277                 array_fill_vtable = &vtable;
5278         }
5279         return array_fill_vtable;
5280 }
5281
5282 void
5283 sgen_gc_lock (void)
5284 {
5285         LOCK_GC;
5286 }
5287
5288 void
5289 sgen_gc_unlock (void)
5290 {
5291         gboolean try_free = sgen_try_free_some_memory;
5292         sgen_try_free_some_memory = FALSE;
5293         mono_mutex_unlock (&gc_mutex);
5294         MONO_GC_UNLOCKED ();
5295         if (try_free)
5296                 mono_thread_hazardous_try_free_some ();
5297 }
5298
5299 void
5300 sgen_major_collector_iterate_live_block_ranges (sgen_cardtable_block_callback callback)
5301 {
5302         major_collector.iterate_live_block_ranges (callback);
5303 }
5304
5305 void
5306 sgen_major_collector_scan_card_table (SgenGrayQueue *queue)
5307 {
5308         major_collector.scan_card_table (FALSE, queue);
5309 }
5310
5311 SgenMajorCollector*
5312 sgen_get_major_collector (void)
5313 {
5314         return &major_collector;
5315 }
5316
5317 void mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
5318 {
5319         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
5320
5321         LOCK_GC;
5322         info->gc_disabled = skip;
5323         UNLOCK_GC;
5324 }
5325
5326 SgenRemeberedSet*
5327 sgen_get_remset (void)
5328 {
5329         return &remset;
5330 }
5331
5332 guint
5333 mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *class)
5334 {
5335         guint res = 0;
5336         /* FIXME move this to the bridge code */
5337         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
5338                 switch (sgen_bridge_class_kind (class)) {
5339                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_BRIDGE_CLASS:
5340                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_BRIDGE_CLASS:
5341                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT;
5342                         break;
5343                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_CLASS:
5344                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OPAQUE_OBJECT;
5345                         break;
5346                 }
5347         }
5348         if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware) {
5349                 if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware (class))
5350                         res |= SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
5351         }
5352         return res;
5353 }
5354
5355 void
5356 mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size)
5357 {
5358         // FIXME:
5359 }
5360
5361
5362 void
5363 sgen_check_whole_heap_stw (void)
5364 {
5365         sgen_stop_world (0);
5366         sgen_clear_nursery_fragments ();
5367         sgen_check_whole_heap (FALSE);
5368         sgen_restart_world (0, NULL);
5369 }
5370
5371 void
5372 sgen_gc_event_moves (void)
5373 {
5374         if (moved_objects_idx) {
5375                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
5376                 moved_objects_idx = 0;
5377         }
5378 }
5379
5380 gint64
5381 sgen_timestamp (void)
5382 {
5383         SGEN_TV_DECLARE (timestamp);
5384         SGEN_TV_GETTIME (timestamp);
5385         return SGEN_TV_ELAPSED (sgen_init_timestamp, timestamp);
5386 }
5387
5388 void
5389 mono_gc_register_finalizer_callbacks (MonoGCFinalizerCallbacks *callbacks)
5390 {
5391         if (callbacks->version != MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION)
5392                 g_error ("Invalid finalizer callback version. Expected %d but got %d\n", MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION, callbacks->version);
5393
5394         fin_callbacks = *callbacks;
5395 }
5396
5397
5398
5399
5400
5401 #endif /* HAVE_SGEN_GC */