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  *
  17  * THIS MATERIAL IS PROVIDED AS IS, WITH ABSOLUTELY NO WARRANTY EXPRESSED
  18  * OR IMPLIED.  ANY USE IS AT YOUR OWN RISK.
  19  *
  20  * Permission is hereby granted to use or copy this program
  21  * for any purpose,  provided the above notices are retained on all copies.
  22  * Permission to modify the code and to distribute modified code is granted,
  23  * provided the above notices are retained, and a notice that the code was
  24  * modified is included with the above copyright notice.
  25  *
  26  *
  27  * Copyright 2001-2003 Ximian, Inc
  28  * Copyright 2003-2010 Novell, Inc.
  29  * Copyright 2011 Xamarin, Inc.
  30  *
  31  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
  32  * a copy of this software and associated documentation files (the
  33  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  34  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  35  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  36  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  37  * the following conditions:
  38  *
  39  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  40  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  41  *
  42  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  43  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  44  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  45  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
  46  * LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
  47  * OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
  48  * WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  49  *
  50  *
  51  * Important: allocation provides always zeroed memory, having to do
  52  * a memset after allocation is deadly for performance.
  53  * Memory usage at startup is currently as follows:
  54  * 64 KB pinned space
  55  * 64 KB internal space
  56  * size of nursery
  57  * We should provide a small memory config with half the sizes
  58  *
  59  * We currently try to make as few mono assumptions as possible:
  60  * 1) 2-word header with no GC pointers in it (first vtable, second to store the
  61  *    forwarding ptr)
  62  * 2) gc descriptor is the second word in the vtable (first word in the class)
  63  * 3) 8 byte alignment is the minimum and enough (not true for special structures (SIMD), FIXME)
  64  * 4) there is a function to get an object's size and the number of
  65  *    elements in an array.
  66  * 5) we know the special way bounds are allocated for complex arrays
  67  * 6) we know about proxies and how to treat them when domains are unloaded
  68  *
  69  * Always try to keep stack usage to a minimum: no recursive behaviour
  70  * and no large stack allocs.
  71  *
  72  * General description.
  73  * Objects are initially allocated in a nursery using a fast bump-pointer technique.
  74  * When the nursery is full we start a nursery collection: this is performed with a
  75  * copying GC.
  76  * When the old generation is full we start a copying GC of the old generation as well:
  77  * this will be changed to mark&sweep with copying when fragmentation becomes to severe
  78  * in the future.  Maybe we'll even do both during the same collection like IMMIX.
  79  *
  80  * The things that complicate this description are:
  81  * *) pinned objects: we can't move them so we need to keep track of them
  82  * *) no precise info of the thread stacks and registers: we need to be able to
  83  *    quickly find the objects that may be referenced conservatively and pin them
  84  *    (this makes the first issues more important)
  85  * *) large objects are too expensive to be dealt with using copying GC: we handle them
  86  *    with mark/sweep during major collections
  87  * *) some objects need to not move even if they are small (interned strings, Type handles):
  88  *    we use mark/sweep for them, too: they are not allocated in the nursery, but inside
  89  *    PinnedChunks regions
  90  */
  91
  92 /*
  93  * TODO:
  94
  95  *) we could have a function pointer in MonoClass to implement
  96   customized write barriers for value types
  97
  98  *) investigate the stuff needed to advance a thread to a GC-safe
  99   point (single-stepping, read from unmapped memory etc) and implement it.
 100   This would enable us to inline allocations and write barriers, for example,
 101   or at least parts of them, like the write barrier checks.
 102   We may need this also for handling precise info on stacks, even simple things
 103   as having uninitialized data on the stack and having to wait for the prolog
 104   to zero it. Not an issue for the last frame that we scan conservatively.
 105   We could always not trust the value in the slots anyway.
 106
 107  *) modify the jit to save info about references in stack locations:
 108   this can be done just for locals as a start, so that at least
 109   part of the stack is handled precisely.
 110
 111  *) test/fix endianess issues
 112
 113  *) Implement a card table as the write barrier instead of remembered
 114     sets?  Card tables are not easy to implement with our current
 115     memory layout.  We have several different kinds of major heap
 116     objects: Small objects in regular blocks, small objects in pinned
 117     chunks and LOS objects.  If we just have a pointer we have no way
 118     to tell which kind of object it points into, therefore we cannot
 119     know where its card table is.  The least we have to do to make
 120     this happen is to get rid of write barriers for indirect stores.
 121     (See next item)
 122
 123  *) Get rid of write barriers for indirect stores.  We can do this by
 124     telling the GC to wbarrier-register an object once we do an ldloca
 125     or ldelema on it, and to unregister it once it's not used anymore
 126     (it can only travel downwards on the stack).  The problem with
 127     unregistering is that it needs to happen eventually no matter
 128     what, even if exceptions are thrown, the thread aborts, etc.
 129     Rodrigo suggested that we could do only the registering part and
 130     let the collector find out (pessimistically) when it's safe to
 131     unregister, namely when the stack pointer of the thread that
 132     registered the object is higher than it was when the registering
 133     happened.  This might make for a good first implementation to get
 134     some data on performance.
 135
 136  *) Some sort of blacklist support?  Blacklists is a concept from the
 137     Boehm GC: if during a conservative scan we find pointers to an
 138     area which we might use as heap, we mark that area as unusable, so
 139     pointer retention by random pinning pointers is reduced.
 140
 141  *) experiment with max small object size (very small right now - 2kb,
 142     because it's tied to the max freelist size)
 143
 144   *) add an option to mmap the whole heap in one chunk: it makes for many
 145      simplifications in the checks (put the nursery at the top and just use a single
 146      check for inclusion/exclusion): the issue this has is that on 32 bit systems it's
 147      not flexible (too much of the address space may be used by default or we can't
 148      increase the heap as needed) and we'd need a race-free mechanism to return memory
 149      back to the system (mprotect(PROT_NONE) will still keep the memory allocated if it
 150      was written to, munmap is needed, but the following mmap may not find the same segment
 151      free...)
 152
 153  *) memzero the major fragments after restarting the world and optionally a smaller
 154     chunk at a time
 155
 156  *) investigate having fragment zeroing threads
 157
 158  *) separate locks for finalization and other minor stuff to reduce
 159     lock contention
 160
 161  *) try a different copying order to improve memory locality
 162
 163  *) a thread abort after a store but before the write barrier will
 164     prevent the write barrier from executing
 165
 166  *) specialized dynamically generated markers/copiers
 167
 168  *) Dynamically adjust TLAB size to the number of threads.  If we have
 169     too many threads that do allocation, we might need smaller TLABs,
 170     and we might get better performance with larger TLABs if we only
 171     have a handful of threads.  We could sum up the space left in all
 172     assigned TLABs and if that's more than some percentage of the
 173     nursery size, reduce the TLAB size.
 174
 175  *) Explore placing unreachable objects on unused nursery memory.
 176         Instead of memset'ng a region to zero, place an int[] covering it.
 177         A good place to start is add_nursery_frag. The tricky thing here is
 178         placing those objects atomically outside of a collection.
 179
 180  *) Allocation should use asymmetric Dekker synchronization:
 181         http://blogs.oracle.com/dave/resource/Asymmetric-Dekker-Synchronization.txt
 182         This should help weak consistency archs.
 183  */
 184 #include "config.h"
 185 #ifdef HAVE_SGEN_GC
 186
 187 #ifdef HAVE_UNISTD_H
 188 #include <unistd.h>
 189 #endif
 190 #ifdef HAVE_PTHREAD_H
 191 #include <pthread.h>
 192 #endif
 193 #ifdef HAVE_SEMAPHORE_H
 194 #include <semaphore.h>
 195 #endif
 196 #include <stdio.h>
 197 #include <string.h>
 198 #include <signal.h>
 199 #include <errno.h>
 200 #include <assert.h>
 201 #ifdef __MACH__
 202 #undef _XOPEN_SOURCE
 203 #endif
 204 #ifdef __MACH__
 205 #define _XOPEN_SOURCE
 206 #endif
 207
 208 #include "metadata/sgen-gc.h"
 209 #include "metadata/metadata-internals.h"
 210 #include "metadata/class-internals.h"
 211 #include "metadata/gc-internal.h"
 212 #include "metadata/object-internals.h"
 213 #include "metadata/threads.h"
 214 #include "metadata/sgen-cardtable.h"
 215 #include "metadata/sgen-ssb.h"
 216 #include "metadata/sgen-protocol.h"
 217 #include "metadata/sgen-archdep.h"
 218 #include "metadata/sgen-bridge.h"
 219 #include "metadata/mono-gc.h"
 220 #include "metadata/method-builder.h"
 221 #include "metadata/profiler-private.h"
 222 #include "metadata/monitor.h"
 223 #include "metadata/threadpool-internals.h"
 224 #include "metadata/mempool-internals.h"
 225 #include "metadata/marshal.h"
 226 #include "metadata/runtime.h"
 227 #include "metadata/sgen-cardtable.h"
 228 #include "metadata/sgen-pinning.h"
 229 #include "metadata/sgen-workers.h"
 230 #include "utils/mono-mmap.h"
 231 #include "utils/mono-time.h"
 232 #include "utils/mono-semaphore.h"
 233 #include "utils/mono-counters.h"
 234 #include "utils/mono-proclib.h"
 235 #include "utils/mono-memory-model.h"
 236 #include "utils/mono-logger-internal.h"
 237
 238 #include <mono/utils/mono-logger-internal.h>
 239 #include <mono/utils/memcheck.h>
 240
 241 #if defined(__MACH__)
 242 #include "utils/mach-support.h"
 243 #endif
 244
 245 #define OPDEF(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) \
 246         a = i,
 247
 248 enum {
 249 #include "mono/cil/opcode.def"
 250         CEE_LAST
 251 };
 252
 253 #undef OPDEF
 254
 255 #undef pthread_create
 256 #undef pthread_join
 257 #undef pthread_detach
 258
 259 /*
 260  * ######################################################################
 261  * ########  Types and constants used by the GC.
 262  * ######################################################################
 263  */
 264
 265 /* 0 means not initialized, 1 is initialized, -1 means in progress */
 266 static gint32 gc_initialized = 0;
 267 /* If set, do a minor collection before every X allocation */
 268 guint32 collect_before_allocs = 0;
 269 /* If set, do a heap consistency check before each minor collection */
 270 static gboolean consistency_check_at_minor_collection = FALSE;
 271 /* If set, check that there are no references to the domain left at domain unload */
 272 static gboolean xdomain_checks = FALSE;
 273 /* If not null, dump the heap after each collection into this file */
 274 static FILE *heap_dump_file = NULL;
 275 /* If set, mark stacks conservatively, even if precise marking is possible */
 276 static gboolean conservative_stack_mark = FALSE;
 277 /* If set, do a plausibility check on the scan_starts before and after
 278    each collection */
 279 static gboolean do_scan_starts_check = FALSE;
 280 static gboolean nursery_collection_is_parallel = FALSE;
 281 static gboolean disable_minor_collections = FALSE;
 282 static gboolean disable_major_collections = FALSE;
 283 gboolean do_pin_stats = FALSE;
 284 static gboolean do_verify_nursery = FALSE;
 285 static gboolean do_dump_nursery_content = FALSE;
 286
 287 #ifdef HEAVY_STATISTICS
 288 long long stat_objects_alloced_degraded = 0;
 289 long long stat_bytes_alloced_degraded = 0;
 290
 291 long long stat_copy_object_called_nursery = 0;
 292 long long stat_objects_copied_nursery = 0;
 293 long long stat_copy_object_called_major = 0;
 294 long long stat_objects_copied_major = 0;
 295
 296 long long stat_scan_object_called_nursery = 0;
 297 long long stat_scan_object_called_major = 0;
 298
 299 long long stat_nursery_copy_object_failed_from_space = 0;
 300 long long stat_nursery_copy_object_failed_forwarded = 0;
 301 long long stat_nursery_copy_object_failed_pinned = 0;
 302
 303 static int stat_wbarrier_set_field = 0;
 304 static int stat_wbarrier_set_arrayref = 0;
 305 static int stat_wbarrier_arrayref_copy = 0;
 306 static int stat_wbarrier_generic_store = 0;
 307 static int stat_wbarrier_set_root = 0;
 308 static int stat_wbarrier_value_copy = 0;
 309 static int stat_wbarrier_object_copy = 0;
 310 #endif
 311
 312 int stat_minor_gcs = 0;
 313 int stat_major_gcs = 0;
 314
 315 static long long stat_pinned_objects = 0;
 316
 317 static long long time_minor_pre_collection_fragment_clear = 0;
 318 static long long time_minor_pinning = 0;
 319 static long long time_minor_scan_remsets = 0;
 320 static long long time_minor_scan_pinned = 0;
 321 static long long time_minor_scan_registered_roots = 0;
 322 static long long time_minor_scan_thread_data = 0;
 323 static long long time_minor_finish_gray_stack = 0;
 324 static long long time_minor_fragment_creation = 0;
 325
 326 static long long time_major_pre_collection_fragment_clear = 0;
 327 static long long time_major_pinning = 0;
 328 static long long time_major_scan_pinned = 0;
 329 static long long time_major_scan_registered_roots = 0;
 330 static long long time_major_scan_thread_data = 0;
 331 static long long time_major_scan_alloc_pinned = 0;
 332 static long long time_major_scan_finalized = 0;
 333 static long long time_major_scan_big_objects = 0;
 334 static long long time_major_finish_gray_stack = 0;
 335 static long long time_major_free_bigobjs = 0;
 336 static long long time_major_los_sweep = 0;
 337 static long long time_major_sweep = 0;
 338 static long long time_major_fragment_creation = 0;
 339
 340 int gc_debug_level = 0;
 341 FILE* gc_debug_file;
 342 static gboolean debug_print_allowance = FALSE;
 343
 344 /*
 345 void
 346 mono_gc_flush_info (void)
 347 {
 348         fflush (gc_debug_file);
 349 }
 350 */
 351
 352 #define TV_DECLARE SGEN_TV_DECLARE
 353 #define TV_GETTIME SGEN_TV_GETTIME
 354 #define TV_ELAPSED SGEN_TV_ELAPSED
 355 #define TV_ELAPSED_MS SGEN_TV_ELAPSED_MS
 356
 357 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
 358
 359 NurseryClearPolicy nursery_clear_policy = CLEAR_AT_TLAB_CREATION;
 360
 361 /* the runtime can register areas of memory as roots: we keep two lists of roots,
 362  * a pinned root set for conservatively scanned roots and a normal one for
 363  * precisely scanned roots (currently implemented as a single list).
 364  */
 365 typedef struct _RootRecord RootRecord;
 366 struct _RootRecord {
 367         char *end_root;
 368         mword root_desc;
 369 };
 370
 371 #define object_is_forwarded     SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED
 372 #define object_is_pinned        SGEN_OBJECT_IS_PINNED
 373 #define pin_object              SGEN_PIN_OBJECT
 374 #define unpin_object            SGEN_UNPIN_OBJECT
 375
 376 #define ptr_in_nursery mono_sgen_ptr_in_nursery
 377
 378 #define LOAD_VTABLE     SGEN_LOAD_VTABLE
 379
 380 static const char*
 381 safe_name (void* obj)
 382 {
 383         MonoVTable *vt = (MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj);
 384         return vt->klass->name;
 385 }
 386
 387 #define safe_object_get_size    mono_sgen_safe_object_get_size
 388
 389 const char*
 390 mono_sgen_safe_name (void* obj)
 391 {
 392         return safe_name (obj);
 393 }
 394
 395 /*
 396  * ######################################################################
 397  * ########  Global data.
 398  * ######################################################################
 399  */
 400 LOCK_DECLARE (gc_mutex);
 401 static int gc_disabled = 0;
 402
 403 static gboolean use_cardtable;
 404
 405 #define MIN_MINOR_COLLECTION_ALLOWANCE  (DEFAULT_NURSERY_SIZE * 4)
 406
 407 #define SCAN_START_SIZE SGEN_SCAN_START_SIZE
 408
 409 static mword pagesize = 4096;
 410 static mword nursery_size;
 411 int degraded_mode = 0;
 412
 413 static mword bytes_pinned_from_failed_allocation = 0;
 414
 415 static mword total_alloc = 0;
 416 /* use this to tune when to do a major/minor collection */
 417 static mword memory_pressure = 0;
 418 static mword minor_collection_allowance;
 419 static int minor_collection_sections_alloced = 0;
 420
 421
 422 /* GC Logging stats */
 423 static int last_major_num_sections = 0;
 424 static int last_los_memory_usage = 0;
 425 static gboolean major_collection_happened = FALSE;
 426
 427 GCMemSection *nursery_section = NULL;
 428 static mword lowest_heap_address = ~(mword)0;
 429 static mword highest_heap_address = 0;
 430
 431 static LOCK_DECLARE (interruption_mutex);
 432 static LOCK_DECLARE (pin_queue_mutex);
 433
 434 #define LOCK_PIN_QUEUE mono_mutex_lock (&pin_queue_mutex)
 435 #define UNLOCK_PIN_QUEUE mono_mutex_unlock (&pin_queue_mutex)
 436
 437 typedef struct _FinalizeReadyEntry FinalizeReadyEntry;
 438 struct _FinalizeReadyEntry {
 439         FinalizeReadyEntry *next;
 440         void *object;
 441 };
 442
 443 typedef struct _EphemeronLinkNode EphemeronLinkNode;
 444
 445 struct _EphemeronLinkNode {
 446         EphemeronLinkNode *next;
 447         char *array;
 448 };
 449
 450 typedef struct {
 451        void *key;
 452        void *value;
 453 } Ephemeron;
 454
 455 int current_collection_generation = -1;
 456
 457 /*
 458  * The link pointer is hidden by negating each bit.  We use the lowest
 459  * bit of the link (before negation) to store whether it needs
 460  * resurrection tracking.
 461  */
 462 #define HIDE_POINTER(p,t)       ((gpointer)(~((gulong)(p)|((t)?1:0))))
 463 #define REVEAL_POINTER(p)       ((gpointer)((~(gulong)(p))&~3L))
 464
 465 /* objects that are ready to be finalized */
 466 static FinalizeReadyEntry *fin_ready_list = NULL;
 467 static FinalizeReadyEntry *critical_fin_list = NULL;
 468
 469 static EphemeronLinkNode *ephemeron_list;
 470
 471 static int num_ready_finalizers = 0;
 472 static int no_finalize = 0;
 473
 474 enum {
 475         ROOT_TYPE_NORMAL = 0, /* "normal" roots */
 476         ROOT_TYPE_PINNED = 1, /* roots without a GC descriptor */
 477         ROOT_TYPE_WBARRIER = 2, /* roots with a write barrier */
 478         ROOT_TYPE_NUM
 479 };
 480
 481 /* registered roots: the key to the hash is the root start address */
 482 /*
 483  * Different kinds of roots are kept separate to speed up pin_from_roots () for example.
 484  */
 485 static SgenHashTable roots_hash [ROOT_TYPE_NUM] = {
 486         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL),
 487         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL),
 488         SGEN_HASH_TABLE_INIT (INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE, INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD, sizeof (RootRecord), mono_aligned_addr_hash, NULL)
 489 };
 490 static mword roots_size = 0; /* amount of memory in the root set */
 491
 492 #define GC_ROOT_NUM 32
 493 typedef struct {
 494         int count;
 495         void *objects [GC_ROOT_NUM];
 496         int root_types [GC_ROOT_NUM];
 497         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
 498 } GCRootReport;
 499
 500 static void
 501 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
 502 {
 503         if (!report->count)
 504                 return;
 505         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
 506         report->count = 0;
 507 }
 508
 509 static void
 510 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
 511 {
 512         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
 513                 notify_gc_roots (report);
 514         report->objects [report->count] = object;
 515         report->root_types [report->count] = rtype;
 516         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->klass;
 517 }
 518
 519 MonoNativeTlsKey thread_info_key;
 520
 521 #ifdef HAVE_KW_THREAD
 522 __thread SgenThreadInfo *thread_info;
 523 __thread gpointer *store_remset_buffer;
 524 __thread long store_remset_buffer_index;
 525 __thread char *stack_end;
 526 __thread long *store_remset_buffer_index_addr;
 527 #endif
 528
 529 /* The size of a TLAB */
 530 /* The bigger the value, the less often we have to go to the slow path to allocate a new
 531  * one, but the more space is wasted by threads not allocating much memory.
 532  * FIXME: Tune this.
 533  * FIXME: Make this self-tuning for each thread.
 534  */
 535 guint32 tlab_size = (1024 * 4);
 536
 537 #define MAX_SMALL_OBJ_SIZE      SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE
 538
 539 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
 540 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
 541
 542 #define ALLOC_ALIGN             SGEN_ALLOC_ALIGN
 543 #define ALLOC_ALIGN_BITS        SGEN_ALLOC_ALIGN_BITS
 544
 545 #define ALIGN_UP                SGEN_ALIGN_UP
 546
 547 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
 548 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
 549 static int moved_objects_idx = 0;
 550
 551 /* Vtable of the objects used to fill out nursery fragments before a collection */
 552 static MonoVTable *array_fill_vtable;
 553
 554 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
 555 MonoNativeThreadId main_gc_thread = NULL;
 556 #endif
 557
 558 /*
 559  * ######################################################################
 560  * ########  Heap size accounting
 561  * ######################################################################
 562  */
 563 /*heap limits*/
 564 static mword max_heap_size = ((mword)0)- ((mword)1);
 565 static mword soft_heap_limit = ((mword)0) - ((mword)1);
 566 static mword allocated_heap;
 567
 568 /*Object was pinned during the current collection*/
 569 static mword objects_pinned;
 570
 571 void
 572 mono_sgen_release_space (mword size, int space)
 573 {
 574         allocated_heap -= size;
 575 }
 576
 577 static size_t
 578 available_free_space (void)
 579 {
 580         return max_heap_size - MIN (allocated_heap, max_heap_size);
 581 }
 582
 583 gboolean
 584 mono_sgen_try_alloc_space (mword size, int space)
 585 {
 586         if (available_free_space () < size)
 587                 return FALSE;
 588
 589         allocated_heap += size;
 590         mono_runtime_resource_check_limit (MONO_RESOURCE_GC_HEAP, allocated_heap);
 591         return TRUE;
 592 }
 593
 594 static void
 595 init_heap_size_limits (glong max_heap, glong soft_limit)
 596 {
 597         if (soft_limit)
 598                 soft_heap_limit = soft_limit;
 599
 600         if (max_heap == 0)
 601                 return;
 602
 603         if (max_heap < soft_limit) {
 604                 fprintf (stderr, "max-heap-size must be at least as large as soft-heap-limit.\n");
 605                 exit (1);
 606         }
 607
 608         if (max_heap < nursery_size * 4) {
 609                 fprintf (stderr, "max-heap-size must be at least 4 times larger than nursery size.\n");
 610                 exit (1);
 611         }
 612         max_heap_size = max_heap - nursery_size;
 613 }
 614
 615 /*
 616  * ######################################################################
 617  * ########  Macros and function declarations.
 618  * ######################################################################
 619  */
 620
 621 inline static void*
 622 align_pointer (void *ptr)
 623 {
 624         mword p = (mword)ptr;
 625         p += sizeof (gpointer) - 1;
 626         p &= ~ (sizeof (gpointer) - 1);
 627         return (void*)p;
 628 }
 629
 630 typedef SgenGrayQueue GrayQueue;
 631
 632 /* forward declarations */
 633 static int stop_world (int generation);
 634 static int restart_world (int generation);
 635 static void scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, GrayQueue *queue);
 636 static void scan_from_registered_roots (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *addr_start, char *addr_end, int root_type, GrayQueue *queue);
 637 static void scan_finalizer_entries (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, FinalizeReadyEntry *list, GrayQueue *queue);
 638 static void report_finalizer_roots (void);
 639 static void report_registered_roots (void);
 640 static void find_pinning_ref_from_thread (char *obj, size_t size);
 641 static void update_current_thread_stack (void *start);
 642 static void collect_bridge_objects (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *start, char *end, int generation, GrayQueue *queue);
 643 static void finalize_in_range (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *start, char *end, int generation, GrayQueue *queue);
 644 static void process_fin_stage_entries (void);
 645 static void null_link_in_range (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *start, char *end, int generation, gboolean before_finalization, GrayQueue *queue);
 646 static void null_links_for_domain (MonoDomain *domain, int generation);
 647 static void process_dislink_stage_entries (void);
 648
 649 static void pin_from_roots (void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue);
 650 static int pin_objects_from_addresses (GCMemSection *section, void **start, void **end, void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue);
 651 static void finish_gray_stack (char *start_addr, char *end_addr, int generation, GrayQueue *queue);
 652 static gboolean need_major_collection (mword space_needed);
 653 static void major_collection (const char *reason);
 654
 655 static void mono_gc_register_disappearing_link (MonoObject *obj, void **link, gboolean track, gboolean in_gc);
 656 static gboolean mono_gc_is_critical_method (MonoMethod *method);
 657
 658 void mono_gc_scan_for_specific_ref (MonoObject *key, gboolean precise);
 659
 660 static void init_stats (void);
 661
 662 static int mark_ephemerons_in_range (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *start, char *end, GrayQueue *queue);
 663 static void clear_unreachable_ephemerons (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *start, char *end, GrayQueue *queue);
 664 static void null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain);
 665
 666 SgenMajorCollector major_collector;
 667 static GrayQueue gray_queue;
 668
 669 static SgenRemeberedSet remset;
 670
 671
 672 #define WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE (mono_sgen_collection_is_parallel () ? mono_sgen_workers_get_distribute_gray_queue () : &gray_queue)
 673
 674 static SgenGrayQueue*
 675 mono_sgen_workers_get_job_gray_queue (WorkerData *worker_data)
 676 {
 677         return worker_data ? &worker_data->private_gray_queue : WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE;
 678 }
 679
 680 static gboolean
 681 is_xdomain_ref_allowed (gpointer *ptr, char *obj, MonoDomain *domain)
 682 {
 683         MonoObject *o = (MonoObject*)(obj);
 684         MonoObject *ref = (MonoObject*)*(ptr);
 685         int offset = (char*)(ptr) - (char*)o;
 686
 687         if (o->vtable->klass == mono_defaults.thread_class && offset == G_STRUCT_OFFSET (MonoThread, internal_thread))
 688                 return TRUE;
 689         if (o->vtable->klass == mono_defaults.internal_thread_class && offset == G_STRUCT_OFFSET (MonoInternalThread, current_appcontext))
 690                 return TRUE;
 691         if (mono_class_has_parent_fast (o->vtable->klass, mono_defaults.real_proxy_class) &&
 692                         offset == G_STRUCT_OFFSET (MonoRealProxy, unwrapped_server))
 693                 return TRUE;
 694         /* Thread.cached_culture_info */
 695         if (!strcmp (ref->vtable->klass->name_space, "System.Globalization") &&
 696                         !strcmp (ref->vtable->klass->name, "CultureInfo") &&
 697                         !strcmp(o->vtable->klass->name_space, "System") &&
 698                         !strcmp(o->vtable->klass->name, "Object[]"))
 699                 return TRUE;
 700         /*
 701          *  at System.IO.MemoryStream.InternalConstructor (byte[],int,int,bool,bool) [0x0004d] in /home/schani/Work/novell/trunk/mcs/class/corlib/System.IO/MemoryStream.cs:121
 702          * at System.IO.MemoryStream..ctor (byte[]) [0x00017] in /home/schani/Work/novell/trunk/mcs/class/corlib/System.IO/MemoryStream.cs:81
 703          * at (wrapper remoting-invoke-with-check) System.IO.MemoryStream..ctor (byte[]) <IL 0x00020, 0xffffffff>
 704          * at System.Runtime.Remoting.Messaging.CADMethodCallMessage.GetArguments () [0x0000d] in /home/schani/Work/novell/trunk/mcs/class/corlib/System.Runtime.Remoting.Messaging/CADMessages.cs:327
 705          * at System.Runtime.Remoting.Messaging.MethodCall..ctor (System.Runtime.Remoting.Messaging.CADMethodCallMessage) [0x00017] in /home/schani/Work/novell/trunk/mcs/class/corlib/System.Runtime.Remoting.Messaging/MethodCall.cs:87
 706          * at System.AppDomain.ProcessMessageInDomain (byte[],System.Runtime.Remoting.Messaging.CADMethodCallMessage,byte[]&,System.Runtime.Remoting.Messaging.CADMethodReturnMessage&) [0x00018] in /home/schani/Work/novell/trunk/mcs/class/corlib/System/AppDomain.cs:1213
 707          * at (wrapper remoting-invoke-with-check) System.AppDomain.ProcessMessageInDomain (byte[],System.Runtime.Remoting.Messaging.CADMethodCallMessage,byte[]&,System.Runtime.Remoting.Messaging.CADMethodReturnMessage&) <IL 0x0003d, 0xffffffff>
 708          * at System.Runtime.Remoting.Channels.CrossAppDomainSink.ProcessMessageInDomain (byte[],System.Runtime.Remoting.Messaging.CADMethodCallMessage) [0x00008] in /home/schani/Work/novell/trunk/mcs/class/corlib/System.Runtime.Remoting.Channels/CrossAppDomainChannel.cs:198
 709          * at (wrapper runtime-invoke) object.runtime_invoke_CrossAppDomainSink/ProcessMessageRes_object_object (object,intptr,intptr,intptr) <IL 0x0004c, 0xffffffff>
 710          */
 711         if (!strcmp (ref->vtable->klass->name_space, "System") &&
 712                         !strcmp (ref->vtable->klass->name, "Byte[]") &&
 713                         !strcmp (o->vtable->klass->name_space, "System.IO") &&
 714                         !strcmp (o->vtable->klass->name, "MemoryStream"))
 715                 return TRUE;
 716         /* append_job() in threadpool.c */
 717         if (!strcmp (ref->vtable->klass->name_space, "System.Runtime.Remoting.Messaging") &&
 718                         !strcmp (ref->vtable->klass->name, "AsyncResult") &&
 719                         !strcmp (o->vtable->klass->name_space, "System") &&
 720                         !strcmp (o->vtable->klass->name, "Object[]") &&
 721                         mono_thread_pool_is_queue_array ((MonoArray*) o))
 722                 return TRUE;
 723         return FALSE;
 724 }
 725
 726 static void
 727 check_reference_for_xdomain (gpointer *ptr, char *obj, MonoDomain *domain)
 728 {
 729         MonoObject *o = (MonoObject*)(obj);
 730         MonoObject *ref = (MonoObject*)*(ptr);
 731         int offset = (char*)(ptr) - (char*)o;
 732         MonoClass *class;
 733         MonoClassField *field;
 734         char *str;
 735
 736         if (!ref || ref->vtable->domain == domain)
 737                 return;
 738         if (is_xdomain_ref_allowed (ptr, obj, domain))
 739                 return;
 740
 741         field = NULL;
 742         for (class = o->vtable->klass; class; class = class->parent) {
 743                 int i;
 744
 745                 for (i = 0; i < class->field.count; ++i) {
 746                         if (class->fields[i].offset == offset) {
 747                                 field = &class->fields[i];
 748                                 break;
 749                         }
 750                 }
 751                 if (field)
 752                         break;
 753         }
 754
 755         if (ref->vtable->klass == mono_defaults.string_class)
 756                 str = mono_string_to_utf8 ((MonoString*)ref);
 757         else
 758                 str = NULL;
 759         g_print ("xdomain reference in %p (%s.%s) at offset %d (%s) to %p (%s.%s) (%s)  -  pointed to by:\n",
 760                         o, o->vtable->klass->name_space, o->vtable->klass->name,
 761                         offset, field ? field->name : "",
 762                         ref, ref->vtable->klass->name_space, ref->vtable->klass->name, str ? str : "");
 763         mono_gc_scan_for_specific_ref (o, TRUE);
 764         if (str)
 765                 g_free (str);
 766 }
 767
 768 #undef HANDLE_PTR
 769 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     check_reference_for_xdomain ((ptr), (obj), domain)
 770
 771 static void
 772 scan_object_for_xdomain_refs (char *start, mword size, void *data)
 773 {
 774         MonoDomain *domain = ((MonoObject*)start)->vtable->domain;
 775
 776         #include "sgen-scan-object.h"
 777 }
 778
 779 static gboolean scan_object_for_specific_ref_precise = TRUE;
 780
 781 #undef HANDLE_PTR
 782 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                \
 783         if ((MonoObject*)*(ptr) == key) {       \
 784         g_print ("found ref to %p in object %p (%s) at offset %td\n",   \
 785                         key, (obj), safe_name ((obj)), ((char*)(ptr) - (char*)(obj))); \
 786         }                                                               \
 787         } while (0)
 788
 789 static void
 790 scan_object_for_specific_ref (char *start, MonoObject *key)
 791 {
 792         char *forwarded;
 793
 794         if ((forwarded = SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (start)))
 795                 start = forwarded;
 796
 797         if (scan_object_for_specific_ref_precise) {
 798                 #include "sgen-scan-object.h"
 799         } else {
 800                 mword *words = (mword*)start;
 801                 size_t size = safe_object_get_size ((MonoObject*)start);
 802                 int i;
 803                 for (i = 0; i < size / sizeof (mword); ++i) {
 804                         if (words [i] == (mword)key) {
 805                                 g_print ("found possible ref to %p in object %p (%s) at offset %td\n",
 806                                                 key, start, safe_name (start), i * sizeof (mword));
 807                         }
 808                 }
 809         }
 810 }
 811
 812 void
 813 mono_sgen_scan_area_with_callback (char *start, char *end, IterateObjectCallbackFunc callback, void *data, gboolean allow_flags)
 814 {
 815         while (start < end) {
 816                 size_t size;
 817                 char *obj;
 818
 819                 if (!*(void**)start) {
 820                         start += sizeof (void*); /* should be ALLOC_ALIGN, really */
 821                         continue;
 822                 }
 823
 824                 if (allow_flags) {
 825                         if (!(obj = SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (start)))
 826                                 obj = start;
 827                 } else {
 828                         obj = start;
 829                 }
 830
 831                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)obj));
 832
 833                 if (SGEN_LOAD_VTABLE (obj) != array_fill_vtable)
 834                         callback (obj, size, data);
 835
 836                 start += size;
 837         }
 838 }
 839
 840 static void
 841 scan_object_for_specific_ref_callback (char *obj, size_t size, MonoObject *key)
 842 {
 843         scan_object_for_specific_ref (obj, key);
 844 }
 845
 846 static void
 847 check_root_obj_specific_ref (RootRecord *root, MonoObject *key, MonoObject *obj)
 848 {
 849         if (key != obj)
 850                 return;
 851         g_print ("found ref to %p in root record %p\n", key, root);
 852 }
 853
 854 static MonoObject *check_key = NULL;
 855 static RootRecord *check_root = NULL;
 856
 857 static void
 858 check_root_obj_specific_ref_from_marker (void **obj)
 859 {
 860         check_root_obj_specific_ref (check_root, check_key, *obj);
 861 }
 862
 863 static void
 864 scan_roots_for_specific_ref (MonoObject *key, int root_type)
 865 {
 866         void **start_root;
 867         RootRecord *root;
 868         check_key = key;
 869
 870         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
 871                 mword desc = root->root_desc;
 872
 873                 check_root = root;
 874
 875                 switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
 876                 case ROOT_DESC_BITMAP:
 877                         desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
 878                         while (desc) {
 879                                 if (desc & 1)
 880                                         check_root_obj_specific_ref (root, key, *start_root);
 881                                 desc >>= 1;
 882                                 start_root++;
 883                         }
 884                         return;
 885                 case ROOT_DESC_COMPLEX: {
 886                         gsize *bitmap_data = mono_sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
 887                         int bwords = (*bitmap_data) - 1;
 888                         void **start_run = start_root;
 889                         bitmap_data++;
 890                         while (bwords-- > 0) {
 891                                 gsize bmap = *bitmap_data++;
 892                                 void **objptr = start_run;
 893                                 while (bmap) {
 894                                         if (bmap & 1)
 895                                                 check_root_obj_specific_ref (root, key, *objptr);
 896                                         bmap >>= 1;
 897                                         ++objptr;
 898                                 }
 899                                 start_run += GC_BITS_PER_WORD;
 900                         }
 901                         break;
 902                 }
 903                 case ROOT_DESC_USER: {
 904                         MonoGCRootMarkFunc marker = mono_sgen_get_user_descriptor_func (desc);
 905                         marker (start_root, check_root_obj_specific_ref_from_marker);
 906                         break;
 907                 }
 908                 case ROOT_DESC_RUN_LEN:
 909                         g_assert_not_reached ();
 910                 default:
 911                         g_assert_not_reached ();
 912                 }
 913         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
 914
 915         check_key = NULL;
 916         check_root = NULL;
 917 }
 918
 919 void
 920 mono_gc_scan_for_specific_ref (MonoObject *key, gboolean precise)
 921 {
 922         void **ptr;
 923         RootRecord *root;
 924
 925         scan_object_for_specific_ref_precise = precise;
 926
 927         mono_sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
 928                         (IterateObjectCallbackFunc)scan_object_for_specific_ref_callback, key, TRUE);
 929
 930         major_collector.iterate_objects (TRUE, TRUE, (IterateObjectCallbackFunc)scan_object_for_specific_ref_callback, key);
 931
 932         mono_sgen_los_iterate_objects ((IterateObjectCallbackFunc)scan_object_for_specific_ref_callback, key);
 933
 934         scan_roots_for_specific_ref (key, ROOT_TYPE_NORMAL);
 935         scan_roots_for_specific_ref (key, ROOT_TYPE_WBARRIER);
 936
 937         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [ROOT_TYPE_PINNED], ptr, root) {
 938                 while (ptr < (void**)root->end_root) {
 939                         check_root_obj_specific_ref (root, *ptr, key);
 940                         ++ptr;
 941                 }
 942         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
 943 }
 944
 945 static gboolean
 946 need_remove_object_for_domain (char *start, MonoDomain *domain)
 947 {
 948         if (mono_object_domain (start) == domain) {
 949                 DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Need to cleanup object %p\n", start));
 950                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)LOAD_VTABLE (start), safe_object_get_size ((MonoObject*)start));
 951                 return TRUE;
 952         }
 953         return FALSE;
 954 }
 955
 956 static void
 957 process_object_for_domain_clearing (char *start, MonoDomain *domain)
 958 {
 959         GCVTable *vt = (GCVTable*)LOAD_VTABLE (start);
 960         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
 961                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
 962         /* The object could be a proxy for an object in the domain
 963            we're deleting. */
 964         if (mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
 965                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
 966
 967                 /* The server could already have been zeroed out, so
 968                    we need to check for that, too. */
 969                 if (server && (!LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
 970                         DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p\n",
 971                                         start, server));
 972                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
 973                 }
 974         }
 975 }
 976
 977 static MonoDomain *check_domain = NULL;
 978
 979 static void
 980 check_obj_not_in_domain (void **o)
 981 {
 982         g_assert (((MonoObject*)(*o))->vtable->domain != check_domain);
 983 }
 984
 985 static void
 986 scan_for_registered_roots_in_domain (MonoDomain *domain, int root_type)
 987 {
 988         void **start_root;
 989         RootRecord *root;
 990         check_domain = domain;
 991         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
 992                 mword desc = root->root_desc;
 993
 994                 /* The MonoDomain struct is allowed to hold
 995                    references to objects in its own domain. */
 996                 if (start_root == (void**)domain)
 997                         continue;
 998
 999                 switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1000                 case ROOT_DESC_BITMAP:
1001                         desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1002                         while (desc) {
1003                                 if ((desc & 1) && *start_root)
1004                                         check_obj_not_in_domain (*start_root);
1005                                 desc >>= 1;
1006                                 start_root++;
1007                         }
1008                         break;
1009                 case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1010                         gsize *bitmap_data = mono_sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1011                         int bwords = (*bitmap_data) - 1;
1012                         void **start_run = start_root;
1013                         bitmap_data++;
1014                         while (bwords-- > 0) {
1015                                 gsize bmap = *bitmap_data++;
1016                                 void **objptr = start_run;
1017                                 while (bmap) {
1018                                         if ((bmap & 1) && *objptr)
1019                                                 check_obj_not_in_domain (*objptr);
1020                                         bmap >>= 1;
1021                                         ++objptr;
1022                                 }
1023                                 start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1024                         }
1025                         break;
1026                 }
1027                 case ROOT_DESC_USER: {
1028                         MonoGCRootMarkFunc marker = mono_sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1029                         marker (start_root, check_obj_not_in_domain);
1030                         break;
1031                 }
1032                 case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1033                         g_assert_not_reached ();
1034                 default:
1035                         g_assert_not_reached ();
1036                 }
1037         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1038
1039         check_domain = NULL;
1040 }
1041
1042 static void
1043 check_for_xdomain_refs (void)
1044 {
1045         LOSObject *bigobj;
1046
1047         mono_sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
1048                         (IterateObjectCallbackFunc)scan_object_for_xdomain_refs, NULL, FALSE);
1049
1050         major_collector.iterate_objects (TRUE, TRUE, (IterateObjectCallbackFunc)scan_object_for_xdomain_refs, NULL);
1051
1052         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
1053                 scan_object_for_xdomain_refs (bigobj->data, bigobj->size, NULL);
1054 }
1055
1056 static gboolean
1057 clear_domain_process_object (char *obj, MonoDomain *domain)
1058 {
1059         gboolean remove;
1060
1061         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
1062         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
1063
1064         if (remove && ((MonoObject*)obj)->synchronisation) {
1065                 void **dislink = mono_monitor_get_object_monitor_weak_link ((MonoObject*)obj);
1066                 if (dislink)
1067                         mono_gc_register_disappearing_link (NULL, dislink, FALSE, TRUE);
1068         }
1069
1070         return remove;
1071 }
1072
1073 static void
1074 clear_domain_process_minor_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
1075 {
1076         if (clear_domain_process_object (obj, domain))
1077                 memset (obj, 0, size);
1078 }
1079
1080 static void
1081 clear_domain_process_major_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
1082 {
1083         clear_domain_process_object (obj, domain);
1084 }
1085
1086 static void
1087 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
1088 {
1089         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
1090                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
1091 }
1092
1093 static void
1094 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
1095 {
1096         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
1097                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
1098 }
1099
1100 /*
1101  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
1102  * but all the others could still be present in random places on the heap.
1103  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
1104  * with big heaps.
1105  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
1106  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
1107  * unloaded the point to random memory.
1108  */
1109 void
1110 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
1111 {
1112         LOSObject *bigobj, *prev;
1113         int i;
1114
1115         LOCK_GC;
1116
1117         process_fin_stage_entries ();
1118         process_dislink_stage_entries ();
1119
1120         mono_sgen_clear_nursery_fragments ();
1121
1122         if (xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
1123                 scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
1124                 scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
1125                 check_for_xdomain_refs ();
1126         }
1127
1128         mono_sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
1129                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE);
1130
1131         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
1132         to memory returned to the OS.*/
1133         null_ephemerons_for_domain (domain);
1134
1135         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
1136                 null_links_for_domain (domain, i);
1137
1138         /* We need two passes over major and large objects because
1139            freeing such objects might give their memory back to the OS
1140            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
1141            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
1142            objects with major-mark&sweep), but we might need to
1143            dereference a pointer from an object to another object if
1144            the first object is a proxy. */
1145         major_collector.iterate_objects (TRUE, TRUE, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
1146         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
1147                 clear_domain_process_object (bigobj->data, domain);
1148
1149         prev = NULL;
1150         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
1151                 if (need_remove_object_for_domain (bigobj->data, domain)) {
1152                         LOSObject *to_free = bigobj;
1153                         if (prev)
1154                                 prev->next = bigobj->next;
1155                         else
1156                                 los_object_list = bigobj->next;
1157                         bigobj = bigobj->next;
1158                         DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Freeing large object %p\n",
1159                                         bigobj->data));
1160                         mono_sgen_los_free_object (to_free);
1161                         continue;
1162                 }
1163                 prev = bigobj;
1164                 bigobj = bigobj->next;
1165         }
1166         major_collector.iterate_objects (TRUE, FALSE, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
1167         major_collector.iterate_objects (FALSE, TRUE, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
1168
1169         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats)) {
1170                 if (domain == mono_get_root_domain ())
1171                         mono_sgen_pin_stats_print_class_stats ();
1172         }
1173
1174         UNLOCK_GC;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * mono_sgen_add_to_global_remset:
1179  *
1180  *   The global remset contains locations which point into newspace after
1181  * a minor collection. This can happen if the objects they point to are pinned.
1182  *
1183  * LOCKING: If called from a parallel collector, the global remset
1184  * lock must be held.  For serial collectors that is not necessary.
1185  */
1186 void
1187 mono_sgen_add_to_global_remset (gpointer ptr)
1188 {
1189         remset.record_pointer (ptr);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * mono_sgen_drain_gray_stack:
1194  *
1195  *   Scan objects in the gray stack until the stack is empty. This should be called
1196  * frequently after each object is copied, to achieve better locality and cache
1197  * usage.
1198  */
1199 gboolean
1200 mono_sgen_drain_gray_stack (GrayQueue *queue, int max_objs)
1201 {
1202         char *obj;
1203
1204         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY) {
1205                 ScanObjectFunc scan_func = mono_sgen_get_minor_scan_object ();
1206
1207                 for (;;) {
1208                         GRAY_OBJECT_DEQUEUE (queue, obj);
1209                         if (!obj)
1210                                 return TRUE;
1211                         DEBUG (9, fprintf (gc_debug_file, "Precise gray object scan %p (%s)\n", obj, safe_name (obj)));
1212                         scan_func (obj, queue);
1213                 }
1214         } else {
1215                 int i;
1216
1217                 if (mono_sgen_collection_is_parallel () && mono_sgen_workers_is_distributed_queue (queue))
1218                         return TRUE;
1219
1220                 do {
1221                         for (i = 0; i != max_objs; ++i) {
1222                                 GRAY_OBJECT_DEQUEUE (queue, obj);
1223                                 if (!obj)
1224                                         return TRUE;
1225                                 DEBUG (9, fprintf (gc_debug_file, "Precise gray object scan %p (%s)\n", obj, safe_name (obj)));
1226                                 major_collector.major_scan_object (obj, queue);
1227                         }
1228                 } while (max_objs < 0);
1229                 return FALSE;
1230         }
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Addresses from start to end are already sorted. This function finds
1235  * the object header for each address and pins the object. The
1236  * addresses must be inside the passed section.  The (start of the)
1237  * address array is overwritten with the addresses of the actually
1238  * pinned objects.  Return the number of pinned objects.
1239  */
1240 static int
1241 pin_objects_from_addresses (GCMemSection *section, void **start, void **end, void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue)
1242 {
1243         void *last = NULL;
1244         int count = 0;
1245         void *search_start;
1246         void *last_obj = NULL;
1247         size_t last_obj_size = 0;
1248         void *addr;
1249         int idx;
1250         void **definitely_pinned = start;
1251
1252         mono_sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
1253
1254         while (start < end) {
1255                 addr = *start;
1256                 /* the range check should be reduntant */
1257                 if (addr != last && addr >= start_nursery && addr < end_nursery) {
1258                         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "Considering pinning addr %p\n", addr));
1259                         /* multiple pointers to the same object */
1260                         if (addr >= last_obj && (char*)addr < (char*)last_obj + last_obj_size) {
1261                                 start++;
1262                                 continue;
1263                         }
1264                         idx = ((char*)addr - (char*)section->data) / SCAN_START_SIZE;
1265                         g_assert (idx < section->num_scan_start);
1266                         search_start = (void*)section->scan_starts [idx];
1267                         if (!search_start || search_start > addr) {
1268                                 while (idx) {
1269                                         --idx;
1270                                         search_start = section->scan_starts [idx];
1271                                         if (search_start && search_start <= addr)
1272                                                 break;
1273                                 }
1274                                 if (!search_start || search_start > addr)
1275                                         search_start = start_nursery;
1276                         }
1277                         if (search_start < last_obj)
1278                                 search_start = (char*)last_obj + last_obj_size;
1279                         /* now addr should be in an object a short distance from search_start
1280                          * Note that search_start must point to zeroed mem or point to an object.
1281                          */
1282
1283                         do {
1284                                 if (!*(void**)search_start) {
1285                                         /* Consistency check */
1286                                         /*
1287                                         for (frag = nursery_fragments; frag; frag = frag->next) {
1288                                                 if (search_start >= frag->fragment_start && search_start < frag->fragment_end)
1289                                                         g_assert_not_reached ();
1290                                         }
1291                                         */
1292
1293                                         search_start = (void*)ALIGN_UP ((mword)search_start + sizeof (gpointer));
1294                                         continue;
1295                                 }
1296                                 last_obj = search_start;
1297                                 last_obj_size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)search_start));
1298
1299                                 if (((MonoObject*)last_obj)->synchronisation == GINT_TO_POINTER (-1)) {
1300                                         /* Marks the beginning of a nursery fragment, skip */
1301                                 } else {
1302                                         DEBUG (8, fprintf (gc_debug_file, "Pinned try match %p (%s), size %zd\n", last_obj, safe_name (last_obj), last_obj_size));
1303                                         if (addr >= search_start && (char*)addr < (char*)last_obj + last_obj_size) {
1304                                                 DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Pinned object %p, vtable %p (%s), count %d\n", search_start, *(void**)search_start, safe_name (search_start), count));
1305                                                 binary_protocol_pin (search_start, (gpointer)LOAD_VTABLE (search_start), safe_object_get_size (search_start));
1306                                                 pin_object (search_start);
1307                                                 GRAY_OBJECT_ENQUEUE (queue, search_start);
1308                                                 if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
1309                                                         mono_sgen_pin_stats_register_object (search_start, last_obj_size);
1310                                                 definitely_pinned [count] = search_start;
1311                                                 count++;
1312                                                 break;
1313                                         }
1314                                 }
1315                                 /* skip to the next object */
1316                                 search_start = (void*)((char*)search_start + last_obj_size);
1317                         } while (search_start <= addr);
1318                         /* we either pinned the correct object or we ignored the addr because
1319                          * it points to unused zeroed memory.
1320                          */
1321                         last = addr;
1322                 }
1323                 start++;
1324         }
1325         //printf ("effective pinned: %d (at the end: %d)\n", count, (char*)end_nursery - (char*)last);
1326         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1327                 GCRootReport report;
1328                 report.count = 0;
1329                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1330                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1331                 notify_gc_roots (&report);
1332         }
1333         stat_pinned_objects += count;
1334         return count;
1335 }
1336
1337 void
1338 mono_sgen_pin_objects_in_section (GCMemSection *section, GrayQueue *queue)
1339 {
1340         int num_entries = section->pin_queue_num_entries;
1341         if (num_entries) {
1342                 void **start = section->pin_queue_start;
1343                 int reduced_to;
1344                 reduced_to = pin_objects_from_addresses (section, start, start + num_entries,
1345                                 section->data, section->next_data, queue);
1346                 section->pin_queue_num_entries = reduced_to;
1347                 if (!reduced_to)
1348                         section->pin_queue_start = NULL;
1349         }
1350 }
1351
1352
1353 void
1354 mono_sgen_pin_object (void *object, GrayQueue *queue)
1355 {
1356         if (mono_sgen_collection_is_parallel ()) {
1357                 LOCK_PIN_QUEUE;
1358                 /*object arrives pinned*/
1359                 mono_sgen_pin_stage_ptr (object);
1360                 ++objects_pinned ;
1361                 UNLOCK_PIN_QUEUE;
1362         } else {
1363                 SGEN_PIN_OBJECT (object);
1364                 mono_sgen_pin_stage_ptr (object);
1365                 ++objects_pinned;
1366                 if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
1367                         mono_sgen_pin_stats_register_object (object, safe_object_get_size (object));
1368         }
1369         GRAY_OBJECT_ENQUEUE (queue, object);
1370         binary_protocol_pin (object, (gpointer)LOAD_VTABLE (object), safe_object_get_size (object));
1371 }
1372
1373 /* Sort the addresses in array in increasing order.
1374  * Done using a by-the book heap sort. Which has decent and stable performance, is pretty cache efficient.
1375  */
1376 void
1377 mono_sgen_sort_addresses (void **array, int size)
1378 {
1379         int i;
1380         void *tmp;
1381
1382         for (i = 1; i < size; ++i) {
1383                 int child = i;
1384                 while (child > 0) {
1385                         int parent = (child - 1) / 2;
1386
1387                         if (array [parent] >= array [child])
1388                                 break;
1389
1390                         tmp = array [parent];
1391                         array [parent] = array [child];
1392                         array [child] = tmp;
1393
1394                         child = parent;
1395                 }
1396         }
1397
1398         for (i = size - 1; i > 0; --i) {
1399                 int end, root;
1400                 tmp = array [i];
1401                 array [i] = array [0];
1402                 array [0] = tmp;
1403
1404                 end = i - 1;
1405                 root = 0;
1406
1407                 while (root * 2 + 1 <= end) {
1408                         int child = root * 2 + 1;
1409
1410                         if (child < end && array [child] < array [child + 1])
1411                                 ++child;
1412                         if (array [root] >= array [child])
1413                                 break;
1414
1415                         tmp = array [root];
1416                         array [root] = array [child];
1417                         array [child] = tmp;
1418
1419                         root = child;
1420                 }
1421         }
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Scan the memory between start and end and queue values which could be pointers
1426  * to the area between start_nursery and end_nursery for later consideration.
1427  * Typically used for thread stacks.
1428  */
1429 static void
1430 conservatively_pin_objects_from (void **start, void **end, void *start_nursery, void *end_nursery, int pin_type)
1431 {
1432         int count = 0;
1433         while (start < end) {
1434                 if (*start >= start_nursery && *start < end_nursery) {
1435                         /*
1436                          * *start can point to the middle of an object
1437                          * note: should we handle pointing at the end of an object?
1438                          * pinning in C# code disallows pointing at the end of an object
1439                          * but there is some small chance that an optimizing C compiler
1440                          * may keep the only reference to an object by pointing
1441                          * at the end of it. We ignore this small chance for now.
1442                          * Pointers to the end of an object are indistinguishable
1443                          * from pointers to the start of the next object in memory
1444                          * so if we allow that we'd need to pin two objects...
1445                          * We queue the pointer in an array, the
1446                          * array will then be sorted and uniqued. This way
1447                          * we can coalesce several pinning pointers and it should
1448                          * be faster since we'd do a memory scan with increasing
1449                          * addresses. Note: we can align the address to the allocation
1450                          * alignment, so the unique process is more effective.
1451                          */
1452                         mword addr = (mword)*start;
1453                         addr &= ~(ALLOC_ALIGN - 1);
1454                         if (addr >= (mword)start_nursery && addr < (mword)end_nursery)
1455                                 mono_sgen_pin_stage_ptr ((void*)addr);
1456                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats)) {
1457                                 if (ptr_in_nursery ((void*)addr))
1458                                         mono_sgen_pin_stats_register_address ((char*)addr, pin_type);
1459                         }
1460                         DEBUG (6, if (count) fprintf (gc_debug_file, "Pinning address %p from %p\n", (void*)addr, start));
1461                         count++;
1462                 }
1463                 start++;
1464         }
1465         DEBUG (7, if (count) fprintf (gc_debug_file, "found %d potential pinned heap pointers\n", count));
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Debugging function: find in the conservative roots where @obj is being pinned.
1470  */
1471 static G_GNUC_UNUSED void
1472 find_pinning_reference (char *obj, size_t size)
1473 {
1474         char **start;
1475         RootRecord *root;
1476         char *endobj = obj + size;
1477
1478         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [ROOT_TYPE_NORMAL], start, root) {
1479                 /* if desc is non-null it has precise info */
1480                 if (!root->root_desc) {
1481                         while (start < (char**)root->end_root) {
1482                                 if (*start >= obj && *start < endobj) {
1483                                         DEBUG (0, fprintf (gc_debug_file, "Object %p referenced in pinned roots %p-%p\n", obj, start, root->end_root));
1484                                 }
1485                                 start++;
1486                         }
1487                 }
1488         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1489
1490         find_pinning_ref_from_thread (obj, size);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * The first thing we do in a collection is to identify pinned objects.
1495  * This function considers all the areas of memory that need to be
1496  * conservatively scanned.
1497  */
1498 static void
1499 pin_from_roots (void *start_nursery, void *end_nursery, GrayQueue *queue)
1500 {
1501         void **start_root;
1502         RootRecord *root;
1503         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Scanning pinned roots (%d bytes, %d/%d entries)\n", (int)roots_size, roots_hash [ROOT_TYPE_NORMAL].num_entries, roots_hash [ROOT_TYPE_PINNED].num_entries));
1504         /* objects pinned from the API are inside these roots */
1505         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [ROOT_TYPE_PINNED], start_root, root) {
1506                 DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Pinned roots %p-%p\n", start_root, root->end_root));
1507                 conservatively_pin_objects_from (start_root, (void**)root->end_root, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_OTHER);
1508         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1509         /* now deal with the thread stacks
1510          * in the future we should be able to conservatively scan only:
1511          * *) the cpu registers
1512          * *) the unmanaged stack frames
1513          * *) the _last_ managed stack frame
1514          * *) pointers slots in managed frames
1515          */
1516         scan_thread_data (start_nursery, end_nursery, FALSE, queue);
1517 }
1518
1519 typedef struct {
1520         CopyOrMarkObjectFunc func;
1521         GrayQueue *queue;
1522 } UserCopyOrMarkData;
1523
1524 static MonoNativeTlsKey user_copy_or_mark_key;
1525
1526 static void
1527 init_user_copy_or_mark_key (void)
1528 {
1529         mono_native_tls_alloc (&user_copy_or_mark_key, NULL);
1530 }
1531
1532 static void
1533 set_user_copy_or_mark_data (UserCopyOrMarkData *data)
1534 {
1535         mono_native_tls_set_value (user_copy_or_mark_key, data);
1536 }
1537
1538 static void
1539 single_arg_user_copy_or_mark (void **obj)
1540 {
1541         UserCopyOrMarkData *data = mono_native_tls_get_value (user_copy_or_mark_key);
1542
1543         data->func (obj, data->queue);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * The memory area from start_root to end_root contains pointers to objects.
1548  * Their position is precisely described by @desc (this means that the pointer
1549  * can be either NULL or the pointer to the start of an object).
1550  * This functions copies them to to_space updates them.
1551  *
1552  * This function is not thread-safe!
1553  */
1554 static void
1555 precisely_scan_objects_from (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, void** start_root, void** end_root, char* n_start, char *n_end, mword desc, GrayQueue *queue)
1556 {
1557         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1558         case ROOT_DESC_BITMAP:
1559                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1560                 while (desc) {
1561                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1562                                 copy_func (start_root, queue);
1563                                 DEBUG (9, fprintf (gc_debug_file, "Overwrote root at %p with %p\n", start_root, *start_root));
1564                                 mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
1565                         }
1566                         desc >>= 1;
1567                         start_root++;
1568                 }
1569                 return;
1570         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1571                 gsize *bitmap_data = mono_sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1572                 int bwords = (*bitmap_data) - 1;
1573                 void **start_run = start_root;
1574                 bitmap_data++;
1575                 while (bwords-- > 0) {
1576                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1577                         void **objptr = start_run;
1578                         while (bmap) {
1579                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1580                                         copy_func (objptr, queue);
1581                                         DEBUG (9, fprintf (gc_debug_file, "Overwrote root at %p with %p\n", objptr, *objptr));
1582                                         mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
1583                                 }
1584                                 bmap >>= 1;
1585                                 ++objptr;
1586                         }
1587                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1588                 }
1589                 break;
1590         }
1591         case ROOT_DESC_USER: {
1592                 UserCopyOrMarkData data = { copy_func, queue };
1593                 MonoGCRootMarkFunc marker = mono_sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1594                 set_user_copy_or_mark_data (&data);
1595                 marker (start_root, single_arg_user_copy_or_mark);
1596                 set_user_copy_or_mark_data (NULL);
1597                 break;
1598         }
1599         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1600                 g_assert_not_reached ();
1601         default:
1602                 g_assert_not_reached ();
1603         }
1604 }
1605
1606 static void
1607 reset_heap_boundaries (void)
1608 {
1609         lowest_heap_address = ~(mword)0;
1610         highest_heap_address = 0;
1611 }
1612
1613 void
1614 mono_sgen_update_heap_boundaries (mword low, mword high)
1615 {
1616         mword old;
1617
1618         do {
1619                 old = lowest_heap_address;
1620                 if (low >= old)
1621                         break;
1622         } while (SGEN_CAS_PTR ((gpointer*)&lowest_heap_address, (gpointer)low, (gpointer)old) != (gpointer)old);
1623
1624         do {
1625                 old = highest_heap_address;
1626                 if (high <= old)
1627                         break;
1628         } while (SGEN_CAS_PTR ((gpointer*)&highest_heap_address, (gpointer)high, (gpointer)old) != (gpointer)old);
1629 }
1630
1631 static unsigned long
1632 prot_flags_for_activate (int activate)
1633 {
1634         unsigned long prot_flags = activate? MONO_MMAP_READ|MONO_MMAP_WRITE: MONO_MMAP_NONE;
1635         return prot_flags | MONO_MMAP_PRIVATE | MONO_MMAP_ANON;
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Allocate a big chunk of memory from the OS (usually 64KB to several megabytes).
1640  * This must not require any lock.
1641  */
1642 void*
1643 mono_sgen_alloc_os_memory (size_t size, int activate)
1644 {
1645         void *ptr = mono_valloc (0, size, prot_flags_for_activate (activate));
1646         if (ptr) {
1647                 /* FIXME: CAS */
1648                 total_alloc += size;
1649         }
1650         return ptr;
1651 }
1652
1653 /* size must be a power of 2 */
1654 void*
1655 mono_sgen_alloc_os_memory_aligned (mword size, mword alignment, gboolean activate)
1656 {
1657         void *ptr = mono_valloc_aligned (size, alignment, prot_flags_for_activate (activate));
1658         if (ptr) {
1659                 /* FIXME: CAS */
1660                 total_alloc += size;
1661         }
1662         return ptr;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Free the memory returned by mono_sgen_alloc_os_memory (), returning it to the OS.
1667  */
1668 void
1669 mono_sgen_free_os_memory (void *addr, size_t size)
1670 {
1671         mono_vfree (addr, size);
1672         /* FIXME: CAS */
1673         total_alloc -= size;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Allocate and setup the data structures needed to be able to allocate objects
1678  * in the nursery. The nursery is stored in nursery_section.
1679  */
1680 static void
1681 alloc_nursery (void)
1682 {
1683         GCMemSection *section;
1684         char *data;
1685         int scan_starts;
1686         int alloc_size;
1687
1688         if (nursery_section)
1689                 return;
1690         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Allocating nursery size: %lu\n", (unsigned long)nursery_size));
1691         /* later we will alloc a larger area for the nursery but only activate
1692          * what we need. The rest will be used as expansion if we have too many pinned
1693          * objects in the existing nursery.
1694          */
1695         /* FIXME: handle OOM */
1696         section = mono_sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_SECTION);
1697
1698         g_assert (nursery_size == DEFAULT_NURSERY_SIZE);
1699         alloc_size = nursery_size;
1700 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
1701         data = major_collector.alloc_heap (alloc_size, alloc_size, DEFAULT_NURSERY_BITS);
1702 #else
1703         data = major_collector.alloc_heap (alloc_size, 0, DEFAULT_NURSERY_BITS);
1704 #endif
1705         mono_sgen_update_heap_boundaries ((mword)data, (mword)(data + nursery_size));
1706         DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Expanding nursery size (%p-%p): %lu, total: %lu\n", data, data + alloc_size, (unsigned long)nursery_size, (unsigned long)total_alloc));
1707         section->data = section->next_data = data;
1708         section->size = alloc_size;
1709         section->end_data = data + nursery_size;
1710         scan_starts = (alloc_size + SCAN_START_SIZE - 1) / SCAN_START_SIZE;
1711         section->scan_starts = mono_sgen_alloc_internal_dynamic (sizeof (char*) * scan_starts, INTERNAL_MEM_SCAN_STARTS);
1712         section->num_scan_start = scan_starts;
1713         section->block.role = MEMORY_ROLE_GEN0;
1714         section->block.next = NULL;
1715
1716         nursery_section = section;
1717
1718         mono_sgen_nursery_allocator_set_nursery_bounds (data, data + nursery_size);
1719 }
1720
1721 void*
1722 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
1723 {
1724         *size = nursery_size;
1725 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
1726         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
1727 #else
1728         *shift_bits = -1;
1729 #endif
1730         return mono_sgen_get_nursery_start ();
1731 }
1732
1733 void
1734 mono_gc_set_current_thread_appdomain (MonoDomain *domain)
1735 {
1736         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
1737
1738         /* Could be called from sgen_thread_unregister () with a NULL info */
1739         if (domain) {
1740                 g_assert (info);
1741                 info->stopped_domain = domain;
1742         }
1743 }
1744
1745 gboolean
1746 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
1747 {
1748         return !conservative_stack_mark;
1749 }
1750
1751 FILE *
1752 mono_gc_get_logfile (void)
1753 {
1754         return mono_sgen_get_logfile ();
1755 }
1756
1757 static void
1758 report_finalizer_roots_list (FinalizeReadyEntry *list)
1759 {
1760         GCRootReport report;
1761         FinalizeReadyEntry *fin;
1762
1763         report.count = 0;
1764         for (fin = list; fin; fin = fin->next) {
1765                 if (!fin->object)
1766                         continue;
1767                 add_profile_gc_root (&report, fin->object, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1768         }
1769         notify_gc_roots (&report);
1770 }
1771
1772 static void
1773 report_finalizer_roots (void)
1774 {
1775         report_finalizer_roots_list (fin_ready_list);
1776         report_finalizer_roots_list (critical_fin_list);
1777 }
1778
1779 static GCRootReport *root_report;
1780
1781 static void
1782 single_arg_report_root (void **obj)
1783 {
1784         if (*obj)
1785                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1786 }
1787
1788 static void
1789 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1790 {
1791         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1792         case ROOT_DESC_BITMAP:
1793                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1794                 while (desc) {
1795                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1796                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1797                         }
1798                         desc >>= 1;
1799                         start_root++;
1800                 }
1801                 return;
1802         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1803                 gsize *bitmap_data = mono_sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1804                 int bwords = (*bitmap_data) - 1;
1805                 void **start_run = start_root;
1806                 bitmap_data++;
1807                 while (bwords-- > 0) {
1808                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1809                         void **objptr = start_run;
1810                         while (bmap) {
1811                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1812                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1813                                 }
1814                                 bmap >>= 1;
1815                                 ++objptr;
1816                         }
1817                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1818                 }
1819                 break;
1820         }
1821         case ROOT_DESC_USER: {
1822                 MonoGCRootMarkFunc marker = mono_sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1823                 root_report = report;
1824                 marker (start_root, single_arg_report_root);
1825                 break;
1826         }
1827         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1828                 g_assert_not_reached ();
1829         default:
1830                 g_assert_not_reached ();
1831         }
1832 }
1833
1834 static void
1835 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1836 {
1837         GCRootReport report;
1838         void **start_root;
1839         RootRecord *root;
1840         report.count = 0;
1841         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
1842                 DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)\n", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc));
1843                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1844         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1845         notify_gc_roots (&report);
1846 }
1847
1848 static void
1849 report_registered_roots (void)
1850 {
1851         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
1852         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
1853 }
1854
1855 static void
1856 scan_finalizer_entries (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, FinalizeReadyEntry *list, GrayQueue *queue)
1857 {
1858         FinalizeReadyEntry *fin;
1859
1860         for (fin = list; fin; fin = fin->next) {
1861                 if (!fin->object)
1862                         continue;
1863                 DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "Scan of fin ready object: %p (%s)\n", fin->object, safe_name (fin->object)));
1864                 copy_func (&fin->object, queue);
1865         }
1866 }
1867
1868 static const char*
1869 generation_name (int generation)
1870 {
1871         switch (generation) {
1872         case GENERATION_NURSERY: return "nursery";
1873         case GENERATION_OLD: return "old";
1874         default: g_assert_not_reached ();
1875         }
1876 }
1877
1878
1879 static void
1880 stw_bridge_process (void)
1881 {
1882         mono_sgen_bridge_processing_stw_step ();
1883 }
1884
1885 static void
1886 bridge_process (void)
1887 {
1888         mono_sgen_bridge_processing_finish ();
1889 }
1890
1891 CopyOrMarkObjectFunc
1892 mono_sgen_get_copy_object (void)
1893 {
1894         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY) {
1895                 if (mono_sgen_collection_is_parallel ())
1896                         return major_collector.copy_object;
1897                 else
1898                         return major_collector.nopar_copy_object;
1899         } else {
1900                 return major_collector.copy_or_mark_object;
1901         }
1902 }
1903
1904 ScanObjectFunc
1905 mono_sgen_get_minor_scan_object (void)
1906 {
1907         g_assert (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY);
1908
1909         if (mono_sgen_collection_is_parallel ())
1910                 return major_collector.minor_scan_object;
1911         else
1912                 return major_collector.nopar_minor_scan_object;
1913 }
1914
1915 ScanVTypeFunc
1916 mono_sgen_get_minor_scan_vtype (void)
1917 {
1918         g_assert (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY);
1919
1920         if (mono_sgen_collection_is_parallel ())
1921                 return major_collector.minor_scan_vtype;
1922         else
1923                 return major_collector.nopar_minor_scan_vtype;
1924 }
1925
1926 static void
1927 finish_gray_stack (char *start_addr, char *end_addr, int generation, GrayQueue *queue)
1928 {
1929         TV_DECLARE (atv);
1930         TV_DECLARE (btv);
1931         int fin_ready;
1932         int done_with_ephemerons, ephemeron_rounds = 0;
1933         int num_loops;
1934         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = mono_sgen_get_copy_object ();
1935
1936         /*
1937          * We copied all the reachable objects. Now it's the time to copy
1938          * the objects that were not referenced by the roots, but by the copied objects.
1939          * we built a stack of objects pointed to by gray_start: they are
1940          * additional roots and we may add more items as we go.
1941          * We loop until gray_start == gray_objects which means no more objects have
1942          * been added. Note this is iterative: no recursion is involved.
1943          * We need to walk the LO list as well in search of marked big objects
1944          * (use a flag since this is needed only on major collections). We need to loop
1945          * here as well, so keep a counter of marked LO (increasing it in copy_object).
1946          *   To achieve better cache locality and cache usage, we drain the gray stack
1947          * frequently, after each object is copied, and just finish the work here.
1948          */
1949         mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
1950         TV_GETTIME (atv);
1951         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "%s generation done\n", generation_name (generation)));
1952
1953         /*
1954         Reset bridge data, we might have lingering data from a previous collection if this is a major
1955         collection trigged by minor overflow.
1956
1957         We must reset the gathered bridges since their original block might be evacuated due to major
1958         fragmentation in the meanwhile and the bridge code should not have to deal with that.
1959         */
1960         mono_sgen_bridge_reset_data ();
1961
1962         /*
1963          * Walk the ephemeron tables marking all values with reachable keys. This must be completely done
1964          * before processing finalizable objects or non-tracking weak hamdle to avoid finalizing/clearing
1965          * objects that are in fact reachable.
1966          */
1967         done_with_ephemerons = 0;
1968         do {
1969                 done_with_ephemerons = mark_ephemerons_in_range (copy_func, start_addr, end_addr, queue);
1970                 mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
1971                 ++ephemeron_rounds;
1972         } while (!done_with_ephemerons);
1973
1974         mono_sgen_scan_togglerefs (copy_func, start_addr, end_addr, queue);
1975         if (generation == GENERATION_OLD)
1976                 mono_sgen_scan_togglerefs (copy_func, mono_sgen_get_nursery_start (), mono_sgen_get_nursery_end (), queue);
1977
1978         if (mono_sgen_need_bridge_processing ()) {
1979                 collect_bridge_objects (copy_func, start_addr, end_addr, generation, queue);
1980                 if (generation == GENERATION_OLD)
1981                         collect_bridge_objects (copy_func, mono_sgen_get_nursery_start (), mono_sgen_get_nursery_end (), GENERATION_NURSERY, queue);
1982                 mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
1983         }
1984
1985         /*
1986         We must clear weak links that don't track resurrection before processing object ready for
1987         finalization so they can be cleared before that.
1988         */
1989         null_link_in_range (copy_func, start_addr, end_addr, generation, TRUE, queue);
1990         if (generation == GENERATION_OLD)
1991                 null_link_in_range (copy_func, start_addr, end_addr, GENERATION_NURSERY, TRUE, queue);
1992
1993
1994         /* walk the finalization queue and move also the objects that need to be
1995          * finalized: use the finalized objects as new roots so the objects they depend
1996          * on are also not reclaimed. As with the roots above, only objects in the nursery
1997          * are marked/copied.
1998          * We need a loop here, since objects ready for finalizers may reference other objects
1999          * that are fin-ready. Speedup with a flag?
2000          */
2001         num_loops = 0;
2002         do {
2003                 fin_ready = num_ready_finalizers;
2004                 finalize_in_range (copy_func, start_addr, end_addr, generation, queue);
2005                 if (generation == GENERATION_OLD)
2006                         finalize_in_range (copy_func, mono_sgen_get_nursery_start (), mono_sgen_get_nursery_end (), GENERATION_NURSERY, queue);
2007
2008                 if (fin_ready != num_ready_finalizers)
2009                         ++num_loops;
2010
2011                 /* drain the new stack that might have been created */
2012                 DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Precise scan of gray area post fin\n"));
2013                 mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
2014         } while (fin_ready != num_ready_finalizers);
2015
2016         if (mono_sgen_need_bridge_processing ())
2017                 g_assert (num_loops <= 1);
2018
2019         /*
2020          * This must be done again after processing finalizable objects since CWL slots are cleared only after the key is finalized.
2021          */
2022         done_with_ephemerons = 0;
2023         do {
2024                 done_with_ephemerons = mark_ephemerons_in_range (copy_func, start_addr, end_addr, queue);
2025                 mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
2026                 ++ephemeron_rounds;
2027         } while (!done_with_ephemerons);
2028
2029         /*
2030          * Clear ephemeron pairs with unreachable keys.
2031          * We pass the copy func so we can figure out if an array was promoted or not.
2032          */
2033         clear_unreachable_ephemerons (copy_func, start_addr, end_addr, queue);
2034
2035         TV_GETTIME (btv);
2036         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Finalize queue handling scan for %s generation: %d usecs %d ephemeron roundss\n", generation_name (generation), TV_ELAPSED (atv, btv), ephemeron_rounds));
2037
2038         /*
2039          * handle disappearing links
2040          * Note we do this after checking the finalization queue because if an object
2041          * survives (at least long enough to be finalized) we don't clear the link.
2042          * This also deals with a possible issue with the monitor reclamation: with the Boehm
2043          * GC a finalized object my lose the monitor because it is cleared before the finalizer is
2044          * called.
2045          */
2046         g_assert (mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (queue));
2047         for (;;) {
2048                 null_link_in_range (copy_func, start_addr, end_addr, generation, FALSE, queue);
2049                 if (generation == GENERATION_OLD)
2050                         null_link_in_range (copy_func, start_addr, end_addr, GENERATION_NURSERY, FALSE, queue);
2051                 if (mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (queue))
2052                         break;
2053                 mono_sgen_drain_gray_stack (queue, -1);
2054         }
2055
2056         g_assert (mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (queue));
2057 }
2058
2059 void
2060 mono_sgen_check_section_scan_starts (GCMemSection *section)
2061 {
2062         int i;
2063         for (i = 0; i < section->num_scan_start; ++i) {
2064                 if (section->scan_starts [i]) {
2065                         guint size = safe_object_get_size ((MonoObject*) section->scan_starts [i]);
2066                         g_assert (size >= sizeof (MonoObject) && size <= MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
2067                 }
2068         }
2069 }
2070
2071 static void
2072 check_scan_starts (void)
2073 {
2074         if (!do_scan_starts_check)
2075                 return;
2076         mono_sgen_check_section_scan_starts (nursery_section);
2077         major_collector.check_scan_starts ();
2078 }
2079
2080 static void
2081 scan_from_registered_roots (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *addr_start, char *addr_end, int root_type, GrayQueue *queue)
2082 {
2083         void **start_root;
2084         RootRecord *root;
2085         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
2086                 DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)\n", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc));
2087                 precisely_scan_objects_from (copy_func, start_root, (void**)root->end_root, addr_start, addr_end, root->root_desc, queue);
2088         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
2089 }
2090
2091 void
2092 mono_sgen_dump_occupied (char *start, char *end, char *section_start)
2093 {
2094         fprintf (heap_dump_file, "<occupied offset=\"%td\" size=\"%td\"/>\n", start - section_start, end - start);
2095 }
2096
2097 void
2098 mono_sgen_dump_section (GCMemSection *section, const char *type)
2099 {
2100         char *start = section->data;
2101         char *end = section->data + section->size;
2102         char *occ_start = NULL;
2103         GCVTable *vt;
2104         char *old_start = NULL; /* just for debugging */
2105
2106         fprintf (heap_dump_file, "<section type=\"%s\" size=\"%lu\">\n", type, (unsigned long)section->size);
2107
2108         while (start < end) {
2109                 guint size;
2110                 MonoClass *class;
2111
2112                 if (!*(void**)start) {
2113                         if (occ_start) {
2114                                 mono_sgen_dump_occupied (occ_start, start, section->data);
2115                                 occ_start = NULL;
2116                         }
2117                         start += sizeof (void*); /* should be ALLOC_ALIGN, really */
2118                         continue;
2119                 }
2120                 g_assert (start < section->next_data);
2121
2122                 if (!occ_start)
2123                         occ_start = start;
2124
2125                 vt = (GCVTable*)LOAD_VTABLE (start);
2126                 class = vt->klass;
2127
2128                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*) start));
2129
2130                 /*
2131                 fprintf (heap_dump_file, "<object offset=\"%d\" class=\"%s.%s\" size=\"%d\"/>\n",
2132                                 start - section->data,
2133                                 vt->klass->name_space, vt->klass->name,
2134                                 size);
2135                 */
2136
2137                 old_start = start;
2138                 start += size;
2139         }
2140         if (occ_start)
2141                 mono_sgen_dump_occupied (occ_start, start, section->data);
2142
2143         fprintf (heap_dump_file, "</section>\n");
2144 }
2145
2146 static void
2147 dump_object (MonoObject *obj, gboolean dump_location)
2148 {
2149         static char class_name [1024];
2150
2151         MonoClass *class = mono_object_class (obj);
2152         int i, j;
2153
2154         /*
2155          * Python's XML parser is too stupid to parse angle brackets
2156          * in strings, so we just ignore them;
2157          */
2158         i = j = 0;
2159         while (class->name [i] && j < sizeof (class_name) - 1) {
2160                 if (!strchr ("<>\"", class->name [i]))
2161                         class_name [j++] = class->name [i];
2162                 ++i;
2163         }
2164         g_assert (j < sizeof (class_name));
2165         class_name [j] = 0;
2166
2167         fprintf (heap_dump_file, "<object class=\"%s.%s\" size=\"%d\"",
2168                         class->name_space, class_name,
2169                         safe_object_get_size (obj));
2170         if (dump_location) {
2171                 const char *location;
2172                 if (ptr_in_nursery (obj))
2173                         location = "nursery";
2174                 else if (safe_object_get_size (obj) <= MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
2175                         location = "major";
2176                 else
2177                         location = "LOS";
2178                 fprintf (heap_dump_file, " location=\"%s\"", location);
2179         }
2180         fprintf (heap_dump_file, "/>\n");
2181 }
2182
2183 static void
2184 dump_heap (const char *type, int num, const char *reason)
2185 {
2186         ObjectList *list;
2187         LOSObject *bigobj;
2188
2189         fprintf (heap_dump_file, "<collection type=\"%s\" num=\"%d\"", type, num);
2190         if (reason)
2191                 fprintf (heap_dump_file, " reason=\"%s\"", reason);
2192         fprintf (heap_dump_file, ">\n");
2193         fprintf (heap_dump_file, "<other-mem-usage type=\"mempools\" size=\"%ld\"/>\n", mono_mempool_get_bytes_allocated ());
2194         mono_sgen_dump_internal_mem_usage (heap_dump_file);
2195         fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"stack\" bytes=\"%zu\"/>\n", mono_sgen_pin_stats_get_pinned_byte_count (PIN_TYPE_STACK));
2196         /* fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"static-data\" bytes=\"%d\"/>\n", pinned_byte_counts [PIN_TYPE_STATIC_DATA]); */
2197         fprintf (heap_dump_file, "<pinned type=\"other\" bytes=\"%zu\"/>\n", mono_sgen_pin_stats_get_pinned_byte_count (PIN_TYPE_OTHER));
2198
2199         fprintf (heap_dump_file, "<pinned-objects>\n");
2200         for (list = mono_sgen_pin_stats_get_object_list (); list; list = list->next)
2201                 dump_object (list->obj, TRUE);
2202         fprintf (heap_dump_file, "</pinned-objects>\n");
2203
2204         mono_sgen_dump_section (nursery_section, "nursery");
2205
2206         major_collector.dump_heap (heap_dump_file);
2207
2208         fprintf (heap_dump_file, "<los>\n");
2209         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
2210                 dump_object ((MonoObject*)bigobj->data, FALSE);
2211         fprintf (heap_dump_file, "</los>\n");
2212
2213         fprintf (heap_dump_file, "</collection>\n");
2214 }
2215
2216 void
2217 mono_sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
2218 {
2219         g_assert (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES);
2220
2221         /* FIXME: handle this for parallel collector */
2222         g_assert (!mono_sgen_collection_is_parallel ());
2223
2224         if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
2225                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2226                 moved_objects_idx = 0;
2227         }
2228         moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
2229         moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
2230 }
2231
2232 static void
2233 init_stats (void)
2234 {
2235         static gboolean inited = FALSE;
2236
2237         if (inited)
2238                 return;
2239
2240         mono_counters_register ("Minor fragment clear", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_pre_collection_fragment_clear);
2241         mono_counters_register ("Minor pinning", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_pinning);
2242         mono_counters_register ("Minor scan remembered set", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_scan_remsets);
2243         mono_counters_register ("Minor scan pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_scan_pinned);
2244         mono_counters_register ("Minor scan registered roots", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_scan_registered_roots);
2245         mono_counters_register ("Minor scan thread data", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_scan_thread_data);
2246         mono_counters_register ("Minor finish gray stack", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_finish_gray_stack);
2247         mono_counters_register ("Minor fragment creation", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_minor_fragment_creation);
2248
2249         mono_counters_register ("Major fragment clear", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_pre_collection_fragment_clear);
2250         mono_counters_register ("Major pinning", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_pinning);
2251         mono_counters_register ("Major scan pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_scan_pinned);
2252         mono_counters_register ("Major scan registered roots", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_scan_registered_roots);
2253         mono_counters_register ("Major scan thread data", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_scan_thread_data);
2254         mono_counters_register ("Major scan alloc_pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_scan_alloc_pinned);
2255         mono_counters_register ("Major scan finalized", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_scan_finalized);
2256         mono_counters_register ("Major scan big objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_scan_big_objects);
2257         mono_counters_register ("Major finish gray stack", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_finish_gray_stack);
2258         mono_counters_register ("Major free big objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_free_bigobjs);
2259         mono_counters_register ("Major LOS sweep", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_los_sweep);
2260         mono_counters_register ("Major sweep", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_sweep);
2261         mono_counters_register ("Major fragment creation", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_TIME_INTERVAL, &time_major_fragment_creation);
2262
2263         mono_counters_register ("Number of pinned objects", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_pinned_objects);
2264
2265 #ifdef HEAVY_STATISTICS
2266         mono_counters_register ("WBarrier set field", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_field);
2267         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_arrayref);
2268         mono_counters_register ("WBarrier arrayref copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_arrayref_copy);
2269         mono_counters_register ("WBarrier generic store called", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_generic_store);
2270         mono_counters_register ("WBarrier set root", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_set_root);
2271         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_value_copy);
2272         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stat_wbarrier_object_copy);
2273
2274         mono_counters_register ("# objects allocated degraded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_objects_alloced_degraded);
2275         mono_counters_register ("bytes allocated degraded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_bytes_alloced_degraded);
2276
2277         mono_counters_register ("# copy_object() called (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_copy_object_called_nursery);
2278         mono_counters_register ("# objects copied (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_objects_copied_nursery);
2279         mono_counters_register ("# copy_object() called (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_copy_object_called_major);
2280         mono_counters_register ("# objects copied (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_objects_copied_major);
2281
2282         mono_counters_register ("# scan_object() called (nursery)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_scan_object_called_nursery);
2283         mono_counters_register ("# scan_object() called (major)", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_scan_object_called_major);
2284
2285         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed from space", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_nursery_copy_object_failed_from_space);
2286         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed forwarded", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_nursery_copy_object_failed_forwarded);
2287         mono_counters_register ("# nursery copy_object() failed pinned", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_LONG, &stat_nursery_copy_object_failed_pinned);
2288
2289         mono_sgen_nursery_allocator_init_heavy_stats ();
2290         mono_sgen_alloc_init_heavy_stats ();
2291 #endif
2292
2293         inited = TRUE;
2294 }
2295
2296 static gboolean need_calculate_minor_collection_allowance;
2297
2298 static int last_collection_old_num_major_sections;
2299 static mword last_collection_los_memory_usage = 0;
2300 static mword last_collection_old_los_memory_usage;
2301 static mword last_collection_los_memory_alloced;
2302
2303 static void
2304 reset_minor_collection_allowance (void)
2305 {
2306         need_calculate_minor_collection_allowance = TRUE;
2307 }
2308
2309 static void
2310 try_calculate_minor_collection_allowance (gboolean overwrite)
2311 {
2312         int num_major_sections, num_major_sections_saved, save_target, allowance_target;
2313         mword los_memory_saved, new_major, new_heap_size;
2314
2315         if (overwrite)
2316                 g_assert (need_calculate_minor_collection_allowance);
2317
2318         if (!need_calculate_minor_collection_allowance)
2319                 return;
2320
2321         if (!*major_collector.have_swept) {
2322                 if (overwrite)
2323                         minor_collection_allowance = MIN_MINOR_COLLECTION_ALLOWANCE;
2324                 return;
2325         }
2326
2327         num_major_sections = major_collector.get_num_major_sections ();
2328
2329         num_major_sections_saved = MAX (last_collection_old_num_major_sections - num_major_sections, 0);
2330         los_memory_saved = MAX (last_collection_old_los_memory_usage - last_collection_los_memory_usage, 1);
2331
2332         new_major = num_major_sections * major_collector.section_size;
2333         new_heap_size = new_major + last_collection_los_memory_usage;
2334
2335         /*
2336          * FIXME: Why is save_target half the major memory plus half the
2337          * LOS memory saved?  Shouldn't it be half the major memory
2338          * saved plus half the LOS memory saved?  Or half the whole heap
2339          * size?
2340          */
2341         save_target = (new_major + los_memory_saved) / 2;
2342
2343         /*
2344          * We aim to allow the allocation of as many sections as is
2345          * necessary to reclaim save_target sections in the next
2346          * collection.  We assume the collection pattern won't change.
2347          * In the last cycle, we had num_major_sections_saved for
2348          * minor_collection_sections_alloced.  Assuming things won't
2349          * change, this must be the same ratio as save_target for
2350          * allowance_target, i.e.
2351          *
2352          *    num_major_sections_saved            save_target
2353          * --------------------------------- == ----------------
2354          * minor_collection_sections_alloced    allowance_target
2355          *
2356          * hence:
2357          */
2358         allowance_target = (mword)((double)save_target * (double)(minor_collection_sections_alloced * major_collector.section_size + last_collection_los_memory_alloced) / (double)(num_major_sections_saved * major_collector.section_size + los_memory_saved));
2359
2360         minor_collection_allowance = MAX (MIN (allowance_target, num_major_sections * major_collector.section_size + los_memory_usage), MIN_MINOR_COLLECTION_ALLOWANCE);
2361
2362         if (new_heap_size + minor_collection_allowance > soft_heap_limit) {
2363                 if (new_heap_size > soft_heap_limit)
2364                         minor_collection_allowance = MIN_MINOR_COLLECTION_ALLOWANCE;
2365                 else
2366                         minor_collection_allowance = MAX (soft_heap_limit - new_heap_size, MIN_MINOR_COLLECTION_ALLOWANCE);
2367         }
2368
2369         if (debug_print_allowance) {
2370                 mword old_major = last_collection_old_num_major_sections * major_collector.section_size;
2371
2372                 fprintf (gc_debug_file, "Before collection: %ld bytes (%ld major, %ld LOS)\n",
2373                                 old_major + last_collection_old_los_memory_usage, old_major, last_collection_old_los_memory_usage);
2374                 fprintf (gc_debug_file, "After collection: %ld bytes (%ld major, %ld LOS)\n",
2375                                 new_heap_size, new_major, last_collection_los_memory_usage);
2376                 fprintf (gc_debug_file, "Allowance: %ld bytes\n", minor_collection_allowance);
2377         }
2378
2379         if (major_collector.have_computed_minor_collection_allowance)
2380                 major_collector.have_computed_minor_collection_allowance ();
2381
2382         need_calculate_minor_collection_allowance = FALSE;
2383 }
2384
2385 static gboolean
2386 need_major_collection (mword space_needed)
2387 {
2388         mword los_alloced = los_memory_usage - MIN (last_collection_los_memory_usage, los_memory_usage);
2389         return (space_needed > available_free_space ()) ||
2390                 minor_collection_sections_alloced * major_collector.section_size + los_alloced > minor_collection_allowance;
2391 }
2392
2393 gboolean
2394 mono_sgen_need_major_collection (mword space_needed)
2395 {
2396         return need_major_collection (space_needed);
2397 }
2398
2399 static void
2400 reset_pinned_from_failed_allocation (void)
2401 {
2402         bytes_pinned_from_failed_allocation = 0;
2403 }
2404
2405 void
2406 mono_sgen_set_pinned_from_failed_allocation (mword objsize)
2407 {
2408         bytes_pinned_from_failed_allocation += objsize;
2409 }
2410
2411 gboolean
2412 mono_sgen_collection_is_parallel (void)
2413 {
2414         switch (current_collection_generation) {
2415         case GENERATION_NURSERY:
2416                 return nursery_collection_is_parallel;
2417         case GENERATION_OLD:
2418                 return major_collector.is_parallel;
2419         default:
2420                 g_assert_not_reached ();
2421         }
2422 }
2423
2424 gboolean
2425 mono_sgen_nursery_collection_is_parallel (void)
2426 {
2427         return nursery_collection_is_parallel;
2428 }
2429
2430 typedef struct
2431 {
2432         char *heap_start;
2433         char *heap_end;
2434 } FinishRememberedSetScanJobData;
2435
2436 static void
2437 job_finish_remembered_set_scan (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2438 {
2439         FinishRememberedSetScanJobData *job_data = job_data_untyped;
2440
2441         remset.finish_scan_remsets (job_data->heap_start, job_data->heap_end, mono_sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2442 }
2443
2444 typedef struct
2445 {
2446         CopyOrMarkObjectFunc func;
2447         char *heap_start;
2448         char *heap_end;
2449         int root_type;
2450 } ScanFromRegisteredRootsJobData;
2451
2452 static void
2453 job_scan_from_registered_roots (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2454 {
2455         ScanFromRegisteredRootsJobData *job_data = job_data_untyped;
2456
2457         scan_from_registered_roots (job_data->func,
2458                         job_data->heap_start, job_data->heap_end,
2459                         job_data->root_type,
2460                         mono_sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2461 }
2462
2463 typedef struct
2464 {
2465         char *heap_start;
2466         char *heap_end;
2467 } ScanThreadDataJobData;
2468
2469 static void
2470 job_scan_thread_data (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2471 {
2472         ScanThreadDataJobData *job_data = job_data_untyped;
2473
2474         scan_thread_data (job_data->heap_start, job_data->heap_end, TRUE,
2475                         mono_sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2476 }
2477
2478 static void
2479 verify_scan_starts (char *start, char *end)
2480 {
2481         int i;
2482
2483         for (i = 0; i < nursery_section->num_scan_start; ++i) {
2484                 char *addr = nursery_section->scan_starts [i];
2485                 if (addr > start && addr < end)
2486                         fprintf (gc_debug_file, "NFC-BAD SCAN START [%d] %p for obj [%p %p]\n", i, addr, start, end);
2487         }
2488 }
2489
2490 static void
2491 verify_nursery (void)
2492 {
2493         char *start, *end, *cur, *hole_start;
2494
2495         if (!do_verify_nursery)
2496                 return;
2497
2498         /*This cleans up unused fragments */
2499         mono_sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning ();
2500
2501         hole_start = start = cur = mono_sgen_get_nursery_start ();
2502         end = mono_sgen_get_nursery_end ();
2503
2504         while (cur < end) {
2505                 size_t ss, size;
2506
2507                 if (!*(void**)cur) {
2508                         cur += sizeof (void*);
2509                         continue;
2510                 }
2511
2512                 if (object_is_forwarded (cur))
2513                         fprintf (gc_debug_file, "FORWARDED OBJ %p\n", cur);
2514                 else if (object_is_pinned (cur))
2515                         fprintf (gc_debug_file, "PINNED OBJ %p\n", cur);
2516
2517                 ss = safe_object_get_size ((MonoObject*)cur);
2518                 size = ALIGN_UP (safe_object_get_size ((MonoObject*)cur));
2519                 verify_scan_starts (cur, cur + size);
2520                 if (do_dump_nursery_content) {
2521                         if (cur > hole_start)
2522                                 fprintf (gc_debug_file, "HOLE [%p %p %d]\n", hole_start, cur, (int)(cur - hole_start));
2523                         fprintf (gc_debug_file, "OBJ  [%p %p %d %d %s %d]\n", cur, cur + size, (int)size, (int)ss, mono_sgen_safe_name ((MonoObject*)cur), (gpointer)LOAD_VTABLE (cur) == mono_sgen_get_array_fill_vtable ());
2524                 }
2525                 cur += size;
2526                 hole_start = cur;
2527         }
2528         fflush (gc_debug_file);
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Collect objects in the nursery.  Returns whether to trigger a major
2533  * collection.
2534  */
2535 static gboolean
2536 collect_nursery (size_t requested_size)
2537 {
2538         gboolean needs_major;
2539         size_t max_garbage_amount;
2540         char *nursery_next;
2541         FinishRememberedSetScanJobData frssjd;
2542         ScanFromRegisteredRootsJobData scrrjd_normal, scrrjd_wbarrier;
2543         ScanThreadDataJobData stdjd;
2544         mword fragment_total;
2545         TV_DECLARE (all_atv);
2546         TV_DECLARE (all_btv);
2547         TV_DECLARE (atv);
2548         TV_DECLARE (btv);
2549
2550         if (disable_minor_collections)
2551                 return TRUE;
2552
2553         verify_nursery ();
2554
2555         mono_perfcounters->gc_collections0++;
2556
2557         current_collection_generation = GENERATION_NURSERY;
2558
2559         reset_pinned_from_failed_allocation ();
2560
2561         binary_protocol_collection (GENERATION_NURSERY);
2562         check_scan_starts ();
2563
2564         degraded_mode = 0;
2565         objects_pinned = 0;
2566         nursery_next = mono_sgen_nursery_alloc_get_upper_alloc_bound ();
2567         /* FIXME: optimize later to use the higher address where an object can be present */
2568         nursery_next = MAX (nursery_next, mono_sgen_get_nursery_end ());
2569
2570         DEBUG (1, fprintf (gc_debug_file, "Start nursery collection %d %p-%p, size: %d\n", stat_minor_gcs, mono_sgen_get_nursery_start (), nursery_next, (int)(nursery_next - mono_sgen_get_nursery_start ())));
2571         max_garbage_amount = nursery_next - mono_sgen_get_nursery_start ();
2572         g_assert (nursery_section->size >= max_garbage_amount);
2573
2574         /* world must be stopped already */
2575         TV_GETTIME (all_atv);
2576         atv = all_atv;
2577
2578         /* Pinning no longer depends on clearing all nursery fragments */
2579         mono_sgen_clear_current_nursery_fragment ();
2580
2581         TV_GETTIME (btv);
2582         time_minor_pre_collection_fragment_clear += TV_ELAPSED (atv, btv);
2583
2584         if (xdomain_checks)
2585                 check_for_xdomain_refs ();
2586
2587         nursery_section->next_data = nursery_next;
2588
2589         major_collector.start_nursery_collection ();
2590
2591         try_calculate_minor_collection_allowance (FALSE);
2592
2593         mono_sgen_gray_object_queue_init (&gray_queue);
2594         mono_sgen_workers_init_distribute_gray_queue ();
2595
2596         stat_minor_gcs++;
2597         mono_stats.minor_gc_count ++;
2598
2599         if (remset.prepare_for_minor_collection)
2600                 remset.prepare_for_minor_collection ();
2601
2602         process_fin_stage_entries ();
2603         process_dislink_stage_entries ();
2604
2605         /* pin from pinned handles */
2606         mono_sgen_init_pinning ();
2607         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_MARK_START, 0);
2608         pin_from_roots (mono_sgen_get_nursery_start (), nursery_next, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2609         /* identify pinned objects */
2610         mono_sgen_optimize_pin_queue (0);
2611         mono_sgen_pinning_setup_section (nursery_section);
2612         mono_sgen_pin_objects_in_section (nursery_section, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2613
2614         TV_GETTIME (atv);
2615         time_minor_pinning += TV_ELAPSED (btv, atv);
2616         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Finding pinned pointers: %d in %d usecs\n", mono_sgen_get_pinned_count (), TV_ELAPSED (btv, atv)));
2617         DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Start scan with %d pinned objects\n", mono_sgen_get_pinned_count ()));
2618
2619         if (consistency_check_at_minor_collection)
2620                 mono_sgen_check_consistency ();
2621
2622         mono_sgen_workers_start_all_workers ();
2623
2624         /*
2625          * Perform the sequential part of remembered set scanning.
2626          * This usually involves scanning global information that might later be produced by evacuation.
2627          */
2628         if (remset.begin_scan_remsets)
2629                 remset.begin_scan_remsets (mono_sgen_get_nursery_start (), nursery_next, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2630
2631         mono_sgen_workers_start_marking ();
2632
2633         frssjd.heap_start = mono_sgen_get_nursery_start ();
2634         frssjd.heap_end = nursery_next;
2635         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_finish_remembered_set_scan, &frssjd);
2636
2637         /* we don't have complete write barrier yet, so we scan all the old generation sections */
2638         TV_GETTIME (btv);
2639         time_minor_scan_remsets += TV_ELAPSED (atv, btv);
2640         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Old generation scan: %d usecs\n", TV_ELAPSED (atv, btv)));
2641
2642         if (!mono_sgen_collection_is_parallel ())
2643                 mono_sgen_drain_gray_stack (&gray_queue, -1);
2644
2645         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2646                 report_registered_roots ();
2647         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2648                 report_finalizer_roots ();
2649         TV_GETTIME (atv);
2650         time_minor_scan_pinned += TV_ELAPSED (btv, atv);
2651
2652         /* registered roots, this includes static fields */
2653         scrrjd_normal.func = mono_sgen_collection_is_parallel () ? major_collector.copy_object : major_collector.nopar_copy_object;
2654         scrrjd_normal.heap_start = mono_sgen_get_nursery_start ();
2655         scrrjd_normal.heap_end = nursery_next;
2656         scrrjd_normal.root_type = ROOT_TYPE_NORMAL;
2657         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, &scrrjd_normal);
2658
2659         scrrjd_wbarrier.func = mono_sgen_collection_is_parallel () ? major_collector.copy_object : major_collector.nopar_copy_object;
2660         scrrjd_wbarrier.heap_start = mono_sgen_get_nursery_start ();
2661         scrrjd_wbarrier.heap_end = nursery_next;
2662         scrrjd_wbarrier.root_type = ROOT_TYPE_WBARRIER;
2663         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, &scrrjd_wbarrier);
2664
2665         TV_GETTIME (btv);
2666         time_minor_scan_registered_roots += TV_ELAPSED (atv, btv);
2667
2668         /* thread data */
2669         stdjd.heap_start = mono_sgen_get_nursery_start ();
2670         stdjd.heap_end = nursery_next;
2671         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_thread_data, &stdjd);
2672
2673         TV_GETTIME (atv);
2674         time_minor_scan_thread_data += TV_ELAPSED (btv, atv);
2675         btv = atv;
2676
2677         if (mono_sgen_collection_is_parallel ()) {
2678                 while (!mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE)) {
2679                         mono_sgen_workers_distribute_gray_queue_sections ();
2680                         g_usleep (1000);
2681                 }
2682         }
2683         mono_sgen_workers_join ();
2684
2685         if (mono_sgen_collection_is_parallel ())
2686                 g_assert (mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2687
2688         finish_gray_stack (mono_sgen_get_nursery_start (), nursery_next, GENERATION_NURSERY, &gray_queue);
2689         TV_GETTIME (atv);
2690         time_minor_finish_gray_stack += TV_ELAPSED (btv, atv);
2691         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_MARK_END, 0);
2692
2693         /*
2694          * The (single-threaded) finalization code might have done
2695          * some copying/marking so we can only reset the GC thread's
2696          * worker data here instead of earlier when we joined the
2697          * workers.
2698          */
2699         mono_sgen_workers_reset_data ();
2700
2701         if (objects_pinned) {
2702                 mono_sgen_optimize_pin_queue (0);
2703                 mono_sgen_pinning_setup_section (nursery_section);
2704         }
2705
2706         /* walk the pin_queue, build up the fragment list of free memory, unmark
2707          * pinned objects as we go, memzero() the empty fragments so they are ready for the
2708          * next allocations.
2709          */
2710         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_RECLAIM_START, 0);
2711         fragment_total = mono_sgen_build_nursery_fragments (nursery_section, nursery_section->pin_queue_start, nursery_section->pin_queue_num_entries);
2712         if (!fragment_total)
2713                 degraded_mode = 1;
2714
2715         /* Clear TLABs for all threads */
2716         mono_sgen_clear_tlabs ();
2717
2718         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_RECLAIM_END, 0);
2719         TV_GETTIME (btv);
2720         time_minor_fragment_creation += TV_ELAPSED (atv, btv);
2721         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Fragment creation: %d usecs, %lu bytes available\n", TV_ELAPSED (atv, btv), (unsigned long)fragment_total));
2722
2723         if (consistency_check_at_minor_collection)
2724                 mono_sgen_check_major_refs ();
2725
2726         major_collector.finish_nursery_collection ();
2727
2728         TV_GETTIME (all_btv);
2729         mono_stats.minor_gc_time_usecs += TV_ELAPSED (all_atv, all_btv);
2730
2731         if (heap_dump_file)
2732                 dump_heap ("minor", stat_minor_gcs - 1, NULL);
2733
2734         /* prepare the pin queue for the next collection */
2735         mono_sgen_finish_pinning ();
2736         if (fin_ready_list || critical_fin_list) {
2737                 DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Finalizer-thread wakeup: ready %d\n", num_ready_finalizers));
2738                 mono_gc_finalize_notify ();
2739         }
2740         mono_sgen_pin_stats_reset ();
2741
2742         g_assert (mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2743
2744         if (remset.finish_minor_collection)
2745                 remset.finish_minor_collection ();
2746
2747         check_scan_starts ();
2748
2749         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
2750
2751         /*objects are late pinned because of lack of memory, so a major is a good call*/
2752         needs_major = need_major_collection (0) || objects_pinned;
2753         current_collection_generation = -1;
2754         objects_pinned = 0;
2755
2756         return needs_major;
2757 }
2758
2759 void
2760 mono_sgen_collect_nursery_no_lock (size_t requested_size)
2761 {
2762         gint64 gc_start_time;
2763
2764         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, 0);
2765         gc_start_time = mono_100ns_ticks ();
2766
2767         stop_world (0);
2768         collect_nursery (requested_size);
2769         restart_world (0);
2770
2771         mono_trace_message (MONO_TRACE_GC, "minor gc took %d usecs", (mono_100ns_ticks () - gc_start_time) / 10);
2772         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, 0);
2773 }
2774
2775 typedef struct
2776 {
2777         FinalizeReadyEntry *list;
2778 } ScanFinalizerEntriesJobData;
2779
2780 static void
2781 job_scan_finalizer_entries (WorkerData *worker_data, void *job_data_untyped)
2782 {
2783         ScanFinalizerEntriesJobData *job_data = job_data_untyped;
2784
2785         scan_finalizer_entries (major_collector.copy_or_mark_object,
2786                         job_data->list,
2787                         mono_sgen_workers_get_job_gray_queue (worker_data));
2788 }
2789
2790 static gboolean
2791 major_do_collection (const char *reason)
2792 {
2793         LOSObject *bigobj, *prevbo;
2794         TV_DECLARE (all_atv);
2795         TV_DECLARE (all_btv);
2796         TV_DECLARE (atv);
2797         TV_DECLARE (btv);
2798         /* FIXME: only use these values for the precise scan
2799          * note that to_space pointers should be excluded anyway...
2800          */
2801         char *heap_start = NULL;
2802         char *heap_end = (char*)-1;
2803         int old_next_pin_slot;
2804         ScanFromRegisteredRootsJobData scrrjd_normal, scrrjd_wbarrier;
2805         ScanThreadDataJobData stdjd;
2806         ScanFinalizerEntriesJobData sfejd_fin_ready, sfejd_critical_fin;
2807
2808         mono_perfcounters->gc_collections1++;
2809
2810         reset_pinned_from_failed_allocation ();
2811
2812         last_collection_old_num_major_sections = major_collector.get_num_major_sections ();
2813
2814         /*
2815          * A domain could have been freed, resulting in
2816          * los_memory_usage being less than last_collection_los_memory_usage.
2817          */
2818         last_collection_los_memory_alloced = los_memory_usage - MIN (last_collection_los_memory_usage, los_memory_usage);
2819         last_collection_old_los_memory_usage = los_memory_usage;
2820         objects_pinned = 0;
2821
2822         //count_ref_nonref_objs ();
2823         //consistency_check ();
2824
2825         binary_protocol_collection (GENERATION_OLD);
2826         check_scan_starts ();
2827         mono_sgen_gray_object_queue_init (&gray_queue);
2828         mono_sgen_workers_init_distribute_gray_queue ();
2829
2830         degraded_mode = 0;
2831         DEBUG (1, fprintf (gc_debug_file, "Start major collection %d\n", stat_major_gcs));
2832         stat_major_gcs++;
2833         mono_stats.major_gc_count ++;
2834
2835         /* world must be stopped already */
2836         TV_GETTIME (all_atv);
2837         atv = all_atv;
2838
2839         /* Pinning depends on this */
2840         mono_sgen_clear_nursery_fragments ();
2841
2842         TV_GETTIME (btv);
2843         time_major_pre_collection_fragment_clear += TV_ELAPSED (atv, btv);
2844
2845         nursery_section->next_data = mono_sgen_get_nursery_end ();
2846         /* we should also coalesce scanning from sections close to each other
2847          * and deal with pointers outside of the sections later.
2848          */
2849
2850         if (major_collector.start_major_collection)
2851                 major_collector.start_major_collection ();
2852
2853         *major_collector.have_swept = FALSE;
2854         reset_minor_collection_allowance ();
2855
2856         if (xdomain_checks)
2857                 check_for_xdomain_refs ();
2858
2859         /* Remsets are not useful for a major collection */
2860         remset.prepare_for_major_collection ();
2861
2862         process_fin_stage_entries ();
2863         process_dislink_stage_entries ();
2864
2865         TV_GETTIME (atv);
2866         mono_sgen_init_pinning ();
2867         DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Collecting pinned addresses\n"));
2868         pin_from_roots ((void*)lowest_heap_address, (void*)highest_heap_address, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2869         mono_sgen_optimize_pin_queue (0);
2870
2871         /*
2872          * pin_queue now contains all candidate pointers, sorted and
2873          * uniqued.  We must do two passes now to figure out which
2874          * objects are pinned.
2875          *
2876          * The first is to find within the pin_queue the area for each
2877          * section.  This requires that the pin_queue be sorted.  We
2878          * also process the LOS objects and pinned chunks here.
2879          *
2880          * The second, destructive, pass is to reduce the section
2881          * areas to pointers to the actually pinned objects.
2882          */
2883         DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Pinning from sections\n"));
2884         /* first pass for the sections */
2885         mono_sgen_find_section_pin_queue_start_end (nursery_section);
2886         major_collector.find_pin_queue_start_ends (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2887         /* identify possible pointers to the insize of large objects */
2888         DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Pinning from large objects\n"));
2889         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next) {
2890                 int dummy;
2891                 gboolean profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
2892                 GCRootReport report;
2893                 report.count = 0;
2894                 if (mono_sgen_find_optimized_pin_queue_area (bigobj->data, (char*)bigobj->data + bigobj->size, &dummy)) {
2895                         binary_protocol_pin (bigobj->data, (gpointer)LOAD_VTABLE (bigobj->data), safe_object_get_size (bigobj->data));
2896                         pin_object (bigobj->data);
2897                         /* FIXME: only enqueue if object has references */
2898                         GRAY_OBJECT_ENQUEUE (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE, bigobj->data);
2899                         if (G_UNLIKELY (do_pin_stats))
2900                                 mono_sgen_pin_stats_register_object ((char*) bigobj->data, safe_object_get_size ((MonoObject*) bigobj->data));
2901                         DEBUG (6, fprintf (gc_debug_file, "Marked large object %p (%s) size: %lu from roots\n", bigobj->data, safe_name (bigobj->data), (unsigned long)bigobj->size));
2902
2903                         if (profile_roots)
2904                                 add_profile_gc_root (&report, bigobj->data, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
2905                 }
2906                 if (profile_roots)
2907                         notify_gc_roots (&report);
2908         }
2909         /* second pass for the sections */
2910         mono_sgen_pin_objects_in_section (nursery_section, WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2911         major_collector.pin_objects (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE);
2912         old_next_pin_slot = mono_sgen_get_pinned_count ();
2913
2914         TV_GETTIME (btv);
2915         time_major_pinning += TV_ELAPSED (atv, btv);
2916         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Finding pinned pointers: %d in %d usecs\n", mono_sgen_get_pinned_count (), TV_ELAPSED (atv, btv)));
2917         DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Start scan with %d pinned objects\n", mono_sgen_get_pinned_count ()));
2918
2919         major_collector.init_to_space ();
2920
2921 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
2922         main_gc_thread = mono_native_thread_self ();
2923 #endif
2924
2925         mono_sgen_workers_start_all_workers ();
2926         mono_sgen_workers_start_marking ();
2927
2928         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2929                 report_registered_roots ();
2930         TV_GETTIME (atv);
2931         time_major_scan_pinned += TV_ELAPSED (btv, atv);
2932
2933         /* registered roots, this includes static fields */
2934         scrrjd_normal.func = major_collector.copy_or_mark_object;
2935         scrrjd_normal.heap_start = heap_start;
2936         scrrjd_normal.heap_end = heap_end;
2937         scrrjd_normal.root_type = ROOT_TYPE_NORMAL;
2938         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, &scrrjd_normal);
2939
2940         scrrjd_wbarrier.func = major_collector.copy_or_mark_object;
2941         scrrjd_wbarrier.heap_start = heap_start;
2942         scrrjd_wbarrier.heap_end = heap_end;
2943         scrrjd_wbarrier.root_type = ROOT_TYPE_WBARRIER;
2944         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_from_registered_roots, &scrrjd_wbarrier);
2945
2946         TV_GETTIME (btv);
2947         time_major_scan_registered_roots += TV_ELAPSED (atv, btv);
2948
2949         /* Threads */
2950         stdjd.heap_start = heap_start;
2951         stdjd.heap_end = heap_end;
2952         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_thread_data, &stdjd);
2953
2954         TV_GETTIME (atv);
2955         time_major_scan_thread_data += TV_ELAPSED (btv, atv);
2956
2957         TV_GETTIME (btv);
2958         time_major_scan_alloc_pinned += TV_ELAPSED (atv, btv);
2959
2960         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2961                 report_finalizer_roots ();
2962
2963         /* scan the list of objects ready for finalization */
2964         sfejd_fin_ready.list = fin_ready_list;
2965         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, &sfejd_fin_ready);
2966
2967         sfejd_critical_fin.list = critical_fin_list;
2968         mono_sgen_workers_enqueue_job (job_scan_finalizer_entries, &sfejd_critical_fin);
2969
2970         TV_GETTIME (atv);
2971         time_major_scan_finalized += TV_ELAPSED (btv, atv);
2972         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Root scan: %d usecs\n", TV_ELAPSED (btv, atv)));
2973
2974         TV_GETTIME (btv);
2975         time_major_scan_big_objects += TV_ELAPSED (atv, btv);
2976
2977         if (major_collector.is_parallel) {
2978                 while (!mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (WORKERS_DISTRIBUTE_GRAY_QUEUE)) {
2979                         mono_sgen_workers_distribute_gray_queue_sections ();
2980                         g_usleep (1000);
2981                 }
2982         }
2983         mono_sgen_workers_join ();
2984
2985 #ifdef SGEN_DEBUG_INTERNAL_ALLOC
2986         main_gc_thread = NULL;
2987 #endif
2988
2989         if (major_collector.is_parallel)
2990                 g_assert (mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
2991
2992         /* all the objects in the heap */
2993         finish_gray_stack (heap_start, heap_end, GENERATION_OLD, &gray_queue);
2994         TV_GETTIME (atv);
2995         time_major_finish_gray_stack += TV_ELAPSED (btv, atv);
2996
2997         /*
2998          * The (single-threaded) finalization code might have done
2999          * some copying/marking so we can only reset the GC thread's
3000          * worker data here instead of earlier when we joined the
3001          * workers.
3002          */
3003         mono_sgen_workers_reset_data ();
3004
3005         if (objects_pinned) {
3006                 /*This is slow, but we just OOM'd*/
3007                 mono_sgen_pin_queue_clear_discarded_entries (nursery_section, old_next_pin_slot);
3008                 mono_sgen_optimize_pin_queue (0);
3009                 mono_sgen_find_section_pin_queue_start_end (nursery_section);
3010                 objects_pinned = 0;
3011         }
3012
3013         reset_heap_boundaries ();
3014         mono_sgen_update_heap_boundaries ((mword)mono_sgen_get_nursery_start (), (mword)mono_sgen_get_nursery_end ());
3015
3016         /* sweep the big objects list */
3017         prevbo = NULL;
3018         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
3019                 if (object_is_pinned (bigobj->data)) {
3020                         unpin_object (bigobj->data);
3021                         mono_sgen_update_heap_boundaries ((mword)bigobj->data, (mword)bigobj->data + bigobj->size);
3022                 } else {
3023                         LOSObject *to_free;
3024                         /* not referenced anywhere, so we can free it */
3025                         if (prevbo)
3026                                 prevbo->next = bigobj->next;
3027                         else
3028                                 los_object_list = bigobj->next;
3029                         to_free = bigobj;
3030                         bigobj = bigobj->next;
3031                         mono_sgen_los_free_object (to_free);
3032                         continue;
3033                 }
3034                 prevbo = bigobj;
3035                 bigobj = bigobj->next;
3036         }
3037
3038         TV_GETTIME (btv);
3039         time_major_free_bigobjs += TV_ELAPSED (atv, btv);
3040
3041         mono_sgen_los_sweep ();
3042
3043         TV_GETTIME (atv);
3044         time_major_los_sweep += TV_ELAPSED (btv, atv);
3045
3046         major_collector.sweep ();
3047
3048         TV_GETTIME (btv);
3049         time_major_sweep += TV_ELAPSED (atv, btv);
3050
3051         /* walk the pin_queue, build up the fragment list of free memory, unmark
3052          * pinned objects as we go, memzero() the empty fragments so they are ready for the
3053          * next allocations.
3054          */
3055         if (!mono_sgen_build_nursery_fragments (nursery_section, nursery_section->pin_queue_start, nursery_section->pin_queue_num_entries))
3056                 degraded_mode = 1;
3057
3058         /* Clear TLABs for all threads */
3059         mono_sgen_clear_tlabs ();
3060
3061         TV_GETTIME (atv);
3062         time_major_fragment_creation += TV_ELAPSED (btv, atv);
3063
3064         TV_GETTIME (all_btv);
3065         mono_stats.major_gc_time_usecs += TV_ELAPSED (all_atv, all_btv);
3066
3067         if (heap_dump_file)
3068                 dump_heap ("major", stat_major_gcs - 1, reason);
3069
3070         /* prepare the pin queue for the next collection */
3071         mono_sgen_finish_pinning ();
3072
3073         if (fin_ready_list || critical_fin_list) {
3074                 DEBUG (4, fprintf (gc_debug_file, "Finalizer-thread wakeup: ready %d\n", num_ready_finalizers));
3075                 mono_gc_finalize_notify ();
3076         }
3077         mono_sgen_pin_stats_reset ();
3078
3079         g_assert (mono_sgen_gray_object_queue_is_empty (&gray_queue));
3080
3081         try_calculate_minor_collection_allowance (TRUE);
3082
3083         minor_collection_sections_alloced = 0;
3084         last_collection_los_memory_usage = los_memory_usage;
3085
3086         major_collector.finish_major_collection ();
3087
3088         check_scan_starts ();
3089
3090         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
3091
3092         //consistency_check ();
3093
3094         return bytes_pinned_from_failed_allocation > 0;
3095 }
3096
3097 static void
3098 major_collection (const char *reason)
3099 {
3100         gboolean need_minor_collection;
3101
3102         if (disable_major_collections) {
3103                 collect_nursery (0);
3104                 return;
3105         }
3106
3107         major_collection_happened = TRUE;
3108         current_collection_generation = GENERATION_OLD;
3109         need_minor_collection = major_do_collection (reason);
3110         current_collection_generation = -1;
3111
3112         if (need_minor_collection)
3113                 collect_nursery (0);
3114 }
3115
3116 void
3117 sgen_collect_major_no_lock (const char *reason)
3118 {
3119         gint64 gc_start_time;
3120
3121         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, 1);
3122         gc_start_time = mono_100ns_ticks ();
3123         stop_world (1);
3124         major_collection (reason);
3125         restart_world (1);
3126         mono_trace_message (MONO_TRACE_GC, "major gc took %d usecs", (mono_100ns_ticks () - gc_start_time) / 10);
3127         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, 1);
3128 }
3129
3130 /*
3131  * When deciding if it's better to collect or to expand, keep track
3132  * of how much garbage was reclaimed with the last collection: if it's too
3133  * little, expand.
3134  * This is called when we could not allocate a small object.
3135  */
3136 static void __attribute__((noinline))
3137 minor_collect_or_expand_inner (size_t size)
3138 {
3139         int do_minor_collection = 1;
3140
3141         g_assert (nursery_section);
3142         if (do_minor_collection) {
3143                 gint64 total_gc_time, major_gc_time = 0;
3144
3145                 mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, 0);
3146                 total_gc_time = mono_100ns_ticks ();
3147
3148                 stop_world (0);
3149                 if (collect_nursery (size)) {
3150                         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, 1);
3151                         major_gc_time = mono_100ns_ticks ();
3152
3153                         major_collection ("minor overflow");
3154
3155                         /* keep events symmetric */
3156                         major_gc_time = mono_100ns_ticks () - major_gc_time;
3157                         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, 1);
3158                 }
3159                 DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "Heap size: %lu, LOS size: %lu\n", (unsigned long)total_alloc, (unsigned long)los_memory_usage));
3160                 restart_world (0);
3161
3162                 total_gc_time = mono_100ns_ticks () - total_gc_time;
3163                 if (major_gc_time)
3164                         mono_trace_message (MONO_TRACE_GC, "overflow major gc took %d usecs minor gc took %d usecs", total_gc_time / 10, (total_gc_time - major_gc_time) / 10);
3165                 else
3166                         mono_trace_message (MONO_TRACE_GC, "minor gc took %d usecs", total_gc_time / 10);
3167
3168                 /* this also sets the proper pointers for the next allocation */
3169                 if (!mono_sgen_can_alloc_size (size)) {
3170                         /* TypeBuilder and MonoMethod are killing mcs with fragmentation */
3171                         DEBUG (1, fprintf (gc_debug_file, "nursery collection didn't find enough room for %zd alloc (%d pinned)\n", size, mono_sgen_get_pinned_count ()));
3172                         mono_sgen_dump_pin_queue ();
3173                         degraded_mode = 1;
3174                 }
3175                 mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, 0);
3176         }
3177         //report_internal_mem_usage ();
3178 }
3179
3180 void
3181 mono_sgen_minor_collect_or_expand_inner (size_t size)
3182 {
3183         minor_collect_or_expand_inner (size);
3184 }
3185
3186 /*
3187  * ######################################################################
3188  * ########  Memory allocation from the OS
3189  * ######################################################################
3190  * This section of code deals with getting memory from the OS and
3191  * allocating memory for GC-internal data structures.
3192  * Internal memory can be handled with a freelist for small objects.
3193  */
3194
3195 /*
3196  * Debug reporting.
3197  */
3198 G_GNUC_UNUSED static void
3199 report_internal_mem_usage (void)
3200 {
3201         printf ("Internal memory usage:\n");
3202         mono_sgen_report_internal_mem_usage ();
3203         printf ("Pinned memory usage:\n");
3204         major_collector.report_pinned_memory_usage ();
3205 }
3206
3207 /*
3208  * ######################################################################
3209  * ########  Finalization support
3210  * ######################################################################
3211  */
3212
3213 /*
3214  * this is valid for the nursery: if the object has been forwarded it means it's
3215  * still refrenced from a root. If it is pinned it's still alive as well.
3216  * Return TRUE if @obj is ready to be finalized.
3217  */
3218 #define object_is_fin_ready(obj) (!object_is_pinned (obj) && !object_is_forwarded (obj))
3219
3220
3221 gboolean
3222 mono_sgen_gc_is_object_ready_for_finalization (void *object)
3223 {
3224         return !major_collector.is_object_live (object) && object_is_fin_ready (object);
3225 }
3226
3227 static gboolean
3228 has_critical_finalizer (MonoObject *obj)
3229 {
3230         MonoClass *class;
3231
3232         if (!mono_defaults.critical_finalizer_object)
3233                 return FALSE;
3234
3235         class = ((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (obj))->klass;
3236
3237         return mono_class_has_parent_fast (class, mono_defaults.critical_finalizer_object);
3238 }
3239
3240 static void
3241 queue_finalization_entry (MonoObject *obj) {
3242         FinalizeReadyEntry *entry = mono_sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY);
3243         entry->object = obj;
3244         if (has_critical_finalizer (obj)) {
3245                 entry->next = critical_fin_list;
3246                 critical_fin_list = entry;
3247         } else {
3248                 entry->next = fin_ready_list;
3249                 fin_ready_list = entry;
3250         }
3251 }
3252
3253 static int
3254 object_is_reachable (char *object, char *start, char *end)
3255 {
3256         /*This happens for non nursery objects during minor collections. We just treat all objects as alive.*/
3257         if (object < start || object >= end)
3258                 return TRUE;
3259         return !object_is_fin_ready (object) || major_collector.is_object_live (object);
3260 }
3261
3262 #include "sgen-fin-weak-hash.c"
3263
3264 gboolean
3265 mono_sgen_object_is_live (void *obj)
3266 {
3267         if (ptr_in_nursery (obj))
3268                 return object_is_pinned (obj);
3269         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY)
3270                 return FALSE;
3271         return major_collector.is_object_live (obj);
3272 }
3273
3274 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
3275 static void
3276 null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain)
3277 {
3278         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
3279
3280         while (current) {
3281                 MonoObject *object = (MonoObject*)current->array;
3282
3283                 if (object && !object->vtable) {
3284                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
3285
3286                         if (prev)
3287                                 prev->next = current->next;
3288                         else
3289                                 ephemeron_list = current->next;
3290
3291                         current = current->next;
3292                         mono_sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
3293                 } else {
3294                         prev = current;
3295                         current = current->next;
3296                 }
3297         }
3298 }
3299
3300 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
3301 static void
3302 clear_unreachable_ephemerons (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *start, char *end, GrayQueue *queue)
3303 {
3304         int was_in_nursery, was_promoted;
3305         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
3306         MonoArray *array;
3307         Ephemeron *cur, *array_end;
3308         char *tombstone;
3309
3310         while (current) {
3311                 char *object = current->array;
3312
3313                 if (!object_is_reachable (object, start, end)) {
3314                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
3315
3316                         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "Dead Ephemeron array at %p\n", object));
3317
3318                         if (prev)
3319                                 prev->next = current->next;
3320                         else
3321                                 ephemeron_list = current->next;
3322
3323                         current = current->next;
3324                         mono_sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
3325
3326                         continue;
3327                 }
3328
3329                 was_in_nursery = ptr_in_nursery (object);
3330                 copy_func ((void**)&object, queue);
3331                 current->array = object;
3332
3333                 /*The array was promoted, add global remsets for key/values left behind in nursery.*/
3334                 was_promoted = was_in_nursery && !ptr_in_nursery (object);
3335
3336                 DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p\n", object));
3337
3338                 array = (MonoArray*)object;
3339                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
3340                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
3341                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
3342
3343                 for (; cur < array_end; ++cur) {
3344                         char *key = (char*)cur->key;
3345
3346                         if (!key || key == tombstone)
3347                                 continue;
3348
3349                         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "[%td] key %p (%s) value %p (%s)\n", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
3350                                 key, object_is_reachable (key, start, end) ? "reachable" : "unreachable",
3351                                 cur->value, cur->value && object_is_reachable (cur->value, start, end) ? "reachable" : "unreachable"));
3352
3353                         if (!object_is_reachable (key, start, end)) {
3354                                 cur->key = tombstone;
3355                                 cur->value = NULL;
3356                                 continue;
3357                         }
3358
3359                         if (was_promoted) {
3360                                 if (ptr_in_nursery (key)) {/*key was not promoted*/
3361                                         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "\tAdded remset to key %p\n", key));
3362                                         mono_sgen_add_to_global_remset (&cur->key);
3363                                 }
3364                                 if (ptr_in_nursery (cur->value)) {/*value was not promoted*/
3365                                         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "\tAdded remset to value %p\n", cur->value));
3366                                         mono_sgen_add_to_global_remset (&cur->value);
3367                                 }
3368                         }
3369                 }
3370                 prev = current;
3371                 current = current->next;
3372         }
3373 }
3374
3375 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
3376 static int
3377 mark_ephemerons_in_range (CopyOrMarkObjectFunc copy_func, char *start, char *end, GrayQueue *queue)
3378 {
3379         int nothing_marked = 1;
3380         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
3381         MonoArray *array;
3382         Ephemeron *cur, *array_end;
3383         char *tombstone;
3384
3385         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
3386                 char *object = current->array;
3387                 DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "Ephemeron array at %p\n", object));
3388
3389                 /*
3390                 For now we process all ephemerons during all collections.
3391                 Ideally we should use remset information to partially scan those
3392                 arrays.
3393                 We already emit write barriers for Ephemeron fields, it's
3394                 just that we don't process them.
3395                 */
3396                 /*if (object < start || object >= end)
3397                         continue;*/
3398
3399                 /*It has to be alive*/
3400                 if (!object_is_reachable (object, start, end)) {
3401                         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "\tnot reachable\n"));
3402                         continue;
3403                 }
3404
3405                 copy_func ((void**)&object, queue);
3406
3407                 array = (MonoArray*)object;
3408                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
3409                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
3410                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
3411
3412                 for (; cur < array_end; ++cur) {
3413                         char *key = cur->key;
3414
3415                         if (!key || key == tombstone)
3416                                 continue;
3417
3418                         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "[%td] key %p (%s) value %p (%s)\n", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
3419                                 key, object_is_reachable (key, start, end) ? "reachable" : "unreachable",
3420                                 cur->value, cur->value && object_is_reachable (cur->value, start, end) ? "reachable" : "unreachable"));
3421
3422                         if (object_is_reachable (key, start, end)) {
3423                                 char *value = cur->value;
3424
3425                                 copy_func ((void**)&cur->key, queue);
3426                                 if (value) {
3427                                         if (!object_is_reachable (value, start, end))
3428                                                 nothing_marked = 0;
3429                                         copy_func ((void**)&cur->value, queue);
3430                                 }
3431                         }
3432                 }
3433         }
3434
3435         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "Ephemeron run finished. Is it done %d\n", nothing_marked));
3436         return nothing_marked;
3437 }
3438
3439 int
3440 mono_gc_invoke_finalizers (void)
3441 {
3442         FinalizeReadyEntry *entry = NULL;
3443         gboolean entry_is_critical = FALSE;
3444         int count = 0;
3445         void *obj;
3446         /* FIXME: batch to reduce lock contention */
3447         while (fin_ready_list || critical_fin_list) {
3448                 LOCK_GC;
3449
3450                 if (entry) {
3451                         FinalizeReadyEntry **list = entry_is_critical ? &critical_fin_list : &fin_ready_list;
3452
3453                         /* We have finalized entry in the last
3454                            interation, now we need to remove it from
3455                            the list. */
3456                         if (*list == entry)
3457                                 *list = entry->next;
3458                         else {
3459                                 FinalizeReadyEntry *e = *list;
3460                                 while (e->next != entry)
3461                                         e = e->next;
3462                                 e->next = entry->next;
3463                         }
3464                         mono_sgen_free_internal (entry, INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY);
3465                         entry = NULL;
3466                 }
3467
3468                 /* Now look for the first non-null entry. */
3469                 for (entry = fin_ready_list; entry && !entry->object; entry = entry->next)
3470                         ;
3471                 if (entry) {
3472                         entry_is_critical = FALSE;
3473                 } else {
3474                         entry_is_critical = TRUE;
3475                         for (entry = critical_fin_list; entry && !entry->object; entry = entry->next)
3476                                 ;
3477                 }
3478
3479                 if (entry) {
3480                         g_assert (entry->object);
3481                         num_ready_finalizers--;
3482                         obj = entry->object;
3483                         entry->object = NULL;
3484                         DEBUG (7, fprintf (gc_debug_file, "Finalizing object %p (%s)\n", obj, safe_name (obj)));
3485                 }
3486
3487                 UNLOCK_GC;
3488
3489                 if (!entry)
3490                         break;
3491
3492                 g_assert (entry->object == NULL);
3493                 count++;
3494                 /* the object is on the stack so it is pinned */
3495                 /*g_print ("Calling finalizer for object: %p (%s)\n", entry->object, safe_name (entry->object));*/
3496                 mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
3497         }
3498         g_assert (!entry);
3499         return count;
3500 }
3501
3502 gboolean
3503 mono_gc_pending_finalizers (void)
3504 {
3505         return fin_ready_list || critical_fin_list;
3506 }
3507
3508 /* Negative value to remove */
3509 void
3510 mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value)
3511 {
3512         /* FIXME: Use interlocked functions */
3513         LOCK_GC;
3514         memory_pressure += value;
3515         UNLOCK_GC;
3516 }
3517
3518 void
3519 mono_sgen_register_major_sections_alloced (int num_sections)
3520 {
3521         minor_collection_sections_alloced += num_sections;
3522 }
3523
3524 mword
3525 mono_sgen_get_minor_collection_allowance (void)
3526 {
3527         return minor_collection_allowance;
3528 }
3529
3530 /*
3531  * ######################################################################
3532  * ########  registered roots support
3533  * ######################################################################
3534  */
3535
3536 /*
3537  * We do not coalesce roots.
3538  */
3539 static int
3540 mono_gc_register_root_inner (char *start, size_t size, void *descr, int root_type)
3541 {
3542         RootRecord new_root;
3543         int i;
3544         LOCK_GC;
3545         for (i = 0; i < ROOT_TYPE_NUM; ++i) {
3546                 RootRecord *root = mono_sgen_hash_table_lookup (&roots_hash [i], start);
3547                 /* we allow changing the size and the descriptor (for thread statics etc) */
3548                 if (root) {
3549                         size_t old_size = root->end_root - start;
3550                         root->end_root = start + size;
3551                         g_assert (((root->root_desc != 0) && (descr != NULL)) ||
3552                                           ((root->root_desc == 0) && (descr == NULL)));
3553                         root->root_desc = (mword)descr;
3554                         roots_size += size;
3555                         roots_size -= old_size;
3556                         UNLOCK_GC;
3557                         return TRUE;
3558                 }
3559         }
3560
3561         new_root.end_root = start + size;
3562         new_root.root_desc = (mword)descr;
3563
3564         mono_sgen_hash_table_replace (&roots_hash [root_type], start, &new_root);
3565         roots_size += size;
3566
3567         DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "Added root for range: %p-%p, descr: %p  (%d/%d bytes)\n", start, new_root.end_root, descr, (int)size, (int)roots_size));
3568
3569         UNLOCK_GC;
3570         return TRUE;
3571 }
3572
3573 int
3574 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, void *descr)
3575 {
3576         return mono_gc_register_root_inner (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED);
3577 }
3578
3579 int
3580 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, void *descr)
3581 {
3582         return mono_gc_register_root_inner (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER);
3583 }
3584
3585 void
3586 mono_gc_deregister_root (char* addr)
3587 {
3588         int root_type;
3589         RootRecord root;
3590
3591         LOCK_GC;
3592         for (root_type = 0; root_type < ROOT_TYPE_NUM; ++root_type) {
3593                 if (mono_sgen_hash_table_remove (&roots_hash [root_type], addr, &root))
3594                         roots_size -= (root.end_root - addr);
3595         }
3596         UNLOCK_GC;
3597 }
3598
3599 /*
3600  * ######################################################################
3601  * ########  Thread handling (stop/start code)
3602  * ######################################################################
3603  */
3604
3605 unsigned int mono_sgen_global_stop_count = 0;
3606
3607 #ifdef USE_MONO_CTX
3608 static MonoContext cur_thread_ctx = {0};
3609 #else
3610 static mword cur_thread_regs [ARCH_NUM_REGS] = {0};
3611 #endif
3612
3613 static void
3614 update_current_thread_stack (void *start)
3615 {
3616         int stack_guard = 0;
3617 #ifndef USE_MONO_CTX
3618         void *ptr = cur_thread_regs;
3619 #endif
3620         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
3621
3622         info->stack_start = align_pointer (&stack_guard);
3623         g_assert (info->stack_start >= info->stack_start_limit && info->stack_start < info->stack_end);
3624 #ifdef USE_MONO_CTX
3625         MONO_CONTEXT_GET_CURRENT (cur_thread_ctx);
3626         info->monoctx = &cur_thread_ctx;
3627 #else
3628         ARCH_STORE_REGS (ptr);
3629         info->stopped_regs = ptr;
3630 #endif
3631         if (gc_callbacks.thread_suspend_func)
3632                 gc_callbacks.thread_suspend_func (info->runtime_data, NULL);
3633 }
3634
3635 void
3636 mono_sgen_fill_thread_info_for_suspend (SgenThreadInfo *info)
3637 {
3638         if (remset.fill_thread_info_for_suspend)
3639                 remset.fill_thread_info_for_suspend (info);
3640 }
3641
3642 static gboolean
3643 is_ip_in_managed_allocator (MonoDomain *domain, gpointer ip);
3644
3645 static int
3646 restart_threads_until_none_in_managed_allocator (void)
3647 {
3648         SgenThreadInfo *info;
3649         int num_threads_died = 0;
3650         int sleep_duration = -1;
3651
3652         for (;;) {
3653                 int restart_count = 0, restarted_count = 0;
3654                 /* restart all threads that stopped in the
3655                    allocator */
3656                 FOREACH_THREAD_SAFE (info) {
3657                         gboolean result;
3658                         if (info->skip || info->gc_disabled)
3659                                 continue;
3660                         if (!info->thread_is_dying && (!info->stack_start || info->in_critical_region ||
3661                                         is_ip_in_managed_allocator (info->stopped_domain, info->stopped_ip))) {
3662                                 binary_protocol_thread_restart ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
3663                                 result = mono_sgen_resume_thread (info);
3664                                 if (result) {
3665                                         ++restart_count;
3666                                 } else {
3667                                         info->skip = 1;
3668                                 }
3669                         } else {
3670                                 /* we set the stopped_ip to
3671                                    NULL for threads which
3672                                    we're not restarting so
3673                                    that we can easily identify
3674                                    the others */
3675                                 info->stopped_ip = NULL;
3676                                 info->stopped_domain = NULL;
3677                         }
3678                 } END_FOREACH_THREAD_SAFE
3679                 /* if no threads were restarted, we're done */
3680                 if (restart_count == 0)
3681                         break;
3682
3683                 /* wait for the threads to signal their restart */
3684                 mono_sgen_wait_for_suspend_ack (restart_count);
3685
3686                 if (sleep_duration < 0) {
3687 #ifdef HOST_WIN32
3688                         SwitchToThread ();
3689 #else
3690                         sched_yield ();
3691 #endif
3692                         sleep_duration = 0;
3693                 } else {
3694                         g_usleep (sleep_duration);
3695                         sleep_duration += 10;
3696                 }
3697
3698                 /* stop them again */
3699                 FOREACH_THREAD (info) {
3700                         gboolean result;
3701                         if (info->skip || info->stopped_ip == NULL)
3702                                 continue;
3703                         result = mono_sgen_suspend_thread (info);
3704
3705                         if (result) {
3706                                 ++restarted_count;
3707                         } else {
3708                                 info->skip = 1;
3709                         }
3710                 } END_FOREACH_THREAD
3711                 /* some threads might have died */
3712                 num_threads_died += restart_count - restarted_count;
3713                 /* wait for the threads to signal their suspension
3714                    again */
3715                 mono_sgen_wait_for_suspend_ack (restart_count);
3716         }
3717
3718         return num_threads_died;
3719 }
3720
3721 static void
3722 acquire_gc_locks (void)
3723 {
3724         LOCK_INTERRUPTION;
3725         mono_thread_info_suspend_lock ();
3726 }
3727
3728 static void
3729 release_gc_locks (void)
3730 {
3731         mono_thread_info_suspend_unlock ();
3732         UNLOCK_INTERRUPTION;
3733 }
3734
3735 static TV_DECLARE (stop_world_time);
3736 static unsigned long max_pause_usec = 0;
3737
3738 /* LOCKING: assumes the GC lock is held */
3739 static int
3740 stop_world (int generation)
3741 {
3742         int count;
3743
3744         /*XXX this is the right stop, thought might not be the nicest place to put it*/
3745         mono_sgen_process_togglerefs ();
3746
3747         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_PRE_STOP_WORLD, generation);
3748         acquire_gc_locks ();
3749
3750         update_current_thread_stack (&count);
3751
3752         mono_sgen_global_stop_count++;
3753         DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "stopping world n %d from %p %p\n", mono_sgen_global_stop_count, mono_thread_info_current (), (gpointer)mono_native_thread_id_get ()));
3754         TV_GETTIME (stop_world_time);
3755         count = mono_sgen_thread_handshake (TRUE);
3756         count -= restart_threads_until_none_in_managed_allocator ();
3757         g_assert (count >= 0);
3758         DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "world stopped %d thread(s)\n", count));
3759         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_POST_STOP_WORLD, generation);
3760
3761         last_major_num_sections = major_collector.get_num_major_sections ();
3762         last_los_memory_usage = los_memory_usage;
3763         major_collection_happened = FALSE;
3764         return count;
3765 }
3766
3767 /* LOCKING: assumes the GC lock is held */
3768 static int
3769 restart_world (int generation)
3770 {
3771         int count, num_major_sections;
3772         SgenThreadInfo *info;
3773         TV_DECLARE (end_sw);
3774         TV_DECLARE (end_bridge);
3775         unsigned long usec, bridge_usec;
3776
3777         /* notify the profiler of the leftovers */
3778         if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES)) {
3779                 if (moved_objects_idx) {
3780                         mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
3781                         moved_objects_idx = 0;
3782                 }
3783         }
3784         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD, generation);
3785         FOREACH_THREAD (info) {
3786                 info->stack_start = NULL;
3787 #ifdef USE_MONO_CTX
3788                 info->monoctx = NULL;
3789 #else
3790                 info->stopped_regs = NULL;
3791 #endif
3792         } END_FOREACH_THREAD
3793
3794         stw_bridge_process ();
3795         release_gc_locks ();
3796
3797         count = mono_sgen_thread_handshake (FALSE);
3798         TV_GETTIME (end_sw);
3799         usec = TV_ELAPSED (stop_world_time, end_sw);
3800         max_pause_usec = MAX (usec, max_pause_usec);
3801         DEBUG (2, fprintf (gc_debug_file, "restarted %d thread(s) (pause time: %d usec, max: %d)\n", count, (int)usec, (int)max_pause_usec));
3802         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_POST_START_WORLD, generation);
3803
3804         bridge_process ();
3805
3806         TV_GETTIME (end_bridge);
3807         bridge_usec = TV_ELAPSED (end_sw, end_bridge);
3808
3809         num_major_sections = major_collector.get_num_major_sections ();
3810         if (major_collection_happened)
3811                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MAJOR: %s pause %.2fms, bridge %.2fms major %dK/%dK los %dK/%dK",
3812                         generation ? "" : "(minor overflow)",
3813                         (int)usec / 1000.0f, (int)bridge_usec / 1000.0f,
3814                         major_collector.section_size * num_major_sections / 1024,
3815                         major_collector.section_size * last_major_num_sections / 1024,
3816                         los_memory_usage / 1024,
3817                         last_los_memory_usage / 1024);
3818         else
3819                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MINOR: pause %.2fms, bridge %.2fms promoted %dK major %dK los %dK",
3820                         (int)usec / 1000.0f, (int)bridge_usec / 1000.0f,
3821                         (num_major_sections - last_major_num_sections) * major_collector.section_size / 1024,
3822                         major_collector.section_size * num_major_sections / 1024,
3823                         los_memory_usage / 1024);
3824
3825         return count;
3826 }
3827
3828 int
3829 mono_sgen_get_current_collection_generation (void)
3830 {
3831         return current_collection_generation;
3832 }
3833
3834 void
3835 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
3836 {
3837         gc_callbacks = *callbacks;
3838 }
3839
3840 MonoGCCallbacks *
3841 mono_gc_get_gc_callbacks ()
3842 {
3843         return &gc_callbacks;
3844 }
3845
3846 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
3847 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
3848
3849 void
3850 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
3851 {
3852         conservatively_pin_objects_from (start, end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
3853 }
3854
3855 void*
3856 mono_gc_scan_object (void *obj)
3857 {
3858         UserCopyOrMarkData *data = mono_native_tls_get_value (user_copy_or_mark_key);
3859
3860         if (current_collection_generation == GENERATION_NURSERY) {
3861                 if (mono_sgen_collection_is_parallel ())
3862                         major_collector.copy_object (&obj, data->queue);
3863                 else
3864                         major_collector.nopar_copy_object (&obj, data->queue);
3865         } else {
3866                 major_collector.copy_or_mark_object (&obj, data->queue);
3867         }
3868         return obj;
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Mark from thread stacks and registers.
3873  */
3874 static void
3875 scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, GrayQueue *queue)
3876 {
3877         SgenThreadInfo *info;
3878
3879         scan_area_arg_start = start_nursery;
3880         scan_area_arg_end = end_nursery;
3881
3882         FOREACH_THREAD (info) {
3883                 if (info->skip) {
3884                         DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "Skipping dead thread %p, range: %p-%p, size: %td\n", info, info->stack_start, info->stack_end, (char*)info->stack_end - (char*)info->stack_start));
3885                         continue;
3886                 }
3887                 if (info->gc_disabled) {
3888                         DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "GC disabled for thread %p, range: %p-%p, size: %td\n", info, info->stack_start, info->stack_end, (char*)info->stack_end - (char*)info->stack_start));
3889                         continue;
3890                 }
3891                 DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "Scanning thread %p, range: %p-%p, size: %ld, pinned=%d\n", info, info->stack_start, info->stack_end, (char*)info->stack_end - (char*)info->stack_start, mono_sgen_get_pinned_count ()));
3892                 if (!info->thread_is_dying) {
3893                         if (gc_callbacks.thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
3894                                 UserCopyOrMarkData data = { NULL, queue };
3895                                 set_user_copy_or_mark_data (&data);
3896                                 gc_callbacks.thread_mark_func (info->runtime_data, info->stack_start, info->stack_end, precise);
3897                                 set_user_copy_or_mark_data (NULL);
3898                         } else if (!precise) {
3899                                 conservatively_pin_objects_from (info->stack_start, info->stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3900                         }
3901                 }
3902
3903 #ifdef USE_MONO_CTX
3904                 if (!info->thread_is_dying && !precise)
3905                         conservatively_pin_objects_from ((void**)info->monoctx, (void**)info->monoctx + ARCH_NUM_REGS,
3906                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3907 #else
3908                 if (!info->thread_is_dying && !precise)
3909                         conservatively_pin_objects_from (info->stopped_regs, info->stopped_regs + ARCH_NUM_REGS,
3910                                         start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
3911 #endif
3912         } END_FOREACH_THREAD
3913 }
3914
3915 static void
3916 find_pinning_ref_from_thread (char *obj, size_t size)
3917 {
3918         int j;
3919         SgenThreadInfo *info;
3920         char *endobj = obj + size;
3921
3922         FOREACH_THREAD (info) {
3923                 char **start = (char**)info->stack_start;
3924                 if (info->skip)
3925                         continue;
3926                 while (start < (char**)info->stack_end) {
3927                         if (*start >= obj && *start < endobj) {
3928                                 DEBUG (0, fprintf (gc_debug_file, "Object %p referenced in thread %p (id %p) at %p, stack: %p-%p\n", obj, info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), start, info->stack_start, info->stack_end));
3929                         }
3930                         start++;
3931                 }
3932
3933                 for (j = 0; j < ARCH_NUM_REGS; ++j) {
3934 #ifdef USE_MONO_CTX
3935                         mword w = ((mword*)info->monoctx) [j];
3936 #else
3937                         mword w = (mword)info->stopped_regs [j];
3938 #endif
3939
3940                         if (w >= (mword)obj && w < (mword)obj + size)
3941                                 DEBUG (0, fprintf (gc_debug_file, "Object %p referenced in saved reg %d of thread %p (id %p)\n", obj, j, info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info)));
3942                 } END_FOREACH_THREAD
3943         }
3944 }
3945
3946 static gboolean
3947 ptr_on_stack (void *ptr)
3948 {
3949         gpointer stack_start = &stack_start;
3950         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
3951
3952         if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->stack_end)
3953                 return TRUE;
3954         return FALSE;
3955 }
3956
3957 static void*
3958 sgen_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *addr)
3959 {
3960 #ifndef HAVE_KW_THREAD
3961         SgenThreadInfo *__thread_info__ = info;
3962 #endif
3963
3964         LOCK_GC;
3965 #ifndef HAVE_KW_THREAD
3966         info->tlab_start = info->tlab_next = info->tlab_temp_end = info->tlab_real_end = NULL;
3967
3968         g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
3969         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
3970 #else
3971         thread_info = info;
3972 #endif
3973
3974 #if !defined(__MACH__)
3975         info->stop_count = -1;
3976         info->signal = 0;
3977 #endif
3978         info->skip = 0;
3979         info->doing_handshake = FALSE;
3980         info->thread_is_dying = FALSE;
3981         info->stack_start = NULL;
3982         info->store_remset_buffer_addr = &STORE_REMSET_BUFFER;
3983         info->store_remset_buffer_index_addr = &STORE_REMSET_BUFFER_INDEX;
3984         info->stopped_ip = NULL;
3985         info->stopped_domain = NULL;
3986 #ifdef USE_MONO_CTX
3987         info->monoctx = NULL;
3988 #else
3989         info->stopped_regs = NULL;
3990 #endif
3991
3992         mono_sgen_init_tlab_info (info);
3993
3994         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
3995
3996 #ifdef HAVE_KW_THREAD
3997         store_remset_buffer_index_addr = &store_remset_buffer_index;
3998 #endif
3999
4000 #if defined(__MACH__)
4001         info->mach_port = mach_thread_self ();
4002 #endif
4003
4004         /* try to get it with attributes first */
4005 #if defined(HAVE_PTHREAD_GETATTR_NP) && defined(HAVE_PTHREAD_ATTR_GETSTACK)
4006         {
4007                 size_t size;
4008                 void *sstart;
4009                 pthread_attr_t attr;
4010                 pthread_getattr_np (pthread_self (), &attr);
4011                 pthread_attr_getstack (&attr, &sstart, &size);
4012                 info->stack_start_limit = sstart;
4013                 info->stack_end = (char*)sstart + size;
4014                 pthread_attr_destroy (&attr);
4015         }
4016 #elif defined(HAVE_PTHREAD_GET_STACKSIZE_NP) && defined(HAVE_PTHREAD_GET_STACKADDR_NP)
4017                  info->stack_end = (char*)pthread_get_stackaddr_np (pthread_self ());
4018                  info->stack_start_limit = (char*)info->stack_end - pthread_get_stacksize_np (pthread_self ());
4019 #else
4020         {
4021                 /* FIXME: we assume the stack grows down */
4022                 gsize stack_bottom = (gsize)addr;
4023                 stack_bottom += 4095;
4024                 stack_bottom &= ~4095;
4025                 info->stack_end = (char*)stack_bottom;
4026         }
4027 #endif
4028
4029 #ifdef HAVE_KW_THREAD
4030         stack_end = info->stack_end;
4031 #endif
4032
4033         if (remset.register_thread)
4034                 remset.register_thread (info);
4035
4036         DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "registered thread %p (%p) stack end %p\n", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->stack_end));
4037
4038         if (gc_callbacks.thread_attach_func)
4039                 info->runtime_data = gc_callbacks.thread_attach_func ();
4040
4041         UNLOCK_GC;
4042         return info;
4043 }
4044
4045 static void
4046 mono_sgen_wbarrier_cleanup_thread (SgenThreadInfo *p)
4047 {
4048         if (remset.cleanup_thread)
4049                 remset.cleanup_thread (p);
4050 }
4051
4052 static void
4053 sgen_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
4054 {
4055         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
4056          * know about, the jit will register it with mono_jit_thread_attach, but
4057          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
4058          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
4059          * the thread
4060          */
4061         if (mono_domain_get ())
4062                 mono_thread_detach (mono_thread_current ());
4063
4064         p->thread_is_dying = TRUE;
4065
4066         /*
4067         There is a race condition between a thread finishing executing and been removed
4068         from the GC thread set.
4069         This happens on posix systems when TLS data is been cleaned-up, libpthread will
4070         set the thread_info slot to NULL before calling the cleanup function. This
4071         opens a window in which the thread is registered but has a NULL TLS.
4072
4073         The suspend signal handler needs TLS data to know where to store thread state
4074         data or otherwise it will simply ignore the thread.
4075
4076         This solution works because the thread doing STW will wait until all threads been
4077         suspended handshake back, so there is no race between the doing_hankshake test
4078         and the suspend_thread call.
4079
4080         This is not required on systems that do synchronous STW as those can deal with
4081         the above race at suspend time.
4082
4083         FIXME: I believe we could avoid this by using mono_thread_info_lookup when
4084         mono_thread_info_current returns NULL. Or fix mono_thread_info_lookup to do so.
4085         */
4086 #if (defined(__MACH__) && MONO_MACH_ARCH_SUPPORTED) || !defined(HAVE_PTHREAD_KILL)
4087         LOCK_GC;
4088 #else
4089         while (!TRYLOCK_GC) {
4090                 if (!mono_sgen_park_current_thread_if_doing_handshake (p))
4091                         g_usleep (50);
4092         }
4093 #endif
4094
4095         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (p));
4096         DEBUG (3, fprintf (gc_debug_file, "unregister thread %p (%p)\n", p, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (p)));
4097
4098 #if defined(__MACH__)
4099         mach_port_deallocate (current_task (), p->mach_port);
4100 #endif
4101
4102         if (gc_callbacks.thread_detach_func) {
4103                 gc_callbacks.thread_detach_func (p->runtime_data);
4104                 p->runtime_data = NULL;
4105         }
4106         mono_sgen_wbarrier_cleanup_thread (p);
4107
4108         mono_threads_unregister_current_thread (p);
4109         UNLOCK_GC;
4110 }
4111
4112
4113 static void
4114 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
4115 {
4116         LOCK_GC;
4117         /*this is odd, can we get attached before the gc is inited?*/
4118         init_stats ();
4119         UNLOCK_GC;
4120
4121         if (gc_callbacks.thread_attach_func && !info->runtime_data)
4122                 info->runtime_data = gc_callbacks.thread_attach_func ();
4123 }
4124 gboolean
4125 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
4126 {
4127         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
4128 }
4129
4130 /*
4131  * mono_gc_set_stack_end:
4132  *
4133  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between
4134  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
4135  */
4136 void
4137 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
4138 {
4139         SgenThreadInfo *info;
4140
4141         LOCK_GC;
4142         info = mono_thread_info_current ();
4143         if (info) {
4144                 g_assert (stack_end < info->stack_end);
4145                 info->stack_end = stack_end;
4146         }
4147         UNLOCK_GC;
4148 }
4149
4150 #if USE_PTHREAD_INTERCEPT
4151
4152
4153 int
4154 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
4155 {
4156         return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
4157 }
4158
4159 int
4160 mono_gc_pthread_join (pthread_t thread, void **retval)
4161 {
4162         return pthread_join (thread, retval);
4163 }
4164
4165 int
4166 mono_gc_pthread_detach (pthread_t thread)
4167 {
4168         return pthread_detach (thread);
4169 }
4170
4171 void
4172 mono_gc_pthread_exit (void *retval)
4173 {
4174         pthread_exit (retval);
4175 }
4176
4177 #endif /* USE_PTHREAD_INTERCEPT */
4178
4179 /*
4180  * ######################################################################
4181  * ########  Write barriers
4182  * ######################################################################
4183  */
4184
4185 /*
4186  * Note: the write barriers first do the needed GC work and then do the actual store:
4187  * this way the value is visible to the conservative GC scan after the write barrier
4188  * itself. If a GC interrupts the barrier in the middle, value will be kept alive by
4189  * the conservative scan, otherwise by the remembered set scan.
4190  */
4191 void
4192 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
4193 {
4194         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_field);
4195         if (ptr_in_nursery (field_ptr)) {
4196                 *(void**)field_ptr = value;
4197                 return;
4198         }
4199         DEBUG (8, fprintf (gc_debug_file, "Adding remset at %p\n", field_ptr));
4200         if (value)
4201                 binary_protocol_wbarrier (field_ptr, value, value->vtable);
4202
4203         remset.wbarrier_set_field (obj, field_ptr, value);
4204 }
4205
4206 void
4207 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
4208 {
4209         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_arrayref);
4210         if (ptr_in_nursery (slot_ptr)) {
4211                 *(void**)slot_ptr = value;
4212                 return;
4213         }
4214         DEBUG (8, fprintf (gc_debug_file, "Adding remset at %p\n", slot_ptr));
4215         if (value)
4216                 binary_protocol_wbarrier (slot_ptr, value, value->vtable);
4217
4218         remset.wbarrier_set_arrayref (arr, slot_ptr, value);
4219 }
4220
4221 void
4222 mono_gc_wbarrier_arrayref_copy (gpointer dest_ptr, gpointer src_ptr, int count)
4223 {
4224         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_arrayref_copy);
4225         /*This check can be done without taking a lock since dest_ptr array is pinned*/
4226         if (ptr_in_nursery (dest_ptr) || count <= 0) {
4227                 mono_gc_memmove (dest_ptr, src_ptr, count * sizeof (gpointer));
4228                 return;
4229         }
4230
4231 #ifdef SGEN_BINARY_PROTOCOL
4232         {
4233                 int i;
4234                 for (i = 0; i < count; ++i) {
4235                         gpointer dest = (gpointer*)dest_ptr + i;
4236                         gpointer obj = *((gpointer*)src_ptr + i);
4237                         if (obj)
4238                                 binary_protocol_wbarrier (dest, obj, (gpointer)LOAD_VTABLE (obj));
4239                 }
4240         }
4241 #endif
4242
4243         remset.wbarrier_arrayref_copy (dest_ptr, src_ptr, count);
4244 }
4245
4246 static char *found_obj;
4247
4248 static void
4249 find_object_for_ptr_callback (char *obj, size_t size, void *user_data)
4250 {
4251         char *ptr = user_data;
4252
4253         if (ptr >= obj && ptr < obj + size) {
4254                 g_assert (!found_obj);
4255                 found_obj = obj;
4256         }
4257 }
4258
4259 /* for use in the debugger */
4260 char* find_object_for_ptr (char *ptr);
4261 char*
4262 find_object_for_ptr (char *ptr)
4263 {
4264         if (ptr >= nursery_section->data && ptr < nursery_section->end_data) {
4265                 found_obj = NULL;
4266                 mono_sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
4267                                 find_object_for_ptr_callback, ptr, TRUE);
4268                 if (found_obj)
4269                         return found_obj;
4270         }
4271
4272         found_obj = NULL;
4273         mono_sgen_los_iterate_objects (find_object_for_ptr_callback, ptr);
4274         if (found_obj)
4275                 return found_obj;
4276
4277         /*
4278          * Very inefficient, but this is debugging code, supposed to
4279          * be called from gdb, so we don't care.
4280          */
4281         found_obj = NULL;
4282         major_collector.iterate_objects (TRUE, TRUE, find_object_for_ptr_callback, ptr);
4283         return found_obj;
4284 }
4285
4286 void
4287 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (gpointer ptr)
4288 {
4289         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_generic_store);
4290
4291 #ifdef XDOMAIN_CHECKS_IN_WBARRIER
4292         /* FIXME: ptr_in_heap must be called with the GC lock held */
4293         if (xdomain_checks && *(MonoObject**)ptr && ptr_in_heap (ptr)) {
4294                 char *start = find_object_for_ptr (ptr);
4295                 MonoObject *value = *(MonoObject**)ptr;
4296                 LOCK_GC;
4297                 g_assert (start);
4298                 if (start) {
4299                         MonoObject *obj = (MonoObject*)start;
4300                         if (obj->vtable->domain != value->vtable->domain)
4301                                 g_assert (is_xdomain_ref_allowed (ptr, start, obj->vtable->domain));
4302                 }
4303                 UNLOCK_GC;
4304         }
4305 #endif
4306
4307         if (*(gpointer*)ptr)
4308                 binary_protocol_wbarrier (ptr, *(gpointer*)ptr, (gpointer)LOAD_VTABLE (*(gpointer*)ptr));
4309
4310         if (ptr_in_nursery (ptr) || ptr_on_stack (ptr) || !ptr_in_nursery (*(gpointer*)ptr)) {
4311                 DEBUG (8, fprintf (gc_debug_file, "Skipping remset at %p\n", ptr));
4312                 return;
4313         }
4314
4315         DEBUG (8, fprintf (gc_debug_file, "Adding remset at %p\n", ptr));
4316
4317         remset.wbarrier_generic_nostore (ptr);
4318 }
4319
4320 void
4321 mono_gc_wbarrier_generic_store (gpointer ptr, MonoObject* value)
4322 {
4323         DEBUG (8, fprintf (gc_debug_file, "Wbarrier store at %p to %p (%s)\n", ptr, value, value ? safe_name (value) : "null"));
4324         *(void**)ptr = value;
4325         if (ptr_in_nursery (value))
4326                 mono_gc_wbarrier_generic_nostore (ptr);
4327         mono_sgen_dummy_use (value);
4328 }
4329
4330 void mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
4331 {
4332         mword *dest = _dest;
4333         mword *src = _src;
4334
4335         while (size) {
4336                 if (bitmap & 0x1)
4337                         mono_gc_wbarrier_generic_store (dest, (MonoObject*)*src);
4338                 else
4339                         *dest = *src;
4340                 ++src;
4341                 ++dest;
4342                 size -= SIZEOF_VOID_P;
4343                 bitmap >>= 1;
4344         }
4345 }
4346
4347 #ifdef SGEN_BINARY_PROTOCOL
4348 #undef HANDLE_PTR
4349 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                                        \
4350                 gpointer o = *(gpointer*)(ptr);                         \
4351                 if ((o)) {                                              \
4352                         gpointer d = ((char*)dest) + ((char*)(ptr) - (char*)(obj)); \
4353                         binary_protocol_wbarrier (d, o, (gpointer) LOAD_VTABLE (o)); \
4354                 }                                                       \
4355         } while (0)
4356
4357 static void
4358 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (gpointer dest, char *start, mword desc)
4359 {
4360 #define SCAN_OBJECT_NOVTABLE
4361 #include "sgen-scan-object.h"
4362 }
4363 #endif
4364
4365 void
4366 mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass)
4367 {
4368         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_value_copy);
4369         g_assert (klass->valuetype);
4370
4371         DEBUG (8, fprintf (gc_debug_file, "Adding value remset at %p, count %d, descr %p for class %s (%p)\n", dest, count, klass->gc_descr, klass->name, klass));
4372
4373         if (ptr_in_nursery (dest) || ptr_on_stack (dest) || !SGEN_CLASS_HAS_REFERENCES (klass)) {
4374                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
4375                 size_t size = count * element_size;
4376                 mono_gc_memmove (dest, src, size);
4377                 return;
4378         }
4379
4380 #ifdef SGEN_BINARY_PROTOCOL
4381         {
4382                 int i;
4383                 for (i = 0; i < count; ++i) {
4384                         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier ((char*)dest + i * element_size,
4385                                         (char*)src + i * element_size - sizeof (MonoObject),
4386                                         (mword) klass->gc_descr);
4387                 }
4388         }
4389 #endif
4390
4391         remset.wbarrier_value_copy (dest, src, count, klass);
4392 }
4393
4394 /**
4395  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
4396  *
4397  * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
4398  */
4399 void
4400 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
4401 {
4402         int size;
4403
4404         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_object_copy);
4405
4406         if (ptr_in_nursery (obj) || ptr_on_stack (obj)) {
4407                 size = mono_object_class (obj)->instance_size;
4408                 mono_gc_memmove ((char*)obj + sizeof (MonoObject), (char*)src + sizeof (MonoObject),
4409                                 size - sizeof (MonoObject));
4410                 return;
4411         }
4412
4413 #ifdef SGEN_BINARY_PROTOCOL
4414         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (obj, (char*)src, (mword) src->vtable->gc_descr);
4415 #endif
4416
4417         remset.wbarrier_object_copy (obj, src);
4418 }
4419
4420 /*
4421  * ######################################################################
4422  * ########  Other mono public interface functions.
4423  * ######################################################################
4424  */
4425
4426 #define REFS_SIZE 128
4427 typedef struct {
4428         void *data;
4429         MonoGCReferences callback;
4430         int flags;
4431         int count;
4432         int called;
4433         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
4434         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
4435 } HeapWalkInfo;
4436
4437 #undef HANDLE_PTR
4438 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
4439                 if (*(ptr)) {   \
4440                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
4441                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
4442                                 hwi->count = 0; \
4443                                 hwi->called = 1;        \
4444                         }       \
4445                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
4446                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
4447                 }       \
4448         } while (0)
4449
4450 static void
4451 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, char *start, size_t size)
4452 {
4453 #include "sgen-scan-object.h"
4454 }
4455
4456 static void
4457 walk_references (char *start, size_t size, void *data)
4458 {
4459         HeapWalkInfo *hwi = data;
4460         hwi->called = 0;
4461         hwi->count = 0;
4462         collect_references (hwi, start, size);
4463         if (hwi->count || !hwi->called)
4464                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
4465 }
4466
4467 /**
4468  * mono_gc_walk_heap:
4469  * @flags: flags for future use
4470  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
4471  * @data: a user data pointer that is passed to callback
4472  *
4473  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
4474  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
4475  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
4476  * For each referenced object it's offset from the object address is
4477  * reported in the offsets array.
4478  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
4479  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
4480  * argument will be zero.
4481  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
4482  * profiler event handler.
4483  *
4484  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
4485  */
4486 int
4487 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
4488 {
4489         HeapWalkInfo hwi;
4490
4491         hwi.flags = flags;
4492         hwi.callback = callback;
4493         hwi.data = data;
4494
4495         mono_sgen_clear_nursery_fragments ();
4496         mono_sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE);
4497
4498         major_collector.iterate_objects (TRUE, TRUE, walk_references, &hwi);
4499         mono_sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
4500
4501         return 0;
4502 }
4503
4504 void
4505 mono_gc_collect (int generation)
4506 {
4507         LOCK_GC;
4508         if (generation > 1)
4509                 generation = 1;
4510         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_START, generation);
4511         stop_world (generation);
4512         if (generation == 0) {
4513                 collect_nursery (0);
4514         } else {
4515                 major_collection ("user request");
4516         }
4517         restart_world (generation);
4518         mono_profiler_gc_event (MONO_GC_EVENT_END, generation);
4519         UNLOCK_GC;
4520 }
4521
4522 int
4523 mono_gc_max_generation (void)
4524 {
4525         return 1;
4526 }
4527
4528 int
4529 mono_gc_collection_count (int generation)
4530 {
4531         if (generation == 0)
4532                 return stat_minor_gcs;
4533         return stat_major_gcs;
4534 }
4535
4536 int64_t
4537 mono_gc_get_used_size (void)
4538 {
4539         gint64 tot = 0;
4540         LOCK_GC;
4541         tot = los_memory_usage;
4542         tot += nursery_section->next_data - nursery_section->data;
4543         tot += major_collector.get_used_size ();
4544         /* FIXME: account for pinned objects */
4545         UNLOCK_GC;
4546         return tot;
4547 }
4548
4549 int64_t
4550 mono_gc_get_heap_size (void)
4551 {
4552         return total_alloc;
4553 }
4554
4555 void
4556 mono_gc_disable (void)
4557 {
4558         LOCK_GC;
4559         gc_disabled++;
4560         UNLOCK_GC;
4561 }
4562
4563 void
4564 mono_gc_enable (void)
4565 {
4566         LOCK_GC;
4567         gc_disabled--;
4568         UNLOCK_GC;
4569 }
4570
4571 int
4572 mono_gc_get_los_limit (void)
4573 {
4574         return MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
4575 }
4576
4577 gboolean
4578 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
4579 {
4580         return TRUE;
4581 }
4582
4583 int
4584 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
4585 {
4586         if (ptr_in_nursery (obj))
4587                 return 0;
4588         return 1;
4589 }
4590
4591 void
4592 mono_gc_enable_events (void)
4593 {
4594 }
4595
4596 void
4597 mono_gc_weak_link_add (void **link_addr, MonoObject *obj, gboolean track)
4598 {
4599         mono_gc_register_disappearing_link (obj, link_addr, track, FALSE);
4600 }
4601
4602 void
4603 mono_gc_weak_link_remove (void **link_addr)
4604 {
4605         mono_gc_register_disappearing_link (NULL, link_addr, FALSE, FALSE);
4606 }
4607
4608 MonoObject*
4609 mono_gc_weak_link_get (void **link_addr)
4610 {
4611         if (!*link_addr)
4612                 return NULL;
4613         return (MonoObject*) REVEAL_POINTER (*link_addr);
4614 }
4615
4616 gboolean
4617 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
4618 {
4619         EphemeronLinkNode *node;
4620
4621         LOCK_GC;
4622
4623         node = mono_sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
4624         if (!node) {
4625                 UNLOCK_GC;
4626                 return FALSE;
4627         }
4628         node->array = (char*)obj;
4629         node->next = ephemeron_list;
4630         ephemeron_list = node;
4631
4632         DEBUG (5, fprintf (gc_debug_file, "Registered ephemeron array %p\n", obj));
4633
4634         UNLOCK_GC;
4635         return TRUE;
4636 }
4637
4638 void*
4639 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
4640 {
4641         void *result;
4642         LOCK_INTERRUPTION;
4643         result = func (data);
4644         UNLOCK_INTERRUPTION;
4645         return result;
4646 }
4647
4648 gboolean
4649 mono_gc_is_gc_thread (void)
4650 {
4651         gboolean result;
4652         LOCK_GC;
4653         result = mono_thread_info_current () != NULL;
4654         UNLOCK_GC;
4655         return result;
4656 }
4657
4658 static gboolean
4659 is_critical_method (MonoMethod *method)
4660 {
4661         return mono_runtime_is_critical_method (method) || mono_gc_is_critical_method (method);
4662 }
4663
4664 void
4665 mono_gc_base_init (void)
4666 {
4667         MonoThreadInfoCallbacks cb;
4668         char *env;
4669         char **opts, **ptr;
4670         char *major_collector_opt = NULL;
4671         glong max_heap = 0;
4672         glong soft_limit = 0;
4673         int num_workers;
4674         int result;
4675         int dummy;
4676
4677         do {
4678                 result = InterlockedCompareExchange (&gc_initialized, -1, 0);
4679                 switch (result) {
4680                 case 1:
4681                         /* already inited */
4682                         return;
4683                 case -1:
4684                         /* being inited by another thread */
4685                         g_usleep (1000);
4686                         break;
4687                 case 0:
4688                         /* we will init it */
4689                         break;
4690                 default:
4691                         g_assert_not_reached ();
4692                 }
4693         } while (result != 0);
4694
4695         LOCK_INIT (gc_mutex);
4696
4697         pagesize = mono_pagesize ();
4698         gc_debug_file = stderr;
4699
4700         cb.thread_register = sgen_thread_register;
4701         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
4702         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
4703         cb.mono_method_is_critical = (gpointer)is_critical_method;
4704 #ifndef HOST_WIN32
4705         cb.mono_gc_pthread_create = (gpointer)mono_gc_pthread_create;
4706 #endif
4707
4708         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
4709
4710         LOCK_INIT (interruption_mutex);
4711         LOCK_INIT (pin_queue_mutex);
4712
4713         init_user_copy_or_mark_key ();
4714
4715         if ((env = getenv ("MONO_GC_PARAMS"))) {
4716                 opts = g_strsplit (env, ",", -1);
4717                 for (ptr = opts; *ptr; ++ptr) {
4718                         char *opt = *ptr;
4719                         if (g_str_has_prefix (opt, "major=")) {
4720                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4721                                 major_collector_opt = g_strdup (opt);
4722                         }
4723                 }
4724         } else {
4725                 opts = NULL;
4726         }
4727
4728         init_stats ();
4729         mono_sgen_init_internal_allocator ();
4730         mono_sgen_init_nursery_allocator ();
4731
4732         mono_sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_SECTION, SGEN_SIZEOF_GC_MEM_SECTION);
4733         mono_sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY, sizeof (FinalizeReadyEntry));
4734         mono_sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_GRAY_QUEUE, sizeof (GrayQueueSection));
4735         g_assert (sizeof (GenericStoreRememberedSet) == sizeof (gpointer) * STORE_REMSET_BUFFER_SIZE);
4736         mono_sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_STORE_REMSET, sizeof (GenericStoreRememberedSet));
4737         mono_sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
4738
4739 #ifndef HAVE_KW_THREAD
4740         mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
4741 #endif
4742
4743         /*
4744          * This needs to happen before any internal allocations because
4745          * it inits the small id which is required for hazard pointer
4746          * operations.
4747          */
4748         mono_sgen_os_init ();
4749
4750         mono_thread_info_attach (&dummy);
4751
4752         if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep")) {
4753                 mono_sgen_marksweep_init (&major_collector);
4754         } else if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep-fixed")) {
4755                 mono_sgen_marksweep_fixed_init (&major_collector);
4756         } else if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep-par")) {
4757                 mono_sgen_marksweep_par_init (&major_collector);
4758         } else if (!major_collector_opt || !strcmp (major_collector_opt, "marksweep-fixed-par")) {
4759                 mono_sgen_marksweep_fixed_par_init (&major_collector);
4760         } else if (!strcmp (major_collector_opt, "copying")) {
4761                 mono_sgen_copying_init (&major_collector);
4762         } else {
4763                 fprintf (stderr, "Unknown major collector `%s'.\n", major_collector_opt);
4764                 exit (1);
4765         }
4766
4767 #ifdef SGEN_HAVE_CARDTABLE
4768         use_cardtable = major_collector.supports_cardtable;
4769 #else
4770         use_cardtable = FALSE;
4771 #endif
4772
4773         num_workers = mono_cpu_count ();
4774         g_assert (num_workers > 0);
4775         if (num_workers > 16)
4776                 num_workers = 16;
4777
4778         ///* Keep this the default for now */
4779 #ifdef __APPLE__
4780         conservative_stack_mark = TRUE;
4781 #endif
4782
4783         if (opts) {
4784                 for (ptr = opts; *ptr; ++ptr) {
4785                         char *opt = *ptr;
4786                         if (g_str_has_prefix (opt, "major="))
4787                                 continue;
4788                         if (g_str_has_prefix (opt, "wbarrier=")) {
4789                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4790                                 if (strcmp (opt, "remset") == 0) {
4791                                         use_cardtable = FALSE;
4792                                 } else if (strcmp (opt, "cardtable") == 0) {
4793                                         if (!use_cardtable) {
4794                                                 if (major_collector.supports_cardtable)
4795                                                         fprintf (stderr, "The cardtable write barrier is not supported on this platform.\n");
4796                                                 else
4797                                                         fprintf (stderr, "The major collector does not support the cardtable write barrier.\n");
4798                                                 exit (1);
4799                                         }
4800                                 }
4801                                 continue;
4802                         }
4803                         if (g_str_has_prefix (opt, "max-heap-size=")) {
4804                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4805                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &max_heap)) {
4806                                         if ((max_heap & (mono_pagesize () - 1))) {
4807                                                 fprintf (stderr, "max-heap-size size must be a multiple of %d.\n", mono_pagesize ());
4808                                                 exit (1);
4809                                         }
4810                                 } else {
4811                                         fprintf (stderr, "max-heap-size must be an integer.\n");
4812                                         exit (1);
4813                                 }
4814                                 continue;
4815                         }
4816                         if (g_str_has_prefix (opt, "soft-heap-limit=")) {
4817                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4818                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &soft_limit)) {
4819                                         if (soft_limit <= 0) {
4820                                                 fprintf (stderr, "soft-heap-limit must be positive.\n");
4821                                                 exit (1);
4822                                         }
4823                                 } else {
4824                                         fprintf (stderr, "soft-heap-limit must be an integer.\n");
4825                                         exit (1);
4826                                 }
4827                                 continue;
4828                         }
4829                         if (g_str_has_prefix (opt, "workers=")) {
4830                                 long val;
4831                                 char *endptr;
4832                                 if (!major_collector.is_parallel) {
4833                                         fprintf (stderr, "The workers= option can only be used for parallel collectors.");
4834                                         exit (1);
4835                                 }
4836                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4837                                 val = strtol (opt, &endptr, 10);
4838                                 if (!*opt || *endptr) {
4839                                         fprintf (stderr, "Cannot parse the workers= option value.");
4840                                         exit (1);
4841                                 }
4842                                 if (val <= 0 || val > 16) {
4843                                         fprintf (stderr, "The number of workers must be in the range 1 to 16.");
4844                                         exit (1);
4845                                 }
4846                                 num_workers = (int)val;
4847                                 continue;
4848                         }
4849                         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
4850                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4851                                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
4852                                         conservative_stack_mark = FALSE;
4853                                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
4854                                         conservative_stack_mark = TRUE;
4855                                 } else {
4856                                         fprintf (stderr, "Invalid value '%s' for stack-mark= option, possible values are: 'precise', 'conservative'.\n", opt);
4857                                         exit (1);
4858                                 }
4859                                 continue;
4860                         }
4861                         if (g_str_has_prefix (opt, "bridge=")) {
4862                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4863                                 mono_sgen_register_test_bridge_callbacks (g_strdup (opt));
4864                                 continue;
4865                         }
4866 #ifdef USER_CONFIG
4867                         if (g_str_has_prefix (opt, "nursery-size=")) {
4868                                 long val;
4869                                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
4870                                 if (*opt && mono_gc_parse_environment_string_extract_number (opt, &val)) {
4871                                         mono_sgen_nursery_size = val;
4872 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
4873                                         if ((val & (val - 1))) {
4874                                                 fprintf (stderr, "The nursery size must be a power of two.\n");
4875                                                 exit (1);
4876                                         }
4877
4878                                         if (val < SGEN_MAX_NURSERY_WASTE) {
4879                                                 fprintf (stderr, "The nursery size must be at least %d bytes.\n", SGEN_MAX_NURSERY_WASTE);
4880                                                 exit (1);
4881                                         }
4882
4883                                         mono_sgen_nursery_bits = 0;
4884                                         while (1 << (++ mono_sgen_nursery_bits) != mono_sgen_nursery_size)
4885                                                 ;
4886 #endif
4887                                 } else {
4888                                         fprintf (stderr, "nursery-size must be an integer.\n");
4889                                         exit (1);
4890                                 }
4891                                 continue;
4892                         }
4893 #endif
4894                         if (!(major_collector.handle_gc_param && major_collector.handle_gc_param (opt))) {
4895                                 fprintf (stderr, "MONO_GC_PARAMS must be a comma-delimited list of one or more of the following:\n");
4896                                 fprintf (stderr, "  max-heap-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4897                                 fprintf (stderr, "  soft-heap-limit=n (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4898                                 fprintf (stderr, "  nursery-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
4899                                 fprintf (stderr, "  major=COLLECTOR (where COLLECTOR is `marksweep', `marksweep-par' or `copying')\n");
4900                                 fprintf (stderr, "  wbarrier=WBARRIER (where WBARRIER is `remset' or `cardtable')\n");
4901                                 fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
4902                                 if (major_collector.print_gc_param_usage)
4903                                         major_collector.print_gc_param_usage ();
4904                                 exit (1);
4905                         }
4906                 }
4907                 g_strfreev (opts);
4908         }
4909
4910         if (major_collector.is_parallel)
4911                 mono_sgen_workers_init (num_workers);
4912
4913         if (major_collector_opt)
4914                 g_free (major_collector_opt);
4915
4916         nursery_size = DEFAULT_NURSERY_SIZE;
4917         minor_collection_allowance = MIN_MINOR_COLLECTION_ALLOWANCE;
4918         init_heap_size_limits (max_heap, soft_limit);
4919
4920         alloc_nursery ();
4921
4922         if ((env = getenv ("MONO_GC_DEBUG"))) {
4923                 opts = g_strsplit (env, ",", -1);
4924                 for (ptr = opts; ptr && *ptr; ptr ++) {
4925                         char *opt = *ptr;
4926                         if (opt [0] >= '0' && opt [0] <= '9') {
4927                                 gc_debug_level = atoi (opt);
4928                                 opt++;
4929                                 if (opt [0] == ':')
4930                                         opt++;
4931                                 if (opt [0]) {
4932                                         char *rf = g_strdup_printf ("%s.%d", opt, getpid ());
4933                                         gc_debug_file = fopen (rf, "wb");
4934                                         if (!gc_debug_file)
4935                                                 gc_debug_file = stderr;
4936                                         g_free (rf);
4937                                 }
4938                         } else if (!strcmp (opt, "print-allowance")) {
4939                                 debug_print_allowance = TRUE;
4940                         } else if (!strcmp (opt, "print-pinning")) {
4941                                 do_pin_stats = TRUE;
4942                         } else if (!strcmp (opt, "collect-before-allocs")) {
4943                                 collect_before_allocs = 1;
4944                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "collect-before-allocs=")) {
4945                                 char *arg = strchr (opt, '=') + 1;
4946                                 collect_before_allocs = atoi (arg);
4947                         } else if (!strcmp (opt, "check-at-minor-collections")) {
4948                                 consistency_check_at_minor_collection = TRUE;
4949                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4950                         } else if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
4951                                 xdomain_checks = TRUE;
4952                         } else if (!strcmp (opt, "clear-at-gc")) {
4953                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4954                         } else if (!strcmp (opt, "clear-nursery-at-gc")) {
4955                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4956                         } else if (!strcmp (opt, "check-scan-starts")) {
4957                                 do_scan_starts_check = TRUE;
4958                         } else if (!strcmp (opt, "verify-nursery-at-minor-gc")) {
4959                                 do_verify_nursery = TRUE;
4960                         } else if (!strcmp (opt, "dump-nursery-at-minor-gc")) {
4961                                 do_dump_nursery_content = TRUE;
4962                         } else if (!strcmp (opt, "disable-minor")) {
4963                                 disable_minor_collections = TRUE;
4964                         } else if (!strcmp (opt, "disable-major")) {
4965                                 disable_major_collections = TRUE;
4966                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "heap-dump=")) {
4967                                 char *filename = strchr (opt, '=') + 1;
4968                                 nursery_clear_policy = CLEAR_AT_GC;
4969                                 heap_dump_file = fopen (filename, "w");
4970                                 if (heap_dump_file) {
4971                                         fprintf (heap_dump_file, "<sgen-dump>\n");
4972                                         do_pin_stats = TRUE;
4973                                 }
4974 #ifdef SGEN_BINARY_PROTOCOL
4975                         } else if (g_str_has_prefix (opt, "binary-protocol=")) {
4976                                 char *filename = strchr (opt, '=') + 1;
4977                                 binary_protocol_init (filename);
4978                                 if (use_cardtable)
4979                                         fprintf (stderr, "Warning: Cardtable write barriers will not be binary-protocolled.\n");
4980 #endif
4981                         } else {
4982                                 fprintf (stderr, "Invalid format for the MONO_GC_DEBUG env variable: '%s'\n", env);
4983                                 fprintf (stderr, "The format is: MONO_GC_DEBUG=[l[:filename]|<option>]+ where l is a debug level 0-9.\n");
4984                                 fprintf (stderr, "Valid options are:\n");
4985                                 fprintf (stderr, "  collect-before-allocs[=<n>]\n");
4986                                 fprintf (stderr, "  check-at-minor-collections\n");
4987                                 fprintf (stderr, "  disable-minor\n");
4988                                 fprintf (stderr, "  disable-major\n");
4989                                 fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
4990                                 fprintf (stderr, "  clear-at-gc\n");
4991                                 fprintf (stderr, "  print-allowance\n");
4992                                 fprintf (stderr, "  print-pinning\n");
4993                                 exit (1);
4994                         }
4995                 }
4996                 g_strfreev (opts);
4997         }
4998
4999         if (major_collector.is_parallel) {
5000                 if (heap_dump_file) {
5001                         fprintf (stderr, "Error: Cannot do heap dump with the parallel collector.\n");
5002                         exit (1);
5003                 }
5004                 if (do_pin_stats) {
5005                         fprintf (stderr, "Error: Cannot gather pinning statistics with the parallel collector.\n");
5006                         exit (1);
5007                 }
5008         }
5009
5010         if (major_collector.post_param_init)
5011                 major_collector.post_param_init ();
5012
5013         memset (&remset, 0, sizeof (remset));
5014
5015 #ifdef SGEN_HAVE_CARDTABLE
5016         if (use_cardtable)
5017                 sgen_card_table_init (&remset);
5018         else
5019 #endif
5020                 mono_sgen_ssb_init (&remset);
5021
5022         if (remset.register_thread)
5023                 remset.register_thread (mono_thread_info_current ());
5024
5025         gc_initialized = 1;
5026 }
5027
5028 const char *
5029 mono_gc_get_gc_name (void)
5030 {
5031         return "sgen";
5032 }
5033
5034 static MonoMethod *write_barrier_method;
5035
5036 static gboolean
5037 mono_gc_is_critical_method (MonoMethod *method)
5038 {
5039         return (method == write_barrier_method || mono_sgen_is_managed_allocator (method));
5040 }
5041
5042 static gboolean
5043 is_ip_in_managed_allocator (MonoDomain *domain, gpointer ip)
5044 {
5045         MonoJitInfo *ji;
5046
5047         if (!mono_thread_internal_current ())
5048                 /* Happens during thread attach */
5049                 return FALSE;
5050
5051         if (!ip || !domain)
5052                 return FALSE;
5053         ji = mono_jit_info_table_find (domain, ip);
5054         if (!ji)
5055                 return FALSE;
5056
5057         return mono_gc_is_critical_method (ji->method);
5058 }
5059
5060 static void
5061 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels)
5062 {
5063         memset (nursery_check_return_labels, 0, sizeof (int) * 3);
5064 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
5065         // if (ptr_in_nursery (ptr)) return;
5066         /*
5067          * Masking out the bits might be faster, but we would have to use 64 bit
5068          * immediates, which might be slower.
5069          */
5070         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5071         mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
5072         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5073         mono_mb_emit_icon (mb, (mword)mono_sgen_get_nursery_start () >> DEFAULT_NURSERY_BITS);
5074         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
5075
5076         // if (!ptr_in_nursery (*ptr)) return;
5077         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5078         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
5079         mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
5080         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5081         mono_mb_emit_icon (mb, (mword)mono_sgen_get_nursery_start () >> DEFAULT_NURSERY_BITS);
5082         nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BNE_UN);
5083 #else
5084         int label_continue1, label_continue2;
5085         int dereferenced_var;
5086
5087         // if (ptr < (mono_sgen_get_nursery_start ())) goto continue;
5088         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5089         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) mono_sgen_get_nursery_start ());
5090         label_continue_1 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BLT);
5091
5092         // if (ptr >= mono_sgen_get_nursery_end ())) goto continue;
5093         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5094         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) mono_sgen_get_nursery_end ());
5095         label_continue_2 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE);
5096
5097         // Otherwise return
5098         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BR);
5099
5100         // continue:
5101         mono_mb_patch_branch (mb, label_continue_1);
5102         mono_mb_patch_branch (mb, label_continue_2);
5103
5104         // Dereference and store in local var
5105         dereferenced_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
5106         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5107         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
5108         mono_mb_emit_stloc (mb, dereferenced_var);
5109
5110         // if (*ptr < mono_sgen_get_nursery_start ()) return;
5111         mono_mb_emit_ldloc (mb, dereferenced_var);
5112         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) mono_sgen_get_nursery_start ());
5113         nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BLT);
5114
5115         // if (*ptr >= mono_sgen_get_nursery_end ()) return;
5116         mono_mb_emit_ldloc (mb, dereferenced_var);
5117         mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer) mono_sgen_get_nursery_end ());
5118         nursery_check_return_labels [2] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE);
5119 #endif
5120 }
5121
5122 MonoMethod*
5123 mono_gc_get_write_barrier (void)
5124 {
5125         MonoMethod *res;
5126         MonoMethodBuilder *mb;
5127         MonoMethodSignature *sig;
5128 #ifdef MANAGED_WBARRIER
5129         int i, nursery_check_labels [3];
5130         int label_no_wb_3, label_no_wb_4, label_need_wb, label_slow_path;
5131         int buffer_var, buffer_index_var, dummy_var;
5132
5133 #ifdef HAVE_KW_THREAD
5134         int stack_end_offset = -1, store_remset_buffer_offset = -1;
5135         int store_remset_buffer_index_offset = -1, store_remset_buffer_index_addr_offset = -1;
5136
5137         MONO_THREAD_VAR_OFFSET (stack_end, stack_end_offset);
5138         g_assert (stack_end_offset != -1);
5139         MONO_THREAD_VAR_OFFSET (store_remset_buffer, store_remset_buffer_offset);
5140         g_assert (store_remset_buffer_offset != -1);
5141         MONO_THREAD_VAR_OFFSET (store_remset_buffer_index, store_remset_buffer_index_offset);
5142         g_assert (store_remset_buffer_index_offset != -1);
5143         MONO_THREAD_VAR_OFFSET (store_remset_buffer_index_addr, store_remset_buffer_index_addr_offset);
5144         g_assert (store_remset_buffer_index_addr_offset != -1);
5145 #endif
5146 #endif
5147
5148         // FIXME: Maybe create a separate version for ctors (the branch would be
5149         // correctly predicted more times)
5150         if (write_barrier_method)
5151                 return write_barrier_method;
5152
5153         /* Create the IL version of mono_gc_barrier_generic_store () */
5154         sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, 1);
5155         sig->ret = &mono_defaults.void_class->byval_arg;
5156         sig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
5157
5158         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
5159
5160 #ifdef MANAGED_WBARRIER
5161         if (use_cardtable) {
5162                 emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels);
5163                 /*
5164                 addr = sgen_cardtable + ((address >> CARD_BITS) & CARD_MASK)
5165                 *addr = 1;
5166
5167                 sgen_cardtable:
5168                         LDC_PTR sgen_cardtable
5169
5170                 address >> CARD_BITS
5171                         LDARG_0
5172                         LDC_I4 CARD_BITS
5173                         SHR_UN
5174                 if (SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS) {
5175                         LDC_PTR card_table_mask
5176                         AND
5177                 }
5178                 AND
5179                 ldc_i4_1
5180                 stind_i1
5181                 */
5182                 mono_mb_emit_ptr (mb, sgen_cardtable);
5183                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5184                 mono_mb_emit_icon (mb, CARD_BITS);
5185                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
5186 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
5187                 mono_mb_emit_ptr (mb, (gpointer)CARD_MASK);
5188                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
5189 #endif
5190                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
5191                 mono_mb_emit_icon (mb, 1);
5192                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I1);
5193
5194                 // return;
5195                 for (i = 0; i < 3; ++i) {
5196                         if (nursery_check_labels [i])
5197                                 mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
5198                 }
5199                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5200         } else if (mono_runtime_has_tls_get ()) {
5201                 emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels);
5202
5203                 // if (ptr >= stack_end) goto need_wb;
5204                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5205                 EMIT_TLS_ACCESS (mb, stack_end, stack_end_offset);
5206                 label_need_wb = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE_UN);
5207
5208                 // if (ptr >= stack_start) return;
5209                 dummy_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
5210                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5211                 mono_mb_emit_ldloc_addr (mb, dummy_var);
5212                 label_no_wb_3 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE_UN);
5213
5214                 // need_wb:
5215                 mono_mb_patch_branch (mb, label_need_wb);
5216
5217                 // buffer = STORE_REMSET_BUFFER;
5218                 buffer_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
5219                 EMIT_TLS_ACCESS (mb, store_remset_buffer, store_remset_buffer_offset);
5220                 mono_mb_emit_stloc (mb, buffer_var);
5221
5222                 // buffer_index = STORE_REMSET_BUFFER_INDEX;
5223                 buffer_index_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
5224                 EMIT_TLS_ACCESS (mb, store_remset_buffer_index, store_remset_buffer_index_offset);
5225                 mono_mb_emit_stloc (mb, buffer_index_var);
5226
5227                 // if (buffer [buffer_index] == ptr) return;
5228                 mono_mb_emit_ldloc (mb, buffer_var);
5229                 mono_mb_emit_ldloc (mb, buffer_index_var);
5230                 g_assert (sizeof (gpointer) == 4 || sizeof (gpointer) == 8);
5231                 mono_mb_emit_icon (mb, sizeof (gpointer) == 4 ? 2 : 3);
5232                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHL);
5233                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
5234                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
5235                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5236                 label_no_wb_4 = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
5237
5238                 // ++buffer_index;
5239                 mono_mb_emit_ldloc (mb, buffer_index_var);
5240                 mono_mb_emit_icon (mb, 1);
5241                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
5242                 mono_mb_emit_stloc (mb, buffer_index_var);
5243
5244                 // if (buffer_index >= STORE_REMSET_BUFFER_SIZE) goto slow_path;
5245                 mono_mb_emit_ldloc (mb, buffer_index_var);
5246                 mono_mb_emit_icon (mb, STORE_REMSET_BUFFER_SIZE);
5247                 label_slow_path = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BGE);
5248
5249                 // buffer [buffer_index] = ptr;
5250                 mono_mb_emit_ldloc (mb, buffer_var);
5251                 mono_mb_emit_ldloc (mb, buffer_index_var);
5252                 g_assert (sizeof (gpointer) == 4 || sizeof (gpointer) == 8);
5253                 mono_mb_emit_icon (mb, sizeof (gpointer) == 4 ? 2 : 3);
5254                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHL);
5255                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
5256                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5257                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
5258
5259                 // STORE_REMSET_BUFFER_INDEX = buffer_index;
5260                 EMIT_TLS_ACCESS (mb, store_remset_buffer_index_addr, store_remset_buffer_index_addr_offset);
5261                 mono_mb_emit_ldloc (mb, buffer_index_var);
5262                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
5263
5264                 // return;
5265                 for (i = 0; i < 3; ++i) {
5266                         if (nursery_check_labels [i])
5267                                 mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
5268                 }
5269                 mono_mb_patch_branch (mb, label_no_wb_3);
5270                 mono_mb_patch_branch (mb, label_no_wb_4);
5271                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5272
5273                 // slow path
5274                 mono_mb_patch_branch (mb, label_slow_path);
5275
5276                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5277                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
5278                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5279         } else
5280 #endif
5281         {
5282                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
5283                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
5284                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
5285         }
5286
5287         res = mono_mb_create_method (mb, sig, 16);
5288         mono_mb_free (mb);
5289
5290         mono_loader_lock ();
5291         if (write_barrier_method) {
5292                 /* Already created */
5293                 mono_free_method (res);
5294         } else {
5295                 /* double-checked locking */
5296                 mono_memory_barrier ();
5297                 write_barrier_method = res;
5298         }
5299         mono_loader_unlock ();
5300
5301         return write_barrier_method;
5302 }
5303
5304 char*
5305 mono_gc_get_description (void)
5306 {
5307         return g_strdup ("sgen");
5308 }
5309
5310 void
5311 mono_gc_set_desktop_mode (void)
5312 {
5313 }
5314
5315 gboolean
5316 mono_gc_is_moving (void)
5317 {
5318         return TRUE;
5319 }
5320
5321 gboolean
5322 mono_gc_is_disabled (void)
5323 {
5324         return FALSE;
5325 }
5326
5327 void
5328 mono_sgen_debug_printf (int level, const char *format, ...)
5329 {
5330         va_list ap;
5331
5332         if (level > gc_debug_level)
5333                 return;
5334
5335         va_start (ap, format);
5336         vfprintf (gc_debug_file, format, ap);
5337         va_end (ap);
5338 }
5339
5340 FILE*
5341 mono_sgen_get_logfile (void)
5342 {
5343         return gc_debug_file;
5344 }
5345
5346 #ifdef HOST_WIN32
5347 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
5348 {
5349         return TRUE;
5350 }
5351 #endif
5352
5353 NurseryClearPolicy
5354 mono_sgen_get_nursery_clear_policy (void)
5355 {
5356         return nursery_clear_policy;
5357 }
5358
5359 MonoVTable*
5360 mono_sgen_get_array_fill_vtable (void)
5361 {
5362         if (!array_fill_vtable) {
5363                 static MonoClass klass;
5364                 static MonoVTable vtable;
5365                 gsize bmap;
5366
5367                 MonoDomain *domain = mono_get_root_domain ();
5368                 g_assert (domain);
5369
5370                 klass.element_class = mono_defaults.byte_class;
5371                 klass.rank = 1;
5372                 klass.instance_size = sizeof (MonoArray);
5373                 klass.sizes.element_size = 1;
5374                 klass.name = "array_filler_type";
5375
5376                 vtable.klass = &klass;
5377                 bmap = 0;
5378                 vtable.gc_descr = mono_gc_make_descr_for_array (TRUE, &bmap, 0, 1);
5379                 vtable.rank = 1;
5380
5381                 array_fill_vtable = &vtable;
5382         }
5383         return array_fill_vtable;
5384 }
5385
5386 void
5387 mono_sgen_gc_lock (void)
5388 {
5389         LOCK_GC;
5390 }
5391
5392 void
5393 mono_sgen_gc_unlock (void)
5394 {
5395         UNLOCK_GC;
5396 }
5397
5398 void
5399 sgen_major_collector_iterate_live_block_ranges (sgen_cardtable_block_callback callback)
5400 {
5401         major_collector.iterate_live_block_ranges (callback);
5402 }
5403
5404 void
5405 sgen_major_collector_scan_card_table (SgenGrayQueue *queue)
5406 {
5407         major_collector.scan_card_table (queue);
5408 }
5409
5410 SgenMajorCollector*
5411 mono_sgen_get_major_collector (void)
5412 {
5413         return &major_collector;
5414 }
5415
5416 void mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
5417 {
5418         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
5419
5420         LOCK_GC;
5421         info->gc_disabled = skip;
5422         UNLOCK_GC;
5423 }
5424
5425 SgenRemeberedSet*
5426 mono_sgen_get_remset (void)
5427 {
5428         return &remset;
5429 }
5430
5431 guint
5432 mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *class)
5433 {
5434         if (mono_sgen_need_bridge_processing () && mono_sgen_is_bridge_class (class))
5435                 return SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT;
5436         return 0;
5437 }
5438
5439 #endif /* HAVE_SGEN_GC */