[sgen] Fix the object size functions to be 64bits clean.
[mono.git] / mono / metadata / sgen-gc.h
1 /*
2  * sgen-gc.c: Simple generational GC.
3  *
4  * Copyright 2001-2003 Ximian, Inc
5  * Copyright 2003-2010 Novell, Inc.
6  * Copyright 2011 Xamarin Inc (http://www.xamarin.com)
7  * Copyright (C) 2012 Xamarin Inc
8  *
9  * This library is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
11  * License 2.0 as published by the Free Software Foundation;
12  *
13  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Library General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
19  * License 2.0 along with this library; if not, write to the Free
20  * Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
21  */
22 #ifndef __MONO_SGENGC_H__
23 #define __MONO_SGENGC_H__
24
25 /* pthread impl */
26 #include "config.h"
27
28 #ifdef HAVE_SGEN_GC
29
30 typedef struct _SgenThreadInfo SgenThreadInfo;
31 #define THREAD_INFO_TYPE SgenThreadInfo
32
33 #include <glib.h>
34 #ifdef HAVE_PTHREAD_H
35 #include <pthread.h>
36 #endif
37 #include <signal.h>
38 #include <mono/utils/mono-compiler.h>
39 #include <mono/utils/mono-threads.h>
40 #include <mono/utils/dtrace.h>
41 #include <mono/utils/mono-logger-internal.h>
42 #include <mono/utils/atomic.h>
43 #include <mono/utils/mono-mutex.h>
44 #include <mono/metadata/class-internals.h>
45 #include <mono/metadata/object-internals.h>
46 #include <mono/metadata/sgen-conf.h>
47 #include <mono/metadata/sgen-archdep.h>
48 #include <mono/metadata/sgen-descriptor.h>
49 #include <mono/metadata/sgen-gray.h>
50 #include <mono/metadata/sgen-hash-table.h>
51 #include <mono/metadata/sgen-bridge.h>
52
53 /* The method used to clear the nursery */
54 /* Clearing at nursery collections is the safest, but has bad interactions with caches.
55  * Clearing at TLAB creation is much faster, but more complex and it might expose hard
56  * to find bugs.
57  */
58 typedef enum {
59         CLEAR_AT_GC,
60         CLEAR_AT_TLAB_CREATION
61 } NurseryClearPolicy;
62
63 NurseryClearPolicy sgen_get_nursery_clear_policy (void) MONO_INTERNAL;
64
65 #define SGEN_TV_DECLARE(name) gint64 name
66 #define SGEN_TV_GETTIME(tv) tv = mono_100ns_ticks ()
67 #define SGEN_TV_ELAPSED(start,end) (int)((end-start))
68 #define SGEN_TV_ELAPSED_MS(start,end) ((SGEN_TV_ELAPSED((start),(end)) + 5000) / 10000)
69
70 #if !defined(__MACH__) && !MONO_MACH_ARCH_SUPPORTED && defined(HAVE_PTHREAD_KILL)
71 #define SGEN_POSIX_STW 1
72 #endif
73
74 /* eventually share with MonoThread? */
75 /*
76  * This structure extends the MonoThreadInfo structure.
77  */
78 struct _SgenThreadInfo {
79         MonoThreadInfo info;
80         /*
81         This is set to TRUE when STW fails to suspend a thread, most probably because the
82         underlying thread is dead.
83         */
84         int skip;
85         volatile int in_critical_region;
86
87         /*
88         This is set the argument of mono_gc_set_skip_thread.
89
90         A thread that knowingly holds no managed state can call this
91         function around blocking loops to reduce the GC burden by not
92         been scanned.
93         */
94         gboolean gc_disabled;
95         void *stack_end;
96         void *stack_start;
97         void *stack_start_limit;
98         char **tlab_next_addr;
99         char **tlab_start_addr;
100         char **tlab_temp_end_addr;
101         char **tlab_real_end_addr;
102         gpointer runtime_data;
103
104 #ifdef SGEN_POSIX_STW
105         /* This is -1 until the first suspend. */
106         int signal;
107         /* FIXME: kill this, we only use signals on systems that have rt-posix, which doesn't have issues with duplicates. */
108         unsigned int stop_count; /* to catch duplicate signals. */
109 #endif
110
111         gpointer stopped_ip;    /* only valid if the thread is stopped */
112         MonoDomain *stopped_domain; /* dsto */
113
114         /*FIXME pretty please finish killing ARCH_NUM_REGS */
115 #ifdef USE_MONO_CTX
116         MonoContext ctx;                /* ditto */
117 #else
118         gpointer regs[ARCH_NUM_REGS];       /* ditto */
119 #endif
120
121 #ifndef HAVE_KW_THREAD
122         char *tlab_start;
123         char *tlab_next;
124         char *tlab_temp_end;
125         char *tlab_real_end;
126 #endif
127 };
128
129 /*
130  * The nursery section uses this struct.
131  */
132 typedef struct _GCMemSection GCMemSection;
133 struct _GCMemSection {
134         char *data;
135         mword size;
136         /* pointer where more data could be allocated if it fits */
137         char *next_data;
138         char *end_data;
139         /*
140          * scan starts is an array of pointers to objects equally spaced in the allocation area
141          * They let use quickly find pinned objects from pinning pointers.
142          */
143         char **scan_starts;
144         /* in major collections indexes in the pin_queue for objects that pin this section */
145         void **pin_queue_start;
146         size_t pin_queue_num_entries;
147         size_t num_scan_start;
148 };
149
150 /*
151  * Recursion is not allowed for the thread lock.
152  */
153 #define LOCK_DECLARE(name) mono_mutex_t name
154 /* if changing LOCK_INIT to something that isn't idempotent, look at
155    its use in mono_gc_base_init in sgen-gc.c */
156 #define LOCK_INIT(name) mono_mutex_init (&(name))
157 #define LOCK_GC do {                                            \
158                 mono_mutex_lock (&gc_mutex);                    \
159                 MONO_GC_LOCKED ();                              \
160         } while (0)
161 #define TRYLOCK_GC (mono_mutex_trylock (&gc_mutex) == 0)
162 #define UNLOCK_GC do { sgen_gc_unlock (); } while (0)
163
164 extern LOCK_DECLARE (sgen_interruption_mutex);
165
166 #define LOCK_INTERRUPTION mono_mutex_lock (&sgen_interruption_mutex)
167 #define UNLOCK_INTERRUPTION mono_mutex_unlock (&sgen_interruption_mutex)
168
169 /* FIXME: Use InterlockedAdd & InterlockedAdd64 to reduce the CAS cost. */
170 #define SGEN_CAS_PTR    InterlockedCompareExchangePointer
171 #define SGEN_ATOMIC_ADD(x,i)    do {                                    \
172                 int __old_x;                                            \
173                 do {                                                    \
174                         __old_x = (x);                                  \
175                 } while (InterlockedCompareExchange (&(x), __old_x + (i), __old_x) != __old_x); \
176         } while (0)
177 #define SGEN_ATOMIC_ADD_P(x,i) do { \
178                 size_t __old_x;                                            \
179                 do {                                                    \
180                         __old_x = (x);                                  \
181                 } while (InterlockedCompareExchangePointer ((void**)&(x), (void*)(__old_x + (i)), (void*)__old_x) != (void*)__old_x); \
182         } while (0)
183
184
185 #ifndef HOST_WIN32
186 /* we intercept pthread_create calls to know which threads exist */
187 #define USE_PTHREAD_INTERCEPT 1
188 #endif
189
190 #ifdef HEAVY_STATISTICS
191 #define HEAVY_STAT(x)   x
192
193 extern long long stat_objects_alloced_degraded;
194 extern long long stat_bytes_alloced_degraded;
195 extern long long stat_copy_object_called_major;
196 extern long long stat_objects_copied_major;
197 #else
198 #define HEAVY_STAT(x)
199 #endif
200
201 #define SGEN_ASSERT(level, a, ...) do { \
202         if (G_UNLIKELY ((level) <= SGEN_MAX_ASSERT_LEVEL && !(a))) {    \
203                 g_error (__VA_ARGS__);  \
204 } } while (0)
205
206
207 #define SGEN_LOG(level, format, ...) do {      \
208         if (G_UNLIKELY ((level) <= SGEN_MAX_DEBUG_LEVEL && (level) <= gc_debug_level)) {        \
209                 mono_gc_printf (gc_debug_file, format, ##__VA_ARGS__);  \
210 } } while (0)
211
212 #define SGEN_COND_LOG(level, cond, format, ...) do {    \
213         if (G_UNLIKELY ((level) <= SGEN_MAX_DEBUG_LEVEL && (level) <= gc_debug_level)) {        \
214                 if (cond)       \
215                         mono_gc_printf (gc_debug_file, format, ##__VA_ARGS__);  \
216 } } while (0)
217
218 #define SGEN_LOG_DO(level, fun) do {    \
219         if (G_UNLIKELY ((level) <= SGEN_MAX_DEBUG_LEVEL && (level) <= gc_debug_level)) {        \
220                 fun;    \
221 } } while (0)
222
223 extern int gc_debug_level;
224 extern FILE* gc_debug_file;
225
226 extern int current_collection_generation;
227
228 extern unsigned int sgen_global_stop_count;
229
230 extern gboolean bridge_processing_in_progress;
231 extern MonoGCBridgeCallbacks bridge_callbacks;
232
233 extern int num_ready_finalizers;
234
235 #define SGEN_ALLOC_ALIGN                8
236 #define SGEN_ALLOC_ALIGN_BITS   3
237
238 /* s must be non-negative */
239 #define SGEN_CAN_ALIGN_UP(s)            ((s) <= SIZE_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1))
240 #define SGEN_ALIGN_UP(s)                (((s)+(SGEN_ALLOC_ALIGN-1)) & ~(SGEN_ALLOC_ALIGN-1))
241
242 #if SIZEOF_VOID_P == 4
243 #define ONE_P 1
244 #else
245 #define ONE_P 1ll
246 #endif
247
248 /*
249  * The link pointer is hidden by negating each bit.  We use the lowest
250  * bit of the link (before negation) to store whether it needs
251  * resurrection tracking.
252  */
253 #define HIDE_POINTER(p,t)       ((gpointer)(~((size_t)(p)|((t)?1:0))))
254 #define REVEAL_POINTER(p)       ((gpointer)((~(size_t)(p))&~3L))
255
256 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
257 #define SGEN_PTR_IN_NURSERY(p,bits,start,end)   (((mword)(p) & ~((1 << (bits)) - 1)) == (mword)(start))
258 #else
259 #define SGEN_PTR_IN_NURSERY(p,bits,start,end)   ((char*)(p) >= (start) && (char*)(p) < (end))
260 #endif
261
262 #ifdef USER_CONFIG
263
264 /* good sizes are 512KB-1MB: larger ones increase a lot memzeroing time */
265 #define DEFAULT_NURSERY_SIZE (sgen_nursery_size)
266 extern size_t sgen_nursery_size MONO_INTERNAL;
267 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
268 /* The number of trailing 0 bits in DEFAULT_NURSERY_SIZE */
269 #define DEFAULT_NURSERY_BITS (sgen_nursery_bits)
270 extern int sgen_nursery_bits MONO_INTERNAL;
271 #endif
272
273 #else
274
275 #define DEFAULT_NURSERY_SIZE (4*1024*1024)
276 #ifdef SGEN_ALIGN_NURSERY
277 #define DEFAULT_NURSERY_BITS 22
278 #endif
279
280 #endif
281
282 #ifndef SGEN_ALIGN_NURSERY
283 #define DEFAULT_NURSERY_BITS -1
284 #endif
285
286 extern char *sgen_nursery_start MONO_INTERNAL;
287 extern char *sgen_nursery_end MONO_INTERNAL;
288
289 static inline MONO_ALWAYS_INLINE gboolean
290 sgen_ptr_in_nursery (void *p)
291 {
292         return SGEN_PTR_IN_NURSERY ((p), DEFAULT_NURSERY_BITS, sgen_nursery_start, sgen_nursery_end);
293 }
294
295 static inline MONO_ALWAYS_INLINE char*
296 sgen_get_nursery_start (void)
297 {
298         return sgen_nursery_start;
299 }
300
301 static inline MONO_ALWAYS_INLINE char*
302 sgen_get_nursery_end (void)
303 {
304         return sgen_nursery_end;
305 }
306
307 /* Structure that corresponds to a MonoVTable: desc is a mword so requires
308  * no cast from a pointer to an integer
309  */
310 typedef struct {
311         MonoClass *klass;
312         mword desc;
313 } GCVTable;
314
315 /* these bits are set in the object vtable: we could merge them since an object can be
316  * either pinned or forwarded but not both.
317  * We store them in the vtable slot because the bits are used in the sync block for
318  * other purposes: if we merge them and alloc the sync blocks aligned to 8 bytes, we can change
319  * this and use bit 3 in the syncblock (with the lower two bits both set for forwarded, that
320  * would be an invalid combination for the monitor and hash code).
321  * The values are already shifted.
322  * The forwarding address is stored in the sync block.
323  */
324 #define SGEN_FORWARDED_BIT 1
325 #define SGEN_PINNED_BIT 2
326 #define SGEN_VTABLE_BITS_MASK 0x3
327
328 /* returns NULL if not forwarded, or the forwarded address */
329 #define SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED(obj) (((mword*)(obj))[0] & SGEN_FORWARDED_BIT ? (void*)(((mword*)(obj))[0] & ~SGEN_VTABLE_BITS_MASK) : NULL)
330 #define SGEN_OBJECT_IS_PINNED(obj) (((mword*)(obj))[0] & SGEN_PINNED_BIT)
331
332 /* set the forwarded address fw_addr for object obj */
333 #define SGEN_FORWARD_OBJECT(obj,fw_addr) do {                           \
334                 ((mword*)(obj))[0] = (mword)(fw_addr) | SGEN_FORWARDED_BIT; \
335         } while (0)
336 #define SGEN_PIN_OBJECT(obj) do {       \
337                 ((mword*)(obj))[0] |= SGEN_PINNED_BIT;  \
338         } while (0)
339 #define SGEN_UNPIN_OBJECT(obj) do {     \
340                 ((mword*)(obj))[0] &= ~SGEN_PINNED_BIT; \
341         } while (0)
342
343 /*
344  * Since we set bits in the vtable, use the macro to load it from the pointer to
345  * an object that is potentially pinned.
346  */
347 #define SGEN_LOAD_VTABLE(addr) ((*(mword*)(addr)) & ~SGEN_VTABLE_BITS_MASK)
348
349 #if defined(SGEN_GRAY_OBJECT_ENQUEUE) || SGEN_MAX_DEBUG_LEVEL >= 9
350 #define GRAY_OBJECT_ENQUEUE sgen_gray_object_enqueue
351 #define GRAY_OBJECT_DEQUEUE(queue,o) ((o) = sgen_gray_object_dequeue ((queue)))
352 #else
353 #define GRAY_OBJECT_ENQUEUE(queue,o) do {                               \
354                 if (G_UNLIKELY (!(queue)->first || (queue)->first->end == SGEN_GRAY_QUEUE_SECTION_SIZE)) \
355                         sgen_gray_object_enqueue ((queue), (o));        \
356                 else                                                    \
357                         (queue)->first->objects [(queue)->first->end++] = (o); \
358                 PREFETCH ((o));                                         \
359         } while (0)
360 #define GRAY_OBJECT_DEQUEUE(queue,o) do {                               \
361                 if (!(queue)->first)                                    \
362                         (o) = NULL;                                     \
363                 else if (G_UNLIKELY ((queue)->first->end == 1))         \
364                         (o) = sgen_gray_object_dequeue ((queue));               \
365                 else                                                    \
366                         (o) = (queue)->first->objects [--(queue)->first->end]; \
367         } while (0)
368 #endif
369
370 /*
371 List of what each bit on of the vtable gc bits means. 
372 */
373 enum {
374         SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT = 1,
375         SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OPAQUE_OBJECT = 2,
376         SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE = 4,
377 };
378
379 /* the runtime can register areas of memory as roots: we keep two lists of roots,
380  * a pinned root set for conservatively scanned roots and a normal one for
381  * precisely scanned roots (currently implemented as a single list).
382  */
383 typedef struct _RootRecord RootRecord;
384 struct _RootRecord {
385         char *end_root;
386         mword root_desc;
387 };
388
389 enum {
390         ROOT_TYPE_NORMAL = 0, /* "normal" roots */
391         ROOT_TYPE_PINNED = 1, /* roots without a GC descriptor */
392         ROOT_TYPE_WBARRIER = 2, /* roots with a write barrier */
393         ROOT_TYPE_NUM
394 };
395
396 extern SgenHashTable roots_hash [ROOT_TYPE_NUM];
397
398 typedef void (*IterateObjectCallbackFunc) (char*, size_t, void*);
399
400 int sgen_thread_handshake (BOOL suspend) MONO_INTERNAL;
401 gboolean sgen_suspend_thread (SgenThreadInfo *info) MONO_INTERNAL;
402 gboolean sgen_resume_thread (SgenThreadInfo *info) MONO_INTERNAL;
403 void sgen_wait_for_suspend_ack (int count) MONO_INTERNAL;
404 void sgen_os_init (void) MONO_INTERNAL;
405
406 gboolean sgen_is_worker_thread (MonoNativeThreadId thread) MONO_INTERNAL;
407
408 void sgen_update_heap_boundaries (mword low, mword high) MONO_INTERNAL;
409
410 void sgen_scan_area_with_callback (char *start, char *end, IterateObjectCallbackFunc callback, void *data, gboolean allow_flags) MONO_INTERNAL;
411 void sgen_check_section_scan_starts (GCMemSection *section) MONO_INTERNAL;
412
413 /* Keep in sync with description_for_type() in sgen-internal.c! */
414 enum {
415         INTERNAL_MEM_PIN_QUEUE,
416         INTERNAL_MEM_FRAGMENT,
417         INTERNAL_MEM_SECTION,
418         INTERNAL_MEM_SCAN_STARTS,
419         INTERNAL_MEM_FIN_TABLE,
420         INTERNAL_MEM_FINALIZE_ENTRY,
421         INTERNAL_MEM_FINALIZE_READY_ENTRY,
422         INTERNAL_MEM_DISLINK_TABLE,
423         INTERNAL_MEM_DISLINK,
424         INTERNAL_MEM_ROOTS_TABLE,
425         INTERNAL_MEM_ROOT_RECORD,
426         INTERNAL_MEM_STATISTICS,
427         INTERNAL_MEM_STAT_PINNED_CLASS,
428         INTERNAL_MEM_STAT_REMSET_CLASS,
429         INTERNAL_MEM_GRAY_QUEUE,
430         INTERNAL_MEM_MS_TABLES,
431         INTERNAL_MEM_MS_BLOCK_INFO,
432         INTERNAL_MEM_MS_BLOCK_INFO_SORT,
433         INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK,
434         INTERNAL_MEM_WORKER_DATA,
435         INTERNAL_MEM_WORKER_JOB_DATA,
436         INTERNAL_MEM_BRIDGE_DATA,
437         INTERNAL_MEM_OLD_BRIDGE_HASH_TABLE,
438         INTERNAL_MEM_OLD_BRIDGE_HASH_TABLE_ENTRY,
439         INTERNAL_MEM_BRIDGE_HASH_TABLE,
440         INTERNAL_MEM_BRIDGE_HASH_TABLE_ENTRY,
441         INTERNAL_MEM_BRIDGE_ALIVE_HASH_TABLE,
442         INTERNAL_MEM_BRIDGE_ALIVE_HASH_TABLE_ENTRY,
443         INTERNAL_MEM_TARJAN_BRIDGE_HASH_TABLE,
444         INTERNAL_MEM_TARJAN_BRIDGE_HASH_TABLE_ENTRY,
445         INTERNAL_MEM_TARJAN_OBJ_BUCKET,
446         INTERNAL_MEM_BRIDGE_DEBUG,
447         INTERNAL_MEM_JOB_QUEUE_ENTRY,
448         INTERNAL_MEM_TOGGLEREF_DATA,
449         INTERNAL_MEM_CARDTABLE_MOD_UNION,
450         INTERNAL_MEM_BINARY_PROTOCOL,
451         INTERNAL_MEM_MAX
452 };
453
454 enum {
455         GENERATION_NURSERY,
456         GENERATION_OLD,
457         GENERATION_MAX
458 };
459
460 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
461 #define BINARY_PROTOCOL_ARG(x)  ,x
462 #else
463 #define BINARY_PROTOCOL_ARG(x)
464 #endif
465
466 void sgen_init_internal_allocator (void) MONO_INTERNAL;
467
468 typedef struct _ObjectList ObjectList;
469 struct _ObjectList {
470         MonoObject *obj;
471         ObjectList *next;
472 };
473
474 typedef void (*CopyOrMarkObjectFunc) (void**, SgenGrayQueue*);
475 typedef void (*ScanObjectFunc) (char*, SgenGrayQueue*);
476 typedef void (*ScanVTypeFunc) (char*, mword desc, SgenGrayQueue* BINARY_PROTOCOL_ARG (size_t size));
477
478 typedef struct
479 {
480         ScanObjectFunc scan_func;
481         CopyOrMarkObjectFunc copy_func;
482         SgenGrayQueue *queue;
483 } ScanCopyContext;
484
485 void sgen_report_internal_mem_usage (void) MONO_INTERNAL;
486 void sgen_dump_internal_mem_usage (FILE *heap_dump_file) MONO_INTERNAL;
487 void sgen_dump_section (GCMemSection *section, const char *type) MONO_INTERNAL;
488 void sgen_dump_occupied (char *start, char *end, char *section_start) MONO_INTERNAL;
489
490 void sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination) MONO_INTERNAL;
491
492 void sgen_register_fixed_internal_mem_type (int type, size_t size) MONO_INTERNAL;
493
494 void* sgen_alloc_internal (int type) MONO_INTERNAL;
495 void sgen_free_internal (void *addr, int type) MONO_INTERNAL;
496
497 void* sgen_alloc_internal_dynamic (size_t size, int type, gboolean assert_on_failure) MONO_INTERNAL;
498 void sgen_free_internal_dynamic (void *addr, size_t size, int type) MONO_INTERNAL;
499
500 void** sgen_find_optimized_pin_queue_area (void *start, void *end, size_t *num) MONO_INTERNAL;
501 void sgen_find_section_pin_queue_start_end (GCMemSection *section) MONO_INTERNAL;
502 void sgen_pin_objects_in_section (GCMemSection *section, ScanCopyContext ctx) MONO_INTERNAL;
503
504 void sgen_pin_stats_register_object (char *obj, size_t size);
505 void sgen_pin_stats_register_global_remset (char *obj);
506 void sgen_pin_stats_print_class_stats (void);
507
508 void sgen_sort_addresses (void **array, size_t size) MONO_INTERNAL;
509 void sgen_add_to_global_remset (gpointer ptr, gpointer obj) MONO_INTERNAL;
510
511 int sgen_get_current_collection_generation (void) MONO_INTERNAL;
512 gboolean sgen_collection_is_parallel (void) MONO_INTERNAL;
513 gboolean sgen_collection_is_concurrent (void) MONO_INTERNAL;
514 gboolean sgen_concurrent_collection_in_progress (void) MONO_INTERNAL;
515
516 typedef struct {
517         CopyOrMarkObjectFunc copy_or_mark_object;
518         ScanObjectFunc scan_object;
519         ScanVTypeFunc scan_vtype;
520         /*FIXME add allocation function? */
521 } SgenObjectOperations;
522
523 SgenObjectOperations *sgen_get_current_object_ops (void) MONO_INTERNAL;
524
525 typedef struct _SgenFragment SgenFragment;
526
527 struct _SgenFragment {
528         SgenFragment *next;
529         char *fragment_start;
530         char *fragment_next; /* the current soft limit for allocation */
531         char *fragment_end;
532         SgenFragment *next_in_order; /* We use a different entry for all active fragments so we can avoid SMR. */
533 };
534
535 typedef struct {
536         SgenFragment *alloc_head; /* List head to be used when allocating memory. Walk with fragment_next. */
537         SgenFragment *region_head; /* List head of the region used by this allocator. Walk with next_in_order. */
538 } SgenFragmentAllocator;
539
540 void sgen_fragment_allocator_add (SgenFragmentAllocator *allocator, char *start, char *end) MONO_INTERNAL;
541 void sgen_fragment_allocator_release (SgenFragmentAllocator *allocator) MONO_INTERNAL;
542 void* sgen_fragment_allocator_serial_alloc (SgenFragmentAllocator *allocator, size_t size) MONO_INTERNAL;
543 void* sgen_fragment_allocator_par_alloc (SgenFragmentAllocator *allocator, size_t size) MONO_INTERNAL;
544 void* sgen_fragment_allocator_serial_range_alloc (SgenFragmentAllocator *allocator, size_t desired_size, size_t minimum_size, size_t *out_alloc_size) MONO_INTERNAL;
545 void* sgen_fragment_allocator_par_range_alloc (SgenFragmentAllocator *allocator, size_t desired_size, size_t minimum_size, size_t *out_alloc_size) MONO_INTERNAL;
546 SgenFragment* sgen_fragment_allocator_alloc (void) MONO_INTERNAL;
547 void sgen_clear_allocator_fragments (SgenFragmentAllocator *allocator) MONO_INTERNAL;
548 void sgen_clear_range (char *start, char *end) MONO_INTERNAL;
549
550
551 /*
552 This is a space/speed compromise as we need to make sure the from/to space check is both O(1)
553 and only hit cache hot memory. On a 4Mb nursery it requires 1024 bytes, or 3% of your average
554 L1 cache. On small configs with a 512kb nursery, this goes to 0.4%.
555
556 Experimental results on how much space we waste with a 4Mb nursery:
557
558 Note that the wastage applies to the half nursery, or 2Mb:
559
560 Test 1 (compiling corlib):
561 9: avg: 3.1k
562 8: avg: 1.6k
563
564 */
565 #define SGEN_TO_SPACE_GRANULE_BITS 9
566 #define SGEN_TO_SPACE_GRANULE_IN_BYTES (1 << SGEN_TO_SPACE_GRANULE_BITS)
567
568 extern char *sgen_space_bitmap MONO_INTERNAL;
569 extern size_t sgen_space_bitmap_size MONO_INTERNAL;
570
571 static inline gboolean
572 sgen_nursery_is_to_space (char *object)
573 {
574         size_t idx = (object - sgen_nursery_start) >> SGEN_TO_SPACE_GRANULE_BITS;
575         size_t byte = idx / 8;
576         size_t bit = idx & 0x7;
577
578         SGEN_ASSERT (4, sgen_ptr_in_nursery (object), "object %p is not in nursery [%p - %p]", object, sgen_get_nursery_start (), sgen_get_nursery_end ());
579         SGEN_ASSERT (4, byte < sgen_space_bitmap_size, "byte index %d out of range", byte, sgen_space_bitmap_size);
580
581         return (sgen_space_bitmap [byte] & (1 << bit)) != 0;
582 }
583
584 static inline gboolean
585 sgen_nursery_is_from_space (char *object)
586 {
587         return !sgen_nursery_is_to_space (object);
588 }
589
590 static inline gboolean
591 sgen_nursery_is_object_alive (char *obj)
592 {
593         /* FIXME put this asserts under a non default level */
594         g_assert (sgen_ptr_in_nursery (obj));
595
596         if (sgen_nursery_is_to_space (obj))
597                 return TRUE;
598
599         if (SGEN_OBJECT_IS_PINNED (obj) || SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (obj))
600                 return TRUE;
601
602         return FALSE;
603 }
604
605 typedef struct {
606         gboolean is_split;
607
608         char* (*alloc_for_promotion) (MonoVTable *vtable, char *obj, size_t objsize, gboolean has_references);
609         char* (*par_alloc_for_promotion) (MonoVTable *vtable, char *obj, size_t objsize, gboolean has_references);
610
611         SgenObjectOperations serial_ops;
612         SgenObjectOperations parallel_ops;
613
614         void (*prepare_to_space) (char *to_space_bitmap, size_t space_bitmap_size);
615         void (*clear_fragments) (void);
616         SgenFragment* (*build_fragments_get_exclude_head) (void);
617         void (*build_fragments_release_exclude_head) (void);
618         void (*build_fragments_finish) (SgenFragmentAllocator *allocator);
619         void (*init_nursery) (SgenFragmentAllocator *allocator, char *start, char *end);
620
621         gboolean (*handle_gc_param) (const char *opt); /* Optional */
622         void (*print_gc_param_usage) (void); /* Optional */
623 } SgenMinorCollector;
624
625 extern SgenMinorCollector sgen_minor_collector;
626
627 void sgen_simple_nursery_init (SgenMinorCollector *collector) MONO_INTERNAL;
628 void sgen_split_nursery_init (SgenMinorCollector *collector) MONO_INTERNAL;
629
630 typedef void (*sgen_cardtable_block_callback) (mword start, mword size);
631 void sgen_major_collector_iterate_live_block_ranges (sgen_cardtable_block_callback callback) MONO_INTERNAL;
632
633 typedef enum {
634         ITERATE_OBJECTS_SWEEP = 1,
635         ITERATE_OBJECTS_NON_PINNED = 2,
636         ITERATE_OBJECTS_PINNED = 4,
637         ITERATE_OBJECTS_ALL = ITERATE_OBJECTS_NON_PINNED | ITERATE_OBJECTS_PINNED,
638         ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED = ITERATE_OBJECTS_SWEEP | ITERATE_OBJECTS_NON_PINNED,
639         ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED = ITERATE_OBJECTS_SWEEP | ITERATE_OBJECTS_PINNED,
640         ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL = ITERATE_OBJECTS_SWEEP | ITERATE_OBJECTS_NON_PINNED | ITERATE_OBJECTS_PINNED
641 } IterateObjectsFlags;
642
643 typedef struct _SgenMajorCollector SgenMajorCollector;
644 struct _SgenMajorCollector {
645         size_t section_size;
646         gboolean is_parallel;
647         gboolean is_concurrent;
648         gboolean supports_cardtable;
649         gboolean sweeps_lazily;
650
651         /*
652          * This is set to TRUE if the sweep for the last major
653          * collection has been completed.
654          */
655         gboolean *have_swept;
656         /*
657          * This is set to TRUE by the sweep if the next major
658          * collection should be synchronous (for evacuation).  For
659          * non-concurrent collectors, this should be NULL.
660          */
661         gboolean *want_synchronous_collection;
662
663         void* (*alloc_heap) (mword nursery_size, mword nursery_align, int nursery_bits);
664         gboolean (*is_object_live) (char *obj);
665         void* (*alloc_small_pinned_obj) (MonoVTable *vtable, size_t size, gboolean has_references);
666         void* (*alloc_degraded) (MonoVTable *vtable, size_t size);
667
668         SgenObjectOperations major_ops;
669         SgenObjectOperations major_concurrent_ops;
670
671         void* (*alloc_object) (MonoVTable *vtable, size_t size, gboolean has_references);
672         void* (*par_alloc_object) (MonoVTable *vtable, size_t size, gboolean has_references);
673         void (*free_pinned_object) (char *obj, size_t size);
674         void (*iterate_objects) (IterateObjectsFlags flags, IterateObjectCallbackFunc callback, void *data);
675         void (*free_non_pinned_object) (char *obj, size_t size);
676         void (*find_pin_queue_start_ends) (SgenGrayQueue *queue);
677         void (*pin_objects) (SgenGrayQueue *queue);
678         void (*pin_major_object) (char *obj, SgenGrayQueue *queue);
679         void (*scan_card_table) (gboolean mod_union, SgenGrayQueue *queue);
680         void (*iterate_live_block_ranges) (sgen_cardtable_block_callback callback);
681         void (*update_cardtable_mod_union) (void);
682         void (*init_to_space) (void);
683         void (*sweep) (void);
684         void (*check_scan_starts) (void);
685         void (*dump_heap) (FILE *heap_dump_file);
686         gint64 (*get_used_size) (void);
687         void (*start_nursery_collection) (void);
688         void (*finish_nursery_collection) (void);
689         void (*start_major_collection) (void);
690         void (*finish_major_collection) (void);
691         void (*have_computed_minor_collection_allowance) (void);
692         gboolean (*ptr_is_in_non_pinned_space) (char *ptr, char **start);
693         gboolean (*obj_is_from_pinned_alloc) (char *obj);
694         void (*report_pinned_memory_usage) (void);
695         size_t (*get_num_major_sections) (void);
696         gboolean (*handle_gc_param) (const char *opt);
697         void (*print_gc_param_usage) (void);
698         gboolean (*is_worker_thread) (MonoNativeThreadId thread);
699         void (*post_param_init) (SgenMajorCollector *collector);
700         void* (*alloc_worker_data) (void);
701         void (*init_worker_thread) (void *data);
702         void (*reset_worker_data) (void *data);
703         gboolean (*is_valid_object) (char *object);
704         MonoVTable* (*describe_pointer) (char *pointer);
705         guint8* (*get_cardtable_mod_union_for_object) (char *object);
706         long long (*get_and_reset_num_major_objects_marked) (void);
707         void (*count_cards) (long long *num_total_cards, long long *num_marked_cards);
708 };
709
710 extern SgenMajorCollector major_collector;
711
712 void sgen_marksweep_init (SgenMajorCollector *collector) MONO_INTERNAL;
713 void sgen_marksweep_fixed_init (SgenMajorCollector *collector) MONO_INTERNAL;
714 void sgen_marksweep_par_init (SgenMajorCollector *collector) MONO_INTERNAL;
715 void sgen_marksweep_fixed_par_init (SgenMajorCollector *collector) MONO_INTERNAL;
716 void sgen_marksweep_conc_init (SgenMajorCollector *collector) MONO_INTERNAL;
717 SgenMajorCollector* sgen_get_major_collector (void) MONO_INTERNAL;
718
719
720 typedef struct {
721         void (*wbarrier_set_field) (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value);
722         void (*wbarrier_set_arrayref) (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value);
723         void (*wbarrier_arrayref_copy) (gpointer dest_ptr, gpointer src_ptr, int count);
724         void (*wbarrier_value_copy) (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass);
725         void (*wbarrier_object_copy) (MonoObject* obj, MonoObject *src);
726         void (*wbarrier_generic_nostore) (gpointer ptr);
727         void (*record_pointer) (gpointer ptr);
728
729         void (*finish_scan_remsets) (void *start_nursery, void *end_nursery, SgenGrayQueue *queue);
730
731         void (*prepare_for_major_collection) (void);
732
733         void (*finish_minor_collection) (void);
734         gboolean (*find_address) (char *addr);
735         gboolean (*find_address_with_cards) (char *cards_start, guint8 *cards, char *addr);
736 } SgenRemeberedSet;
737
738 SgenRemeberedSet *sgen_get_remset (void) MONO_INTERNAL;
739
740 static mword /*__attribute__((noinline)) not sure if this hint is a good idea*/
741 slow_object_get_size (MonoVTable *vtable, MonoObject* o)
742 {
743         MonoClass *klass = vtable->klass;
744
745         /*
746          * We depend on mono_string_length_fast and
747          * mono_array_length_fast not using the object's vtable.
748          */
749         if (klass == mono_defaults.string_class) {
750                 return sizeof (MonoString) + 2 * mono_string_length_fast ((MonoString*) o) + 2;
751         } else if (klass->rank) {
752                 MonoArray *array = (MonoArray*)o;
753                 size_t size = sizeof (MonoArray) + klass->sizes.element_size * mono_array_length_fast (array);
754                 if (G_UNLIKELY (array->bounds)) {
755                         size += sizeof (mono_array_size_t) - 1;
756                         size &= ~(sizeof (mono_array_size_t) - 1);
757                         size += sizeof (MonoArrayBounds) * klass->rank;
758                 }
759                 return size;
760         } else {
761                 /* from a created object: the class must be inited already */
762                 return klass->instance_size;
763         }
764 }
765
766 /*
767  * This function can be called on an object whose first word, the
768  * vtable field, is not intact.  This is necessary for the parallel
769  * collector.
770  */
771 static inline mword
772 sgen_par_object_get_size (MonoVTable *vtable, MonoObject* o)
773 {
774         mword descr = (mword)vtable->gc_descr;
775         mword type = descr & 0x7;
776
777         if (type == DESC_TYPE_RUN_LENGTH || type == DESC_TYPE_SMALL_BITMAP) {
778                 mword size = descr & 0xfff8;
779                 if (size == 0) /* This is used to encode a string */
780                         return sizeof (MonoString) + 2 * mono_string_length_fast ((MonoString*) o) + 2;
781                 return size;
782         } else if (type == DESC_TYPE_VECTOR) {
783                 int element_size = ((descr) >> VECTOR_ELSIZE_SHIFT) & MAX_ELEMENT_SIZE;
784                 MonoArray *array = (MonoArray*)o;
785                 size_t size = sizeof (MonoArray) + element_size * mono_array_length_fast (array);
786
787                 if (descr & VECTOR_KIND_ARRAY) {
788                         size += sizeof (mono_array_size_t) - 1;
789                         size &= ~(sizeof (mono_array_size_t) - 1);
790                         size += sizeof (MonoArrayBounds) * vtable->klass->rank;
791                 }
792                 return size;
793         }
794
795         return slow_object_get_size (vtable, o);
796 }
797
798 static inline mword
799 sgen_safe_object_get_size (MonoObject *obj)
800 {
801        char *forwarded;
802
803        if ((forwarded = SGEN_OBJECT_IS_FORWARDED (obj)))
804                obj = (MonoObject*)forwarded;
805
806        return sgen_par_object_get_size ((MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (obj), obj);
807 }
808
809 const char* sgen_safe_name (void* obj) MONO_INTERNAL;
810
811 gboolean sgen_object_is_live (void *obj) MONO_INTERNAL;
812
813 void  sgen_init_fin_weak_hash (void) MONO_INTERNAL;
814
815 gboolean sgen_need_bridge_processing (void) MONO_INTERNAL;
816 void sgen_bridge_reset_data (void) MONO_INTERNAL;
817 void sgen_bridge_processing_stw_step (void) MONO_INTERNAL;
818 void sgen_bridge_processing_finish (int generation) MONO_INTERNAL;
819 void sgen_register_test_bridge_callbacks (const char *bridge_class_name) MONO_INTERNAL;
820 gboolean sgen_is_bridge_object (MonoObject *obj) MONO_INTERNAL;
821 MonoGCBridgeObjectKind sgen_bridge_class_kind (MonoClass *class) MONO_INTERNAL;
822 void sgen_mark_bridge_object (MonoObject *obj) MONO_INTERNAL;
823 void sgen_bridge_register_finalized_object (MonoObject *object) MONO_INTERNAL;
824 void sgen_bridge_describe_pointer (MonoObject *object) MONO_INTERNAL;
825
826 void sgen_mark_togglerefs (char *start, char *end, ScanCopyContext ctx) MONO_INTERNAL;
827 void sgen_clear_togglerefs (char *start, char *end, ScanCopyContext ctx) MONO_INTERNAL;
828
829 void sgen_process_togglerefs (void) MONO_INTERNAL;
830 void sgen_register_test_toggleref_callback (void) MONO_INTERNAL;
831
832 gboolean sgen_is_bridge_object (MonoObject *obj) MONO_INTERNAL;
833 void sgen_mark_bridge_object (MonoObject *obj) MONO_INTERNAL;
834
835 gboolean sgen_bridge_handle_gc_debug (const char *opt) MONO_INTERNAL;
836 void sgen_bridge_print_gc_debug_usage (void) MONO_INTERNAL;
837
838 typedef struct {
839         void (*reset_data) (void);
840         void (*processing_stw_step) (void);
841         void (*processing_build_callback_data) (int generation);
842         void (*processing_after_callback) (int generation);
843         MonoGCBridgeObjectKind (*class_kind) (MonoClass *class);
844         void (*register_finalized_object) (MonoObject *object);
845         void (*describe_pointer) (MonoObject *object);
846         void (*enable_accounting) (void);
847         void (*set_dump_prefix) (const char *prefix);
848
849         /*
850          * These are set by processing_build_callback_data().
851          */
852         int num_sccs;
853         MonoGCBridgeSCC **api_sccs;
854
855         int num_xrefs;
856         MonoGCBridgeXRef *api_xrefs;
857 } SgenBridgeProcessor;
858
859 void sgen_old_bridge_init (SgenBridgeProcessor *collector) MONO_INTERNAL;
860 void sgen_new_bridge_init (SgenBridgeProcessor *collector) MONO_INTERNAL;
861 void sgen_tarjan_bridge_init (SgenBridgeProcessor *collector) MONO_INTERNAL;
862 void sgen_set_bridge_implementation (const char *name) MONO_INTERNAL;
863 void sgen_bridge_set_dump_prefix (const char *prefix) MONO_INTERNAL;
864
865 gboolean sgen_compare_bridge_processor_results (SgenBridgeProcessor *a, SgenBridgeProcessor *b) MONO_INTERNAL;
866
867 typedef mono_bool (*WeakLinkAlivePredicateFunc) (MonoObject*, void*);
868
869 void sgen_null_links_with_predicate (int generation, WeakLinkAlivePredicateFunc predicate, void *data) MONO_INTERNAL;
870
871 gboolean sgen_gc_is_object_ready_for_finalization (void *object) MONO_INTERNAL;
872 void sgen_gc_lock (void) MONO_INTERNAL;
873 void sgen_gc_unlock (void) MONO_INTERNAL;
874 void sgen_gc_event_moves (void) MONO_INTERNAL;
875
876 void sgen_queue_finalization_entry (MonoObject *obj) MONO_INTERNAL;
877 const char* sgen_generation_name (int generation) MONO_INTERNAL;
878
879 void sgen_collect_bridge_objects (int generation, ScanCopyContext ctx) MONO_INTERNAL;
880 void sgen_finalize_in_range (int generation, ScanCopyContext ctx) MONO_INTERNAL;
881 void sgen_null_link_in_range (int generation, gboolean before_finalization, ScanCopyContext ctx) MONO_INTERNAL;
882 void sgen_null_links_for_domain (MonoDomain *domain, int generation) MONO_INTERNAL;
883 void sgen_remove_finalizers_for_domain (MonoDomain *domain, int generation) MONO_INTERNAL;
884 void sgen_process_fin_stage_entries (void) MONO_INTERNAL;
885 void sgen_process_dislink_stage_entries (void) MONO_INTERNAL;
886 void sgen_register_disappearing_link (MonoObject *obj, void **link, gboolean track, gboolean in_gc) MONO_INTERNAL;
887
888 gboolean sgen_drain_gray_stack (int max_objs, ScanCopyContext ctx) MONO_INTERNAL;
889
890 enum {
891         SPACE_NURSERY,
892         SPACE_MAJOR,
893         SPACE_LOS
894 };
895
896 void sgen_pin_object (void *object, SgenGrayQueue *queue) MONO_INTERNAL;
897 void sgen_parallel_pin_or_update (void **ptr, void *obj, MonoVTable *vt, SgenGrayQueue *queue) MONO_INTERNAL;
898 void sgen_set_pinned_from_failed_allocation (mword objsize) MONO_INTERNAL;
899
900 void sgen_ensure_free_space (size_t size) MONO_INTERNAL;
901 void sgen_perform_collection (size_t requested_size, int generation_to_collect, const char *reason, gboolean wait_to_finish) MONO_INTERNAL;
902 gboolean sgen_has_critical_method (void) MONO_INTERNAL;
903 gboolean sgen_is_critical_method (MonoMethod *method) MONO_INTERNAL;
904
905 /* STW */
906
907 typedef struct {
908         int generation;
909         const char *reason;
910         gboolean is_overflow;
911         SGEN_TV_DECLARE (total_time);
912         SGEN_TV_DECLARE (stw_time);
913         SGEN_TV_DECLARE (bridge_time);
914 } GGTimingInfo;
915
916 int sgen_stop_world (int generation) MONO_INTERNAL;
917 int sgen_restart_world (int generation, GGTimingInfo *timing) MONO_INTERNAL;
918 void sgen_init_stw (void) MONO_INTERNAL;
919
920 /* LOS */
921
922 typedef struct _LOSObject LOSObject;
923 struct _LOSObject {
924         LOSObject *next;
925         mword size; /* this is the object size, lowest bit used for pin/mark */
926         guint8 *cardtable_mod_union; /* only used by the concurrent collector */
927 #if SIZEOF_VOID_P < 8
928         mword dummy;            /* to align object to sizeof (double) */
929 #endif
930         char data [MONO_ZERO_LEN_ARRAY];
931 };
932
933 #define ARRAY_OBJ_INDEX(ptr,array,elem_size) (((char*)(ptr) - ((char*)(array) + G_STRUCT_OFFSET (MonoArray, vector))) / (elem_size))
934
935 extern LOSObject *los_object_list;
936 extern mword los_memory_usage;
937
938 void sgen_los_free_object (LOSObject *obj) MONO_INTERNAL;
939 void* sgen_los_alloc_large_inner (MonoVTable *vtable, size_t size) MONO_INTERNAL;
940 void sgen_los_sweep (void) MONO_INTERNAL;
941 gboolean sgen_ptr_is_in_los (char *ptr, char **start) MONO_INTERNAL;
942 void sgen_los_iterate_objects (IterateObjectCallbackFunc cb, void *user_data) MONO_INTERNAL;
943 void sgen_los_iterate_live_block_ranges (sgen_cardtable_block_callback callback) MONO_INTERNAL;
944 void sgen_los_scan_card_table (gboolean mod_union, SgenGrayQueue *queue) MONO_INTERNAL;
945 void sgen_los_update_cardtable_mod_union (void) MONO_INTERNAL;
946 void sgen_los_count_cards (long long *num_total_cards, long long *num_marked_cards) MONO_INTERNAL;
947 void sgen_major_collector_scan_card_table (SgenGrayQueue *queue) MONO_INTERNAL;
948 gboolean sgen_los_is_valid_object (char *object) MONO_INTERNAL;
949 gboolean mono_sgen_los_describe_pointer (char *ptr) MONO_INTERNAL;
950 LOSObject* sgen_los_header_for_object (char *data) MONO_INTERNAL;
951 mword sgen_los_object_size (LOSObject *obj) MONO_INTERNAL;
952 void sgen_los_pin_object (char *obj) MONO_INTERNAL;
953 void sgen_los_unpin_object (char *obj) MONO_INTERNAL;
954 gboolean sgen_los_object_is_pinned (char *obj) MONO_INTERNAL;
955
956
957 /* nursery allocator */
958
959 void sgen_clear_nursery_fragments (void) MONO_INTERNAL;
960 void sgen_nursery_allocator_prepare_for_pinning (void) MONO_INTERNAL;
961 void sgen_nursery_allocator_set_nursery_bounds (char *nursery_start, char *nursery_end) MONO_INTERNAL;
962 mword sgen_build_nursery_fragments (GCMemSection *nursery_section, void **start, size_t num_entries, SgenGrayQueue *unpin_queue) MONO_INTERNAL;
963 void sgen_init_nursery_allocator (void) MONO_INTERNAL;
964 void sgen_nursery_allocator_init_heavy_stats (void) MONO_INTERNAL;
965 void sgen_alloc_init_heavy_stats (void) MONO_INTERNAL;
966 char* sgen_nursery_alloc_get_upper_alloc_bound (void) MONO_INTERNAL;
967 void* sgen_nursery_alloc (size_t size) MONO_INTERNAL;
968 void* sgen_nursery_alloc_range (size_t size, size_t min_size, size_t *out_alloc_size) MONO_INTERNAL;
969 MonoVTable* sgen_get_array_fill_vtable (void) MONO_INTERNAL;
970 gboolean sgen_can_alloc_size (size_t size) MONO_INTERNAL;
971 void sgen_nursery_retire_region (void *address, ptrdiff_t size) MONO_INTERNAL;
972
973 void sgen_nursery_alloc_prepare_for_minor (void) MONO_INTERNAL;
974 void sgen_nursery_alloc_prepare_for_major (void) MONO_INTERNAL;
975
976 char* sgen_alloc_for_promotion (char *obj, size_t objsize, gboolean has_references) MONO_INTERNAL;
977 char* sgen_par_alloc_for_promotion (char *obj, size_t objsize, gboolean has_references) MONO_INTERNAL;
978
979 /* TLS Data */
980
981 extern MonoNativeTlsKey thread_info_key;
982
983 #ifdef HAVE_KW_THREAD
984 extern __thread SgenThreadInfo *sgen_thread_info;
985 extern __thread char *stack_end;
986 #endif
987
988 #ifdef HAVE_KW_THREAD
989 #define TLAB_ACCESS_INIT
990 #define IN_CRITICAL_REGION sgen_thread_info->in_critical_region
991 #else
992 #define TLAB_ACCESS_INIT        SgenThreadInfo *__thread_info__ = mono_native_tls_get_value (thread_info_key)
993 #define IN_CRITICAL_REGION (__thread_info__->in_critical_region)
994 #endif
995
996 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
997
998 #ifdef HAVE_KW_THREAD
999 #define IN_CRITICAL_REGION sgen_thread_info->in_critical_region
1000 #else
1001 #define IN_CRITICAL_REGION (__thread_info__->in_critical_region)
1002 #endif
1003
1004 /* Enter must be visible before anything is done in the critical region. */
1005 #define ENTER_CRITICAL_REGION do { mono_atomic_store_acquire (&IN_CRITICAL_REGION, 1); } while (0)
1006
1007 /* Exit must make sure all critical regions stores are visible before it signal the end of the region. 
1008  * We don't need to emit a full barrier since we
1009  */
1010 #define EXIT_CRITICAL_REGION  do { mono_atomic_store_release (&IN_CRITICAL_REGION, 0); } while (0)
1011
1012 #endif
1013
1014 #ifdef HAVE_KW_THREAD
1015 #define EMIT_TLS_ACCESS(mb,member,key)  do {    \
1016         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1017         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1018         mono_mb_emit_i4 ((mb), (key));          \
1019         } while (0)
1020 #else
1021
1022 #if defined(__APPLE__) || defined (HOST_WIN32)
1023 #define EMIT_TLS_ACCESS(mb,member,key)  do {    \
1024         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1025         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1026         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1027         mono_mb_emit_icon ((mb), G_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, member));     \
1028         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1029         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1030         } while (0)
1031 #else
1032 #define EMIT_TLS_ACCESS(mb,member,key)  do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1033 #endif
1034
1035 #endif
1036
1037 /* Other globals */
1038
1039 extern GCMemSection *nursery_section;
1040 extern int stat_major_gcs;
1041 extern guint32 collect_before_allocs;
1042 extern guint32 verify_before_allocs;
1043 extern gboolean has_per_allocation_action;
1044 extern size_t degraded_mode;
1045 extern int default_nursery_size;
1046 extern guint32 tlab_size;
1047 extern NurseryClearPolicy nursery_clear_policy;
1048 extern gboolean sgen_try_free_some_memory;
1049
1050 extern LOCK_DECLARE (gc_mutex);
1051
1052 extern int do_pin_stats;
1053
1054 /* Nursery helpers. */
1055
1056 static inline void
1057 sgen_set_nursery_scan_start (char *p)
1058 {
1059         size_t idx = (p - (char*)nursery_section->data) / SGEN_SCAN_START_SIZE;
1060         char *old = nursery_section->scan_starts [idx];
1061         if (!old || old > p)
1062                 nursery_section->scan_starts [idx] = p;
1063 }
1064
1065
1066 /* Object Allocation */
1067
1068 typedef enum {
1069         ATYPE_NORMAL,
1070         ATYPE_VECTOR,
1071         ATYPE_SMALL,
1072         ATYPE_STRING,
1073         ATYPE_NUM
1074 } SgenAllocatorType;
1075
1076 void sgen_init_tlab_info (SgenThreadInfo* info);
1077 void sgen_clear_tlabs (void);
1078 void sgen_set_use_managed_allocator (gboolean flag);
1079 gboolean sgen_is_managed_allocator (MonoMethod *method);
1080 gboolean sgen_has_managed_allocator (void);
1081
1082 /* Debug support */
1083
1084 void sgen_check_consistency (void);
1085 void sgen_check_mod_union_consistency (void);
1086 void sgen_check_major_refs (void);
1087 void sgen_check_whole_heap (gboolean allow_missing_pinning);
1088 void sgen_check_whole_heap_stw (void) MONO_INTERNAL;
1089 void sgen_check_objref (char *obj);
1090 void sgen_check_major_heap_marked (void) MONO_INTERNAL;
1091 void sgen_check_nursery_objects_pinned (gboolean pinned) MONO_INTERNAL;
1092 void sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (MonoDomain *domain, int root_type) MONO_INTERNAL;
1093 void sgen_check_for_xdomain_refs (void) MONO_INTERNAL;
1094
1095 void mono_gc_scan_for_specific_ref (MonoObject *key, gboolean precise) MONO_INTERNAL;
1096
1097 /* Write barrier support */
1098
1099 /*
1100  * This causes the compile to extend the liveness of 'v' till the call to dummy_use
1101  */
1102 static inline void
1103 sgen_dummy_use (gpointer v) {
1104 #if defined(__GNUC__)
1105         __asm__ volatile ("" : "=r"(v) : "r"(v));
1106 #elif defined(_MSC_VER)
1107         static volatile gpointer ptr;
1108         ptr = v;
1109 #else
1110 #error "Implement sgen_dummy_use for your compiler"
1111 #endif
1112 }
1113
1114 /* Environment variable parsing */
1115
1116 #define MONO_GC_PARAMS_NAME     "MONO_GC_PARAMS"
1117 #define MONO_GC_DEBUG_NAME      "MONO_GC_DEBUG"
1118
1119 gboolean sgen_parse_environment_string_extract_number (const char *str, size_t *out) MONO_INTERNAL;
1120 void sgen_env_var_error (const char *env_var, const char *fallback, const char *description_format, ...) MONO_INTERNAL;
1121
1122 /* Utilities */
1123
1124 void sgen_qsort (void *base, size_t nel, size_t width, int (*compar) (const void*, const void*)) MONO_INTERNAL;
1125 gint64 sgen_timestamp (void) MONO_INTERNAL;
1126
1127 #endif /* HAVE_SGEN_GC */
1128
1129 #endif /* __MONO_SGENGC_H__ */