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 guint64 stat_objects_alloced_degraded = 0;
 297 guint64 stat_bytes_alloced_degraded = 0;
 298
 299 guint64 stat_copy_object_called_nursery = 0;
 300 guint64 stat_objects_copied_nursery = 0;
 301 guint64 stat_copy_object_called_major = 0;
 302 guint64 stat_objects_copied_major = 0;
 303
 304 guint64 stat_scan_object_called_nursery = 0;
 305 guint64 stat_scan_object_called_major = 0;
 306
 307 guint64 stat_slots_allocated_in_vain;
 308
 309 guint64 stat_nursery_copy_object_failed_from_space = 0;
 310 guint64 stat_nursery_copy_object_failed_forwarded = 0;
 311 guint64 stat_nursery_copy_object_failed_pinned = 0;
 312 guint64 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 guint64 stat_pinned_objects = 0;
 326
 327 static guint64 time_minor_pre_collection_fragment_clear = 0;
 328 static guint64 time_minor_pinning = 0;
 329 static guint64 time_minor_scan_remsets = 0;
 330 static guint64 time_minor_scan_pinned = 0;
 331 static guint64 time_minor_scan_registered_roots = 0;
 332 static guint64 time_minor_scan_thread_data = 0;
 333 static guint64 time_minor_finish_gray_stack = 0;
 334 static guint64 time_minor_fragment_creation = 0;
 335
 336 static guint64 time_major_pre_collection_fragment_clear = 0;
 337 static guint64 time_major_pinning = 0;
 338 static guint64 time_major_scan_pinned = 0;
 339 static guint64 time_major_scan_registered_roots = 0;
 340 static guint64 time_major_scan_thread_data = 0;
 341 static guint64 time_major_scan_alloc_pinned = 0;
 342 static guint64 time_major_scan_finalized = 0;
 343 static guint64 time_major_scan_big_objects = 0;
 344 static guint64 time_major_finish_gray_stack = 0;
 345 static guint64 time_major_free_bigobjs = 0;
 346 static guint64 time_major_los_sweep = 0;
 347 static guint64 time_major_sweep = 0;
 348 static guint64 time_major_fragment_creation = 0;
 349
 350 static guint64 time_max = 0;
 351
 352 static SGEN_TV_DECLARE (time_major_conc_collection_start);
 353 static SGEN_TV_DECLARE (time_major_conc_collection_end);
 354
 355 static SGEN_TV_DECLARE (last_minor_collection_start_tv);
 356 static SGEN_TV_DECLARE (last_minor_collection_end_tv);
 357
 358 int gc_debug_level = 0;
 359 FILE* gc_debug_file;
 360
 361 static MonoGCFinalizerCallbacks fin_callbacks;
 362
 363 /*
 364 void
 365 mono_gc_flush_info (void)
 366 {
 367         fflush (gc_debug_file);
 368 }
 369 */
 370
 371 #define TV_DECLARE SGEN_TV_DECLARE
 372 #define TV_GETTIME SGEN_TV_GETTIME
 373 #define TV_ELAPSED SGEN_TV_ELAPSED
 374
 375 SGEN_TV_DECLARE (sgen_init_timestamp);
 376
 377 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
 378
 379 NurseryClearPolicy nursery_clear_policy = CLEAR_AT_TLAB_CREATION;
 380
 381 #define object_is_forwarded     SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED
 382 #define object_is_pinned        SGEN_OBJECT_IS_PINNED
 383 #define pin_object              SGEN_PIN_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 volatile mword lowest_heap_address = ~(mword)0;
 427 static volatile mword highest_heap_address = 0;
 428
 429 LOCK_DECLARE (sgen_interruption_mutex);
 430
 431 typedef struct _FinalizeReadyEntry FinalizeReadyEntry;
 432 struct _FinalizeReadyEntry {
 433         FinalizeReadyEntry *next;
 434         void *object;
 435 };
 436
 437 typedef struct _EphemeronLinkNode EphemeronLinkNode;
 438
 439 struct _EphemeronLinkNode {
 440         EphemeronLinkNode *next;
 441         char *array;
 442 };
 443
 444 typedef struct {
 445        void *key;
 446        void *value;
 447 } Ephemeron;
 448
 449 int current_collection_generation = -1;
 450 volatile gboolean concurrent_collection_in_progress = FALSE;
 451
 452 /* objects that are ready to be finalized */
 453 static FinalizeReadyEntry *fin_ready_list = NULL;
 454 static FinalizeReadyEntry *critical_fin_list = NULL;
 455
 456 static EphemeronLinkNode *ephemeron_list;
 457
 458 /* registered roots: the key to the hash is the root start address */
 459 /*
 460  * Different kinds of roots are kept separate to speed up pin_from_roots () for example.
 461  */
 462 SgenHashTable roots_hash [ROOT_TYPE_NUM] = {
 463         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL),
 464         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL),
 465         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL)
 466 };
 467 static mword roots_size = 0; /* amount of memory in the root set */
 468
 469 #define GC_ROOT_NUM 32
 470 typedef struct {
 471         int count;              /* must be the first field */
 472         void *objects [GC_ROOT_NUM];
 473         int root_types [GC_ROOT_NUM];
 474         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
 475 } GCRootReport;
 476
 477 static void
 478 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
 479 {
 480         if (!report->count)
 481                 return;
 482         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
 483         report->count = 0;
 484 }
 485
 486 static void
 487 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
 488 {
 489         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
 490                 notify_gc_roots (report);
 491         report->objects [report->count] = object;
 492         report->root_types [report->count] = rtype;
 493         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->klass;
 494 }
 495
 496 MonoNativeTlsKey thread_info_key;
 497
 498 #ifdef HAVE_KW_THREAD
 499 __thread SgenThreadInfo *sgen_thread_info;
 500 __thread char *stack_end;
 501 #endif
 502
 503 /* The size of a TLAB */
 504 /* The bigger the value, the less often we have to go to the slow path to allocate a new
 505  * one, but the more space is wasted by threads not allocating much memory.
 506  * FIXME: Tune this.
 507  * FIXME: Make this self-tuning for each thread.
 508  */
 509 guint32 tlab_size = (1024 * 4);
 510
 511 #define MAX_SMALL_OBJ_SIZE      SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE
 512
 513 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
 514 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
 515
 516 #define ALLOC_ALIGN             SGEN_ALLOC_ALIGN
 517
 518 #define ALIGN_UP                SGEN_ALIGN_UP
 519
 520 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
 521 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
 522 static int moved_objects_idx = 0;
 523
 524 /* Vtable of the objects used to fill out nursery fragments before a collection */
 525 static MonoVTable *array_fill_vtable;
 526
 527 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
 528 MonoNativeThreadId main_gc_thread = NULL;
 529 #endif
 530
 531 /*Object was pinned during the current collection*/
 532 static mword objects_pinned;
 533
 534 /*
 535  * ######################################################################
 536  * ########  Macros and function declarations.
 537  * ######################################################################
 538  */
 539
 540 inline static void*
 541 align_pointer (void *ptr)
 542 {
 543         mword p = (mword)ptr;
 544         p += sizeof (gpointer) - 1;
 545         p &= ~ (sizeof (gpointer) - 1);
 546         return (void*)p;
 547 }
 548
 549 typedef SgenGrayQueue GrayQueue;
 550
 551 /* forward declarations */
 552 static void scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, GrayQueue *queue);
 553 static void scan_from_registered_roots (char *addr_start, char *addr_end, int root_type, ScanCopyContext ctx);
 554 static void scan_finalizer_entries (FinalizeReadyEntry *list, ScanCopyContext ctx);
 555 static void report_finalizer_roots (void);
 556 static void report_registered_roots (void);
 557
 558 static void pin_from_roots (void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue);
 559 static void finish_gray_stack (int generation, GrayQueue *queue);
 560
 561 void mono_gc_scan_for_specific_ref (MonoObject *key, gboolean precise);
 562
 563
 564 static void init_stats (void);
 565
 566 static int mark_ephemerons_in_range (ScanCopyContext ctx);
 567 static void clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx);
 568 static void null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain);
 569
 570 static gboolean major_update_or_finish_concurrent_collection (gboolean force_finish);
 571
 572 SgenObjectOperations current_object_ops;
 573 SgenMajorCollector major_collector;
 574 SgenMinorCollector sgen_minor_collector;
 575 static GrayQueue gray_queue;
 576
 577 static SgenRemeberedSet remset;
 578
 579 /* The gray queue to use from the main collection thread. */
 580 #define WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE   (&gray_queue)
 581
 582 /*
 583  * The gray queue a worker job must use.  If we're not parallel or
 584  * concurrent, we use the main gray queue.
 585  */
 586 static SgenGrayQueue*
 587 sgen_workers_get_job_gray_queue (WorkerData *worker_data)
 588 {
 589         return worker_data ? &worker_data->private_gray_queue : WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE;
 590 }
 591
 592 static void
 593 gray_queue_redirect (SgenGrayQueue *queue)
 594 {
 595         gboolean wake = FALSE;
 596
 597         for (;;) {
 598                 GrayQueueSection *section = sgen_gray_object_dequeue_section (queue);
 599                 if (!section)
 600                         break;
 601                 sgen_section_gray_queue_enqueue (queue->alloc_prepare_data, section);
 602                 wake = TRUE;
 603         }
 604
 605         if (wake) {
 606                 g_assert (concurrent_collection_in_progress);
 607                 if (sgen_workers_have_started ()) {
 608                         sgen_workers_ensure_awake ();
 609                 } else {
 610                         if (concurrent_collection_in_progress)
 611                                 g_assert (current_collection_generation == -1);
 612                 }
 613         }
 614 }
 615
 616 static void
 617 gray_queue_enable_redirect (SgenGrayQueue *queue)
 618 {
 619         if (!concurrent_collection_in_progress)
 620                 return;
 621
 622         sgen_gray_queue_set_alloc_prepare (queue, gray_queue_redirect, sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ());
 623         gray_queue_redirect (queue);
 624 }
 625
 626 void
 627 sgen_scan_area_with_callback (char *start, char *end, IterateObjectCallbackFunc callback, void *data, gboolean allow_flags)
 628 {
 629         while (start < end) {
 630                 size_t size;
 631                 char *obj;
 632
 633                 if (!*(void**)start) {
 634                         start += sizeof (void*); /* should be ALLOC_ALIGN, really */
 635                         continue;
 636                 }
 637
 638                 if (allow_flags) {
 639                         if (!(obj = SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (start)))
 640                                 obj = start;
 641                 } else {
 642                         obj = start;
 643                 }
 644
 645                 if ((MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (obj) != array_fill_vtable) {
 646                         CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (obj);
 647                         size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)obj));
 648                         callback (obj, size, data);
 649                         CANARIFY_SIZE (size);
 650                 } else {
 651                         size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)obj));
 652                 }
 653
 654                 start += size;
 655         }
 656 }
 657
 658 static gboolean
 659 need_remove_object_for_domain (char *start, MonoDomain *domain)
 660 {
 661         if (mono_object_domain (start) == domain) {
 662                 SGEN_LOG (4, "Need to cleanup object %p", start);
 663                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)LOAD_VTABLE (start), safe_object_get_size ((MonoObject*)start));
 664                 return TRUE;
 665         }
 666         return FALSE;
 667 }
 668
 669 static void
 670 process_object_for_domain_clearing (char *start, MonoDomain *domain)
 671 {
 672         GCVTable *vt = (GCVTable*)LOAD_VTABLE (start);
 673         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
 674                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
 675         /* The object could be a proxy for an object in the domain
 676            we're deleting. */
 677 #ifndef DISABLE_REMOTING
 678         if (mono_defaults.real_proxy_class->supertypes && mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
 679                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
 680
 681                 /* The server could already have been zeroed out, so
 682                    we need to check for that, too. */
 683                 if (server && (!LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
 684                         SGEN_LOG (4, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p", start, server);
 685                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
 686                 }
 687         }
 688 #endif
 689 }
 690
 691 static gboolean
 692 clear_domain_process_object (char *obj, MonoDomain *domain)
 693 {
 694         gboolean remove;
 695
 696         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
 697         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
 698
 699         if (remove && ((MonoObject*)obj)->synchronisation) {
 700                 void **dislink = mono_monitor_get_object_monitor_weak_link ((MonoObject*)obj);
 701                 if (dislink)
 702                         sgen_register_disappearing_link (NULL, dislink, FALSE, TRUE);
 703         }
 704
 705         return remove;
 706 }
 707
 708 static void
 709 clear_domain_process_minor_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 710 {
 711         if (clear_domain_process_object (obj, domain)) {
 712                 CANARIFY_SIZE (size);
 713                 memset (obj, 0, size);
 714         }
 715 }
 716
 717 static void
 718 clear_domain_process_major_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 719 {
 720         clear_domain_process_object (obj, domain);
 721 }
 722
 723 static void
 724 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 725 {
 726         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 727                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
 728 }
 729
 730 static void
 731 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 732 {
 733         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 734                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
 735 }
 736
 737 /*
 738  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
 739  * but all the others could still be present in random places on the heap.
 740  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
 741  * with big heaps.
 742  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
 743  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
 744  * unloaded the point to random memory.
 745  */
 746 void
 747 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
 748 {
 749         LOSObject *bigobj, *prev;
 750         int i;
 751
 752         LOCK_GC;
 753
 754         binary_protocol_domain_unload_begin (domain);
 755
 756         sgen_stop_world (0);
 757
 758         if (concurrent_collection_in_progress)
 759                 sgen_perform_collection (0, GENERATION_OLD, "clear domain", TRUE);
 760         g_assert (!concurrent_collection_in_progress);
 761
 762         sgen_process_fin_stage_entries ();
 763         sgen_process_dislink_stage_entries ();
 764
 765         sgen_clear_nursery_fragments ();
 766
 767         if (xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
 768                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
 769                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
 770                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
 771         }
 772
 773         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
 774         to memory returned to the OS.*/
 775         null_ephemerons_for_domain (domain);
 776
 777         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 778                 sgen_null_links_for_domain (domain, i);
 779
 780         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 781                 sgen_remove_finalizers_for_domain (domain, i);
 782
 783         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
 784                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE);
 785
 786         /* We need two passes over major and large objects because
 787            freeing such objects might give their memory back to the OS
 788            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
 789            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
 790            objects with major-mark&sweep), but we might need to
 791            dereference a pointer from an object to another object if
 792            the first object is a proxy. */
 793         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
 794         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
 795                 clear_domain_process_object (bigobj->data, domain);
 796
 797         prev = NULL;
 798         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
 799                 if (need_remove_object_for_domain (bigobj->data, domain)) {
 800                         LOSObject *to_free = bigobj;
 801                         if (prev)
 802                                 prev->next = bigobj->next;
 803                         else
 804                                 los_object_list = bigobj->next;
 805                         bigobj = bigobj->next;
 806                         SGEN_LOG (4, "Freeing large object %p", bigobj->data);
 807                         sgen_los_free_object (to_free);
 808                         continue;
 809                 }
 810                 prev = bigobj;
 811                 bigobj = bigobj->next;
 812         }
 813         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
 814         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
 815
 816         if (domain == mono_get_root_domain ()) {
 817                 if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
 818                         sgen_pin_stats_print_class_stats ();
 819                 sgen_object_layout_dump (stdout);
 820         }
 821
 822         sgen_restart_world (0, NULL);
 823
 824         binary_protocol_domain_unload_end (domain);
 825         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
 826
 827         UNLOCK_GC;
 828 }
 829
 830 /*
 831  * sgen_add_to_global_remset:
 832  *
 833  *   The global remset contains locations which point into newspace after
 834  * a minor collection. This can happen if the objects they point to are pinned.
 835  *
 836  * LOCKING: If called from a parallel collector, the global remset
 837  * lock must be held.  For serial collectors that is not necessary.
 838  */
 839 void
 840 sgen_add_to_global_remset (gpointer ptr, gpointer obj)
 841 {
 842         SGEN_ASSERT (5, sgen_ptr_in_nursery (obj), "Target pointer of global remset must be in the nursery");
 843
 844         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_add_to_global_remset);
 845
 846         if (!major_collector.is_concurrent) {
 847                 SGEN_ASSERT (5, current_collection_generation != -1, "Global remsets can only be added during collections");
 848         } else {
 849                 if (current_collection_generation == -1)
 850                         SGEN_ASSERT (5, sgen_concurrent_collection_in_progress (), "Global remsets outside of collection pauses can only be added by the concurrent collector");
 851         }
 852
 853         if (!object_is_pinned (obj))
 854                 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");
 855         else if (sgen_cement_lookup_or_register (obj))
 856                 return;
 857
 858         remset.record_pointer (ptr);
 859
 860         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
 861                 sgen_pin_stats_register_global_remset (obj);
 862
 863         SGEN_LOG (8, "Adding global remset for %p", ptr);
 864         binary_protocol_global_remset (ptr, obj, (gpointer)SGEN_LOAD_VTABLE (obj));
 865
 866
 867 #ifdef ENABLE_DTRACE
 868         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_GLOBAL_REMSET_ADD_ENABLED ())) {
 869                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj);
 870                 MONO_GC_GLOBAL_REMSET_ADD ((mword)ptr, (mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
 871                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name);
 872         }
 873 #endif
 874 }
 875
 876 /*
 877  * sgen_drain_gray_stack:
 878  *
 879  *   Scan objects in the gray stack until the stack is empty. This should be called
 880  * frequently after each object is copied, to achieve better locality and cache
 881  * usage.
 882  *
 883  * max_objs is the maximum number of objects to scan, or -1 to scan until the stack is
 884  * empty.
 885  */
 886 gboolean
 887 sgen_drain_gray_stack (int max_objs, ScanCopyContext ctx)
 888 {
 889         ScanObjectFunc scan_func = ctx.scan_func;
 890         GrayQueue *queue = ctx.queue;
 891
 892         if (current_collection_generation == GENERATION_OLD && major_collector.drain_gray_stack)
 893                 return major_collector.drain_gray_stack (ctx);
 894
 895         do {
 896                 int i;
 897                 for (i = 0; i != max_objs; ++i) {
 898                         char *obj;
 899                         mword desc;
 900                         GRAY_OBJECT_DEQUEUE (queue, &obj, &desc);
 901                         if (!obj)
 902                                 return TRUE;
 903                         SGEN_LOG (9, "Precise gray object scan %p (%s)", obj, safe_name (obj));
 904                         scan_func (obj, desc, queue);
 905                 }
 906         } while (max_objs < 0);
 907         return FALSE;
 908 }
 909
 910 /*
 911  * Addresses in the pin queue are already sorted. This function finds
 912  * the object header for each address and pins the object. The
 913  * addresses must be inside the nursery section.  The (start of the)
 914  * address array is overwritten with the addresses of the actually
 915  * pinned objects.  Return the number of pinned objects.
 916  */
 917 static int
 918 pin_objects_from_nursery_pin_queue (ScanCopyContext ctx)
 919 {
 920         GCMemSection *section = nursery_section;
 921         void **start =  sgen_pinning_get_entry (section->pin_queue_first_entry);
 922         void **end = sgen_pinning_get_entry (section->pin_queue_last_entry);
 923         void *start_nursery = section->data;
 924         void *end_nursery = section->next_data;
 925         void *last = NULL;
 926         int count = 0;
 927         void *search_start;
 928         void *addr;
 929         void *pinning_front = start_nursery;
 930         size_t idx;
 931         void **definitely_pinned = start;
 932         ScanObjectFunc scan_func = ctx.scan_func;
 933         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
 934
 935         sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
 936
 937         while (start < end) {
 938                 void *obj_to_pin = NULL;
 939                 size_t obj_to_pin_size = 0;
 940                 mword desc;
 941
 942                 addr = *start;
 943
 944                 SGEN_ASSERT (0, addr >= start_nursery && addr < end_nursery, "Potential pinning address out of range");
 945                 SGEN_ASSERT (0, addr >= last, "Pin queue not sorted");
 946
 947                 if (addr == last) {
 948                         ++start;
 949                         continue;
 950                 }
 951
 952                 SGEN_LOG (5, "Considering pinning addr %p", addr);
 953                 /* We've already processed everything up to pinning_front. */
 954                 if (addr < pinning_front) {
 955                         start++;
 956                         continue;
 957                 }
 958
 959                 /*
 960                  * Find the closest scan start <= addr.  We might search backward in the
 961                  * scan_starts array because entries might be NULL.  In the worst case we
 962                  * start at start_nursery.
 963                  */
 964                 idx = ((char*)addr - (char*)section->data) / SCAN_START_SIZE;
 965                 SGEN_ASSERT (0, idx < section->num_scan_start, "Scan start index out of range");
 966                 search_start = (void*)section->scan_starts [idx];
 967                 if (!search_start || search_start > addr) {
 968                         while (idx) {
 969                                 --idx;
 970                                 search_start = section->scan_starts [idx];
 971                                 if (search_start && search_start <= addr)
 972                                         break;
 973                         }
 974                         if (!search_start || search_start > addr)
 975                                 search_start = start_nursery;
 976                 }
 977
 978                 /*
 979                  * If the pinning front is closer than the scan start we found, start
 980                  * searching at the front.
 981                  */
 982                 if (search_start < pinning_front)
 983                         search_start = pinning_front;
 984
 985                 /*
 986                  * Now addr should be in an object a short distance from search_start.
 987                  *
 988                  * search_start must point to zeroed mem or point to an object.
 989                  */
 990                 do {
 991                         size_t obj_size;
 992
 993                         /* Skip zeros. */
 994                         if (!*(void**)search_start) {
 995                                 search_start = (void*)ALIGN_UP ((mword)search_start + sizeof (gpointer));
 996                                 /* The loop condition makes sure we don't overrun addr. */
 997                                 continue;
 998                         }
 999
1000                         obj_size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)search_start));
1001
1002                         if (addr >= search_start && (char*)addr < (char*)search_start + obj_size) {
1003                                 /* This is the object we're looking for. */
1004                                 obj_to_pin = search_start;
1005                                 obj_to_pin_size = obj_size;
1006                                 break;
1007                         }
1008
1009                         /* Skip to the next object */
1010                         if (((MonoObject*)search_start)->synchronisation != GINT_TO_POINTER (-1)) {
1011                                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (search_start);
1012                                 CANARIFY_SIZE (obj_size);
1013                                 CANARIFY_SIZE (obj_to_pin_size);
1014                         }
1015                         search_start = (void*)((char*)search_start + obj_size);
1016                 } while (search_start <= addr);
1017
1018                 /* We've searched past the address we were looking for. */
1019                 if (!obj_to_pin) {
1020                         pinning_front = search_start;
1021                         goto next_pin_queue_entry;
1022                 }
1023
1024                 /*
1025                  * We've found an object to pin.  It might still be a dummy array, but we
1026                  * can advance the pinning front in any case.
1027                  */
1028                 pinning_front = (char*)obj_to_pin + obj_to_pin_size;
1029
1030                 /*
1031                  * If this is a dummy array marking the beginning of a nursery
1032                  * fragment, we don't pin it.
1033                  */
1034                 if (((MonoObject*)obj_to_pin)->synchronisation == GINT_TO_POINTER (-1))
1035                         goto next_pin_queue_entry;
1036
1037                 /*
1038                  * Finally - pin the object!
1039                  */
1040                 desc = sgen_obj_get_descriptor_safe (obj_to_pin);
1041                 if (scan_func) {
1042                         scan_func (obj_to_pin, desc, queue);
1043                 } else {
1044                         SGEN_LOG (4, "Pinned object %p, vtable %p (%s), count %d\n",
1045                                         obj_to_pin, *(void**)obj_to_pin, safe_name (obj_to_pin), count);
1046                         binary_protocol_pin (obj_to_pin,
1047                                         (gpointer)LOAD_VTABLE (obj_to_pin),
1048                                         safe_object_get_size (obj_to_pin));
1049
1050 #ifdef ENABLE_DTRACE
1051                         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_OBJ_PINNED_ENABLED ())) {
1052                                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj_to_pin) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
1053                                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj_to_pin);
1054                                 MONO_GC_OBJ_PINNED ((mword)obj_to_pin,
1055                                                 sgen_safe_object_get_size (obj_to_pin),
1056                                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name, gen);
1057                         }
1058 #endif
1059
1060                         pin_object (obj_to_pin);
1061                         GRAY_OBJECT_ENQUEUE (queue, obj_to_pin, desc);
1062                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
1063                                 sgen_pin_stats_register_object (obj_to_pin, obj_to_pin_size);
1064                         definitely_pinned [count] = obj_to_pin;
1065                         count++;
1066                 }
1067
1068         next_pin_queue_entry:
1069                 last = addr;
1070                 ++start;
1071         }
1072         //printf ("effective pinned: %d (at the end: %d)\n", count, (char*)end_nursery - (char*)last);
1073         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1074                 GCRootReport report;
1075                 report.count = 0;
1076                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1077                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1078                 notify_gc_roots (&report);
1079         }
1080         stat_pinned_objects += count;
1081         return count;
1082 }
1083
1084 static void
1085 pin_objects_in_nursery (ScanCopyContext ctx)
1086 {
1087         size_t reduced_to;
1088
1089         if (nursery_section->pin_queue_first_entry == nursery_section->pin_queue_last_entry)
1090                 return;
1091
1092         reduced_to = pin_objects_from_nursery_pin_queue (ctx);
1093         nursery_section->pin_queue_last_entry = nursery_section->pin_queue_first_entry + reduced_to;
1094 }
1095
1096
1097 void
1098 sgen_pin_object (void *object, GrayQueue *queue)
1099 {
1100         SGEN_PIN_OBJECT (object);
1101         sgen_pin_stage_ptr (object);
1102         ++objects_pinned;
1103         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
1104                 sgen_pin_stats_register_object (object, safe_object_get_size (object));
1105
1106         GRAY_OBJECT_ENQUEUE (queue, object, sgen_obj_get_descriptor_safe (object));
1107         binary_protocol_pin (object, (gpointer)LOAD_VTABLE (object), safe_object_get_size (object));
1108
1109 #ifdef ENABLE_DTRACE
1110         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_OBJ_PINNED_ENABLED ())) {
1111                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (object) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
1112                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object);
1113                 MONO_GC_OBJ_PINNED ((mword)object, sgen_safe_object_get_size (object), vt->klass->name_space, vt->klass->name, gen);
1114         }
1115 #endif
1116 }
1117
1118 void
1119 sgen_parallel_pin_or_update (void **ptr, void *obj, MonoVTable *vt, SgenGrayQueue *queue)
1120 {
1121         for (;;) {
1122                 mword vtable_word;
1123                 gboolean major_pinned = FALSE;
1124
1125                 if (sgen_ptr_in_nursery (obj)) {
1126                         if (SGEN_CAS_PTR (obj, SGEN_POINTER_TAG_PINNED (vt), vt) == vt) {
1127                                 sgen_pin_object (obj, queue);
1128                                 break;
1129                         }
1130                 } else {
1131                         major_collector.pin_major_object (obj, queue);
1132                         major_pinned = TRUE;
1133                 }
1134
1135                 vtable_word = *(mword*)obj;
1136                 /*someone else forwarded it, update the pointer and bail out*/
1137                 if (SGEN_POINTER_IS_TAGGED_FORWARDED (vtable_word)) {
1138                         *ptr = SGEN_POINTER_UNTAG_VTABLE (vtable_word);
1139                         break;
1140                 }
1141
1142                 /*someone pinned it, nothing to do.*/
1143                 if (SGEN_POINTER_IS_TAGGED_PINNED (vtable_word) || major_pinned)
1144                         break;
1145         }
1146 }
1147
1148 /* Sort the addresses in array in increasing order.
1149  * Done using a by-the book heap sort. Which has decent and stable performance, is pretty cache efficient.
1150  */
1151 void
1152 sgen_sort_addresses (void **array, size_t size)
1153 {
1154         size_t i;
1155         void *tmp;
1156
1157         for (i = 1; i < size; ++i) {
1158                 size_t child = i;
1159                 while (child > 0) {
1160                         size_t parent = (child - 1) / 2;
1161
1162                         if (array [parent] >= array [child])
1163                                 break;
1164
1165                         tmp = array [parent];
1166                         array [parent] = array [child];
1167                         array [child] = tmp;
1168
1169                         child = parent;
1170                 }
1171         }
1172
1173         for (i = size - 1; i > 0; --i) {
1174                 size_t end, root;
1175                 tmp = array [i];
1176                 array [i] = array [0];
1177                 array [0] = tmp;
1178
1179                 end = i - 1;
1180                 root = 0;
1181
1182                 while (root * 2 + 1 <= end) {
1183                         size_t child = root * 2 + 1;
1184
1185                         if (child < end && array [child] < array [child + 1])
1186                                 ++child;
1187                         if (array [root] >= array [child])
1188                                 break;
1189
1190                         tmp = array [root];
1191                         array [root] = array [child];
1192                         array [child] = tmp;
1193
1194                         root = child;
1195                 }
1196         }
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Scan the memory between start and end and queue values which could be pointers
1201  * to the area between start_nursery and end_nursery for later consideration.
1202  * Typically used for thread stacks.
1203  */
1204 static void
1205 conservatively_pin_objects_from (void **start, void **end, void *start_nursery, void *end_nursery, int pin_type)
1206 {
1207         int count = 0;
1208
1209 #ifdef VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED_IF_ADDRESSABLE
1210         VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED_IF_ADDRESSABLE (start, (char*)end - (char*)start);
1211 #endif
1212
1213         while (start < end) {
1214                 if (*start >= start_nursery && *start < end_nursery) {
1215                         /*
1216                          * *start can point to the middle of an object
1217                          * note: should we handle pointing at the end of an object?
1218                          * pinning in C# code disallows pointing at the end of an object
1219                          * but there is some small chance that an optimizing C compiler
1220                          * may keep the only reference to an object by pointing
1221                          * at the end of it. We ignore this small chance for now.
1222                          * Pointers to the end of an object are indistinguishable
1223                          * from pointers to the start of the next object in memory
1224                          * so if we allow that we'd need to pin two objects...
1225                          * We queue the pointer in an array, the
1226                          * array will then be sorted and uniqued. This way
1227                          * we can coalesce several pinning pointers and it should
1228                          * be faster since we'd do a memory scan with increasing
1229                          * addresses. Note: we can align the address to the allocation
1230                          * alignment, so the unique process is more effective.
1231                          */
1232                         mword addr = (mword)*start;
1233                         addr &= ~(ALLOC_ALIGN - 1);
1234                         if (addr >= (mword)start_nursery && addr < (mword)end_nursery) {
1235                                 SGEN_LOG (6, "Pinning address %p from %p", (void*)addr, start);
1236                                 sgen_pin_stage_ptr ((void*)addr);
1237                                 binary_protocol_pin_stage (start, (void*)addr);
1238                                 count++;
1239                         }
1240                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats)) {
1241                                 if (ptr_in_nursery ((void*)addr))
1242                                         sgen_pin_stats_register_address ((char*)addr, pin_type);
1243                         }
1244                 }
1245                 start++;
1246         }
1247         if (count)
1248                 SGEN_LOG (7, "found %d potential pinned heap pointers", count);
1249 }
1250
1251 /*
1252  * The first thing we do in a collection is to identify pinned objects.
1253  * This function considers all the areas of memory that need to be
1254  * conservatively scanned.
1255  */
1256 static void
1257 pin_from_roots (void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue)
1258 {
1259         void **start_root;
1260         RootRecord *root;
1261         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);
1262         /* objects pinned from the API are inside these roots */
1263         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [ROOT_TYPE_PINNED], start_root, root) {
1264                 SGEN_LOG (6, "Pinned roots %p-%p", start_root, root->end_root);
1265                 conservatively_pin_objects_from (start_root, (void**)root->end_root, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_OTHER);
1266         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1267         /* now deal with the thread stacks
1268          * in the future we should be able to conservatively scan only:
1269          * *) the cpu registers
1270          * *) the unmanaged stack frames
1271          * *) the _last_ managed stack frame
1272          * *) pointers slots in managed frames
1273          */
1274         scan_thread_data (start_nursery, end_nursery, FALSE, queue);
1275 }
1276
1277 static void
1278 unpin_objects_from_queue (SgenGrayQueue *queue)
1279 {
1280         for (;;) {
1281                 char *addr;
1282                 mword desc;
1283                 GRAY_OBJECT_DEQUEUE (queue, &addr, &desc);
1284                 if (!addr)
1285                         break;
1286                 g_assert (SGEN_OBJECT_IS_PINNED (addr));
1287                 SGEN_UNPIN_OBJECT (addr);
1288         }
1289 }
1290
1291 typedef struct {
1292         CopyOrMarkObjectFunc func;
1293         GrayQueue *queue;
1294 } UserCopyOrMarkData;
1295
1296 static void
1297 single_arg_user_copy_or_mark (void **obj, void *gc_data)
1298 {
1299         UserCopyOrMarkData *data = gc_data;
1300
1301         data->func (obj, data->queue);
1302 }
1303
1304 /*
1305  * The memory area from start_root to end_root contains pointers to objects.
1306  * Their position is precisely described by @desc (this means that the pointer
1307  * can be either NULL or the pointer to the start of an object).
1308  * This functions copies them to to_space updates them.
1309  *
1310  * This function is not thread-safe!
1311  */
1312 static void
1313 precisely_scan_objects_from (void** start_root, void** end_root, char* n_start, char *n_end, mword desc, ScanCopyContext ctx)
1314 {
1315         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
1316         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
1317
1318         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1319         case ROOT_DESC_BITMAP:
1320                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1321                 while (desc) {
1322                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1323                                 copy_func (start_root, queue);
1324                                 SGEN_LOG (9, "Overwrote root at %p with %p", start_root, *start_root);
1325                         }
1326                         desc >>= 1;
1327                         start_root++;
1328                 }
1329                 return;
1330         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1331                 gsize *bitmap_data = sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1332                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1333                 void **start_run = start_root;
1334                 bitmap_data++;
1335                 while (bwords-- > 0) {
1336                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1337                         void **objptr = start_run;
1338                         while (bmap) {
1339                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1340                                         copy_func (objptr, queue);
1341                                         SGEN_LOG (9, "Overwrote root at %p with %p", objptr, *objptr);
1342                                 }
1343                                 bmap >>= 1;
1344                                 ++objptr;
1345                         }
1346                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1347                 }
1348                 break;
1349         }
1350         case ROOT_DESC_USER: {
1351                 UserCopyOrMarkData data = { copy_func, queue };
1352                 MonoGCRootMarkFunc marker = sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1353                 marker (start_root, single_arg_user_copy_or_mark, &data);
1354                 break;
1355         }
1356         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1357                 g_assert_not_reached ();
1358         default:
1359                 g_assert_not_reached ();
1360         }
1361 }
1362
1363 static void
1364 reset_heap_boundaries (void)
1365 {
1366         lowest_heap_address = ~(mword)0;
1367         highest_heap_address = 0;
1368 }
1369
1370 void
1371 sgen_update_heap_boundaries (mword low, mword high)
1372 {
1373         mword old;
1374
1375         do {
1376                 old = lowest_heap_address;
1377                 if (low >= old)
1378                         break;
1379         } while (SGEN_CAS_PTR ((gpointer*)&lowest_heap_address, (gpointer)low, (gpointer)old) != (gpointer)old);
1380
1381         do {
1382                 old = highest_heap_address;
1383                 if (high <= old)
1384                         break;
1385         } while (SGEN_CAS_PTR ((gpointer*)&highest_heap_address, (gpointer)high, (gpointer)old) != (gpointer)old);
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Allocate and setup the data structures needed to be able to allocate objects
1390  * in the nursery. The nursery is stored in nursery_section.
1391  */
1392 static void
1393 alloc_nursery (void)
1394 {
1395         GCMemSection *section;
1396         char *data;
1397         size_t scan_starts;
1398         size_t alloc_size;
1399
1400         if (nursery_section)
1401                 return;
1402         SGEN_LOG (2, "Allocating nursery size: %zu", (size_t)sgen_nursery_size);
1403         /* later we will alloc a larger area for the nursery but only activate
1404          * what we need. The rest will be used as expansion if we have too many pinned
1405          * objects in the existing nursery.
1406          */
1407         /* FIXME: handle OOM */
1408         section = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_SECTION);
1409
1410         alloc_size = sgen_nursery_size;
1411
1412         /* If there isn't enough space even for the nursery we should simply abort. */
1413         g_assert (sgen_memgov_try_alloc_space (alloc_size, SPACE_NURSERY));
1414
1415 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
1416         data = major_collector.alloc_heap (alloc_size, alloc_size, DEFAULT_NURSERY_BITS);
1417 #else
1418         data = major_collector.alloc_heap (alloc_size, 0, DEFAULT_NURSERY_BITS);
1419 #endif
1420         sgen_update_heap_boundaries ((mword)data, (mword)(data + sgen_nursery_size));
1421         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 ());
1422         section->data = section->next_data = data;
1423         section->size = alloc_size;
1424         section->end_data = data + sgen_nursery_size;
1425         scan_starts = (alloc_size + SCAN_START_SIZE - 1) / SCAN_START_SIZE;
1426         section->scan_starts = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (char*) * scan_starts, INTERNAL_MEM_SCAN_STARTS, TRUE);
1427         section->num_scan_start = scan_starts;
1428
1429         nursery_section = section;
1430
1431         sgen_nursery_allocator_set_nursery_bounds (data, data + sgen_nursery_size);
1432 }
1433
1434 void*
1435 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
1436 {
1437         *size = sgen_nursery_size;
1438 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
1439         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
1440 #else
1441         *shift_bits = -1;
1442 #endif
1443         return sgen_get_nursery_start ();
1444 }
1445
1446 void
1447 mono_gc_set_current_thread_appdomain (MonoDomain *domain)
1448 {
1449         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
1450
1451         /* Could be called from sgen_thread_unregister () with a NULL info */
1452         if (domain) {
1453                 g_assert (info);
1454                 info->stopped_domain = domain;
1455         }
1456 }
1457
1458 gboolean
1459 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
1460 {
1461         return !conservative_stack_mark;
1462 }
1463
1464 FILE *
1465 mono_gc_get_logfile (void)
1466 {
1467         return gc_debug_file;
1468 }
1469
1470 static void
1471 report_finalizer_roots_list (FinalizeReadyEntry *list)
1472 {
1473         GCRootReport report;
1474         FinalizeReadyEntry *fin;
1475
1476         report.count = 0;
1477         for (fin = list; fin; fin = fin->next) {
1478                 if (!fin->object)
1479                         continue;
1480                 add_profile_gc_root (&report, fin->object, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1481         }
1482         notify_gc_roots (&report);
1483 }
1484
1485 static void
1486 report_finalizer_roots (void)
1487 {
1488         report_finalizer_roots_list (fin_ready_list);
1489         report_finalizer_roots_list (critical_fin_list);
1490 }
1491
1492 static GCRootReport *root_report;
1493
1494 static void
1495 single_arg_report_root (void **obj, void *gc_data)
1496 {
1497         if (*obj)
1498                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1499 }
1500
1501 static void
1502 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1503 {
1504         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1505         case ROOT_DESC_BITMAP:
1506                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1507                 while (desc) {
1508                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1509                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1510                         }
1511                         desc >>= 1;
1512                         start_root++;
1513                 }
1514                 return;
1515         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1516                 gsize *bitmap_data = sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1517                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1518                 void **start_run = start_root;
1519                 bitmap_data++;
1520                 while (bwords-- > 0) {
1521                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1522                         void **objptr = start_run;
1523                         while (bmap) {
1524                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1525                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1526                                 }
1527                                 bmap >>= 1;
1528                                 ++objptr;
1529                         }
1530                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1531                 }
1532                 break;
1533         }
1534         case ROOT_DESC_USER: {
1535                 MonoGCRootMarkFunc marker = sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1536                 root_report = report;
1537                 marker (start_root, single_arg_report_root, NULL);
1538                 break;
1539         }
1540         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1541                 g_assert_not_reached ();
1542         default:
1543                 g_assert_not_reached ();
1544         }
1545 }
1546
1547 static void
1548 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1549 {
1550         GCRootReport report;
1551         void **start_root;
1552         RootRecord *root;
1553         report.count = 0;
1554         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
1555                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1556                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1557         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1558         notify_gc_roots (&report);
1559 }
1560
1561 static void
1562 report_registered_roots (void)
1563 {
1564         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
1565         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
1566 }
1567
1568 static void
1569 scan_finalizer_entries (FinalizeReadyEntry *list, ScanCopyContext ctx)
1570 {
1571         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
1572         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
1573         FinalizeReadyEntry *fin;
1574
1575         for (fin = list; fin; fin = fin->next) {
1576                 if (!fin->object)
1577                         continue;
1578                 SGEN_LOG (5, "Scan of fin ready object: %p (%s)\n", fin->object, safe_name (fin->object));
1579                 copy_func (&fin->object, queue);
1580         }
1581 }
1582
1583 static const char*
1584 generation_name (int generation)
1585 {
1586         switch (generation) {
1587         case GENERATION_NURSERY: return "nursery";
1588         case GENERATION_OLD: return "old";
1589         default: g_assert_not_reached ();
1590         }
1591 }
1592
1593 const char*
1594 sgen_generation_name (int generation)
1595 {
1596         return generation_name (generation);
1597 }
1598
1599 SgenObjectOperations *
1600 sgen_get_current_object_ops (void){
1601         return &current_object_ops;
1602 }
1603
1604
1605 static void
1606 finish_gray_stack (int generation, GrayQueue *queue)
1607 {
1608         TV_DECLARE (atv);
1609         TV_DECLARE (btv);
1610         int done_with_ephemerons, ephemeron_rounds = 0;
1611         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
1612         ScanObjectFunc scan_func = current_object_ops.scan_object;
1613         ScanCopyContext ctx = { scan_func, copy_func, queue };
1614         char *start_addr = generation == GENERATION_NURSERY ? sgen_get_nursery_start () : NULL;
1615         char *end_addr = generation == GENERATION_NURSERY ? sgen_get_nursery_end () : (char*)-1;
1616
1617         /*
1618          * We copied all the reachable objects. Now it's the time to copy
1619          * the objects that were not referenced by the roots, but by the copied objects.
1620          * we built a stack of objects pointed to by gray_start: they are
1621          * additional roots and we may add more items as we go.
1622          * We loop until gray_start == gray_objects which means no more objects have
1623          * been added. Note this is iterative: no recursion is involved.
1624          * We need to walk the LO list as well in search of marked big objects
1625          * (use a flag since this is needed only on major collections). We need to loop
1626          * here as well, so keep a counter of marked LO (increasing it in copy_object).
1627          *   To achieve better cache locality and cache usage, we drain the gray stack
1628          * frequently, after each object is copied, and just finish the work here.
1629          */
1630         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1631         TV_GETTIME (atv);
1632         SGEN_LOG (2, "%s generation done", generation_name (generation));
1633
1634         /*
1635         Reset bridge data, we might have lingering data from a previous collection if this is a major
1636         collection trigged by minor overflow.
1637
1638         We must reset the gathered bridges since their original block might be evacuated due to major
1639         fragmentation in the meanwhile and the bridge code should not have to deal with that.
1640         */
1641         if (sgen_need_bridge_processing ())
1642                 sgen_bridge_reset_data ();
1643
1644         /*
1645          * Walk the ephemeron tables marking all values with reachable keys. This must be completely done
1646          * before processing finalizable objects and non-tracking weak links to avoid finalizing/clearing
1647          * objects that are in fact reachable.
1648          */
1649         done_with_ephemerons = 0;
1650         do {
1651                 done_with_ephemerons = mark_ephemerons_in_range (ctx);
1652                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1653                 ++ephemeron_rounds;
1654         } while (!done_with_ephemerons);
1655
1656         sgen_mark_togglerefs (start_addr, end_addr, ctx);
1657
1658         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
1659                 /*Make sure the gray stack is empty before we process bridge objects so we get liveness right*/
1660                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1661                 sgen_collect_bridge_objects (generation, ctx);
1662                 if (generation == GENERATION_OLD)
1663                         sgen_collect_bridge_objects (GENERATION_NURSERY, ctx);
1664
1665                 /*
1666                 Do the first bridge step here, as the collector liveness state will become useless after that.
1667
1668                 An important optimization is to only proccess the possibly dead part of the object graph and skip
1669                 over all live objects as we transitively know everything they point must be alive too.
1670
1671                 The above invariant is completely wrong if we let the gray queue be drained and mark/copy everything.
1672
1673                 This has the unfortunate side effect of making overflow collections perform the first step twice, but
1674                 given we now have heuristics that perform major GC in anticipation of minor overflows this should not
1675                 be a big deal.
1676                 */
1677                 sgen_bridge_processing_stw_step ();
1678         }
1679
1680         /*
1681         Make sure we drain the gray stack before processing disappearing links and finalizers.
1682         If we don't make sure it is empty we might wrongly see a live object as dead.
1683         */
1684         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1685
1686         /*
1687         We must clear weak links that don't track resurrection before processing object ready for
1688         finalization so they can be cleared before that.
1689         */
1690         sgen_null_link_in_range (generation, TRUE, ctx);
1691         if (generation == GENERATION_OLD)
1692                 sgen_null_link_in_range (GENERATION_NURSERY, TRUE, ctx);
1693
1694
1695         /* walk the finalization queue and move also the objects that need to be
1696          * finalized: use the finalized objects as new roots so the objects they depend
1697          * on are also not reclaimed. As with the roots above, only objects in the nursery
1698          * are marked/copied.
1699          */
1700         sgen_finalize_in_range (generation, ctx);
1701         if (generation == GENERATION_OLD)
1702                 sgen_finalize_in_range (GENERATION_NURSERY, ctx);
1703         /* drain the new stack that might have been created */
1704         SGEN_LOG (6, "Precise scan of gray area post fin");
1705         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1706
1707         /*
1708          * This must be done again after processing finalizable objects since CWL slots are cleared only after the key is finalized.
1709          */
1710         done_with_ephemerons = 0;
1711         do {
1712                 done_with_ephemerons = mark_ephemerons_in_range (ctx);
1713                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1714                 ++ephemeron_rounds;
1715         } while (!done_with_ephemerons);
1716
1717         /*
1718          * Clear ephemeron pairs with unreachable keys.
1719          * We pass the copy func so we can figure out if an array was promoted or not.
1720          */
1721         clear_unreachable_ephemerons (ctx);
1722
1723         /*
1724          * We clear togglerefs only after all possible chances of revival are done.
1725          * This is semantically more inline with what users expect and it allows for
1726          * user finalizers to correctly interact with TR objects.
1727         */
1728         sgen_clear_togglerefs (start_addr, end_addr, ctx);
1729
1730         TV_GETTIME (btv);
1731         SGEN_LOG (2, "Finalize queue handling scan for %s generation: %d usecs %d ephemeron rounds", generation_name (generation), TV_ELAPSED (atv, btv), ephemeron_rounds);
1732
1733         /*
1734          * handle disappearing links
1735          * Note we do this after checking the finalization queue because if an object
1736          * survives (at least long enough to be finalized) we don't clear the link.
1737          * This also deals with a possible issue with the monitor reclamation: with the Boehm
1738          * GC a finalized object my lose the monitor because it is cleared before the finalizer is
1739          * called.
1740          */
1741         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (queue));
1742         for (;;) {
1743                 sgen_null_link_in_range (generation, FALSE, ctx);
1744                 if (generation == GENERATION_OLD)
1745                         sgen_null_link_in_range (GENERATION_NURSERY, FALSE, ctx);
1746                 if (sgen_gray_object_queue_is_empty (queue))
1747                         break;
1748                 sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
1749         }
1750
1751         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (queue));
1752
1753         sgen_gray_object_queue_trim_free_list (queue);
1754 }
1755
1756 void
1757 sgen_check_section_scan_starts (GCMemSection *section)
1758 {
1759         size_t i;
1760         for (i = 0; i < section->num_scan_start; ++i) {
1761                 if (section->scan_starts [i]) {
1762                         mword size = safe_object_get_size ((MonoObject*) section->scan_starts [i]);
1763                         g_assert (size >= sizeof (MonoObject) && size <= MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
1764                 }
1765         }
1766 }
1767
1768 static void
1769 check_scan_starts (void)
1770 {
1771         if (!do_scan_starts_check)
1772                 return;
1773         sgen_check_section_scan_starts (nursery_section);
1774         major_collector.check_scan_starts ();
1775 }
1776
1777 static void
1778 scan_from_registered_roots (char *addr_start, char *addr_end, int root_type, ScanCopyContext ctx)
1779 {
1780         void **start_root;
1781         RootRecord *root;
1782         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
1783                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1784                 precisely_scan_objects_from (start_root, (void**)root->end_root, addr_start, addr_end, root->root_desc, ctx);
1785         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1786 }
1787
1788 void
1789 sgen_dump_occupied (char *start, char *end, char *section_start)
1790 {
1791         fprintf (heap_dump_file, "<occupied offset=\"%td\" size=\"%td\"/>\n", start - section_start, end - start);
1792 }
1793
1794 void
1795 sgen_dump_section (GCMemSection *section, const char *type)
1796 {
1797         char *start = section->data;
1798         char *end = section->data + section->size;
1799         char *occ_start = NULL;
1800         GCVTable *vt;
1801         char *old_start = NULL; /* just for debugging */
1802
1803         fprintf (heap_dump_file, "<section type=\"%s\" size=\"%lu\">\n", type, (unsigned long)section->size);
1804
1805         while (start < end) {
1806                 guint size;
1807                 MonoClass *class;
1808
1809                 if (!*(void**)start) {
1810                         if (occ_start) {
1811                                 sgen_dump_occupied (occ_start, start, section->data);
1812                                 occ_start = NULL;
1813                         }
1814                         start += sizeof (void*); /* should be ALLOC_ALIGN, really */
1815                         continue;
1816                 }
1817                 g_assert (start < section->next_data);
1818
1819                 if (!occ_start)
1820                         occ_start = start;
1821
1822                 vt = (GCVTable*)LOAD_VTABLE (start);
1823                 class = vt->klass;
1824
1825                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*) start));
1826
1827                 /*
1828                 fprintf (heap_dump_file, "<object offset=\"%d\" class=\"%s.%s\" size=\"%d\"/>\n",
1829                                 start - section->data,
1830                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name,
1831                                 size);
1832                 */
1833
1834                 old_start = start;
1835                 start += size;
1836         }
1837         if (occ_start)
1838                 sgen_dump_occupied (occ_start, start, section->data);
1839
1840         fprintf (heap_dump_file, "</section>\n");
1841 }
1842
1843 static void
1844 dump_object (MonoObject *obj, gboolean dump_location)
1845 {
1846         static char class_name [1024];
1847
1848         MonoClass *class = mono_object_class (obj);
1849         int i, j;
1850
1851         /*
1852          * Python's XML parser is too stupid to parse angle brackets
1853          * in strings, so we just ignore them;
1854          */
1855         i = j = 0;
1856         while (class->name [i] && j < sizeof (class_name) - 1) {
1857                 if (!strchr ("<>\"", class->name [i]))
1858                         class_name [j++] = class->name [i];
1859                 ++i;
1860         }
1861         g_assert (j < sizeof (class_name));
1862         class_name [j] = 0;
1863
1864         fprintf (heap_dump_file, "<object class=\"%s.%s\" size=\"%zd\"",
1865                         class->name_space, class_name,
1866                         safe_object_get_size (obj));
1867         if (dump_location) {
1868                 const char *location;
1869                 if (ptr_in_nursery (obj))
1870                         location = "nursery";
1871                 else if (safe_object_get_size (obj) <= MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
1872                         location = "major";
1873                 else
1874                         location = "LOS";
1875                 fprintf (heap_dump_file, " location=\"%s\"", location);
1876         }
1877         fprintf (heap_dump_file, "/>\n");
1878 }
1879
1880 static void
1881 dump_heap (const char *type, int num, const char *reason)
1882 {
1883         ObjectList *list;
1884         LOSObject *bigobj;
1885
1886         fprintf (heap_dump_file, "<collection type=\"%s\" num=\"%d\"", type, num);
1887         if (reason)
1888                 fprintf (heap_dump_file, " reason=\"%s\"", reason);
1889         fprintf (heap_dump_file, ">\n");
1890         fprintf (heap_dump_file, "<other-mem-usage type=\"mempools\" size=\"%ld\"/>\n", mono_mempool_get_bytes_allocated ());
1891         sgen_dump_internal_mem_usage (heap_dump_file);
1892         fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"stack\" bytes=\"%zu\"/>\n", sgen_pin_stats_get_pinned_byte_count (PIN_TYPE_STACK));
1893         /* fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"static-data\" bytes=\"%d\"/>\n", pinned_byte_counts [PIN_TYPE_STATIC_DATA]); */
1894         fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"other\" bytes=\"%zu\"/>\n", sgen_pin_stats_get_pinned_byte_count (PIN_TYPE_OTHER));
1895
1896         fprintf (heap_dump_file, "<pinned-objects>\n");
1897         for (list = sgen_pin_stats_get_object_list (); list; list = list->next)
1898                 dump_object (list->obj, TRUE);
1899         fprintf (heap_dump_file, "</pinned-objects>\n");
1900
1901         sgen_dump_section (nursery_section, "nursery");
1902
1903         major_collector.dump_heap (heap_dump_file);
1904
1905         fprintf (heap_dump_file, "<los>\n");
1906         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
1907                 dump_object ((MonoObject*)bigobj->data, FALSE);
1908         fprintf (heap_dump_file, "</los>\n");
1909
1910         fprintf (heap_dump_file, "</collection>\n");
1911 }
1912
1913 void
1914 sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
1915 {
1916         g_assert (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES);
1917
1918         if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
1919                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
1920                 moved_objects_idx = 0;
1921         }
1922         moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
1923         moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
1924 }
1925
1926 static void
1927 init_stats (void)
1928 {
1929         static gboolean inited = FALSE;
1930
1931         if (inited)
1932                 return;
1933
1934         mono_counters_register ("Collection max time",  MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME | MONO_COUNTER_MONOTONIC, &time_max);
1935
1936         mono_counters_register ("Minor fragment clear", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_pre_collection_fragment_clear);
1937         mono_counters_register ("Minor pinning", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_pinning);
1938         mono_counters_register ("Minor scan remembered set", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_remsets);
1939         mono_counters_register ("Minor scan pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_pinned);
1940         mono_counters_register ("Minor scan registered roots", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_registered_roots);
1941         mono_counters_register ("Minor scan thread data", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_scan_thread_data);
1942         mono_counters_register ("Minor finish gray stack", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_finish_gray_stack);
1943         mono_counters_register ("Minor fragment creation", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_minor_fragment_creation);
1944
1945         mono_counters_register ("Major fragment clear", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_pre_collection_fragment_clear);
1946         mono_counters_register ("Major pinning", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_pinning);
1947         mono_counters_register ("Major scan pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_pinned);
1948         mono_counters_register ("Major scan registered roots", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_registered_roots);
1949         mono_counters_register ("Major scan thread data", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_thread_data);
1950         mono_counters_register ("Major scan alloc_pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_alloc_pinned);
1951         mono_counters_register ("Major scan finalized", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_finalized);
1952         mono_counters_register ("Major scan big objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_scan_big_objects);
1953         mono_counters_register ("Major finish gray stack", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_finish_gray_stack);
1954         mono_counters_register ("Major free big objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_free_bigobjs);
1955         mono_counters_register ("Major LOS sweep", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_los_sweep);
1956         mono_counters_register ("Major sweep", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_sweep);
1957         mono_counters_register ("Major fragment creation", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG | MONO_COUNTER_TIME, &time_major_fragment_creation);
1958
1959         mono_counters_register ("Number of pinned objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_pinned_objects);
1960
1961 #ifdef HEAVY_STATISTICS
1962         mono_counters_register ("WBarrier remember pointer", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_add_to_global_remset);
1963         mono_counters_register ("WBarrier set field", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_field);
1964         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_arrayref);
1965         mono_counters_register ("WBarrier arrayref copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_arrayref_copy);
1966         mono_counters_register ("WBarrier generic store called", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_generic_store);
1967         mono_counters_register ("WBarrier generic atomic store called", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_generic_store_atomic);
1968         mono_counters_register ("WBarrier set root", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_root);
1969         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_value_copy);
1970         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_object_copy);
1971
1972         mono_counters_register ("# objects allocated degraded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_objects_alloced_degraded);
1973         mono_counters_register ("bytes allocated degraded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_bytes_alloced_degraded);
1974
1975         mono_counters_register ("# copy_object() called (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_copy_object_called_nursery);
1976         mono_counters_register ("# objects copied (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_objects_copied_nursery);
1977         mono_counters_register ("# copy_object() called (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_copy_object_called_major);
1978         mono_counters_register ("# objects copied (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_objects_copied_major);
1979
1980         mono_counters_register ("# scan_object() called (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_scan_object_called_nursery);
1981         mono_counters_register ("# scan_object() called (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_scan_object_called_major);
1982
1983         mono_counters_register ("Slots allocated in vain", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_slots_allocated_in_vain);
1984
1985         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed from space", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_nursery_copy_object_failed_from_space);
1986         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed forwarded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_nursery_copy_object_failed_forwarded);
1987         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_nursery_copy_object_failed_pinned);
1988         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed to space", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_nursery_copy_object_failed_to_space);
1989
1990         sgen_nursery_allocator_init_heavy_stats ();
1991         sgen_alloc_init_heavy_stats ();
1992 #endif
1993
1994         inited = TRUE;
1995 }
1996
1997
1998 static void
1999 reset_pinned_from_failed_allocation (void)
2000 {
2001         bytes_pinned_from_failed_allocation = 0;
2002 }
2003
2004 void
2005 sgen_set_pinned_from_failed_allocation (mword objsize)
2006 {
2007         bytes_pinned_from_failed_allocation += objsize;
2008 }
2009
2010 gboolean
2011 sgen_collection_is_concurrent (void)
2012 {
2013         switch (current_collection_generation) {
2014         case GENERATION_NURSERY:
2015                 return FALSE;
2016         case GENERATION_OLD:
2017                 return concurrent_collection_in_progress;
2018         default:
2019                 g_error ("Invalid current generation %d", current_collection_generation);
2020         }
2021 }
2022
2023 gboolean
2024 sgen_concurrent_collection_in_progress (void)
2025 {
2026         return concurrent_collection_in_progress;
2027 }
2028
2029 typedef struct
2030 {
2031         char *heap_start;
2032         char *heap_end;
2033 } FinishRememberedSetScanJobData;
2034
2035 static void
2036 job_finish_remembered_set_scan (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2037 {
2038         FinishRememberedSetScanJobData *job_data = job_data_untyped;
2039
2040         remset.finish_scan_remsets (job_data->heap_start, job_data->heap_end, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2041         sgen_free_internal_dynamic (job_data, sizeof (FinishRememberedSetScanJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA);
2042 }
2043
2044 typedef struct
2045 {
2046         CopyOrMarkObjectFunc copy_or_mark_func;
2047         ScanObjectFunc scan_func;
2048         char *heap_start;
2049         char *heap_end;
2050         int root_type;
2051 } ScanFromRegisteredRootsJobData;
2052
2053 static void
2054 job_scan_from_registered_roots (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2055 {
2056         ScanFromRegisteredRootsJobData *job_data = job_data_untyped;
2057         ScanCopyContext ctx = { job_data->scan_func, job_data->copy_or_mark_func,
2058                 sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data) };
2059
2060         scan_from_registered_roots (job_data->heap_start, job_data->heap_end, job_data->root_type, ctx);
2061         sgen_free_internal_dynamic (job_data, sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA);
2062 }
2063
2064 typedef struct
2065 {
2066         char *heap_start;
2067         char *heap_end;
2068 } ScanThreadDataJobData;
2069
2070 static void
2071 job_scan_thread_data (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2072 {
2073         ScanThreadDataJobData *job_data = job_data_untyped;
2074
2075         scan_thread_data (job_data->heap_start, job_data->heap_end, TRUE,
2076                         sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2077         sgen_free_internal_dynamic (job_data, sizeof (ScanThreadDataJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA);
2078 }
2079
2080 static void
2081 job_scan_finalizer_entries (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2082 {
2083         FinalizeReadyEntry *list = job_data_untyped;
2084         ScanCopyContext ctx = { NULL, current_object_ops.copy_or_mark_object, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data) };
2085
2086         scan_finalizer_entries (list, ctx);
2087 }
2088
2089 static void
2090 job_scan_major_mod_union_cardtable (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2091 {
2092         g_assert (concurrent_collection_in_progress);
2093         major_collector.scan_card_table (TRUE, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2094 }
2095
2096 static void
2097 job_scan_los_mod_union_cardtable (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2098 {
2099         g_assert (concurrent_collection_in_progress);
2100         sgen_los_scan_card_table (TRUE, sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2101 }
2102
2103 static void
2104 verify_scan_starts (char *start, char *end)
2105 {
2106         size_t i;
2107
2108         for (i = 0; i < nursery_section->num_scan_start; ++i) {
2109                 char *addr = nursery_section->scan_starts [i];
2110                 if (addr > start && addr < end)
2111                         SGEN_LOG (1, "NFC-BAD SCAN START [%zu] %p for obj [%p %p]", i, addr, start, end);
2112         }
2113 }
2114
2115 static void
2116 verify_nursery (void)
2117 {
2118         char *start, *end, *cur, *hole_start;
2119
2120         if (!do_verify_nursery)
2121                 return;
2122
2123         if (nursery_canaries_enabled ())
2124                 SGEN_LOG (1, "Checking nursery canaries...");
2125
2126         /*This cleans up unused fragments */
2127         sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
2128
2129         hole_start = start = cur = sgen_get_nursery_start ();
2130         end = sgen_get_nursery_end ();
2131
2132         while (cur < end) {
2133                 size_t ss, size;
2134
2135                 if (!*(void**)cur) {
2136                         cur += sizeof (void*);
2137                         continue;
2138                 }
2139
2140                 if (object_is_forwarded (cur))
2141                         SGEN_LOG (1, "FORWARDED OBJ %p", cur);
2142                 else if (object_is_pinned (cur))
2143                         SGEN_LOG (1, "PINNED OBJ %p", cur);
2144
2145                 ss = safe_object_get_size ((MonoObject*)cur);
2146                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)cur));
2147                 verify_scan_starts (cur, cur + size);
2148                 if (do_dump_nursery_content) {
2149                         if (cur > hole_start)
2150                                 SGEN_LOG (1, "HOLE [%p %p %d]", hole_start, cur, (int)(cur - hole_start));
2151                         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 ());
2152                 }
2153                 if (nursery_canaries_enabled () && (MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (cur) != array_fill_vtable) {
2154                         CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (cur);
2155                         CANARIFY_SIZE (size);
2156                 }
2157                 cur += size;
2158                 hole_start = cur;
2159         }
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Checks that no objects in the nursery are fowarded or pinned.  This
2164  * is a precondition to restarting the mutator while doing a
2165  * concurrent collection.  Note that we don't clear fragments because
2166  * we depend on that having happened earlier.
2167  */
2168 static void
2169 check_nursery_is_clean (void)
2170 {
2171         char *start, *end, *cur;
2172
2173         start = cur = sgen_get_nursery_start ();
2174         end = sgen_get_nursery_end ();
2175
2176         while (cur < end) {
2177                 size_t ss, size;
2178
2179                 if (!*(void**)cur) {
2180                         cur += sizeof (void*);
2181                         continue;
2182                 }
2183
2184                 g_assert (!object_is_forwarded (cur));
2185                 g_assert (!object_is_pinned (cur));
2186
2187                 ss = safe_object_get_size ((MonoObject*)cur);
2188                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)cur));
2189                 verify_scan_starts (cur, cur + size);
2190
2191                 cur += size;
2192         }
2193 }
2194
2195 static void
2196 init_gray_queue (void)
2197 {
2198         if (sgen_collection_is_concurrent ())
2199                 sgen_workers_init_distribute_gray_queue ();
2200         sgen_gray_object_queue_init (&gray_queue, NULL);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Perform a nursery collection.
2205  *
2206  * Return whether any objects were late-pinned due to being out of memory.
2207  */
2208 static gboolean
2209 collect_nursery (SgenGrayQueue *unpin_queue, gboolean finish_up_concurrent_mark)
2210 {
2211         gboolean needs_major;
2212         size_t max_garbage_amount;
2213         char *nursery_next;
2214         FinishRememberedSetScanJobData *frssjd;
2215         ScanFromRegisteredRootsJobData *scrrjd_normal, *scrrjd_wbarrier;
2216         ScanThreadDataJobData *stdjd;
2217         mword fragment_total;
2218         ScanCopyContext ctx;
2219         TV_DECLARE (atv);
2220         TV_DECLARE (btv);
2221
2222         if (disable_minor_collections)
2223                 return TRUE;
2224
2225         TV_GETTIME (last_minor_collection_start_tv);
2226         atv = last_minor_collection_start_tv;
2227
2228         MONO_GC_BEGIN (GENERATION_NURSERY);
2229         binary_protocol_collection_begin (gc_stats.minor_gc_count, GENERATION_NURSERY);
2230
2231         verify_nursery ();
2232
2233 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2234         mono_perfcounters->gc_collections0++;
2235 #endif
2236
2237         current_collection_generation = GENERATION_NURSERY;
2238         current_object_ops = sgen_minor_collector.serial_ops;
2239
2240         reset_pinned_from_failed_allocation ();
2241
2242         check_scan_starts ();
2243
2244         sgen_nursery_alloc_prepare_for_minor ();
2245
2246         degraded_mode = 0;
2247         objects_pinned = 0;
2248         nursery_next = sgen_nursery_alloc_get_upper_alloc_bound ();
2249         /* FIXME: optimize later to use the higher address where an object can be present */
2250         nursery_next = MAX (nursery_next, sgen_get_nursery_end ());
2251
2252         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 ()));
2253         max_garbage_amount = nursery_next - sgen_get_nursery_start ();
2254         g_assert (nursery_section->size >= max_garbage_amount);
2255
2256         /* world must be stopped already */
2257         TV_GETTIME (btv);
2258         time_minor_pre_collection_fragment_clear += TV_ELAPSED (atv, btv);
2259
2260         if (xdomain_checks) {
2261                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2262                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2263         }
2264
2265         nursery_section->next_data = nursery_next;
2266
2267         major_collector.start_nursery_collection ();
2268
2269         sgen_memgov_minor_collection_start ();
2270
2271         init_gray_queue ();
2272
2273         gc_stats.minor_gc_count ++;
2274
2275         if (whole_heap_check_before_collection) {
2276                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2277                 sgen_check_whole_heap (finish_up_concurrent_mark);
2278         }
2279         if (consistency_check_at_minor_collection)
2280                 sgen_check_consistency ();
2281
2282         MONO_GC_CHECKPOINT_1 (GENERATION_NURSERY);
2283
2284         sgen_process_fin_stage_entries ();
2285         sgen_process_dislink_stage_entries ();
2286
2287         MONO_GC_CHECKPOINT_2 (GENERATION_NURSERY);
2288
2289         /* pin from pinned handles */
2290         sgen_init_pinning ();
2291         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_MARK_START, 0);
2292         pin_from_roots (sgen_get_nursery_start (), nursery_next, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2293         /* pin cemented objects */
2294         sgen_pin_cemented_objects ();
2295         /* identify pinned objects */
2296         sgen_optimize_pin_queue ();
2297         sgen_pinning_setup_section (nursery_section);
2298         ctx.scan_func = NULL;
2299         ctx.copy_func = NULL;
2300         ctx.queue = WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE;
2301         pin_objects_in_nursery (ctx);
2302         sgen_pinning_trim_queue_to_section (nursery_section);
2303
2304         TV_GETTIME (atv);
2305         time_minor_pinning += TV_ELAPSED (btv, atv);
2306         SGEN_LOG (2, "Finding pinned pointers: %zd in %d usecs", sgen_get_pinned_count (), TV_ELAPSED (btv, atv));
2307         SGEN_LOG (4, "Start scan with %zd pinned objects", sgen_get_pinned_count ());
2308
2309         MONO_GC_CHECKPOINT_3 (GENERATION_NURSERY);
2310
2311         frssjd = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (FinishRememberedSetScanJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2312         frssjd->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2313         frssjd->heap_end = nursery_next;
2314         sgen_workers_enqueue_job (job_finish_remembered_set_scan, frssjd);
2315
2316         /* we don't have complete write barrier yet, so we scan all the old generation sections */
2317         TV_GETTIME (btv);
2318         time_minor_scan_remsets += TV_ELAPSED (atv, btv);
2319         SGEN_LOG (2, "Old generation scan: %d usecs", TV_ELAPSED (atv, btv));
2320
2321         MONO_GC_CHECKPOINT_4 (GENERATION_NURSERY);
2322
2323         /* FIXME: why is this here? */
2324         ctx.scan_func = current_object_ops.scan_object;
2325         ctx.copy_func = NULL;
2326         ctx.queue = &gray_queue;
2327         sgen_drain_gray_stack (-1, ctx);
2328
2329         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2330                 report_registered_roots ();
2331         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2332                 report_finalizer_roots ();
2333         TV_GETTIME (atv);
2334         time_minor_scan_pinned += TV_ELAPSED (btv, atv);
2335
2336         MONO_GC_CHECKPOINT_5 (GENERATION_NURSERY);
2337
2338         /* registered roots, this includes static fields */
2339         scrrjd_normal = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2340         scrrjd_normal->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2341         scrrjd_normal->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2342         scrrjd_normal->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2343         scrrjd_normal->heap_end = nursery_next;
2344         scrrjd_normal->root_type = ROOT_TYPE_NORMAL;
2345         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_normal);
2346
2347         scrrjd_wbarrier = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2348         scrrjd_wbarrier->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2349         scrrjd_wbarrier->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2350         scrrjd_wbarrier->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2351         scrrjd_wbarrier->heap_end = nursery_next;
2352         scrrjd_wbarrier->root_type = ROOT_TYPE_WBARRIER;
2353         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_wbarrier);
2354
2355         TV_GETTIME (btv);
2356         time_minor_scan_registered_roots += TV_ELAPSED (atv, btv);
2357
2358         MONO_GC_CHECKPOINT_6 (GENERATION_NURSERY);
2359
2360         /* thread data */
2361         stdjd = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanThreadDataJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2362         stdjd->heap_start = sgen_get_nursery_start ();
2363         stdjd->heap_end = nursery_next;
2364         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_thread_data, stdjd);
2365
2366         TV_GETTIME (atv);
2367         time_minor_scan_thread_data += TV_ELAPSED (btv, atv);
2368         btv = atv;
2369
2370         MONO_GC_CHECKPOINT_7 (GENERATION_NURSERY);
2371
2372         g_assert (!sgen_collection_is_concurrent ());
2373
2374         /* Scan the list of objects ready for finalization. If */
2375         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, fin_ready_list);
2376         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, critical_fin_list);
2377
2378         MONO_GC_CHECKPOINT_8 (GENERATION_NURSERY);
2379
2380         finish_gray_stack (GENERATION_NURSERY, &gray_queue);
2381         TV_GETTIME (atv);
2382         time_minor_finish_gray_stack += TV_ELAPSED (btv, atv);
2383         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_MARK_END, 0);
2384
2385         MONO_GC_CHECKPOINT_9 (GENERATION_NURSERY);
2386
2387         /*
2388          * The (single-threaded) finalization code might have done
2389          * some copying/marking so we can only reset the GC thread's
2390          * worker data here instead of earlier when we joined the
2391          * workers.
2392          */
2393         sgen_workers_reset_data ();
2394
2395         if (objects_pinned) {
2396                 sgen_optimize_pin_queue ();
2397                 sgen_pinning_setup_section (nursery_section);
2398         }
2399
2400         /* walk the pin_queue, build up the fragment list of free memory, unmark
2401          * pinned objects as we go, memzero() the empty fragments so they are ready for the
2402          * next allocations.
2403          */
2404         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_RECLAIM_START, 0);
2405         fragment_total = sgen_build_nursery_fragments (nursery_section, unpin_queue);
2406         if (!fragment_total)
2407                 degraded_mode = 1;
2408
2409         /* Clear TLABs for all threads */
2410         sgen_clear_tlabs ();
2411
2412         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_RECLAIM_END, 0);
2413         TV_GETTIME (btv);
2414         time_minor_fragment_creation += TV_ELAPSED (atv, btv);
2415         SGEN_LOG (2, "Fragment creation: %d usecs, %lu bytes available", TV_ELAPSED (atv, btv), (unsigned long)fragment_total);
2416
2417         if (consistency_check_at_minor_collection)
2418                 sgen_check_major_refs ();
2419
2420         major_collector.finish_nursery_collection ();
2421
2422         TV_GETTIME (last_minor_collection_end_tv);
2423         gc_stats.minor_gc_time += TV_ELAPSED (last_minor_collection_start_tv, last_minor_collection_end_tv);
2424
2425         if (heap_dump_file)
2426                 dump_heap ("minor", gc_stats.minor_gc_count - 1, NULL);
2427
2428         /* prepare the pin queue for the next collection */
2429         sgen_finish_pinning ();
2430         if (fin_ready_list || critical_fin_list) {
2431                 SGEN_LOG (4, "Finalizer-thread wakeup: ready %d", num_ready_finalizers);
2432                 mono_gc_finalize_notify ();
2433         }
2434         sgen_pin_stats_reset ();
2435         /* clear cemented hash */
2436         sgen_cement_clear_below_threshold ();
2437
2438         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2439
2440         remset.finish_minor_collection ();
2441
2442         check_scan_starts ();
2443
2444         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
2445
2446         sgen_memgov_minor_collection_end ();
2447
2448         /*objects are late pinned because of lack of memory, so a major is a good call*/
2449         needs_major = objects_pinned > 0;
2450         current_collection_generation = -1;
2451         objects_pinned = 0;
2452
2453         MONO_GC_END (GENERATION_NURSERY);
2454         binary_protocol_collection_end (gc_stats.minor_gc_count - 1, GENERATION_NURSERY, 0, 0);
2455
2456         if (check_nursery_objects_pinned && !sgen_minor_collector.is_split)
2457                 sgen_check_nursery_objects_pinned (unpin_queue != NULL);
2458
2459         return needs_major;
2460 }
2461
2462 static void
2463 scan_nursery_objects_callback (char *obj, size_t size, ScanCopyContext *ctx)
2464 {
2465         /*
2466          * This is called on all objects in the nursery, including pinned ones, so we need
2467          * to use sgen_obj_get_descriptor_safe(), which masks out the vtable tag bits.
2468          */
2469         ctx->scan_func (obj, sgen_obj_get_descriptor_safe (obj), ctx->queue);
2470 }
2471
2472 static void
2473 scan_nursery_objects (ScanCopyContext ctx)
2474 {
2475         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
2476                         (IterateObjectCallbackFunc)scan_nursery_objects_callback, (void*)&ctx, FALSE);
2477 }
2478
2479 static void
2480 major_copy_or_mark_from_roots (size_t *old_next_pin_slot, gboolean start_concurrent_mark, gboolean finish_up_concurrent_mark, gboolean scan_mod_union, gboolean scan_whole_nursery)
2481 {
2482         LOSObject *bigobj;
2483         TV_DECLARE (atv);
2484         TV_DECLARE (btv);
2485         /* FIXME: only use these values for the precise scan
2486          * note that to_space pointers should be excluded anyway...
2487          */
2488         char *heap_start = NULL;
2489         char *heap_end = (char*)-1;
2490         gboolean profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
2491         GCRootReport root_report = { 0 };
2492         ScanFromRegisteredRootsJobData *scrrjd_normal, *scrrjd_wbarrier;
2493         ScanThreadDataJobData *stdjd;
2494         ScanCopyContext ctx;
2495
2496         if (concurrent_collection_in_progress) {
2497                 /*This cleans up unused fragments */
2498                 sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
2499
2500                 if (do_concurrent_checks)
2501                         check_nursery_is_clean ();
2502         } else {
2503                 /* The concurrent collector doesn't touch the nursery. */
2504                 sgen_nursery_alloc_prepare_for_major ();
2505         }
2506
2507         init_gray_queue ();
2508
2509         TV_GETTIME (atv);
2510
2511         /* Pinning depends on this */
2512         sgen_clear_nursery_fragments ();
2513
2514         if (whole_heap_check_before_collection)
2515                 sgen_check_whole_heap (finish_up_concurrent_mark);
2516
2517         TV_GETTIME (btv);
2518         time_major_pre_collection_fragment_clear += TV_ELAPSED (atv, btv);
2519
2520         if (!sgen_collection_is_concurrent ())
2521                 nursery_section->next_data = sgen_get_nursery_end ();
2522         /* we should also coalesce scanning from sections close to each other
2523          * and deal with pointers outside of the sections later.
2524          */
2525
2526         objects_pinned = 0;
2527         *major_collector.have_swept = FALSE;
2528
2529         if (xdomain_checks) {
2530                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2531                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2532         }
2533
2534         if (!concurrent_collection_in_progress) {
2535                 /* Remsets are not useful for a major collection */
2536                 remset.prepare_for_major_collection ();
2537         }
2538
2539         sgen_process_fin_stage_entries ();
2540         sgen_process_dislink_stage_entries ();
2541
2542         TV_GETTIME (atv);
2543         sgen_init_pinning ();
2544         SGEN_LOG (6, "Collecting pinned addresses");
2545         pin_from_roots ((void*)lowest_heap_address, (void*)highest_heap_address, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2546
2547         if (!concurrent_collection_in_progress || finish_up_concurrent_mark) {
2548                 if (major_collector.is_concurrent) {
2549                         /*
2550                          * The concurrent major collector cannot evict
2551                          * yet, so we need to pin cemented objects to
2552                          * not break some asserts.
2553                          *
2554                          * FIXME: We could evict now!
2555                          */
2556                         sgen_pin_cemented_objects ();
2557                 }
2558
2559                 if (!concurrent_collection_in_progress)
2560                         sgen_cement_reset ();
2561         }
2562
2563         sgen_optimize_pin_queue ();
2564
2565         /*
2566          * pin_queue now contains all candidate pointers, sorted and
2567          * uniqued.  We must do two passes now to figure out which
2568          * objects are pinned.
2569          *
2570          * The first is to find within the pin_queue the area for each
2571          * section.  This requires that the pin_queue be sorted.  We
2572          * also process the LOS objects and pinned chunks here.
2573          *
2574          * The second, destructive, pass is to reduce the section
2575          * areas to pointers to the actually pinned objects.
2576          */
2577         SGEN_LOG (6, "Pinning from sections");
2578         /* first pass for the sections */
2579         sgen_find_section_pin_queue_start_end (nursery_section);
2580         major_collector.find_pin_queue_start_ends (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2581         /* identify possible pointers to the insize of large objects */
2582         SGEN_LOG (6, "Pinning from large objects");
2583         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next) {
2584                 size_t dummy;
2585                 if (sgen_find_optimized_pin_queue_area (bigobj->data, (char*)bigobj->data + sgen_los_object_size (bigobj), &dummy, &dummy)) {
2586                         binary_protocol_pin (bigobj->data, (gpointer)LOAD_VTABLE (bigobj->data), safe_object_get_size (((MonoObject*)(bigobj->data))));
2587
2588 #ifdef ENABLE_DTRACE
2589                         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_OBJ_PINNED_ENABLED ())) {
2590                                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (bigobj->data);
2591                                 MONO_GC_OBJ_PINNED ((mword)bigobj->data, sgen_safe_object_get_size ((MonoObject*)bigobj->data), vt->klass->name_space, vt->klass->name, GENERATION_OLD);
2592                         }
2593 #endif
2594
2595                         if (sgen_los_object_is_pinned (bigobj->data)) {
2596                                 g_assert (finish_up_concurrent_mark);
2597                                 continue;
2598                         }
2599                         sgen_los_pin_object (bigobj->data);
2600                         if (SGEN_OBJECT_HAS_REFERENCES (bigobj->data))
2601                                 GRAY_OBJECT_ENQUEUE (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE, bigobj->data, sgen_obj_get_descriptor (bigobj->data));
2602                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
2603                                 sgen_pin_stats_register_object ((char*) bigobj->data, safe_object_get_size ((MonoObject*) bigobj->data));
2604                         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));
2605
2606                         if (profile_roots)
2607                                 add_profile_gc_root (&root_report, bigobj->data, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
2608                 }
2609         }
2610         if (profile_roots)
2611                 notify_gc_roots (&root_report);
2612         /* second pass for the sections */
2613         ctx.scan_func = concurrent_collection_in_progress ? current_object_ops.scan_object : NULL;
2614         ctx.copy_func = NULL;
2615         ctx.queue = WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE;
2616
2617         /*
2618          * Concurrent mark never follows references into the nursery.  In the start and
2619          * finish pauses we must scan live nursery objects, though.
2620          *
2621          * In the finish pause we do this conservatively by scanning all nursery objects.
2622          * Previously we would only scan pinned objects here.  We assumed that all objects
2623          * that were pinned during the nursery collection immediately preceding this finish
2624          * mark would be pinned again here.  Due to the way we get the stack end for the GC
2625          * thread, however, that's not necessarily the case: we scan part of the stack used
2626          * by the GC itself, which changes constantly, so pinning isn't entirely
2627          * deterministic.
2628          *
2629          * The split nursery also complicates things because non-pinned objects can survive
2630          * in the nursery.  That's why we need to do a full scan of the nursery for it, too.
2631          *
2632          * In the future we shouldn't do a preceding nursery collection at all and instead
2633          * do the finish pause with promotion from the nursery.
2634          *
2635          * A further complication arises when we have late-pinned objects from the preceding
2636          * nursery collection.  Those are the result of being out of memory when trying to
2637          * evacuate objects.  They won't be found from the roots, so we just scan the whole
2638          * nursery.
2639          *
2640          * Non-concurrent mark evacuates from the nursery, so it's
2641          * sufficient to just scan pinned nursery objects.
2642          */
2643         if (scan_whole_nursery || finish_up_concurrent_mark || (concurrent_collection_in_progress && sgen_minor_collector.is_split)) {
2644                 scan_nursery_objects (ctx);
2645         } else {
2646                 pin_objects_in_nursery (ctx);
2647                 if (check_nursery_objects_pinned && !sgen_minor_collector.is_split)
2648                         sgen_check_nursery_objects_pinned (!concurrent_collection_in_progress || finish_up_concurrent_mark);
2649         }
2650
2651         major_collector.pin_objects (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2652         if (old_next_pin_slot)
2653                 *old_next_pin_slot = sgen_get_pinned_count ();
2654
2655         TV_GETTIME (btv);
2656         time_major_pinning += TV_ELAPSED (atv, btv);
2657         SGEN_LOG (2, "Finding pinned pointers: %zd in %d usecs", sgen_get_pinned_count (), TV_ELAPSED (atv, btv));
2658         SGEN_LOG (4, "Start scan with %zd pinned objects", sgen_get_pinned_count ());
2659
2660         major_collector.init_to_space ();
2661
2662         /*
2663          * The concurrent collector doesn't move objects, neither on
2664          * the major heap nor in the nursery, so we can mark even
2665          * before pinning has finished.  For the non-concurrent
2666          * collector we start the workers after pinning.
2667          */
2668         if (start_concurrent_mark) {
2669                 sgen_workers_start_all_workers ();
2670                 gray_queue_enable_redirect (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2671         }
2672
2673 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
2674         main_gc_thread = mono_native_thread_self ();
2675 #endif
2676
2677         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2678                 report_registered_roots ();
2679         TV_GETTIME (atv);
2680         time_major_scan_pinned += TV_ELAPSED (btv, atv);
2681
2682         /* registered roots, this includes static fields */
2683         scrrjd_normal = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2684         scrrjd_normal->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2685         scrrjd_normal->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2686         scrrjd_normal->heap_start = heap_start;
2687         scrrjd_normal->heap_end = heap_end;
2688         scrrjd_normal->root_type = ROOT_TYPE_NORMAL;
2689         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_normal);
2690
2691         scrrjd_wbarrier = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanFromRegisteredRootsJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2692         scrrjd_wbarrier->copy_or_mark_func = current_object_ops.copy_or_mark_object;
2693         scrrjd_wbarrier->scan_func = current_object_ops.scan_object;
2694         scrrjd_wbarrier->heap_start = heap_start;
2695         scrrjd_wbarrier->heap_end = heap_end;
2696         scrrjd_wbarrier->root_type = ROOT_TYPE_WBARRIER;
2697         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, scrrjd_wbarrier);
2698
2699         TV_GETTIME (btv);
2700         time_major_scan_registered_roots += TV_ELAPSED (atv, btv);
2701
2702         /* Threads */
2703         stdjd = sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (ScanThreadDataJobData), INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA, TRUE);
2704         stdjd->heap_start = heap_start;
2705         stdjd->heap_end = heap_end;
2706         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_thread_data, stdjd);
2707
2708         TV_GETTIME (atv);
2709         time_major_scan_thread_data += TV_ELAPSED (btv, atv);
2710
2711         TV_GETTIME (btv);
2712         time_major_scan_alloc_pinned += TV_ELAPSED (atv, btv);
2713
2714         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2715                 report_finalizer_roots ();
2716
2717         /* scan the list of objects ready for finalization */
2718         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, fin_ready_list);
2719         sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, critical_fin_list);
2720
2721         if (scan_mod_union) {
2722                 g_assert (finish_up_concurrent_mark);
2723
2724                 /* Mod union card table */
2725                 sgen_workers_enqueue_job (job_scan_major_mod_union_cardtable, NULL);
2726                 sgen_workers_enqueue_job (job_scan_los_mod_union_cardtable, NULL);
2727         }
2728
2729         TV_GETTIME (atv);
2730         time_major_scan_finalized += TV_ELAPSED (btv, atv);
2731         SGEN_LOG (2, "Root scan: %d usecs", TV_ELAPSED (btv, atv));
2732
2733         TV_GETTIME (btv);
2734         time_major_scan_big_objects += TV_ELAPSED (atv, btv);
2735
2736         if (concurrent_collection_in_progress) {
2737                 /* prepare the pin queue for the next collection */
2738                 sgen_finish_pinning ();
2739
2740                 sgen_pin_stats_reset ();
2741
2742                 if (do_concurrent_checks)
2743                         check_nursery_is_clean ();
2744         }
2745 }
2746
2747 static void
2748 major_start_collection (gboolean concurrent, size_t *old_next_pin_slot)
2749 {
2750         MONO_GC_BEGIN (GENERATION_OLD);
2751         binary_protocol_collection_begin (gc_stats.major_gc_count, GENERATION_OLD);
2752
2753         current_collection_generation = GENERATION_OLD;
2754 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2755         mono_perfcounters->gc_collections1++;
2756 #endif
2757
2758         g_assert (sgen_section_gray_queue_is_empty (sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ()));
2759
2760         if (concurrent) {
2761                 g_assert (major_collector.is_concurrent);
2762                 concurrent_collection_in_progress = TRUE;
2763
2764                 sgen_cement_concurrent_start ();
2765
2766                 current_object_ops = major_collector.major_concurrent_ops;
2767         } else {
2768                 current_object_ops = major_collector.major_ops;
2769         }
2770
2771         reset_pinned_from_failed_allocation ();
2772
2773         sgen_memgov_major_collection_start ();
2774
2775         //count_ref_nonref_objs ();
2776         //consistency_check ();
2777
2778         check_scan_starts ();
2779
2780         degraded_mode = 0;
2781         SGEN_LOG (1, "Start major collection %d", gc_stats.major_gc_count);
2782         gc_stats.major_gc_count ++;
2783
2784         if (major_collector.start_major_collection)
2785                 major_collector.start_major_collection ();
2786
2787         major_copy_or_mark_from_roots (old_next_pin_slot, concurrent, FALSE, FALSE, FALSE);
2788 }
2789
2790 static void
2791 wait_for_workers_to_finish (void)
2792 {
2793         while (!sgen_workers_all_done ())
2794                 g_usleep (200);
2795 }
2796
2797 static void
2798 major_finish_collection (const char *reason, size_t old_next_pin_slot, gboolean scan_mod_union, gboolean scan_whole_nursery)
2799 {
2800         ScannedObjectCounts counts;
2801         LOSObject *bigobj, *prevbo;
2802         TV_DECLARE (atv);
2803         TV_DECLARE (btv);
2804
2805         TV_GETTIME (btv);
2806
2807         if (concurrent_collection_in_progress) {
2808                 sgen_workers_signal_start_nursery_collection_and_wait ();
2809
2810                 current_object_ops = major_collector.major_concurrent_ops;
2811
2812                 major_copy_or_mark_from_roots (NULL, FALSE, TRUE, scan_mod_union, scan_whole_nursery);
2813
2814                 sgen_workers_signal_finish_nursery_collection ();
2815                 gray_queue_enable_redirect (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2816
2817                 sgen_workers_join ();
2818
2819                 SGEN_ASSERT (0, sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue), "Why is the gray queue not empty after workers have finished working?");
2820
2821 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
2822                 main_gc_thread = NULL;
2823 #endif
2824
2825                 if (do_concurrent_checks)
2826                         check_nursery_is_clean ();
2827         } else {
2828                 SGEN_ASSERT (0, !scan_whole_nursery, "scan_whole_nursery only applies to concurrent collections");
2829                 current_object_ops = major_collector.major_ops;
2830         }
2831
2832         /*
2833          * The workers have stopped so we need to finish gray queue
2834          * work that might result from finalization in the main GC
2835          * thread.  Redirection must therefore be turned off.
2836          */
2837         sgen_gray_object_queue_disable_alloc_prepare (&gray_queue);
2838         g_assert (sgen_section_gray_queue_is_empty (sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ()));
2839
2840         /* all the objects in the heap */
2841         finish_gray_stack (GENERATION_OLD, &gray_queue);
2842         TV_GETTIME (atv);
2843         time_major_finish_gray_stack += TV_ELAPSED (btv, atv);
2844
2845         SGEN_ASSERT (0, sgen_workers_all_done (), "Can't have workers working after joining");
2846
2847         /*
2848          * The (single-threaded) finalization code might have done
2849          * some copying/marking so we can only reset the GC thread's
2850          * worker data here instead of earlier when we joined the
2851          * workers.
2852          */
2853         sgen_workers_reset_data ();
2854
2855         if (objects_pinned) {
2856                 g_assert (!concurrent_collection_in_progress);
2857
2858                 /*
2859                  * This is slow, but we just OOM'd.
2860                  *
2861                  * See comment at `sgen_pin_queue_clear_discarded_entries` for how the pin
2862                  * queue is laid out at this point.
2863                  */
2864                 sgen_pin_queue_clear_discarded_entries (nursery_section, old_next_pin_slot);
2865                 /*
2866                  * We need to reestablish all pinned nursery objects in the pin queue
2867                  * because they're needed for fragment creation.  Unpinning happens by
2868                  * walking the whole queue, so it's not necessary to reestablish where major
2869                  * heap block pins are - all we care is that they're still in there
2870                  * somewhere.
2871                  */
2872                 sgen_optimize_pin_queue ();
2873                 sgen_find_section_pin_queue_start_end (nursery_section);
2874                 objects_pinned = 0;
2875         }
2876
2877         reset_heap_boundaries ();
2878         sgen_update_heap_boundaries ((mword)sgen_get_nursery_start (), (mword)sgen_get_nursery_end ());
2879
2880         if (!concurrent_collection_in_progress) {
2881                 /* walk the pin_queue, build up the fragment list of free memory, unmark
2882                  * pinned objects as we go, memzero() the empty fragments so they are ready for the
2883                  * next allocations.
2884                  */
2885                 if (!sgen_build_nursery_fragments (nursery_section, NULL))
2886                         degraded_mode = 1;
2887
2888                 /* prepare the pin queue for the next collection */
2889                 sgen_finish_pinning ();
2890
2891                 /* Clear TLABs for all threads */
2892                 sgen_clear_tlabs ();
2893
2894                 sgen_pin_stats_reset ();
2895         }
2896
2897         if (concurrent_collection_in_progress)
2898                 sgen_cement_concurrent_finish ();
2899         sgen_cement_clear_below_threshold ();
2900
2901         if (check_mark_bits_after_major_collection)
2902                 sgen_check_heap_marked (concurrent_collection_in_progress);
2903
2904         TV_GETTIME (btv);
2905         time_major_fragment_creation += TV_ELAPSED (atv, btv);
2906
2907
2908         MONO_GC_SWEEP_BEGIN (GENERATION_OLD, !major_collector.sweeps_lazily);
2909
2910         /* sweep the big objects list */
2911         prevbo = NULL;
2912         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
2913                 g_assert (!object_is_pinned (bigobj->data));
2914                 if (sgen_los_object_is_pinned (bigobj->data)) {
2915                         sgen_los_unpin_object (bigobj->data);
2916                         sgen_update_heap_boundaries ((mword)bigobj->data, (mword)bigobj->data + sgen_los_object_size (bigobj));
2917                 } else {
2918                         LOSObject *to_free;
2919                         /* not referenced anywhere, so we can free it */
2920                         if (prevbo)
2921                                 prevbo->next = bigobj->next;
2922                         else
2923                                 los_object_list = bigobj->next;
2924                         to_free = bigobj;
2925                         bigobj = bigobj->next;
2926                         sgen_los_free_object (to_free);
2927                         continue;
2928                 }
2929                 prevbo = bigobj;
2930                 bigobj = bigobj->next;
2931         }
2932
2933         TV_GETTIME (atv);
2934         time_major_free_bigobjs += TV_ELAPSED (btv, atv);
2935
2936         sgen_los_sweep ();
2937
2938         TV_GETTIME (btv);
2939         time_major_los_sweep += TV_ELAPSED (atv, btv);
2940
2941         major_collector.sweep ();
2942
2943         MONO_GC_SWEEP_END (GENERATION_OLD, !major_collector.sweeps_lazily);
2944
2945         TV_GETTIME (atv);
2946         time_major_sweep += TV_ELAPSED (btv, atv);
2947
2948         if (heap_dump_file)
2949                 dump_heap ("major", gc_stats.major_gc_count - 1, reason);
2950
2951         if (fin_ready_list || critical_fin_list) {
2952                 SGEN_LOG (4, "Finalizer-thread wakeup: ready %d", num_ready_finalizers);
2953                 mono_gc_finalize_notify ();
2954         }
2955
2956         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2957
2958         sgen_memgov_major_collection_end ();
2959         current_collection_generation = -1;
2960
2961         memset (&counts, 0, sizeof (ScannedObjectCounts));
2962         major_collector.finish_major_collection (&counts);
2963
2964         g_assert (sgen_section_gray_queue_is_empty (sgen_workers_get_distribute_section_gray_queue ()));
2965
2966         SGEN_ASSERT (0, sgen_workers_all_done (), "Can't have workers working after major collection has finished");
2967         if (concurrent_collection_in_progress)
2968                 concurrent_collection_in_progress = FALSE;
2969
2970         check_scan_starts ();
2971
2972         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
2973
2974         //consistency_check ();
2975
2976         MONO_GC_END (GENERATION_OLD);
2977         binary_protocol_collection_end (gc_stats.major_gc_count - 1, GENERATION_OLD, counts.num_scanned_objects, counts.num_unique_scanned_objects);
2978 }
2979
2980 static gboolean
2981 major_do_collection (const char *reason)
2982 {
2983         TV_DECLARE (time_start);
2984         TV_DECLARE (time_end);
2985         size_t old_next_pin_slot;
2986
2987         if (disable_major_collections)
2988                 return FALSE;
2989
2990         if (major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked) {
2991                 long long num_marked = major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
2992                 g_assert (!num_marked);
2993         }
2994
2995         /* world must be stopped already */
2996         TV_GETTIME (time_start);
2997
2998         major_start_collection (FALSE, &old_next_pin_slot);
2999         major_finish_collection (reason, old_next_pin_slot, FALSE, FALSE);
3000
3001         TV_GETTIME (time_end);
3002         gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (time_start, time_end);
3003
3004         /* FIXME: also report this to the user, preferably in gc-end. */
3005         if (major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked)
3006                 major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
3007
3008         return bytes_pinned_from_failed_allocation > 0;
3009 }
3010
3011 static void
3012 major_start_concurrent_collection (const char *reason)
3013 {
3014         TV_DECLARE (time_start);
3015         TV_DECLARE (time_end);
3016         long long num_objects_marked;
3017
3018         if (disable_major_collections)
3019                 return;
3020
3021         TV_GETTIME (time_start);
3022         SGEN_TV_GETTIME (time_major_conc_collection_start);
3023
3024         num_objects_marked = major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
3025         g_assert (num_objects_marked == 0);
3026
3027         MONO_GC_CONCURRENT_START_BEGIN (GENERATION_OLD);
3028         binary_protocol_concurrent_start ();
3029
3030         // FIXME: store reason and pass it when finishing
3031         major_start_collection (TRUE, NULL);
3032
3033         gray_queue_redirect (&gray_queue);
3034         sgen_workers_wait_for_jobs_finished ();
3035
3036         num_objects_marked = major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ();
3037         MONO_GC_CONCURRENT_START_END (GENERATION_OLD, num_objects_marked);
3038
3039         TV_GETTIME (time_end);
3040         gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (time_start, time_end);
3041
3042         current_collection_generation = -1;
3043 }
3044
3045 /*
3046  * Returns whether the major collection has finished.
3047  */
3048 static gboolean
3049 major_should_finish_concurrent_collection (void)
3050 {
3051         SGEN_ASSERT (0, sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue), "Why is the gray queue not empty before we have started doing anything?");
3052         return sgen_workers_all_done ();
3053 }
3054
3055 static void
3056 major_update_concurrent_collection (void)
3057 {
3058         TV_DECLARE (total_start);
3059         TV_DECLARE (total_end);
3060
3061         TV_GETTIME (total_start);
3062
3063         MONO_GC_CONCURRENT_UPDATE_FINISH_BEGIN (GENERATION_OLD, major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ());
3064         binary_protocol_concurrent_update ();
3065
3066         major_collector.update_cardtable_mod_union ();
3067         sgen_los_update_cardtable_mod_union ();
3068
3069         MONO_GC_CONCURRENT_UPDATE_END (GENERATION_OLD, major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ());
3070
3071         TV_GETTIME (total_end);
3072         gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (total_start, total_end);
3073 }
3074
3075 static void
3076 major_finish_concurrent_collection (void)
3077 {
3078         TV_DECLARE (total_start);
3079         TV_DECLARE (total_end);
3080         gboolean late_pinned;
3081         SgenGrayQueue unpin_queue;
3082         memset (&unpin_queue, 0, sizeof (unpin_queue));
3083
3084         TV_GETTIME (total_start);
3085
3086         MONO_GC_CONCURRENT_UPDATE_FINISH_BEGIN (GENERATION_OLD, major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ());
3087         binary_protocol_concurrent_finish ();
3088
3089         /*
3090          * The major collector can add global remsets which are processed in the finishing
3091          * nursery collection, below.  That implies that the workers must have finished
3092          * marking before the nursery collection is allowed to run, otherwise we might miss
3093          * some remsets.
3094          */
3095         wait_for_workers_to_finish ();
3096
3097         SGEN_TV_GETTIME (time_major_conc_collection_end);
3098         gc_stats.major_gc_time_concurrent += SGEN_TV_ELAPSED (time_major_conc_collection_start, time_major_conc_collection_end);
3099
3100         major_collector.update_cardtable_mod_union ();
3101         sgen_los_update_cardtable_mod_union ();
3102
3103         late_pinned = collect_nursery (&unpin_queue, TRUE);
3104
3105         if (mod_union_consistency_check)
3106                 sgen_check_mod_union_consistency ();
3107
3108         current_collection_generation = GENERATION_OLD;
3109         major_finish_collection ("finishing", -1, TRUE, late_pinned);
3110
3111         if (whole_heap_check_before_collection)
3112                 sgen_check_whole_heap (FALSE);
3113
3114         unpin_objects_from_queue (&unpin_queue);
3115         sgen_gray_object_queue_deinit (&unpin_queue);
3116
3117         MONO_GC_CONCURRENT_FINISH_END (GENERATION_OLD, major_collector.get_and_reset_num_major_objects_marked ());
3118
3119         TV_GETTIME (total_end);
3120         gc_stats.major_gc_time += TV_ELAPSED (total_start, total_end) - TV_ELAPSED (last_minor_collection_start_tv, last_minor_collection_end_tv);
3121
3122         current_collection_generation = -1;
3123 }
3124
3125 /*
3126  * Ensure an allocation request for @size will succeed by freeing enough memory.
3127  *
3128  * LOCKING: The GC lock MUST be held.
3129  */
3130 void
3131 sgen_ensure_free_space (size_t size)
3132 {
3133         int generation_to_collect = -1;
3134         const char *reason = NULL;
3135
3136
3137         if (size > SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE) {
3138                 if (sgen_need_major_collection (size)) {
3139                         reason = "LOS overflow";
3140                         generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3141                 }
3142         } else {
3143                 if (degraded_mode) {
3144                         if (sgen_need_major_collection (size)) {
3145                                 reason = "Degraded mode overflow";
3146                                 generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3147                         }
3148                 } else if (sgen_need_major_collection (size)) {
3149                         reason = "Minor allowance";
3150                         generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3151                 } else {
3152                         generation_to_collect = GENERATION_NURSERY;
3153                         reason = "Nursery full";
3154                 }
3155         }
3156
3157         if (generation_to_collect == -1) {
3158                 if (concurrent_collection_in_progress && sgen_workers_all_done ()) {
3159                         generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3160                         reason = "Finish concurrent collection";
3161                 }
3162         }
3163
3164         if (generation_to_collect == -1)
3165                 return;
3166         sgen_perform_collection (size, generation_to_collect, reason, FALSE);
3167 }
3168
3169 /*
3170  * LOCKING: Assumes the GC lock is held.
3171  */
3172 void
3173 sgen_perform_collection (size_t requested_size, int generation_to_collect, const char *reason, gboolean wait_to_finish)
3174 {
3175         TV_DECLARE (gc_start);
3176         TV_DECLARE (gc_end);
3177         TV_DECLARE (gc_total_start);
3178         TV_DECLARE (gc_total_end);
3179         GGTimingInfo infos [2];
3180         int overflow_generation_to_collect = -1;
3181         int oldest_generation_collected = generation_to_collect;
3182         const char *overflow_reason = NULL;
3183
3184         MONO_GC_REQUESTED (generation_to_collect, requested_size, wait_to_finish ? 1 : 0);
3185         if (wait_to_finish)
3186                 binary_protocol_collection_force (generation_to_collect);
3187
3188         SGEN_ASSERT (0, generation_to_collect == GENERATION_NURSERY || generation_to_collect == GENERATION_OLD, "What generation is this?");
3189
3190         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, generation_to_collect);
3191
3192         TV_GETTIME (gc_start);
3193
3194         sgen_stop_world (generation_to_collect);
3195
3196         TV_GETTIME (gc_total_start);
3197
3198         if (concurrent_collection_in_progress) {
3199                 /*
3200                  * We update the concurrent collection.  If it finished, we're done.  If
3201                  * not, and we've been asked to do a nursery collection, we do that.
3202                  */
3203                 gboolean finish = major_should_finish_concurrent_collection () || (wait_to_finish && generation_to_collect == GENERATION_OLD);
3204
3205                 if (finish) {
3206                         major_finish_concurrent_collection ();
3207                         oldest_generation_collected = GENERATION_OLD;
3208                 } else {
3209                         sgen_workers_signal_start_nursery_collection_and_wait ();
3210
3211                         major_update_concurrent_collection ();
3212                         if (generation_to_collect == GENERATION_NURSERY)
3213                                 collect_nursery (NULL, FALSE);
3214
3215                         sgen_workers_signal_finish_nursery_collection ();
3216                 }
3217
3218                 goto done;
3219         }
3220
3221         /*
3222          * If we've been asked to do a major collection, and the major collector wants to
3223          * run synchronously (to evacuate), we set the flag to do that.
3224          */
3225         if (generation_to_collect == GENERATION_OLD &&
3226                         allow_synchronous_major &&
3227                         major_collector.want_synchronous_collection &&
3228                         *major_collector.want_synchronous_collection) {
3229                 wait_to_finish = TRUE;
3230         }
3231
3232         SGEN_ASSERT (0, !concurrent_collection_in_progress, "Why did this not get handled above?");
3233
3234         /*
3235          * There's no concurrent collection in progress.  Collect the generation we're asked
3236          * to collect.  If the major collector is concurrent and we're not forced to wait,
3237          * start a concurrent collection.
3238          */
3239         // FIXME: extract overflow reason
3240         if (generation_to_collect == GENERATION_NURSERY) {
3241                 if (collect_nursery (NULL, FALSE)) {
3242                         overflow_generation_to_collect = GENERATION_OLD;
3243                         overflow_reason = "Minor overflow";
3244                 }
3245         } else {
3246                 if (major_collector.is_concurrent && !wait_to_finish) {
3247                         collect_nursery (NULL, FALSE);
3248                         major_start_concurrent_collection (reason);
3249                         // FIXME: set infos[0] properly
3250                         goto done;
3251                 }
3252
3253                 if (major_do_collection (reason)) {
3254                         overflow_generation_to_collect = GENERATION_NURSERY;
3255                         overflow_reason = "Excessive pinning";
3256                 }
3257         }
3258
3259         TV_GETTIME (gc_end);
3260
3261         memset (infos, 0, sizeof (infos));
3262         infos [0].generation = generation_to_collect;
3263         infos [0].reason = reason;
3264         infos [0].is_overflow = FALSE;
3265         infos [1].generation = -1;
3266         infos [0].total_time = SGEN_TV_ELAPSED (gc_start, gc_end);
3267
3268         SGEN_ASSERT (0, !concurrent_collection_in_progress, "Why did this not get handled above?");
3269
3270         if (overflow_generation_to_collect != -1) {
3271                 /*
3272                  * We need to do an overflow collection, either because we ran out of memory
3273                  * or the nursery is fully pinned.
3274                  */
3275
3276                 mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, overflow_generation_to_collect);
3277                 infos [1].generation = overflow_generation_to_collect;
3278                 infos [1].reason = overflow_reason;
3279                 infos [1].is_overflow = TRUE;
3280                 infos [1].total_time = gc_end;
3281
3282                 if (overflow_generation_to_collect == GENERATION_NURSERY)
3283                         collect_nursery (NULL, FALSE);
3284                 else
3285                         major_do_collection (overflow_reason);
3286
3287                 TV_GETTIME (gc_end);
3288                 infos [1].total_time = SGEN_TV_ELAPSED (infos [1].total_time, gc_end);
3289
3290                 /* keep events symmetric */
3291                 mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, overflow_generation_to_collect);
3292
3293                 oldest_generation_collected = MAX (oldest_generation_collected, overflow_generation_to_collect);
3294         }
3295
3296         SGEN_LOG (2, "Heap size: %lu, LOS size: %lu", (unsigned long)mono_gc_get_heap_size (), (unsigned long)los_memory_usage);
3297
3298         /* this also sets the proper pointers for the next allocation */
3299         if (generation_to_collect == GENERATION_NURSERY && !sgen_can_alloc_size (requested_size)) {
3300                 /* TypeBuilder and MonoMethod are killing mcs with fragmentation */
3301                 SGEN_LOG (1, "nursery collection didn't find enough room for %zd alloc (%zd pinned)", requested_size, sgen_get_pinned_count ());
3302                 sgen_dump_pin_queue ();
3303                 degraded_mode = 1;
3304         }
3305
3306  done:
3307         g_assert (sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
3308
3309         TV_GETTIME (gc_total_end);
3310         time_max = MAX (time_max, TV_ELAPSED (gc_total_start, gc_total_end));
3311
3312         sgen_restart_world (oldest_generation_collected, infos);
3313
3314         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, generation_to_collect);
3315 }
3316
3317 /*
3318  * ######################################################################
3319  * ########  Memory allocation from the OS
3320  * ######################################################################
3321  * This section of code deals with getting memory from the OS and
3322  * allocating memory for GC-internal data structures.
3323  * Internal memory can be handled with a freelist for small objects.
3324  */
3325
3326 /*
3327  * Debug reporting.
3328  */
3329 G_GNUC_UNUSED static void
3330 report_internal_mem_usage (void)
3331 {
3332         printf ("Internal memory usage:\n");
3333         sgen_report_internal_mem_usage ();
3334         printf ("Pinned memory usage:\n");
3335         major_collector.report_pinned_memory_usage ();
3336 }
3337
3338 /*
3339  * ######################################################################
3340  * ########  Finalization support
3341  * ######################################################################
3342  */
3343
3344 static inline gboolean
3345 sgen_major_is_object_alive (void *object)
3346 {
3347         mword objsize;
3348
3349         /* Oldgen objects can be pinned and forwarded too */
3350         if (SGEN_OBJECT_IS_PINNED (object) || SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (object))
3351                 return TRUE;
3352
3353         /*
3354          * FIXME: major_collector.is_object_live() also calculates the
3355          * size.  Avoid the double calculation.
3356          */
3357         objsize = SGEN_ALIGN_UP (sgen_safe_object_get_size ((MonoObject*)object));
3358         if (objsize > SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
3359                 return sgen_los_object_is_pinned (object);
3360
3361         return major_collector.is_object_live (object);
3362 }
3363
3364 /*
3365  * If the object has been forwarded it means it's still referenced from a root.
3366  * If it is pinned it's still alive as well.
3367  * A LOS object is only alive if we have pinned it.
3368  * Return TRUE if @obj is ready to be finalized.
3369  */
3370 static inline gboolean
3371 sgen_is_object_alive (void *object)
3372 {
3373         if (ptr_in_nursery (object))
3374                 return sgen_nursery_is_object_alive (object);
3375
3376         return sgen_major_is_object_alive (object);
3377 }
3378
3379 /*
3380  * This function returns true if @object is either alive or it belongs to the old gen
3381  * and we're currently doing a minor collection.
3382  */
3383 static inline int
3384 sgen_is_object_alive_for_current_gen (char *object)
3385 {
3386         if (ptr_in_nursery (object))
3387                 return sgen_nursery_is_object_alive (object);
3388
3389         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY)
3390                 return TRUE;
3391
3392         return sgen_major_is_object_alive (object);
3393 }
3394
3395 /*
3396  * This function returns true if @object is either alive and belongs to the
3397  * current collection - major collections are full heap, so old gen objects
3398  * are never alive during a minor collection.
3399  */
3400 static inline int
3401 sgen_is_object_alive_and_on_current_collection (char *object)
3402 {
3403         if (ptr_in_nursery (object))
3404                 return sgen_nursery_is_object_alive (object);
3405
3406         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY)
3407                 return FALSE;
3408
3409         return sgen_major_is_object_alive (object);
3410 }
3411
3412
3413 gboolean
3414 sgen_gc_is_object_ready_for_finalization (void *object)
3415 {
3416         return !sgen_is_object_alive (object);
3417 }
3418
3419 static gboolean
3420 has_critical_finalizer (MonoObject *obj)
3421 {
3422         MonoClass *class;
3423
3424         if (!mono_defaults.critical_finalizer_object)
3425                 return FALSE;
3426
3427         class = ((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj))->klass;
3428
3429         return mono_class_has_parent_fast (class, mono_defaults.critical_finalizer_object);
3430 }
3431
3432 static gboolean
3433 is_finalization_aware (MonoObject *obj)
3434 {
3435         MonoVTable *vt = ((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj));
3436         return (vt->gc_bits & SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE) == SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
3437 }
3438
3439 void
3440 sgen_queue_finalization_entry (MonoObject *obj)
3441 {
3442         FinalizeReadyEntry *entry = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY);
3443         gboolean critical = has_critical_finalizer (obj);
3444         entry->object = obj;
3445         if (critical) {
3446                 entry->next = critical_fin_list;
3447                 critical_fin_list = entry;
3448         } else {
3449                 entry->next = fin_ready_list;
3450                 fin_ready_list = entry;
3451         }
3452
3453         if (fin_callbacks.object_queued_for_finalization && is_finalization_aware (obj))
3454                 fin_callbacks.object_queued_for_finalization (obj);
3455
3456 #ifdef ENABLE_DTRACE
3457         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE_ENABLED ())) {
3458                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
3459                 MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj);
3460                 MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE ((mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
3461                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name, gen, critical);
3462         }
3463 #endif
3464 }
3465
3466 gboolean
3467 sgen_object_is_live (void *obj)
3468 {
3469         return sgen_is_object_alive_and_on_current_collection (obj);
3470 }
3471
3472 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
3473 static void
3474 null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain)
3475 {
3476         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
3477
3478         while (current) {
3479                 MonoObject *object = (MonoObject*)current->array;
3480
3481                 if (object && !object->vtable) {
3482                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
3483
3484                         if (prev)
3485                                 prev->next = current->next;
3486                         else
3487                                 ephemeron_list = current->next;
3488
3489                         current = current->next;
3490                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
3491                 } else {
3492                         prev = current;
3493                         current = current->next;
3494                 }
3495         }
3496 }
3497
3498 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
3499 static void
3500 clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
3501 {
3502         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
3503         GrayQueue *queue = ctx.queue;
3504         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
3505         MonoArray *array;
3506         Ephemeron *cur, *array_end;
3507         char *tombstone;
3508
3509         while (current) {
3510                 char *object = current->array;
3511
3512                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (object)) {
3513                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
3514
3515                         SGEN_LOG (5, "Dead Ephemeron array at %p", object);
3516
3517                         if (prev)
3518                                 prev->next = current->next;
3519                         else
3520                                 ephemeron_list = current->next;
3521
3522                         current = current->next;
3523                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
3524
3525                         continue;
3526                 }
3527
3528                 copy_func ((void**)&object, queue);
3529                 current->array = object;
3530
3531                 SGEN_LOG (5, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p", object);
3532
3533                 array = (MonoArray*)object;
3534                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
3535                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
3536                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
3537
3538                 for (; cur < array_end; ++cur) {
3539                         char *key = (char*)cur->key;
3540
3541                         if (!key || key == tombstone)
3542                                 continue;
3543
3544                         SGEN_LOG (5, "[%td] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
3545                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
3546                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
3547
3548                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
3549                                 cur->key = tombstone;
3550                                 cur->value = NULL;
3551                                 continue;
3552                         }
3553                 }
3554                 prev = current;
3555                 current = current->next;
3556         }
3557 }
3558
3559 /*
3560 LOCKING: requires that the GC lock is held
3561
3562 Limitations: We scan all ephemerons on every collection since the current design doesn't allow for a simple nursery/mature split.
3563 */
3564 static int
3565 mark_ephemerons_in_range (ScanCopyContext ctx)
3566 {
3567         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.copy_func;
3568         GrayQueue *queue = ctx.queue;
3569         int nothing_marked = 1;
3570         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
3571         MonoArray *array;
3572         Ephemeron *cur, *array_end;
3573         char *tombstone;
3574
3575         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
3576                 char *object = current->array;
3577                 SGEN_LOG (5, "Ephemeron array at %p", object);
3578
3579                 /*It has to be alive*/
3580                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (object)) {
3581                         SGEN_LOG (5, "\tnot reachable");
3582                         continue;
3583                 }
3584
3585                 copy_func ((void**)&object, queue);
3586
3587                 array = (MonoArray*)object;
3588                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
3589                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
3590                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
3591
3592                 for (; cur < array_end; ++cur) {
3593                         char *key = cur->key;
3594
3595                         if (!key || key == tombstone)
3596                                 continue;
3597
3598                         SGEN_LOG (5, "[%td] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
3599                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
3600                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
3601
3602                         if (sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
3603                                 char *value = cur->value;
3604
3605                                 copy_func ((void**)&cur->key, queue);
3606                                 if (value) {
3607                                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (value))
3608                                                 nothing_marked = 0;
3609                                         copy_func ((void**)&cur->value, queue);
3610                                 }
3611                         }
3612                 }
3613         }
3614
3615         SGEN_LOG (5, "Ephemeron run finished. Is it done %d", nothing_marked);
3616         return nothing_marked;
3617 }
3618
3619 int
3620 mono_gc_invoke_finalizers (void)
3621 {
3622         FinalizeReadyEntry *entry = NULL;
3623         gboolean entry_is_critical = FALSE;
3624         int count = 0;
3625         void *obj;
3626         /* FIXME: batch to reduce lock contention */
3627         while (fin_ready_list || critical_fin_list) {
3628                 LOCK_GC;
3629
3630                 if (entry) {
3631                         FinalizeReadyEntry **list = entry_is_critical ? &critical_fin_list : &fin_ready_list;
3632
3633                         /* We have finalized entry in the last
3634                            interation, now we need to remove it from
3635                            the list. */
3636                         if (*list == entry)
3637                                 *list = entry->next;
3638                         else {
3639                                 FinalizeReadyEntry *e = *list;
3640                                 while (e->next != entry)
3641                                         e = e->next;
3642                                 e->next = entry->next;
3643                         }
3644                         sgen_free_internal (entry, INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY);
3645                         entry = NULL;
3646                 }
3647
3648                 /* Now look for the first non-null entry. */
3649                 for (entry = fin_ready_list; entry && !entry->object; entry = entry->next)
3650                         ;
3651                 if (entry) {
3652                         entry_is_critical = FALSE;
3653                 } else {
3654                         entry_is_critical = TRUE;
3655                         for (entry = critical_fin_list; entry && !entry->object; entry = entry->next)
3656                                 ;
3657                 }
3658
3659                 if (entry) {
3660                         g_assert (entry->object);
3661                         num_ready_finalizers--;
3662                         obj = entry->object;
3663                         entry->object = NULL;
3664                         SGEN_LOG (7, "Finalizing object %p (%s)", obj, safe_name (obj));
3665                 }
3666
3667                 UNLOCK_GC;
3668
3669                 if (!entry)
3670                         break;
3671
3672                 g_assert (entry->object == NULL);
3673                 count++;
3674                 /* the object is on the stack so it is pinned */
3675                 /*g_print ("Calling finalizer for object: %p (%s)\n", entry->object, safe_name (entry->object));*/
3676                 mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
3677         }
3678         g_assert (!entry);
3679         return count;
3680 }
3681
3682 gboolean
3683 mono_gc_pending_finalizers (void)
3684 {
3685         return fin_ready_list || critical_fin_list;
3686 }
3687
3688 /*
3689  * ######################################################################
3690  * ########  registered roots support
3691  * ######################################################################
3692  */
3693
3694 /*
3695  * We do not coalesce roots.
3696  */
3697 static int
3698 mono_gc_register_root_inner (char *start, size_t size, void *descr, int root_type)
3699 {
3700         RootRecord new_root;
3701         int i;
3702         LOCK_GC;
3703         for (i = 0; i < ROOT_TYPE_NUM; ++i) {
3704                 RootRecord *root = sgen_hash_table_lookup (&roots_hash [i], start);
3705                 /* we allow changing the size and the descriptor (for thread statics etc) */
3706                 if (root) {
3707                         size_t old_size = root->end_root - start;
3708                         root->end_root = start + size;
3709                         g_assert (((root->root_desc != 0) && (descr != NULL)) ||
3710                                           ((root->root_desc == 0) && (descr == NULL)));
3711                         root->root_desc = (mword)descr;
3712                         roots_size += size;
3713                         roots_size -= old_size;
3714                         UNLOCK_GC;
3715                         return TRUE;
3716                 }
3717         }
3718
3719         new_root.end_root = start + size;
3720         new_root.root_desc = (mword)descr;
3721
3722         sgen_hash_table_replace (&roots_hash [root_type], start, &new_root, NULL);
3723         roots_size += size;
3724
3725         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);
3726
3727         UNLOCK_GC;
3728         return TRUE;
3729 }
3730
3731 int
3732 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, void *descr)
3733 {
3734         return mono_gc_register_root_inner (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED);
3735 }
3736
3737 int
3738 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, void *descr)
3739 {
3740         return mono_gc_register_root_inner (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER);
3741 }
3742
3743 void
3744 mono_gc_deregister_root (char* addr)
3745 {
3746         int root_type;
3747         RootRecord root;
3748
3749         LOCK_GC;
3750         for (root_type = 0; root_type < ROOT_TYPE_NUM; ++root_type) {
3751                 if (sgen_hash_table_remove (&roots_hash [root_type], addr, &root))
3752                         roots_size -= (root.end_root - addr);
3753         }
3754         UNLOCK_GC;
3755 }
3756
3757 /*
3758  * ######################################################################
3759  * ########  Thread handling (stop/start code)
3760  * ######################################################################
3761  */
3762
3763 unsigned int sgen_global_stop_count = 0;
3764
3765 int
3766 sgen_get_current_collection_generation (void)
3767 {
3768         return current_collection_generation;
3769 }
3770
3771 void
3772 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
3773 {
3774         gc_callbacks = *callbacks;
3775 }
3776
3777 MonoGCCallbacks *
3778 mono_gc_get_gc_callbacks ()
3779 {
3780         return &gc_callbacks;
3781 }
3782
3783 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
3784 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
3785
3786 void
3787 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
3788 {
3789         conservatively_pin_objects_from (start, end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
3790 }
3791
3792 void*
3793 mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
3794 {
3795         UserCopyOrMarkData *data = gc_data;
3796         current_object_ops.copy_or_mark_object (&obj, data->queue);
3797         return obj;
3798 }
3799
3800 /*
3801  * Mark from thread stacks and registers.
3802  */
3803 static void
3804 scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, GrayQueue *queue)
3805 {
3806         SgenThreadInfo *info;
3807
3808         scan_area_arg_start = start_nursery;
3809         scan_area_arg_end = end_nursery;
3810
3811         FOREACH_THREAD (info) {
3812                 if (info->skip) {
3813                         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);
3814                         continue;
3815                 }
3816                 if (info->gc_disabled) {
3817                         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);
3818                         continue;
3819                 }
3820                 if (mono_thread_info_run_state (info) != STATE_RUNNING) {
3821                         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));
3822                         continue;
3823                 }
3824                 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 ());
3825                 if (gc_callbacks.thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
3826                         UserCopyOrMarkData data = { NULL, queue };
3827                         gc_callbacks.thread_mark_func (info->runtime_data, info->stack_start, info->stack_end, precise, &data);
3828                 } else if (!precise) {
3829                         if (!conservative_stack_mark) {
3830                                 fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
3831                                 conservative_stack_mark = TRUE;
3832                         }
3833                         conservatively_pin_objects_from (info->stack_start, info->stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3834                 }
3835
3836                 if (!precise) {
3837 #ifdef USE_MONO_CTX
3838                         conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->ctx, (void**)&info->ctx + ARCH_NUM_REGS,
3839                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3840 #else
3841                         conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->regs, (void**)&info->regs + ARCH_NUM_REGS,
3842                                         start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3843 #endif
3844                 }
3845         } END_FOREACH_THREAD
3846 }
3847
3848 static gboolean
3849 ptr_on_stack (void *ptr)
3850 {
3851         gpointer stack_start = &stack_start;
3852         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
3853
3854         if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->stack_end)
3855                 return TRUE;
3856         return FALSE;
3857 }
3858
3859 static void*
3860 sgen_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *addr)
3861 {
3862         size_t stsize = 0;
3863         guint8 *staddr = NULL;
3864
3865 #ifndef HAVE_KW_THREAD
3866         info->tlab_start = info->tlab_next = info->tlab_temp_end = info->tlab_real_end = NULL;
3867
3868         g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
3869         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
3870 #else
3871         sgen_thread_info = info;
3872 #endif
3873
3874 #ifdef SGEN_POSIX_STW
3875         info->stop_count = -1;
3876         info->signal = 0;
3877 #endif
3878         info->skip = 0;
3879         info->stack_start = NULL;
3880         info->stopped_ip = NULL;
3881         info->stopped_domain = NULL;
3882 #ifdef USE_MONO_CTX
3883         memset (&info->ctx, 0, sizeof (MonoContext));
3884 #else
3885         memset (&info->regs, 0, sizeof (info->regs));
3886 #endif
3887
3888         sgen_init_tlab_info (info);
3889
3890         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
3891
3892         /* On win32, stack_start_limit should be 0, since the stack can grow dynamically */
3893         mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
3894         if (staddr) {
3895 #ifndef HOST_WIN32
3896                 info->stack_start_limit = staddr;
3897 #endif
3898                 info->stack_end = staddr + stsize;
3899         } else {
3900                 gsize stack_bottom = (gsize)addr;
3901                 stack_bottom += 4095;
3902                 stack_bottom &= ~4095;
3903                 info->stack_end = (char*)stack_bottom;
3904         }
3905
3906 #ifdef HAVE_KW_THREAD
3907         stack_end = info->stack_end;
3908 #endif
3909
3910         SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->stack_end);
3911
3912         if (gc_callbacks.thread_attach_func)
3913                 info->runtime_data = gc_callbacks.thread_attach_func ();
3914         return info;
3915 }
3916
3917 static void
3918 sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
3919 {
3920         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
3921          * know about, the jit will register it with mono_jit_thread_attach, but
3922          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
3923          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
3924          * the thread
3925          */
3926         if (mono_domain_get ())
3927                 mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
3928 }
3929
3930 static void
3931 sgen_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
3932 {
3933         MonoNativeThreadId tid;
3934
3935         tid = mono_thread_info_get_tid (p);
3936         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)tid);
3937         SGEN_LOG (3, "unregister thread %p (%p)", p, (gpointer)tid);
3938
3939 #ifndef HAVE_KW_THREAD
3940         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, NULL);
3941 #else
3942         sgen_thread_info = NULL;
3943 #endif
3944
3945         if (p->info.runtime_thread)
3946                 mono_threads_add_joinable_thread ((gpointer)tid);
3947
3948         if (gc_callbacks.thread_detach_func) {
3949                 gc_callbacks.thread_detach_func (p->runtime_data);
3950                 p->runtime_data = NULL;
3951         }
3952 }
3953
3954
3955 static void
3956 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
3957 {
3958         LOCK_GC;
3959         /*this is odd, can we get attached before the gc is inited?*/
3960         init_stats ();
3961         UNLOCK_GC;
3962
3963         if (gc_callbacks.thread_attach_func && !info->runtime_data)
3964                 info->runtime_data = gc_callbacks.thread_attach_func ();
3965 }
3966 gboolean
3967 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
3968 {
3969         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
3970 }
3971
3972 /*
3973  * mono_gc_set_stack_end:
3974  *
3975  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between
3976  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
3977  */
3978 void
3979 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
3980 {
3981         SgenThreadInfo *info;
3982
3983         LOCK_GC;
3984         info = mono_thread_info_current ();
3985         if (info) {
3986                 g_assert (stack_end < info->stack_end);
3987                 info->stack_end = stack_end;
3988         }
3989         UNLOCK_GC;
3990 }
3991
3992 #if USE_PTHREAD_INTERCEPT
3993
3994
3995 int
3996 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
3997 {
3998         return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
3999 }
4000
4001 int
4002 mono_gc_pthread_join (pthread_t thread, void **retval)
4003 {
4004         return pthread_join (thread, retval);
4005 }
4006
4007 int
4008 mono_gc_pthread_detach (pthread_t thread)
4009 {
4010         return pthread_detach (thread);
4011 }
4012
4013 void
4014 mono_gc_pthread_exit (void *retval)
4015 {
4016         mono_thread_info_detach ();
4017         pthread_exit (retval);
4018         g_assert_not_reached ();
4019 }
4020
4021 #endif /* USE_PTHREAD_INTERCEPT */
4022
4023 /*
4024  * ######################################################################
4025  * ########  Write barriers
4026  * ######################################################################
4027  */
4028
4029 /*
4030  * Note: the write barriers first do the needed GC work and then do the actual store:
4031  * this way the value is visible to the conservative GC scan after the write barrier
4032  * itself. If a GC interrupts the barrier in the middle, value will be kept alive by
4033  * the conservative scan, otherwise by the remembered set scan.
4034  */
4035 void
4036 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
4037 {
4038         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_field);
4039         if (ptr_in_nursery (field_ptr)) {
4040                 *(void**)field_ptr = value;
4041                 return;
4042         }
4043         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", field_ptr);
4044         if (value)
4045                 binary_protocol_wbarrier (field_ptr, value, value->vtable);
4046
4047         remset.wbarrier_set_field (obj, field_ptr, value);
4048 }
4049
4050 void
4051 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
4052 {
4053         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_arrayref);
4054         if (ptr_in_nursery (slot_ptr)) {
4055                 *(void**)slot_ptr = value;
4056                 return;
4057         }
4058         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", slot_ptr);
4059         if (value)
4060                 binary_protocol_wbarrier (slot_ptr, value, value->vtable);
4061
4062         remset.wbarrier_set_arrayref (arr, slot_ptr, value);
4063 }
4064
4065 void
4066 mono_gc_wbarrier_arrayref_copy (gpointer dest_ptr, gpointer src_ptr, int count)
4067 {
4068         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_arrayref_copy);
4069         /*This check can be done without taking a lock since dest_ptr array is pinned*/
4070         if (ptr_in_nursery (dest_ptr) || count <= 0) {
4071                 mono_gc_memmove_aligned (dest_ptr, src_ptr, count * sizeof (gpointer));
4072                 return;
4073         }
4074
4075 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4076         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
4077                 int i;
4078                 for (i = 0; i < count; ++i) {
4079                         gpointer dest = (gpointer*)dest_ptr + i;
4080                         gpointer obj = *((gpointer*)src_ptr + i);
4081                         if (obj)
4082                                 binary_protocol_wbarrier (dest, obj, (gpointer)LOAD_VTABLE (obj));
4083                 }
4084         }
4085 #endif
4086
4087         remset.wbarrier_arrayref_copy (dest_ptr, src_ptr, count);
4088 }
4089
4090 static char *found_obj;
4091
4092 static void
4093 find_object_for_ptr_callback (char *obj, size_t size, void *user_data)
4094 {
4095         char *ptr = user_data;
4096
4097         if (ptr >= obj && ptr < obj + size) {
4098                 g_assert (!found_obj);
4099                 found_obj = obj;
4100         }
4101 }
4102
4103 /* for use in the debugger */
4104 char* find_object_for_ptr (char *ptr);
4105 char*
4106 find_object_for_ptr (char *ptr)
4107 {
4108         if (ptr >= nursery_section->data && ptr < nursery_section->end_data) {
4109                 found_obj = NULL;
4110                 sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
4111                                 find_object_for_ptr_callback, ptr, TRUE);
4112                 if (found_obj)
4113                         return found_obj;
4114         }
4115
4116         found_obj = NULL;
4117         sgen_los_iterate_objects (find_object_for_ptr_callback, ptr);
4118         if (found_obj)
4119                 return found_obj;
4120
4121         /*
4122          * Very inefficient, but this is debugging code, supposed to
4123          * be called from gdb, so we don't care.
4124          */
4125         found_obj = NULL;
4126         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, find_object_for_ptr_callback, ptr);
4127         return found_obj;
4128 }
4129
4130 void
4131 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (gpointer ptr)
4132 {
4133         gpointer obj;
4134
4135         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_generic_store);
4136
4137 #ifdef XDOMAIN_CHECKS_IN_WBARRIER
4138         /* FIXME: ptr_in_heap must be called with the GC lock held */
4139         if (xdomain_checks && *(MonoObject**)ptr && ptr_in_heap (ptr)) {
4140                 char *start = find_object_for_ptr (ptr);
4141                 MonoObject *value = *(MonoObject**)ptr;
4142                 LOCK_GC;
4143                 g_assert (start);
4144                 if (start) {
4145                         MonoObject *obj = (MonoObject*)start;
4146                         if (obj->vtable->domain != value->vtable->domain)
4147                                 g_assert (is_xdomain_ref_allowed (ptr, start, obj->vtable->domain));
4148                 }
4149                 UNLOCK_GC;
4150         }
4151 #endif
4152
4153         obj = *(gpointer*)ptr;
4154         if (obj)
4155                 binary_protocol_wbarrier (ptr, obj, (gpointer)LOAD_VTABLE (obj));
4156
4157         if (ptr_in_nursery (ptr) || ptr_on_stack (ptr)) {
4158                 SGEN_LOG (8, "Skipping remset at %p", ptr);
4159                 return;
4160         }
4161
4162         /*
4163          * We need to record old->old pointer locations for the
4164          * concurrent collector.
4165          */
4166         if (!ptr_in_nursery (obj) && !concurrent_collection_in_progress) {
4167                 SGEN_LOG (8, "Skipping remset at %p", ptr);
4168                 return;
4169         }
4170
4171         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", ptr);
4172
4173         remset.wbarrier_generic_nostore (ptr);
4174 }
4175
4176 void
4177 mono_gc_wbarrier_generic_store (gpointer ptr, MonoObject* value)
4178 {
4179         SGEN_LOG (8, "Wbarrier store at %p to %p (%s)", ptr, value, value ? safe_name (value) : "null");
4180         SGEN_UPDATE_REFERENCE_ALLOW_NULL (ptr, value);
4181         if (ptr_in_nursery (value))
4182                 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (ptr);
4183         sgen_dummy_use (value);
4184 }
4185
4186 /* Same as mono_gc_wbarrier_generic_store () but performs the store
4187  * as an atomic operation with release semantics.
4188  */
4189 void
4190 mono_gc_wbarrier_generic_store_atomic (gpointer ptr, MonoObject *value)
4191 {
4192         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_generic_store_atomic);
4193
4194         SGEN_LOG (8, "Wbarrier atomic store at %p to %p (%s)", ptr, value, value ? safe_name (value) : "null");
4195
4196         InterlockedWritePointer (ptr, value);
4197
4198         if (ptr_in_nursery (value))
4199                 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (ptr);
4200
4201         sgen_dummy_use (value);
4202 }
4203
4204 void mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
4205 {
4206         mword *dest = _dest;
4207         mword *src = _src;
4208
4209         while (size) {
4210                 if (bitmap & 0x1)
4211                         mono_gc_wbarrier_generic_store (dest, (MonoObject*)*src);
4212                 else
4213                         SGEN_UPDATE_REFERENCE_ALLOW_NULL (dest, *src);
4214                 ++src;
4215                 ++dest;
4216                 size -= SIZEOF_VOID_P;
4217                 bitmap >>= 1;
4218         }
4219 }
4220
4221 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4222 #undef HANDLE_PTR
4223 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                                        \
4224                 gpointer o = *(gpointer*)(ptr);                         \
4225                 if ((o)) {                                              \
4226                         gpointer d = ((char*)dest) + ((char*)(ptr) - (char*)(obj)); \
4227                         binary_protocol_wbarrier (d, o, (gpointer) LOAD_VTABLE (o)); \
4228                 }                                                       \
4229         } while (0)
4230
4231 static void
4232 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (gpointer dest, char *start, mword desc)
4233 {
4234 #define SCAN_OBJECT_NOVTABLE
4235 #include "sgen-scan-object.h"
4236 }
4237 #endif
4238
4239 void
4240 mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass)
4241 {
4242         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_value_copy);
4243         g_assert (klass->valuetype);
4244
4245         SGEN_LOG (8, "Adding value remset at %p, count %d, descr %p for class %s (%p)", dest, count, klass->gc_descr, klass->name, klass);
4246
4247         if (ptr_in_nursery (dest) || ptr_on_stack (dest) || !SGEN_CLASS_HAS_REFERENCES (klass)) {
4248                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
4249                 size_t size = count * element_size;
4250                 mono_gc_memmove_atomic (dest, src, size);
4251                 return;
4252         }
4253
4254 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4255         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
4256                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
4257                 int i;
4258                 for (i = 0; i < count; ++i) {
4259                         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier ((char*)dest + i * element_size,
4260                                         (char*)src + i * element_size - sizeof (MonoObject),
4261                                         (mword) klass->gc_descr);
4262                 }
4263         }
4264 #endif
4265
4266         remset.wbarrier_value_copy (dest, src, count, klass);
4267 }
4268
4269 /**
4270  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
4271  *
4272  * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
4273  */
4274 void
4275 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
4276 {
4277         int size;
4278
4279         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_object_copy);
4280
4281         if (ptr_in_nursery (obj) || ptr_on_stack (obj)) {
4282                 size = mono_object_class (obj)->instance_size;
4283                 mono_gc_memmove_aligned ((char*)obj + sizeof (MonoObject), (char*)src + sizeof (MonoObject),
4284                                 size - sizeof (MonoObject));
4285                 return;
4286         }
4287
4288 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
4289         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ())
4290                 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (obj, (char*)src, (mword) src->vtable->gc_descr);
4291 #endif
4292
4293         remset.wbarrier_object_copy (obj, src);
4294 }
4295
4296
4297 /*
4298  * ######################################################################
4299  * ########  Other mono public interface functions.
4300  * ######################################################################
4301  */
4302
4303 #define REFS_SIZE 128
4304 typedef struct {
4305         void *data;
4306         MonoGCReferences callback;
4307         int flags;
4308         int count;
4309         int called;
4310         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
4311         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
4312 } HeapWalkInfo;
4313
4314 #undef HANDLE_PTR
4315 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
4316                 if (*(ptr)) {   \
4317                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
4318                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
4319                                 hwi->count = 0; \
4320                                 hwi->called = 1;        \
4321                         }       \
4322                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
4323                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
4324                 }       \
4325         } while (0)
4326
4327 static void
4328 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, char *start, size_t size)
4329 {
4330         mword desc = sgen_obj_get_descriptor (start);
4331
4332 #include "sgen-scan-object.h"
4333 }
4334
4335 static void
4336 walk_references (char *start, size_t size, void *data)
4337 {
4338         HeapWalkInfo *hwi = data;
4339         hwi->called = 0;
4340         hwi->count = 0;
4341         collect_references (hwi, start, size);
4342         if (hwi->count || !hwi->called)
4343                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
4344 }
4345
4346 /**
4347  * mono_gc_walk_heap:
4348  * @flags: flags for future use
4349  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
4350  * @data: a user data pointer that is passed to callback
4351  *
4352  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
4353  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
4354  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
4355  * For each referenced object it's offset from the object address is
4356  * reported in the offsets array.
4357  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
4358  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
4359  * argument will be zero.
4360  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
4361  * profiler event handler.
4362  *
4363  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
4364  */
4365 int
4366 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
4367 {
4368         HeapWalkInfo hwi;
4369
4370         hwi.flags = flags;
4371         hwi.callback = callback;
4372         hwi.data = data;
4373
4374         sgen_clear_nursery_fragments ();
4375         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE);
4376
4377         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, walk_references, &hwi);
4378         sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
4379
4380         return 0;
4381 }
4382
4383 void
4384 mono_gc_collect (int generation)
4385 {
4386         LOCK_GC;
4387         if (generation > 1)
4388                 generation = 1;
4389         sgen_perform_collection (0, generation, "user request", TRUE);
4390         UNLOCK_GC;
4391 }
4392
4393 int
4394 mono_gc_max_generation (void)
4395 {
4396         return 1;
4397 }
4398
4399 int
4400 mono_gc_collection_count (int generation)
4401 {
4402         if (generation == 0)
4403                 return gc_stats.minor_gc_count;
4404         return gc_stats.major_gc_count;
4405 }
4406
4407 int64_t
4408 mono_gc_get_used_size (void)
4409 {
4410         gint64 tot = 0;
4411         LOCK_GC;
4412         tot = los_memory_usage;
4413         tot += nursery_section->next_data - nursery_section->data;
4414         tot += major_collector.get_used_size ();
4415         /* FIXME: account for pinned objects */
4416         UNLOCK_GC;
4417         return tot;
4418 }
4419
4420 int
4421 mono_gc_get_los_limit (void)
4422 {
4423         return MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
4424 }
4425
4426 void
4427 mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length)
4428 {
4429         mono_unichar2 *new_end = str->chars + new_length;
4430
4431         /* zero the discarded string. This null-delimits the string and allows
4432          * the space to be reclaimed by SGen. */
4433
4434         if (nursery_canaries_enabled () && sgen_ptr_in_nursery (str)) {
4435                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (str);
4436                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2) + CANARY_SIZE);
4437                 memcpy (new_end + 1 , CANARY_STRING, CANARY_SIZE);
4438         } else {
4439                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2));
4440         }
4441
4442         str->length = new_length;
4443 }
4444
4445 gboolean
4446 mono_gc_user_markers_supported (void)
4447 {
4448         return TRUE;
4449 }
4450
4451 gboolean
4452 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
4453 {
4454         return TRUE;
4455 }
4456
4457 int
4458 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
4459 {
4460         if (ptr_in_nursery (obj))
4461                 return 0;
4462         return 1;
4463 }
4464
4465 void
4466 mono_gc_enable_events (void)
4467 {
4468 }
4469
4470 void
4471 mono_gc_weak_link_add (void **link_addr, MonoObject *obj, gboolean track)
4472 {
4473         sgen_register_disappearing_link (obj, link_addr, track, FALSE);
4474 }
4475
4476 void
4477 mono_gc_weak_link_remove (void **link_addr, gboolean track)
4478 {
4479         sgen_register_disappearing_link (NULL, link_addr, track, FALSE);
4480 }
4481
4482 MonoObject*
4483 mono_gc_weak_link_get (void **link_addr)
4484 {
4485         void * volatile *link_addr_volatile;
4486         void *ptr;
4487         MonoObject *obj;
4488  retry:
4489         link_addr_volatile = link_addr;
4490         ptr = (void*)*link_addr_volatile;
4491         /*
4492          * At this point we have a hidden pointer.  If the GC runs
4493          * here, it will not recognize the hidden pointer as a
4494          * reference, and if the object behind it is not referenced
4495          * elsewhere, it will be freed.  Once the world is restarted
4496          * we reveal the pointer, giving us a pointer to a freed
4497          * object.  To make sure we don't return it, we load the
4498          * hidden pointer again.  If it's still the same, we can be
4499          * sure the object reference is valid.
4500          */
4501         if (ptr)
4502                 obj = (MonoObject*) REVEAL_POINTER (ptr);
4503         else
4504                 return NULL;
4505
4506         mono_memory_barrier ();
4507
4508         /*
4509          * During the second bridge processing step the world is
4510          * running again.  That step processes all weak links once
4511          * more to null those that refer to dead objects.  Before that
4512          * is completed, those links must not be followed, so we
4513          * conservatively wait for bridge processing when any weak
4514          * link is dereferenced.
4515          */
4516         if (G_UNLIKELY (bridge_processing_in_progress))
4517                 mono_gc_wait_for_bridge_processing ();
4518
4519         if ((void*)*link_addr_volatile != ptr)
4520                 goto retry;
4521
4522         return obj;
4523 }
4524
4525 gboolean
4526 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
4527 {
4528         EphemeronLinkNode *node;
4529
4530         LOCK_GC;
4531
4532         node = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
4533         if (!node) {
4534                 UNLOCK_GC;
4535                 return FALSE;
4536         }
4537         node->array = (char*)obj;
4538         node->next = ephemeron_list;
4539         ephemeron_list = node;
4540
4541         SGEN_LOG (5, "Registered ephemeron array %p", obj);
4542
4543         UNLOCK_GC;
4544         return TRUE;
4545 }
4546
4547 gboolean
4548 mono_gc_set_allow_synchronous_major (gboolean flag)
4549 {
4550         if (!major_collector.is_concurrent)
4551                 return flag;
4552
4553         allow_synchronous_major = flag;
4554         return TRUE;
4555 }
4556
4557 void*
4558 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
4559 {
4560         void *result;
4561         LOCK_INTERRUPTION;
4562         result = func (data);
4563         UNLOCK_INTERRUPTION;
4564         return result;
4565 }
4566
4567 gboolean
4568 mono_gc_is_gc_thread (void)
4569 {
4570         gboolean result;
4571         LOCK_GC;
4572         result = mono_thread_info_current () != NULL;
4573         UNLOCK_GC;
4574         return result;
4575 }
4576
4577 static gboolean
4578 is_critical_method (MonoMethod *method)
4579 {
4580         return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
4581 }
4582
4583 void
4584 sgen_env_var_error (const char *env_var, const char *fallback, const char *description_format, ...)
4585 {
4586         va_list ap;
4587
4588         va_start (ap, description_format);
4589
4590         fprintf (stderr, "Warning: In environment variable `%s': ", env_var);
4591         vfprintf (stderr, description_format, ap);
4592         if (fallback)
4593                 fprintf (stderr, " - %s", fallback);
4594         fprintf (stderr, "\n");
4595
4596         va_end (ap);
4597 }
4598
4599 static gboolean
4600 parse_double_in_interval (const char *env_var, const char *opt_name, const char *opt, double min, double max, double *result)
4601 {
4602         char *endptr;
4603         double val = strtod (opt, &endptr);
4604         if (endptr == opt) {
4605                 sgen_env_var_error (env_var, "Using default value.", "`%s` must be a number.", opt_name);
4606                 return FALSE;
4607         }
4608         else if (val < min || val > max) {
4609                 sgen_env_var_error (env_var, "Using default value.", "`%s` must be between %.2f - %.2f.", opt_name, min, max);
4610                 return FALSE;
4611         }
4612         *result = val;
4613         return TRUE;
4614 }
4615
4616 void
4617 mono_gc_base_init (void)
4618 {
4619         MonoThreadInfoCallbacks cb;
4620         const char *env;
4621         char **opts, **ptr;
4622         char *major_collector_opt = NULL;
4623         char *minor_collector_opt = NULL;
4624         size_t max_heap = 0;
4625         size_t soft_limit = 0;
4626         int result;
4627         int dummy;
4628         gboolean debug_print_allowance = FALSE;
4629         double allowance_ratio = 0, save_target = 0;
4630         gboolean have_split_nursery = FALSE;
4631         gboolean cement_enabled = TRUE;
4632
4633         mono_counters_init ();
4634
4635         do {
4636                 result = InterlockedCompareExchange (&gc_initialized, -1, 0);
4637                 switch (result) {
4638                 case 1:
4639                         /* already inited */
4640                         return;
4641                 case -1:
4642                         /* being inited by another thread */
4643                         g_usleep (1000);
4644                         break;
4645                 case 0:
4646                         /* we will init it */
4647                         break;
4648                 default:
4649                         g_assert_not_reached ();
4650                 }
4651         } while (result != 0);
4652
4653         SGEN_TV_GETTIME (sgen_init_timestamp);
4654
4655         LOCK_INIT (gc_mutex);
4656
4657         pagesize = mono_pagesize ();
4658         gc_debug_file = stderr;
4659
4660         cb.thread_register = sgen_thread_register;
4661         cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
4662         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
4663         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
4664         cb.mono_method_is_critical = (gpointer)is_critical_method;
4665 #ifndef HOST_WIN32
4666         cb.thread_exit = mono_gc_pthread_exit;
4667         cb.mono_gc_pthread_create = (gpointer)mono_gc_pthread_create;
4668 #endif
4669
4670         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
4671
4672         LOCK_INIT (sgen_interruption_mutex);
4673
4674         if ((env = g_getenv (MONO_GC_PARAMS_NAME))) {
4675                 opts = g_strsplit (env, ",", -1);
4676                 for (ptr = opts; *ptr; ++ptr) {
4677                         char *opt = *ptr;
4678                         if (g_str_has_prefix (opt, "major=")) {
4679                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4680                                 major_collector_opt = g_strdup (opt);
4681                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "minor=")) {
4682                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4683                                 minor_collector_opt = g_strdup (opt);
4684                         }
4685                 }
4686         } else {
4687                 opts = NULL;
4688         }
4689
4690         init_stats ();
4691         sgen_init_internal_allocator ();
4692         sgen_init_nursery_allocator ();
4693         sgen_init_fin_weak_hash ();
4694         sgen_init_stw ();
4695         sgen_init_hash_table ();
4696         sgen_init_descriptors ();
4697         sgen_init_gray_queues ();
4698
4699         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_SECTION, SGEN_SIZEOF_GC_MEM_SECTION);
4700         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY, sizeof (FinalizeReadyEntry));
4701         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_GRAY_QUEUE, sizeof (GrayQueueSection));
4702         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
4703
4704 #ifndef HAVE_KW_THREAD
4705         mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
4706 #if defined(__APPLE__) || defined (HOST_WIN32)
4707         /*
4708          * CEE_MONO_TLS requires the tls offset, not the key, so the code below only works on darwin,
4709          * where the two are the same.
4710          */
4711         mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, thread_info_key);
4712 #endif
4713 #else
4714         {
4715                 int tls_offset = -1;
4716                 MONO_THREAD_VAR_OFFSET (sgen_thread_info, tls_offset);
4717                 mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, tls_offset);
4718         }
4719 #endif
4720
4721         /*
4722          * This needs to happen before any internal allocations because
4723          * it inits the small id which is required for hazard pointer
4724          * operations.
4725          */
4726         sgen_os_init ();
4727
4728         mono_thread_info_attach (&dummy);
4729
4730         if (!minor_collector_opt) {
4731                 sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector);
4732         } else {
4733                 if (!strcmp (minor_collector_opt, "simple")) {
4734                 use_simple_nursery:
4735                         sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector);
4736                 } else if (!strcmp (minor_collector_opt, "split")) {
4737                         sgen_split_nursery_init (&sgen_minor_collector);
4738                         have_split_nursery = TRUE;
4739                 } else {
4740                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using `simple` instead.", "Unknown minor collector `%s'.", minor_collector_opt);
4741                         goto use_simple_nursery;
4742                 }
4743         }
4744
4745         if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep")) {
4746         use_marksweep_major:
4747                 sgen_marksweep_init (&major_collector);
4748         } else if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep-conc")) {
4749                 sgen_marksweep_conc_init (&major_collector);
4750         } else {
4751                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using `marksweep` instead.", "Unknown major collector `%s'.", major_collector_opt);
4752                 goto use_marksweep_major;
4753         }
4754
4755         ///* Keep this the default for now */
4756         /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
4757         conservative_stack_mark = TRUE;
4758
4759         sgen_nursery_size = DEFAULT_NURSERY_SIZE;
4760
4761         if (opts) {
4762                 gboolean usage_printed = FALSE;
4763
4764                 for (ptr = opts; *ptr; ++ptr) {
4765                         char *opt = *ptr;
4766                         if (!strcmp (opt, ""))
4767                                 continue;
4768                         if (g_str_has_prefix (opt, "major="))
4769                                 continue;
4770                         if (g_str_has_prefix (opt, "minor="))
4771                                 continue;
4772                         if (g_str_has_prefix (opt, "max-heap-size=")) {
4773                                 size_t max_heap_candidate = 0;
4774                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4775                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &max_heap_candidate)) {
4776                                         max_heap = (max_heap_candidate + mono_pagesize () - 1) & ~(size_t)(mono_pagesize () - 1);
4777                                         if (max_heap != max_heap_candidate)
4778                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Rounding up.", "`max-heap-size` size must be a multiple of %d.", mono_pagesize ());
4779                                 } else {
4780                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, NULL, "`max-heap-size` must be an integer.");
4781                                 }
4782                                 continue;
4783                         }
4784                         if (g_str_has_prefix (opt, "soft-heap-limit=")) {
4785                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4786                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &soft_limit)) {
4787                                         if (soft_limit <= 0) {
4788                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, NULL, "`soft-heap-limit` must be positive.");
4789                                                 soft_limit = 0;
4790                                         }
4791                                 } else {
4792                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, NULL, "`soft-heap-limit` must be an integer.");
4793                                 }
4794                                 continue;
4795                         }
4796                         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
4797                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4798                                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
4799                                         conservative_stack_mark = FALSE;
4800                                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
4801                                         conservative_stack_mark = TRUE;
4802                                 } else {
4803                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, conservative_stack_mark ? "Using `conservative`." : "Using `precise`.",
4804                                                         "Invalid value `%s` for `stack-mark` option, possible values are: `precise`, `conservative`.", opt);
4805                                 }
4806                                 continue;
4807                         }
4808                         if (g_str_has_prefix (opt, "bridge-implementation=")) {
4809                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4810                                 sgen_set_bridge_implementation (opt);
4811                                 continue;
4812                         }
4813                         if (g_str_has_prefix (opt, "toggleref-test")) {
4814                                 sgen_register_test_toggleref_callback ();
4815                                 continue;
4816                         }
4817
4818 #ifdef USER_CONFIG
4819                         if (g_str_has_prefix (opt, "nursery-size=")) {
4820                                 size_t val;
4821                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4822                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &val)) {
4823 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
4824                                         if ((val & (val - 1))) {
4825                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.", "`nursery-size` must be a power of two.");
4826                                                 continue;
4827                                         }
4828
4829                                         if (val < SGEN_MAX_NURSERY_WASTE) {
4830                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.",
4831                                                                 "`nursery-size` must be at least %d bytes.", SGEN_MAX_NURSERY_WASTE);
4832                                                 continue;
4833                                         }
4834
4835                                         sgen_nursery_size = val;
4836                                         sgen_nursery_bits = 0;
4837                                         while (ONE_P << (++ sgen_nursery_bits) != sgen_nursery_size)
4838                                                 ;
4839 #else
4840                                         sgen_nursery_size = val;
4841 #endif
4842                                 } else {
4843                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.", "`nursery-size` must be an integer.");
4844                                         continue;
4845                                 }
4846                                 continue;
4847                         }
4848 #endif
4849                         if (g_str_has_prefix (opt, "save-target-ratio=")) {
4850                                 double val;
4851                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4852                                 if (parse_double_in_interval (MONO_GC_PARAMS_NAME, "save-target-ratio", opt,
4853                                                 SGEN_MIN_SAVE_TARGET_RATIO, SGEN_MAX_SAVE_TARGET_RATIO, &val)) {
4854                                         save_target = val;
4855                                 }
4856                                 continue;
4857                         }
4858                         if (g_str_has_prefix (opt, "default-allowance-ratio=")) {
4859                                 double val;
4860                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4861                                 if (parse_double_in_interval (MONO_GC_PARAMS_NAME, "default-allowance-ratio", opt,
4862                                                 SGEN_MIN_ALLOWANCE_NURSERY_SIZE_RATIO, SGEN_MIN_ALLOWANCE_NURSERY_SIZE_RATIO, &val)) {
4863                                         allowance_ratio = val;
4864                                 }
4865                                 continue;
4866                         }
4867                         if (g_str_has_prefix (opt, "allow-synchronous-major=")) {
4868                                 if (!major_collector.is_concurrent) {
4869                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Ignoring.", "`allow-synchronous-major` is only valid for the concurrent major collector.");
4870                                         continue;
4871                                 }
4872
4873                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4874
4875                                 if (!strcmp (opt, "yes")) {
4876                                         allow_synchronous_major = TRUE;
4877                                 } else if (!strcmp (opt, "no")) {
4878                                         allow_synchronous_major = FALSE;
4879                                 } else {
4880                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default value.", "`allow-synchronous-major` must be either `yes' or `no'.");
4881                                         continue;
4882                                 }
4883                         }
4884
4885                         if (!strcmp (opt, "cementing")) {
4886                                 cement_enabled = TRUE;
4887                                 continue;
4888                         }
4889                         if (!strcmp (opt, "no-cementing")) {
4890                                 cement_enabled = FALSE;
4891                                 continue;
4892                         }
4893
4894                         if (major_collector.handle_gc_param && major_collector.handle_gc_param (opt))
4895                                 continue;
4896
4897                         if (sgen_minor_collector.handle_gc_param && sgen_minor_collector.handle_gc_param (opt))
4898                                 continue;
4899
4900                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Ignoring.", "Unknown option `%s`.", opt);
4901
4902                         if (usage_printed)
4903                                 continue;
4904
4905                         fprintf (stderr, "\n%s must be a comma-delimited list of one or more of the following:\n", MONO_GC_PARAMS_NAME);
4906                         fprintf (stderr, "  max-heap-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4907                         fprintf (stderr, "  soft-heap-limit=n (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4908                         fprintf (stderr, "  nursery-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4909                         fprintf (stderr, "  major=COLLECTOR (where COLLECTOR is `marksweep', `marksweep-conc', `marksweep-par')\n");
4910                         fprintf (stderr, "  minor=COLLECTOR (where COLLECTOR is `simple' or `split')\n");
4911                         fprintf (stderr, "  wbarrier=WBARRIER (where WBARRIER is `remset' or `cardtable')\n");
4912                         fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
4913                         fprintf (stderr, "  [no-]cementing\n");
4914                         if (major_collector.is_concurrent)
4915                                 fprintf (stderr, "  allow-synchronous-major=FLAG (where FLAG is `yes' or `no')\n");
4916                         if (major_collector.print_gc_param_usage)
4917                                 major_collector.print_gc_param_usage ();
4918                         if (sgen_minor_collector.print_gc_param_usage)
4919                                 sgen_minor_collector.print_gc_param_usage ();
4920                         fprintf (stderr, " Experimental options:\n");
4921                         fprintf (stderr, "  save-target-ratio=R (where R must be between %.2f - %.2f).\n", SGEN_MIN_SAVE_TARGET_RATIO, SGEN_MAX_SAVE_TARGET_RATIO);
4922                         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);
4923                         fprintf (stderr, "\n");
4924
4925                         usage_printed = TRUE;
4926                 }
4927                 g_strfreev (opts);
4928         }
4929
4930         if (major_collector.is_concurrent)
4931                 sgen_workers_init (1);
4932
4933         if (major_collector_opt)
4934                 g_free (major_collector_opt);
4935
4936         if (minor_collector_opt)
4937                 g_free (minor_collector_opt);
4938
4939         alloc_nursery ();
4940
4941         sgen_cement_init (cement_enabled);
4942
4943         if ((env = g_getenv (MONO_GC_DEBUG_NAME))) {
4944                 gboolean usage_printed = FALSE;
4945
4946                 opts = g_strsplit (env, ",", -1);
4947                 for (ptr = opts; ptr && *ptr; ptr ++) {
4948                         char *opt = *ptr;
4949                         if (!strcmp (opt, ""))
4950                                 continue;
4951                         if (opt [0] >= '0' && opt [0] <= '9') {
4952                                 gc_debug_level = atoi (opt);
4953                                 opt++;
4954                                 if (opt [0] == ':')
4955                                         opt++;
4956                                 if (opt [0]) {
4957                                         char *rf = g_strdup_printf ("%s.%d", opt, mono_process_current_pid ());
4958                                         gc_debug_file = fopen (rf, "wb");
4959                                         if (!gc_debug_file)
4960                                                 gc_debug_file = stderr;
4961                                         g_free (rf);
4962                                 }
4963                         } else if (!strcmp (opt, "print-allowance")) {
4964                                 debug_print_allowance = TRUE;
4965                         } else if (!strcmp (opt, "print-pinning")) {
4966                                 do_pin_stats = TRUE;
4967                         } else if (!strcmp (opt, "verify-before-allocs")) {
4968                                 verify_before_allocs = 1;
4969                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4970                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "verify-before-allocs=")) {
4971                                 char *arg = strchr (opt, '=') + 1;
4972                                 verify_before_allocs = atoi (arg);
4973                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4974                         } else if (!strcmp (opt, "collect-before-allocs")) {
4975                                 collect_before_allocs = 1;
4976                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4977                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "collect-before-allocs=")) {
4978                                 char *arg = strchr (opt, '=') + 1;
4979                                 has_per_allocation_action = TRUE;
4980                                 collect_before_allocs = atoi (arg);
4981                         } else if (!strcmp (opt, "verify-before-collections")) {
4982                                 whole_heap_check_before_collection = TRUE;
4983                         } else if (!strcmp (opt, "check-at-minor-collections")) {
4984                                 consistency_check_at_minor_collection = TRUE;
4985                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4986                         } else if (!strcmp (opt, "mod-union-consistency-check")) {
4987                                 if (!major_collector.is_concurrent) {
4988                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring.", "`mod-union-consistency-check` only works with concurrent major collector.");
4989                                         continue;
4990                                 }
4991                                 mod_union_consistency_check = TRUE;
4992                         } else if (!strcmp (opt, "check-mark-bits")) {
4993                                 check_mark_bits_after_major_collection = TRUE;
4994                         } else if (!strcmp (opt, "check-nursery-pinned")) {
4995                                 check_nursery_objects_pinned = TRUE;
4996                         } else if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
4997                                 xdomain_checks = TRUE;
4998                         } else if (!strcmp (opt, "clear-at-gc")) {
4999                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
5000                         } else if (!strcmp (opt, "clear-nursery-at-gc")) {
5001                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
5002                         } else if (!strcmp (opt, "clear-at-tlab-creation")) {
5003                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_TLAB_CREATION;
5004                         } else if (!strcmp (opt, "debug-clear-at-tlab-creation")) {
5005                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_TLAB_CREATION_DEBUG;
5006                         } else if (!strcmp (opt, "check-scan-starts")) {
5007                                 do_scan_starts_check = TRUE;
5008                         } else if (!strcmp (opt, "verify-nursery-at-minor-gc")) {
5009                                 do_verify_nursery = TRUE;
5010                         } else if (!strcmp (opt, "check-concurrent")) {
5011                                 if (!major_collector.is_concurrent) {
5012                                         sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring.", "`check-concurrent` only works with concurrent major collectors.");
5013                                         continue;
5014                                 }
5015                                 do_concurrent_checks = TRUE;
5016                         } else if (!strcmp (opt, "dump-nursery-at-minor-gc")) {
5017                                 do_dump_nursery_content = TRUE;
5018                         } else if (!strcmp (opt, "no-managed-allocator")) {
5019                                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
5020                         } else if (!strcmp (opt, "disable-minor")) {
5021                                 disable_minor_collections = TRUE;
5022                         } else if (!strcmp (opt, "disable-major")) {
5023                                 disable_major_collections = TRUE;
5024                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "heap-dump=")) {
5025                                 char *filename = strchr (opt, '=') + 1;
5026                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
5027                                 heap_dump_file = fopen (filename, "w");
5028                                 if (heap_dump_file) {
5029                                         fprintf (heap_dump_file, "<sgen-dump>\n");
5030                                         do_pin_stats = TRUE;
5031                                 }
5032                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "binary-protocol=")) {
5033                                 char *filename = strchr (opt, '=') + 1;
5034                                 char *colon = strrchr (filename, ':');
5035                                 size_t limit = -1;
5036                                 if (colon) {
5037                                         if (!mono_gc_parse_environment_string_extract_number (colon + 1, &limit)) {
5038                                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring limit.", "Binary protocol file size limit must be an integer.");
5039                                                 limit = -1;
5040                                         }
5041                                         *colon = '\0';
5042                                 }
5043                                 binary_protocol_init (filename, (long long)limit);
5044                         } else if (!strcmp (opt, "nursery-canaries")) {
5045                                 do_verify_nursery = TRUE;
5046                                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
5047                                 enable_nursery_canaries = TRUE;
5048                         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_debug (opt)) {
5049                                 sgen_env_var_error (MONO_GC_DEBUG_NAME, "Ignoring.", "Unknown option `%s`.", opt);
5050
5051                                 if (usage_printed)
5052                                         continue;
5053
5054                                 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);
5055                                 fprintf (stderr, "Valid <option>s are:\n");
5056                                 fprintf (stderr, "  collect-before-allocs[=<n>]\n");
5057                                 fprintf (stderr, "  verify-before-allocs[=<n>]\n");
5058                                 fprintf (stderr, "  check-at-minor-collections\n");
5059                                 fprintf (stderr, "  check-mark-bits\n");
5060                                 fprintf (stderr, "  check-nursery-pinned\n");
5061                                 fprintf (stderr, "  verify-before-collections\n");
5062                                 fprintf (stderr, "  verify-nursery-at-minor-gc\n");
5063                                 fprintf (stderr, "  dump-nursery-at-minor-gc\n");
5064                                 fprintf (stderr, "  disable-minor\n");
5065                                 fprintf (stderr, "  disable-major\n");
5066                                 fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
5067                                 fprintf (stderr, "  check-concurrent\n");
5068                                 fprintf (stderr, "  clear-[nursery-]at-gc\n");
5069                                 fprintf (stderr, "  clear-at-tlab-creation\n");
5070                                 fprintf (stderr, "  debug-clear-at-tlab-creation\n");
5071                                 fprintf (stderr, "  check-scan-starts\n");
5072                                 fprintf (stderr, "  no-managed-allocator\n");
5073                                 fprintf (stderr, "  print-allowance\n");
5074                                 fprintf (stderr, "  print-pinning\n");
5075                                 fprintf (stderr, "  heap-dump=<filename>\n");
5076                                 fprintf (stderr, "  binary-protocol=<filename>[:<file-size-limit>]\n");
5077                                 fprintf (stderr, "  nursery-canaries\n");
5078                                 sgen_bridge_print_gc_debug_usage ();
5079                                 fprintf (stderr, "\n");
5080
5081                                 usage_printed = TRUE;
5082                         }
5083                 }
5084                 g_strfreev (opts);
5085         }
5086
5087         if (check_mark_bits_after_major_collection)
5088                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
5089
5090         if (major_collector.post_param_init)
5091                 major_collector.post_param_init (&major_collector);
5092
5093         sgen_memgov_init (max_heap, soft_limit, debug_print_allowance, allowance_ratio, save_target);
5094
5095         memset (&remset, 0, sizeof (remset));
5096
5097         sgen_card_table_init (&remset);
5098
5099         gc_initialized = 1;
5100 }
5101
5102 const char *
5103 mono_gc_get_gc_name (void)
5104 {
5105         return "sgen";
5106 }
5107
5108 static MonoMethod *write_barrier_method;
5109
5110 gboolean
5111 sgen_is_critical_method (MonoMethod *method)
5112 {
5113         return (method == write_barrier_method || sgen_is_managed_allocator (method));
5114 }
5115
5116 gboolean
5117 sgen_has_critical_method (void)
5118 {
5119         return write_barrier_method || sgen_has_managed_allocator ();
5120 }
5121
5122 #ifndef DISABLE_JIT
5123
5124 static void
5125 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels)
5126 {
5127         memset (nursery_check_return_labels, 0, sizeof (int) * 3);
5128 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
5129         // if (ptr_in_nursery (ptr)) return;
5130         /*
5131          * Masking out the bits might be faster, but we would have to use 64 bit
5132          * immediates, which might be slower.
5133          */
5134         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5135         mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
5136         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5137         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer)((mword)sgen_get_nursery_start () >> DEFAULT_NURSERY_BITS));
5138         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
5139
5140         if (!major_collector.is_concurrent) {
5141                 // if (!ptr_in_nursery (*ptr)) return;
5142                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5143                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
5144                 mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
5145                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5146                 mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer)((mword)sgen_get_nursery_start () >> DEFAULT_NURSERY_BITS));
5147                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BNE_UN);
5148         }
5149 #else
5150         int label_continue1, label_continue2;
5151         int dereferenced_var;
5152
5153         // if (ptr < (sgen_get_nursery_start ())) goto continue;
5154         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5155         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_start ());
5156         label_continue_1 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BLT);
5157
5158         // if (ptr >= sgen_get_nursery_end ())) goto continue;
5159         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5160         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_end ());
5161         label_continue_2 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE);
5162
5163         // Otherwise return
5164         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BR);
5165
5166         // continue:
5167         mono_mb_patch_branch (mb, label_continue_1);
5168         mono_mb_patch_branch (mb, label_continue_2);
5169
5170         // Dereference and store in local var
5171         dereferenced_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
5172         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5173         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
5174         mono_mb_emit_stloc (mb, dereferenced_var);
5175
5176         if (!major_collector.is_concurrent) {
5177                 // if (*ptr < sgen_get_nursery_start ()) return;
5178                 mono_mb_emit_ldloc (mb, dereferenced_var);
5179                 mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_start ());
5180                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BLT);
5181
5182                 // if (*ptr >= sgen_get_nursery_end ()) return;
5183                 mono_mb_emit_ldloc (mb, dereferenced_var);
5184                 mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) sgen_get_nursery_end ());
5185                 nursery_check_return_labels [2] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE);
5186         }
5187 #endif
5188 }
5189 #endif
5190
5191 MonoMethod*
5192 mono_gc_get_write_barrier (void)
5193 {
5194         MonoMethod *res;
5195         MonoMethodBuilder *mb;
5196         MonoMethodSignature *sig;
5197 #ifdef MANAGED_WBARRIER
5198         int i, nursery_check_labels [3];
5199
5200 #ifdef HAVE_KW_THREAD
5201         int stack_end_offset = -1;
5202
5203         MONO_THREAD_VAR_OFFSET (stack_end, stack_end_offset);
5204         g_assert (stack_end_offset != -1);
5205 #endif
5206 #endif
5207
5208         // FIXME: Maybe create a separate version for ctors (the branch would be
5209         // correctly predicted more times)
5210         if (write_barrier_method)
5211                 return write_barrier_method;
5212
5213         /* Create the IL version of mono_gc_barrier_generic_store () */
5214         sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, 1);
5215         sig->ret = &mono_defaults.void_class->byval_arg;
5216         sig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
5217
5218         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
5219
5220 #ifndef DISABLE_JIT
5221 #ifdef MANAGED_WBARRIER
5222         emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels);
5223         /*
5224         addr = sgen_cardtable + ((address >> CARD_BITS) & CARD_MASK)
5225         *addr = 1;
5226
5227         sgen_cardtable:
5228                 LDC_PTR sgen_cardtable
5229
5230         address >> CARD_BITS
5231                 LDARG_0
5232                 LDC_I4 CARD_BITS
5233                 SHR_UN
5234         if (SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS) {
5235                 LDC_PTR card_table_mask
5236                 AND
5237         }
5238         AND
5239         ldc_i4_1
5240         stind_i1
5241         */
5242         mono_mb_emit_ptr (mb, sgen_cardtable);
5243         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5244         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_BITS);
5245         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5246 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
5247         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer)CARD_MASK);
5248         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
5249 #endif
5250         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
5251         mono_mb_emit_icon (mb, 1);
5252         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I1);
5253
5254         // return;
5255         for (i = 0; i < 3; ++i) {
5256                 if (nursery_check_labels [i])
5257                         mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
5258         }
5259         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5260 #else
5261         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5262         mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
5263         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5264 #endif
5265 #endif
5266         res = mono_mb_create_method (mb, sig, 16);
5267         mono_mb_free (mb);
5268
5269         LOCK_GC;
5270         if (write_barrier_method) {
5271                 /* Already created */
5272                 mono_free_method (res);
5273         } else {
5274                 /* double-checked locking */
5275                 mono_memory_barrier ();
5276                 write_barrier_method = res;
5277         }
5278         UNLOCK_GC;
5279
5280         return write_barrier_method;
5281 }
5282
5283 char*
5284 mono_gc_get_description (void)
5285 {
5286         return g_strdup ("sgen");
5287 }
5288
5289 void
5290 mono_gc_set_desktop_mode (void)
5291 {
5292 }
5293
5294 gboolean
5295 mono_gc_is_moving (void)
5296 {
5297         return TRUE;
5298 }
5299
5300 gboolean
5301 mono_gc_is_disabled (void)
5302 {
5303         return FALSE;
5304 }
5305
5306 #ifdef HOST_WIN32
5307 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
5308 {
5309         return TRUE;
5310 }
5311 #endif
5312
5313 NurseryClearPolicy
5314 sgen_get_nursery_clear_policy (void)
5315 {
5316         return nursery_clear_policy;
5317 }
5318
5319 MonoVTable*
5320 sgen_get_array_fill_vtable (void)
5321 {
5322         if (!array_fill_vtable) {
5323                 static MonoClass klass;
5324                 static MonoVTable vtable;
5325                 gsize bmap;
5326
5327                 MonoDomain *domain = mono_get_root_domain ();
5328                 g_assert (domain);
5329
5330                 klass.element_class = mono_defaults.byte_class;
5331                 klass.rank = 1;
5332                 klass.instance_size = sizeof (MonoArray);
5333                 klass.sizes.element_size = 1;
5334                 klass.name = "array_filler_type";
5335
5336                 vtable.klass = &klass;
5337                 bmap = 0;
5338                 vtable.gc_descr = mono_gc_make_descr_for_array (TRUE, &bmap, 0, 1);
5339                 vtable.rank = 1;
5340
5341                 array_fill_vtable = &vtable;
5342         }
5343         return array_fill_vtable;
5344 }
5345
5346 void
5347 sgen_gc_lock (void)
5348 {
5349         LOCK_GC;
5350 }
5351
5352 void
5353 sgen_gc_unlock (void)
5354 {
5355         gboolean try_free = sgen_try_free_some_memory;
5356         sgen_try_free_some_memory = FALSE;
5357         mono_mutex_unlock (&gc_mutex);
5358         MONO_GC_UNLOCKED ();
5359         if (try_free)
5360                 mono_thread_hazardous_try_free_some ();
5361 }
5362
5363 void
5364 sgen_major_collector_iterate_live_block_ranges (sgen_cardtable_block_callback callback)
5365 {
5366         major_collector.iterate_live_block_ranges (callback);
5367 }
5368
5369 void
5370 sgen_major_collector_scan_card_table (SgenGrayQueue *queue)
5371 {
5372         major_collector.scan_card_table (FALSE, queue);
5373 }
5374
5375 SgenMajorCollector*
5376 sgen_get_major_collector (void)
5377 {
5378         return &major_collector;
5379 }
5380
5381 void mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
5382 {
5383         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
5384
5385         LOCK_GC;
5386         info->gc_disabled = skip;
5387         UNLOCK_GC;
5388 }
5389
5390 SgenRemeberedSet*
5391 sgen_get_remset (void)
5392 {
5393         return &remset;
5394 }
5395
5396 guint
5397 mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *class)
5398 {
5399         guint res = 0;
5400         /* FIXME move this to the bridge code */
5401         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
5402                 switch (sgen_bridge_class_kind (class)) {
5403                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_BRIDGE_CLASS:
5404                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_BRIDGE_CLASS:
5405                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT;
5406                         break;
5407                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_CLASS:
5408                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OPAQUE_OBJECT;
5409                         break;
5410                 }
5411         }
5412         if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware) {
5413                 if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware (class))
5414                         res |= SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
5415         }
5416         return res;
5417 }
5418
5419 void
5420 mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size)
5421 {
5422         // FIXME:
5423 }
5424
5425
5426 void
5427 sgen_check_whole_heap_stw (void)
5428 {
5429         sgen_stop_world (0);
5430         sgen_clear_nursery_fragments ();
5431         sgen_check_whole_heap (FALSE);
5432         sgen_restart_world (0, NULL);
5433 }
5434
5435 void
5436 sgen_gc_event_moves (void)
5437 {
5438         if (moved_objects_idx) {
5439                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
5440                 moved_objects_idx = 0;
5441         }
5442 }
5443
5444 gint64
5445 sgen_timestamp (void)
5446 {
5447         SGEN_TV_DECLARE (timestamp);
5448         SGEN_TV_GETTIME (timestamp);
5449         return SGEN_TV_ELAPSED (sgen_init_timestamp, timestamp);
5450 }
5451
5452 void
5453 mono_gc_register_finalizer_callbacks (MonoGCFinalizerCallbacks *callbacks)
5454 {
5455         if (callbacks->version != MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION)
5456                 g_error ("Invalid finalizer callback version. Expected %d but got %d\n", MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION, callbacks->version);
5457
5458         fin_callbacks = *callbacks;
5459 }
5460
5461
5462
5463
5464
5465 #endif /* HAVE_SGEN_GC */