mono/metadata/sgen-mono.c

   1 /*
   2  * sgen-mono.c: SGen features specific to Mono.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2014 Xamarin Inc
   5  *
   6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
   8  * License 2.0 as published by the Free Software Foundation;
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Library General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  16  * License 2.0 along with this library; if not, write to the Free
  17  * Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18  */
  19
  20 #include "config.h"
  21 #ifdef HAVE_SGEN_GC
  22
  23 #include "sgen/sgen-gc.h"
  24 #include "sgen/sgen-protocol.h"
  25 #include "metadata/monitor.h"
  26 #include "sgen/sgen-layout-stats.h"
  27 #include "sgen/sgen-client.h"
  28 #include "sgen/sgen-cardtable.h"
  29 #include "sgen/sgen-pinning.h"
  30 #include "metadata/marshal.h"
  31 #include "metadata/method-builder.h"
  32 #include "metadata/abi-details.h"
  33 #include "metadata/mono-gc.h"
  34 #include "metadata/runtime.h"
  35 #include "metadata/sgen-bridge-internal.h"
  36 #include "metadata/gc-internal.h"
  37 #include "utils/mono-memory-model.h"
  38 #include "utils/mono-logger-internal.h"
  39
  40 #ifdef HEAVY_STATISTICS
  41 static guint64 stat_wbarrier_set_arrayref = 0;
  42 static guint64 stat_wbarrier_value_copy = 0;
  43 static guint64 stat_wbarrier_object_copy = 0;
  44
  45 static guint64 los_marked_cards;
  46 static guint64 los_array_cards;
  47 static guint64 los_array_remsets;
  48 #endif
  49
  50 /* If set, mark stacks conservatively, even if precise marking is possible */
  51 static gboolean conservative_stack_mark = FALSE;
  52 /* If set, check that there are no references to the domain left at domain unload */
  53 gboolean sgen_mono_xdomain_checks = FALSE;
  54
  55 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
  56 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
  57
  58 #ifdef HAVE_KW_THREAD
  59 __thread SgenThreadInfo *sgen_thread_info;
  60 #else
  61 MonoNativeTlsKey thread_info_key;
  62 #endif
  63
  64 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
  65
  66 #define OPDEF(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) \
  67         a = i,
  68
  69 enum {
  70 #include "mono/cil/opcode.def"
  71         CEE_LAST
  72 };
  73
  74 #undef OPDEF
  75
  76 /*
  77  * Write barriers
  78  */
  79
  80 static gboolean
  81 ptr_on_stack (void *ptr)
  82 {
  83         gpointer stack_start = &stack_start;
  84         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
  85
  86         if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->client_info.stack_end)
  87                 return TRUE;
  88         return FALSE;
  89 }
  90
  91 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
  92 #undef HANDLE_PTR
  93 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                                        \
  94                 gpointer o = *(gpointer*)(ptr);                         \
  95                 if ((o)) {                                              \
  96                         gpointer d = ((char*)dest) + ((char*)(ptr) - (char*)(obj)); \
  97                         binary_protocol_wbarrier (d, o, (gpointer) SGEN_LOAD_VTABLE (o)); \
  98                 }                                                       \
  99         } while (0)
 100
 101 static void
 102 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (gpointer dest, char *start, mword desc)
 103 {
 104 #define SCAN_OBJECT_NOVTABLE
 105 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
 106 }
 107 #endif
 108
 109 void
 110 mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass)
 111 {
 112         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_value_copy);
 113         g_assert (klass->valuetype);
 114
 115         SGEN_LOG (8, "Adding value remset at %p, count %d, descr %p for class %s (%p)", dest, count, (gpointer)klass->gc_descr, klass->name, klass);
 116
 117         if (sgen_ptr_in_nursery (dest) || ptr_on_stack (dest) || !sgen_gc_descr_has_references ((mword)klass->gc_descr)) {
 118                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
 119                 size_t size = count * element_size;
 120                 mono_gc_memmove_atomic (dest, src, size);
 121                 return;
 122         }
 123
 124 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
 125         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
 126                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
 127                 int i;
 128                 for (i = 0; i < count; ++i) {
 129                         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier ((char*)dest + i * element_size,
 130                                         (char*)src + i * element_size - sizeof (MonoObject),
 131                                         (mword) klass->gc_descr);
 132                 }
 133         }
 134 #endif
 135
 136         sgen_get_remset ()->wbarrier_value_copy (dest, src, count, mono_class_value_size (klass, NULL));
 137 }
 138
 139 /**
 140  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
 141  *
 142  * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
 143  */
 144 void
 145 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
 146 {
 147         int size;
 148
 149         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_object_copy);
 150
 151         if (sgen_ptr_in_nursery (obj) || ptr_on_stack (obj) || !SGEN_OBJECT_HAS_REFERENCES (src)) {
 152                 size = mono_object_class (obj)->instance_size;
 153                 mono_gc_memmove_aligned ((char*)obj + sizeof (MonoObject), (char*)src + sizeof (MonoObject),
 154                                 size - sizeof (MonoObject));
 155                 return;
 156         }
 157
 158 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
 159         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ())
 160                 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (obj, (char*)src, (mword) src->vtable->gc_descr);
 161 #endif
 162
 163         sgen_get_remset ()->wbarrier_object_copy (obj, src);
 164 }
 165
 166 void
 167 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
 168 {
 169         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_arrayref);
 170         if (sgen_ptr_in_nursery (slot_ptr)) {
 171                 *(void**)slot_ptr = value;
 172                 return;
 173         }
 174         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", slot_ptr);
 175         if (value)
 176                 binary_protocol_wbarrier (slot_ptr, value, value->vtable);
 177
 178         sgen_get_remset ()->wbarrier_set_field ((GCObject*)arr, slot_ptr, value);
 179 }
 180
 181 void
 182 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
 183 {
 184         mono_gc_wbarrier_set_arrayref ((MonoArray*)obj, field_ptr, value);
 185 }
 186
 187 void
 188 mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
 189 {
 190         sgen_wbarrier_value_copy_bitmap (_dest, _src, size, bitmap);
 191 }
 192
 193 static MonoMethod *write_barrier_conc_method;
 194 static MonoMethod *write_barrier_noconc_method;
 195
 196 gboolean
 197 sgen_is_critical_method (MonoMethod *method)
 198 {
 199         return (method == write_barrier_conc_method || method == write_barrier_noconc_method || sgen_is_managed_allocator (method));
 200 }
 201
 202 gboolean
 203 sgen_has_critical_method (void)
 204 {
 205         return write_barrier_conc_method || write_barrier_noconc_method || sgen_has_managed_allocator ();
 206 }
 207
 208 #ifndef DISABLE_JIT
 209
 210 static void
 211 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels, gboolean is_concurrent)
 212 {
 213         int shifted_nursery_start = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
 214
 215         memset (nursery_check_return_labels, 0, sizeof (int) * 2);
 216         // if (ptr_in_nursery (ptr)) return;
 217         /*
 218          * Masking out the bits might be faster, but we would have to use 64 bit
 219          * immediates, which might be slower.
 220          */
 221         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
 222         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_START);
 223         mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
 224         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 225         mono_mb_emit_stloc (mb, shifted_nursery_start);
 226
 227         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 228         mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
 229         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 230         mono_mb_emit_ldloc (mb, shifted_nursery_start);
 231         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
 232
 233         if (!is_concurrent) {
 234                 // if (!ptr_in_nursery (*ptr)) return;
 235                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 236                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
 237                 mono_mb_emit_icon (mb, DEFAULT_NURSERY_BITS);
 238                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 239                 mono_mb_emit_ldloc (mb, shifted_nursery_start);
 240                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BNE_UN);
 241         }
 242 }
 243 #endif
 244
 245 MonoMethod*
 246 mono_gc_get_specific_write_barrier (gboolean is_concurrent)
 247 {
 248         MonoMethod *res;
 249         MonoMethodBuilder *mb;
 250         MonoMethodSignature *sig;
 251         MonoMethod **write_barrier_method_addr;
 252 #ifdef MANAGED_WBARRIER
 253         int i, nursery_check_labels [2];
 254 #endif
 255
 256         // FIXME: Maybe create a separate version for ctors (the branch would be
 257         // correctly predicted more times)
 258         if (is_concurrent)
 259                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_conc_method;
 260         else
 261                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_noconc_method;
 262
 263         if (*write_barrier_method_addr)
 264                 return *write_barrier_method_addr;
 265
 266         /* Create the IL version of mono_gc_barrier_generic_store () */
 267         sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, 1);
 268         sig->ret = &mono_defaults.void_class->byval_arg;
 269         sig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
 270
 271         if (is_concurrent)
 272                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_conc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
 273         else
 274                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_noconc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
 275
 276 #ifndef DISABLE_JIT
 277 #ifdef MANAGED_WBARRIER
 278         emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels, is_concurrent);
 279         /*
 280         addr = sgen_cardtable + ((address >> CARD_BITS) & CARD_MASK)
 281         *addr = 1;
 282
 283         sgen_cardtable:
 284                 LDC_PTR sgen_cardtable
 285
 286         address >> CARD_BITS
 287                 LDARG_0
 288                 LDC_I4 CARD_BITS
 289                 SHR_UN
 290         if (SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS) {
 291                 LDC_PTR card_table_mask
 292                 AND
 293         }
 294         AND
 295         ldc_i4_1
 296         stind_i1
 297         */
 298         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
 299         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_CARD_TABLE);
 300         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 301         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_BITS);
 302         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 303         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
 304 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
 305 #if SIZEOF_VOID_P == 8
 306         mono_mb_emit_icon8 (mb, CARD_MASK);
 307 #else
 308         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_MASK);
 309 #endif
 310         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
 311         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
 312 #endif
 313         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
 314         mono_mb_emit_icon (mb, 1);
 315         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I1);
 316
 317         // return;
 318         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 319                 if (nursery_check_labels [i])
 320                         mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
 321         }
 322         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
 323 #else
 324         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 325         mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
 326         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
 327 #endif
 328 #endif
 329         res = mono_mb_create_method (mb, sig, 16);
 330         mono_mb_free (mb);
 331
 332         LOCK_GC;
 333         if (*write_barrier_method_addr) {
 334                 /* Already created */
 335                 mono_free_method (res);
 336         } else {
 337                 /* double-checked locking */
 338                 mono_memory_barrier ();
 339                 *write_barrier_method_addr = res;
 340         }
 341         UNLOCK_GC;
 342
 343         return *write_barrier_method_addr;
 344 }
 345
 346 MonoMethod*
 347 mono_gc_get_write_barrier (void)
 348 {
 349         return mono_gc_get_specific_write_barrier (major_collector.is_concurrent);
 350 }
 351
 352 /*
 353  * Dummy filler objects
 354  */
 355
 356 /* Vtable of the objects used to fill out nursery fragments before a collection */
 357 static GCVTable array_fill_vtable;
 358
 359 static GCVTable
 360 get_array_fill_vtable (void)
 361 {
 362         if (!array_fill_vtable) {
 363                 static MonoClass klass;
 364                 static char _vtable[sizeof(MonoVTable)+8];
 365                 MonoVTable* vtable = (MonoVTable*) ALIGN_TO(_vtable, 8);
 366                 gsize bmap;
 367
 368                 MonoDomain *domain = mono_get_root_domain ();
 369                 g_assert (domain);
 370
 371                 klass.element_class = mono_defaults.byte_class;
 372                 klass.rank = 1;
 373                 klass.instance_size = sizeof (MonoArray);
 374                 klass.sizes.element_size = 1;
 375                 klass.name = "array_filler_type";
 376
 377                 vtable->klass = &klass;
 378                 bmap = 0;
 379                 vtable->gc_descr = mono_gc_make_descr_for_array (TRUE, &bmap, 0, 1);
 380                 vtable->rank = 1;
 381
 382                 array_fill_vtable = vtable;
 383         }
 384         return array_fill_vtable;
 385 }
 386
 387 gboolean
 388 sgen_client_array_fill_range (char *start, size_t size)
 389 {
 390         MonoArray *o;
 391
 392         if (size < sizeof (MonoArray)) {
 393                 memset (start, 0, size);
 394                 return FALSE;
 395         }
 396
 397         o = (MonoArray*)start;
 398         o->obj.vtable = (MonoVTable*)get_array_fill_vtable ();
 399         /* Mark this as not a real object */
 400         o->obj.synchronisation = GINT_TO_POINTER (-1);
 401         o->bounds = NULL;
 402         o->max_length = (mono_array_size_t)(size - sizeof (MonoArray));
 403
 404         return TRUE;
 405 }
 406
 407 void
 408 sgen_client_zero_array_fill_header (void *p, size_t size)
 409 {
 410         if (size >= sizeof (MonoArray)) {
 411                 memset (p, 0, sizeof (MonoArray));
 412         } else {
 413                 static guint8 zeros [sizeof (MonoArray)];
 414
 415                 SGEN_ASSERT (0, !memcmp (p, zeros, size), "TLAB segment must be zeroed out.");
 416         }
 417 }
 418
 419 /*
 420  * Finalization
 421  */
 422
 423 static MonoGCFinalizerCallbacks fin_callbacks;
 424
 425 guint
 426 mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *class)
 427 {
 428         guint res = 0;
 429         /* FIXME move this to the bridge code */
 430         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
 431                 switch (sgen_bridge_class_kind (class)) {
 432                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_BRIDGE_CLASS:
 433                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_BRIDGE_CLASS:
 434                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT;
 435                         break;
 436                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_CLASS:
 437                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OPAQUE_OBJECT;
 438                         break;
 439                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_CLASS:
 440                         break;
 441                 }
 442         }
 443         if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware) {
 444                 if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware (class))
 445                         res |= SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
 446         }
 447         return res;
 448 }
 449
 450 static gboolean
 451 is_finalization_aware (MonoObject *obj)
 452 {
 453         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
 454         return (vt->gc_bits & SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE) == SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
 455 }
 456
 457 void
 458 sgen_client_object_queued_for_finalization (GCObject *obj)
 459 {
 460         if (fin_callbacks.object_queued_for_finalization && is_finalization_aware (obj))
 461                 fin_callbacks.object_queued_for_finalization (obj);
 462
 463 #ifdef ENABLE_DTRACE
 464         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE_ENABLED ())) {
 465                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
 466                 GCVTable vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
 467                 MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE ((mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
 468                                 sgen_client_vtable_get_namespace (vt), sgen_client_vtable_get_name (vt), gen,
 469                                 sgen_client_object_has_critical_finalizer (obj));
 470         }
 471 #endif
 472 }
 473
 474 void
 475 mono_gc_register_finalizer_callbacks (MonoGCFinalizerCallbacks *callbacks)
 476 {
 477         if (callbacks->version != MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION)
 478                 g_error ("Invalid finalizer callback version. Expected %d but got %d\n", MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION, callbacks->version);
 479
 480         fin_callbacks = *callbacks;
 481 }
 482
 483 void
 484 sgen_client_run_finalize (MonoObject *obj)
 485 {
 486         mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
 487 }
 488
 489 int
 490 mono_gc_invoke_finalizers (void)
 491 {
 492         return sgen_gc_invoke_finalizers ();
 493 }
 494
 495 gboolean
 496 mono_gc_pending_finalizers (void)
 497 {
 498         return sgen_have_pending_finalizers ();
 499 }
 500
 501 void
 502 sgen_client_finalize_notify (void)
 503 {
 504         mono_gc_finalize_notify ();
 505 }
 506
 507 void
 508 mono_gc_register_for_finalization (MonoObject *obj, void *user_data)
 509 {
 510         sgen_object_register_for_finalization (obj, user_data);
 511 }
 512
 513 static gboolean
 514 object_in_domain_predicate (MonoObject *obj, void *user_data)
 515 {
 516         MonoDomain *domain = user_data;
 517         if (mono_object_domain (obj) == domain) {
 518                 SGEN_LOG (5, "Unregistering finalizer for object: %p (%s)", obj, sgen_client_vtable_get_name (SGEN_LOAD_VTABLE (obj)));
 519                 return TRUE;
 520         }
 521         return FALSE;
 522 }
 523
 524 /**
 525  * mono_gc_finalizers_for_domain:
 526  * @domain: the unloading appdomain
 527  * @out_array: output array
 528  * @out_size: size of output array
 529  *
 530  * Store inside @out_array up to @out_size objects that belong to the unloading
 531  * appdomain @domain. Returns the number of stored items. Can be called repeteadly
 532  * until it returns 0.
 533  * The items are removed from the finalizer data structure, so the caller is supposed
 534  * to finalize them.
 535  * @out_array should be on the stack to allow the GC to know the objects are still alive.
 536  */
 537 int
 538 mono_gc_finalizers_for_domain (MonoDomain *domain, MonoObject **out_array, int out_size)
 539 {
 540         return sgen_gather_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, out_array, out_size);
 541 }
 542
 543 /*
 544  * Ephemerons
 545  */
 546
 547 typedef struct _EphemeronLinkNode EphemeronLinkNode;
 548
 549 struct _EphemeronLinkNode {
 550         EphemeronLinkNode *next;
 551         MonoArray *array;
 552 };
 553
 554 typedef struct {
 555        GCObject *key;
 556        GCObject *value;
 557 } Ephemeron;
 558
 559 static EphemeronLinkNode *ephemeron_list;
 560
 561 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
 562 static void
 563 null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain)
 564 {
 565         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
 566
 567         while (current) {
 568                 MonoObject *object = (MonoObject*)current->array;
 569
 570                 if (object)
 571                         SGEN_ASSERT (0, object->vtable, "Can't have objects without vtables.");
 572
 573                 if (object && object->vtable->domain == domain) {
 574                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
 575
 576                         if (prev)
 577                                 prev->next = current->next;
 578                         else
 579                                 ephemeron_list = current->next;
 580
 581                         current = current->next;
 582                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 583                 } else {
 584                         prev = current;
 585                         current = current->next;
 586                 }
 587         }
 588 }
 589
 590 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
 591 void
 592 sgen_client_clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
 593 {
 594         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
 595         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
 596         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
 597         Ephemeron *cur, *array_end;
 598         GCObject *tombstone;
 599
 600         while (current) {
 601                 MonoArray *array = current->array;
 602
 603                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
 604                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
 605
 606                         SGEN_LOG (5, "Dead Ephemeron array at %p", array);
 607
 608                         if (prev)
 609                                 prev->next = current->next;
 610                         else
 611                                 ephemeron_list = current->next;
 612
 613                         current = current->next;
 614                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 615
 616                         continue;
 617                 }
 618
 619                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
 620                 current->array = array;
 621
 622                 SGEN_LOG (5, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p", array);
 623
 624                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
 625                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
 626                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
 627
 628                 for (; cur < array_end; ++cur) {
 629                         GCObject *key = cur->key;
 630
 631                         if (!key || key == tombstone)
 632                                 continue;
 633
 634                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
 635                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
 636                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
 637
 638                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
 639                                 cur->key = tombstone;
 640                                 cur->value = NULL;
 641                                 continue;
 642                         }
 643                 }
 644                 prev = current;
 645                 current = current->next;
 646         }
 647 }
 648
 649 /*
 650 LOCKING: requires that the GC lock is held
 651
 652 Limitations: We scan all ephemerons on every collection since the current design doesn't allow for a simple nursery/mature split.
 653 */
 654 gboolean
 655 sgen_client_mark_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
 656 {
 657         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
 658         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
 659         gboolean nothing_marked = TRUE;
 660         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
 661         Ephemeron *cur, *array_end;
 662         GCObject *tombstone;
 663
 664         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
 665                 MonoArray *array = current->array;
 666                 SGEN_LOG (5, "Ephemeron array at %p", array);
 667
 668                 /*It has to be alive*/
 669                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
 670                         SGEN_LOG (5, "\tnot reachable");
 671                         continue;
 672                 }
 673
 674                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
 675
 676                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
 677                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
 678                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
 679
 680                 for (; cur < array_end; ++cur) {
 681                         GCObject *key = cur->key;
 682
 683                         if (!key || key == tombstone)
 684                                 continue;
 685
 686                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
 687                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
 688                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
 689
 690                         if (sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
 691                                 GCObject *value = cur->value;
 692
 693                                 copy_func (&cur->key, queue);
 694                                 if (value) {
 695                                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (value))
 696                                                 nothing_marked = FALSE;
 697                                         copy_func (&cur->value, queue);
 698                                 }
 699                         }
 700                 }
 701         }
 702
 703         SGEN_LOG (5, "Ephemeron run finished. Is it done %d", nothing_marked);
 704         return nothing_marked;
 705 }
 706
 707 gboolean
 708 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
 709 {
 710         EphemeronLinkNode *node;
 711
 712         LOCK_GC;
 713
 714         node = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 715         if (!node) {
 716                 UNLOCK_GC;
 717                 return FALSE;
 718         }
 719         node->array = (MonoArray*)obj;
 720         node->next = ephemeron_list;
 721         ephemeron_list = node;
 722
 723         SGEN_LOG (5, "Registered ephemeron array %p", obj);
 724
 725         UNLOCK_GC;
 726         return TRUE;
 727 }
 728
 729 /*
 730  * Appdomain handling
 731  */
 732
 733 void
 734 mono_gc_set_current_thread_appdomain (MonoDomain *domain)
 735 {
 736         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
 737
 738         /* Could be called from sgen_thread_unregister () with a NULL info */
 739         if (domain) {
 740                 g_assert (info);
 741                 info->client_info.stopped_domain = domain;
 742         }
 743 }
 744
 745 static gboolean
 746 need_remove_object_for_domain (GCObject *start, MonoDomain *domain)
 747 {
 748         if (mono_object_domain (start) == domain) {
 749                 SGEN_LOG (4, "Need to cleanup object %p", start);
 750                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)SGEN_LOAD_VTABLE (start), sgen_safe_object_get_size ((GCObject*)start));
 751                 return TRUE;
 752         }
 753         return FALSE;
 754 }
 755
 756 static void
 757 process_object_for_domain_clearing (GCObject *start, MonoDomain *domain)
 758 {
 759         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (start);
 760         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
 761                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
 762         /* The object could be a proxy for an object in the domain
 763            we're deleting. */
 764 #ifndef DISABLE_REMOTING
 765         if (mono_defaults.real_proxy_class->supertypes && mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
 766                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
 767
 768                 /* The server could already have been zeroed out, so
 769                    we need to check for that, too. */
 770                 if (server && (!SGEN_LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
 771                         SGEN_LOG (4, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p", start, server);
 772                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
 773                 }
 774         }
 775 #endif
 776 }
 777
 778 static gboolean
 779 clear_domain_process_object (GCObject *obj, MonoDomain *domain)
 780 {
 781         gboolean remove;
 782
 783         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
 784         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
 785
 786         if (remove && obj->synchronisation) {
 787                 guint32 dislink = mono_monitor_get_object_monitor_gchandle (obj);
 788                 if (dislink)
 789                         mono_gchandle_free (dislink);
 790         }
 791
 792         return remove;
 793 }
 794
 795 static void
 796 clear_domain_process_minor_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 797 {
 798         if (clear_domain_process_object (obj, domain)) {
 799                 CANARIFY_SIZE (size);
 800                 memset (obj, 0, size);
 801         }
 802 }
 803
 804 static void
 805 clear_domain_process_major_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 806 {
 807         clear_domain_process_object (obj, domain);
 808 }
 809
 810 static void
 811 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 812 {
 813         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 814                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
 815 }
 816
 817 static void
 818 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 819 {
 820         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 821                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
 822 }
 823
 824 /*
 825  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
 826  * but all the others could still be present in random places on the heap.
 827  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
 828  * with big heaps.
 829  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
 830  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
 831  * unloaded the point to random memory.
 832  */
 833 void
 834 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
 835 {
 836         LOSObject *bigobj, *prev;
 837         int i;
 838
 839         LOCK_GC;
 840
 841         binary_protocol_domain_unload_begin (domain);
 842
 843         sgen_stop_world (0);
 844
 845         if (sgen_concurrent_collection_in_progress ())
 846                 sgen_perform_collection (0, GENERATION_OLD, "clear domain", TRUE);
 847         SGEN_ASSERT (0, !sgen_concurrent_collection_in_progress (), "We just ordered a synchronous collection.  Why are we collecting concurrently?");
 848
 849         major_collector.finish_sweeping ();
 850
 851         sgen_process_fin_stage_entries ();
 852         sgen_process_dislink_stage_entries ();
 853
 854         sgen_clear_nursery_fragments ();
 855
 856         if (sgen_mono_xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
 857                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
 858                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
 859                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
 860         }
 861
 862         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
 863         to memory returned to the OS.*/
 864         null_ephemerons_for_domain (domain);
 865
 866         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i) {
 867                 sgen_null_links_if (object_in_domain_predicate, domain, i, FALSE);
 868                 sgen_null_links_if (object_in_domain_predicate, domain, i, TRUE);
 869         }
 870
 871         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 872                 sgen_remove_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, i);
 873
 874         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
 875                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE, TRUE);
 876
 877         /* We need two passes over major and large objects because
 878            freeing such objects might give their memory back to the OS
 879            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
 880            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
 881            objects with major-mark&sweep), but we might need to
 882            dereference a pointer from an object to another object if
 883            the first object is a proxy. */
 884         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
 885         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
 886                 clear_domain_process_object ((GCObject*)bigobj->data, domain);
 887
 888         prev = NULL;
 889         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
 890                 if (need_remove_object_for_domain ((GCObject*)bigobj->data, domain)) {
 891                         LOSObject *to_free = bigobj;
 892                         if (prev)
 893                                 prev->next = bigobj->next;
 894                         else
 895                                 los_object_list = bigobj->next;
 896                         bigobj = bigobj->next;
 897                         SGEN_LOG (4, "Freeing large object %p", bigobj->data);
 898                         sgen_los_free_object (to_free);
 899                         continue;
 900                 }
 901                 prev = bigobj;
 902                 bigobj = bigobj->next;
 903         }
 904         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
 905         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
 906
 907         if (domain == mono_get_root_domain ()) {
 908                 sgen_pin_stats_print_class_stats ();
 909                 sgen_object_layout_dump (stdout);
 910         }
 911
 912         sgen_restart_world (0, NULL);
 913
 914         binary_protocol_domain_unload_end (domain);
 915         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
 916
 917         UNLOCK_GC;
 918 }
 919
 920 /*
 921  * Allocation
 922  */
 923
 924 static gboolean alloc_events = FALSE;
 925
 926 void
 927 mono_gc_enable_alloc_events (void)
 928 {
 929         alloc_events = TRUE;
 930 }
 931
 932 void*
 933 mono_gc_alloc_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 934 {
 935         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj (vtable, size);
 936
 937         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
 938                 mono_profiler_allocation (obj);
 939
 940         return obj;
 941 }
 942
 943 void*
 944 mono_gc_alloc_pinned_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 945 {
 946         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_pinned (vtable, size);
 947
 948         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
 949                 mono_profiler_allocation (obj);
 950
 951         return obj;
 952 }
 953
 954 void*
 955 mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable)
 956 {
 957         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_mature (vtable, vtable->klass->instance_size);
 958
 959         if (obj && G_UNLIKELY (obj->vtable->klass->has_finalize))
 960                 mono_object_register_finalizer (obj);
 961
 962         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
 963                 mono_profiler_allocation (obj);
 964
 965         return obj;
 966 }
 967
 968 void*
 969 mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
 970 {
 971         /* FIXME: do a single allocation */
 972         void *res = calloc (1, size);
 973         if (!res)
 974                 return NULL;
 975         if (!mono_gc_register_root (res, size, descr, source, msg)) {
 976                 free (res);
 977                 res = NULL;
 978         }
 979         return res;
 980 }
 981
 982 void
 983 mono_gc_free_fixed (void* addr)
 984 {
 985         mono_gc_deregister_root (addr);
 986         free (addr);
 987 }
 988
 989 /*
 990  * Managed allocator
 991  */
 992
 993 static MonoMethod* alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 994 static MonoMethod* slowpath_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 995 static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
 996
 997 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
 998
 999 #ifdef HAVE_KW_THREAD
1000
1001 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
1002         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1003         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1004         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_NEXT_ADDR);            \
1005         } while (0)
1006
1007 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1008         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1009         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1010         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_TEMP_END);             \
1011         } while (0)
1012
1013 #else
1014
1015 #if defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
1016 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
1017         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1018         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1019         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1020         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_next_addr));  \
1021         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1022         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1023         } while (0)
1024
1025 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1026         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1027         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1028         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1029         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_temp_end));   \
1030         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1031         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1032         } while (0)
1033
1034 #else
1035 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1036 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1037 #endif
1038
1039 #endif
1040
1041 /* FIXME: Do this in the JIT, where specialized allocation sequences can be created
1042  * for each class. This is currently not easy to do, as it is hard to generate basic
1043  * blocks + branches, but it is easy with the linear IL codebase.
1044  *
1045  * For this to work we'd need to solve the TLAB race, first.  Now we
1046  * require the allocator to be in a few known methods to make sure
1047  * that they are executed atomically via the restart mechanism.
1048  */
1049 static MonoMethod*
1050 create_allocator (int atype, gboolean slowpath)
1051 {
1052         int p_var, size_var;
1053         guint32 slowpath_branch, max_size_branch;
1054         MonoMethodBuilder *mb;
1055         MonoMethod *res;
1056         MonoMethodSignature *csig;
1057         static gboolean registered = FALSE;
1058         int tlab_next_addr_var, new_next_var;
1059         const char *name = NULL;
1060         AllocatorWrapperInfo *info;
1061         int num_params, i;
1062
1063         if (!registered) {
1064                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_obj, "mono_gc_alloc_obj", mono_create_icall_signature ("object ptr int"), FALSE);
1065                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_vector, "mono_gc_alloc_vector", mono_create_icall_signature ("object ptr int int"), FALSE);
1066                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_string, "mono_gc_alloc_string", mono_create_icall_signature ("object ptr int int32"), FALSE);
1067                 registered = TRUE;
1068         }
1069
1070         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1071                 name = slowpath ? "SlowAllocSmall" : "AllocSmall";
1072         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1073                 name = slowpath ? "SlowAlloc" : "Alloc";
1074         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1075                 name = slowpath ? "SlowAllocVector" : "AllocVector";
1076         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1077                 name = slowpath ? "SlowAllocString" : "AllocString";
1078         } else {
1079                 g_assert_not_reached ();
1080         }
1081
1082         if (atype == ATYPE_NORMAL)
1083                 num_params = 1;
1084         else
1085                 num_params = 2;
1086
1087         csig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, num_params);
1088         if (atype == ATYPE_STRING) {
1089                 csig->ret = &mono_defaults.string_class->byval_arg;
1090                 csig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1091                 csig->params [1] = &mono_defaults.int32_class->byval_arg;
1092         } else {
1093                 csig->ret = &mono_defaults.object_class->byval_arg;
1094                 for (i = 0; i < num_params; i++)
1095                         csig->params [i] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1096         }
1097
1098         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, name, MONO_WRAPPER_ALLOC);
1099
1100 #ifndef DISABLE_JIT
1101         if (slowpath) {
1102                 switch (atype) {
1103                 case ATYPE_NORMAL:
1104                 case ATYPE_SMALL:
1105                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1106                         mono_mb_emit_icall (mb, mono_object_new_specific);
1107                         break;
1108                 case ATYPE_VECTOR:
1109                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1110                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1111                         mono_mb_emit_icall (mb, mono_array_new_specific);
1112                         break;
1113                 case ATYPE_STRING:
1114                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1115                         mono_mb_emit_icall (mb, mono_string_alloc);
1116                         break;
1117                 default:
1118                         g_assert_not_reached ();
1119                 }
1120
1121                 goto done;
1122         }
1123
1124         size_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1125         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1126                 /* size_var = size_arg */
1127                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1128                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1129         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1130                 /* size = vtable->klass->instance_size; */
1131                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1132                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1133                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1134                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1135                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, instance_size));
1136                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1137                 /* FIXME: assert instance_size stays a 4 byte integer */
1138                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1139                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1140                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1141         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1142                 MonoExceptionClause *clause;
1143                 int pos, pos_leave, pos_error;
1144                 MonoClass *oom_exc_class;
1145                 MonoMethod *ctor;
1146
1147                 /*
1148                  * n > MONO_ARRAY_MAX_INDEX => OutOfMemoryException
1149                  * n < 0                    => OverflowException
1150                  *
1151                  * We can do an unsigned comparison to catch both cases, then in the error
1152                  * case compare signed to distinguish between them.
1153                  */
1154                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1155                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_ARRAY_MAX_INDEX);
1156                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_U);
1157                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLE_UN_S);
1158
1159                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1160                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1161                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1162                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1163                 pos_error = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLT_S);
1164                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1165                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos_error);
1166                 mono_mb_emit_exception (mb, "OverflowException", NULL);
1167
1168                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1169
1170                 clause = mono_image_alloc0 (mono_defaults.corlib, sizeof (MonoExceptionClause));
1171                 clause->try_offset = mono_mb_get_label (mb);
1172
1173                 /* vtable->klass->sizes.element_size */
1174                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1175                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1176                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1177                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1178                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, sizes));
1179                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1180                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1181                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1182
1183                 /* * n */
1184                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1185                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MUL_OVF_UN);
1186                 /* + sizeof (MonoArray) */
1187                 mono_mb_emit_icon (mb, sizeof (MonoArray));
1188                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD_OVF_UN);
1189                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1190
1191                 pos_leave = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_LEAVE);
1192
1193                 /* catch */
1194                 clause->flags = MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE;
1195                 clause->try_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->try_offset;
1196                 clause->data.catch_class = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib,
1197                                 "System", "OverflowException");
1198                 g_assert (clause->data.catch_class);
1199                 clause->handler_offset = mono_mb_get_label (mb);
1200
1201                 oom_exc_class = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib,
1202                                 "System", "OutOfMemoryException");
1203                 g_assert (oom_exc_class);
1204                 ctor = mono_class_get_method_from_name (oom_exc_class, ".ctor", 0);
1205                 g_assert (ctor);
1206
1207                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_POP);
1208                 mono_mb_emit_op (mb, CEE_NEWOBJ, ctor);
1209                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_THROW);
1210
1211                 clause->handler_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->handler_offset;
1212                 mono_mb_set_clauses (mb, 1, clause);
1213                 mono_mb_patch_branch (mb, pos_leave);
1214                 /* end catch */
1215         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1216                 int pos;
1217
1218                 /*
1219                  * a string allocator method takes the args: (vtable, len)
1220                  *
1221                  * bytes = offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2)
1222                  *
1223                  * condition:
1224                  *
1225                  * bytes <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1226                  *
1227                  * therefore:
1228                  *
1229                  * offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2) <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1230                  * len <= (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - offsetof (MonoString, chars)) / 2 - 1
1231                  */
1232                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1233                 mono_mb_emit_icon (mb, (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars)) / 2 - 1);
1234                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLE_UN_S);
1235
1236                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1237                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1238                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1239                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1240
1241                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1242                 mono_mb_emit_icon (mb, 1);
1243                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SHL);
1244                 //WE manually fold the above + 2 here
1245                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars) + 2);
1246                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1247                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1248         } else {
1249                 g_assert_not_reached ();
1250         }
1251
1252         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1253                 /* size += ALLOC_ALIGN - 1; */
1254                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1255                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_ALLOC_ALIGN - 1);
1256                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1257                 /* size &= ~(ALLOC_ALIGN - 1); */
1258                 mono_mb_emit_icon (mb, ~(SGEN_ALLOC_ALIGN - 1));
1259                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
1260                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1261         }
1262
1263         /* if (size > MAX_SMALL_OBJ_SIZE) goto slowpath */
1264         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1265                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1266                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
1267                 max_size_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BGT_UN_S);
1268         }
1269
1270         /*
1271          * We need to modify tlab_next, but the JIT only supports reading, so we read
1272          * another tls var holding its address instead.
1273          */
1274
1275         /* tlab_next_addr (local) = tlab_next_addr (TLS var) */
1276         tlab_next_addr_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1277         EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR (mb);
1278         mono_mb_emit_stloc (mb, tlab_next_addr_var);
1279
1280         /* p = (void**)tlab_next; */
1281         p_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1282         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1283         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1284         mono_mb_emit_stloc (mb, p_var);
1285
1286         /* new_next = (char*)p + size; */
1287         new_next_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1288         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1289         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1290         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1291         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1292         mono_mb_emit_stloc (mb, new_next_var);
1293
1294         /* if (G_LIKELY (new_next < tlab_temp_end)) */
1295         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1296         EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END (mb);
1297         slowpath_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLT_UN_S);
1298
1299         /* Slowpath */
1300         if (atype != ATYPE_SMALL)
1301                 mono_mb_patch_short_branch (mb, max_size_branch);
1302
1303         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1304         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1305
1306         /* FIXME: mono_gc_alloc_obj takes a 'size_t' as an argument, not an int32 */
1307         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1308         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1309         if (atype == ATYPE_NORMAL || atype == ATYPE_SMALL) {
1310                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_obj);
1311         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1312                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1313                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_vector);
1314         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1315                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1316                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_string);
1317         } else {
1318                 g_assert_not_reached ();
1319         }
1320         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1321
1322         /* Fastpath */
1323         mono_mb_patch_short_branch (mb, slowpath_branch);
1324
1325         /* FIXME: Memory barrier */
1326
1327         /* tlab_next = new_next */
1328         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1329         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1330         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1331
1332         /*The tlab store must be visible before the the vtable store. This could be replaced with a DDS but doing it with IL would be tricky. */
1333         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1334         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1335         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1336
1337         /* *p = vtable; */
1338         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1339         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1340         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1341
1342         if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1343                 /* arr->max_length = max_length; */
1344                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1345                 mono_mb_emit_ldflda (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoArray, max_length));
1346                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1347 #ifdef MONO_BIG_ARRAYS
1348                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1349 #else
1350                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I4);
1351 #endif
1352         } else  if (atype == ATYPE_STRING) {
1353                 /* need to set length and clear the last char */
1354                 /* s->length = len; */
1355                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1356                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, length));
1357                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1358                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1359                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I4);
1360                 /* s->chars [len] = 0; */
1361                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1362                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1363                 mono_mb_emit_icon (mb, 2);
1364                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SUB);
1365                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1366                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1367                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I2);
1368         }
1369
1370         /*
1371         We must make sure both vtable and max_length are globaly visible before returning to managed land.
1372         */
1373         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1374         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1375         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1376
1377         /* return p */
1378         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1379
1380  done:
1381         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1382 #endif
1383
1384         res = mono_mb_create_method (mb, csig, 8);
1385         mono_mb_free (mb);
1386 #ifndef DISABLE_JIT
1387         mono_method_get_header (res)->init_locals = FALSE;
1388 #endif
1389
1390         info = mono_image_alloc0 (mono_defaults.corlib, sizeof (AllocatorWrapperInfo));
1391         info->gc_name = "sgen";
1392         info->alloc_type = atype;
1393         mono_marshal_set_wrapper_info (res, info);
1394
1395         return res;
1396 }
1397 #endif
1398
1399 int
1400 mono_gc_get_aligned_size_for_allocator (int size)
1401 {
1402         int aligned_size = size;
1403         aligned_size += SGEN_ALLOC_ALIGN - 1;
1404         aligned_size &= ~(SGEN_ALLOC_ALIGN - 1);
1405         return aligned_size;
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Generate an allocator method implementing the fast path of mono_gc_alloc_obj ().
1410  * The signature of the called method is:
1411  *      object allocate (MonoVTable *vtable)
1412  */
1413 MonoMethod*
1414 mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean known_instance_size)
1415 {
1416 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1417         if (collect_before_allocs)
1418                 return NULL;
1419         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1420                 return NULL;
1421         if (klass->instance_size > tlab_size)
1422                 return NULL;
1423         if (known_instance_size && ALIGN_TO (klass->instance_size, SGEN_ALLOC_ALIGN) >= SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
1424                 return NULL;
1425         if (mono_class_has_finalizer (klass) || mono_class_is_marshalbyref (klass) || (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
1426                 return NULL;
1427         if (klass->rank)
1428                 return NULL;
1429         if (klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_STRING)
1430                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_STRING, FALSE);
1431         /* Generic classes have dynamic field and can go above MAX_SMALL_OBJ_SIZE. */
1432         if (known_instance_size)
1433                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_SMALL, FALSE);
1434         else
1435                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_NORMAL, FALSE);
1436 #else
1437         return NULL;
1438 #endif
1439 }
1440
1441 MonoMethod*
1442 mono_gc_get_managed_array_allocator (MonoClass *klass)
1443 {
1444 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1445         if (klass->rank != 1)
1446                 return NULL;
1447         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1448                 return NULL;
1449         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
1450                 return NULL;
1451         if (has_per_allocation_action)
1452                 return NULL;
1453         g_assert (!mono_class_has_finalizer (klass) && !mono_class_is_marshalbyref (klass));
1454
1455         return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_VECTOR, FALSE);
1456 #else
1457         return NULL;
1458 #endif
1459 }
1460
1461 void
1462 sgen_set_use_managed_allocator (gboolean flag)
1463 {
1464         use_managed_allocator = flag;
1465 }
1466
1467 MonoMethod*
1468 mono_gc_get_managed_allocator_by_type (int atype, gboolean slowpath)
1469 {
1470 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1471         MonoMethod *res;
1472         MonoMethod **cache = slowpath ? slowpath_alloc_method_cache : alloc_method_cache;
1473
1474         if (!use_managed_allocator)
1475                 return NULL;
1476
1477         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1478                 return NULL;
1479
1480         res = cache [atype];
1481         if (res)
1482                 return res;
1483
1484         res = create_allocator (atype, slowpath);
1485         LOCK_GC;
1486         if (cache [atype]) {
1487                 mono_free_method (res);
1488                 res = cache [atype];
1489         } else {
1490                 mono_memory_barrier ();
1491                 cache [atype] = res;
1492         }
1493         UNLOCK_GC;
1494
1495         return res;
1496 #else
1497         return NULL;
1498 #endif
1499 }
1500
1501 guint32
1502 mono_gc_get_managed_allocator_types (void)
1503 {
1504         return ATYPE_NUM;
1505 }
1506
1507 gboolean
1508 sgen_is_managed_allocator (MonoMethod *method)
1509 {
1510         int i;
1511
1512         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1513                 if (method == alloc_method_cache [i] || method == slowpath_alloc_method_cache [i])
1514                         return TRUE;
1515         return FALSE;
1516 }
1517
1518 gboolean
1519 sgen_has_managed_allocator (void)
1520 {
1521         int i;
1522
1523         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1524                 if (alloc_method_cache [i] || slowpath_alloc_method_cache [i])
1525                         return TRUE;
1526         return FALSE;
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Cardtable scanning
1531  */
1532
1533 #define MWORD_MASK (sizeof (mword) - 1)
1534
1535 static inline int
1536 find_card_offset (mword card)
1537 {
1538 /*XXX Use assembly as this generates some pretty bad code */
1539 #if defined(__i386__) && defined(__GNUC__)
1540         return  (__builtin_ffs (card) - 1) / 8;
1541 #elif defined(__x86_64__) && defined(__GNUC__)
1542         return (__builtin_ffsll (card) - 1) / 8;
1543 #elif defined(__s390x__)
1544         return (__builtin_ffsll (GUINT64_TO_LE(card)) - 1) / 8;
1545 #else
1546         int i;
1547         guint8 *ptr = (guint8 *) &card;
1548         for (i = 0; i < sizeof (mword); ++i) {
1549                 if (ptr[i])
1550                         return i;
1551         }
1552         return 0;
1553 #endif
1554 }
1555
1556 static guint8*
1557 find_next_card (guint8 *card_data, guint8 *end)
1558 {
1559         mword *cards, *cards_end;
1560         mword card;
1561
1562         while ((((mword)card_data) & MWORD_MASK) && card_data < end) {
1563                 if (*card_data)
1564                         return card_data;
1565                 ++card_data;
1566         }
1567
1568         if (card_data == end)
1569                 return end;
1570
1571         cards = (mword*)card_data;
1572         cards_end = (mword*)((mword)end & ~MWORD_MASK);
1573         while (cards < cards_end) {
1574                 card = *cards;
1575                 if (card)
1576                         return (guint8*)cards + find_card_offset (card);
1577                 ++cards;
1578         }
1579
1580         card_data = (guint8*)cards_end;
1581         while (card_data < end) {
1582                 if (*card_data)
1583                         return card_data;
1584                 ++card_data;
1585         }
1586
1587         return end;
1588 }
1589
1590 #define ARRAY_OBJ_INDEX(ptr,array,elem_size) (((char*)(ptr) - ((char*)(array) + G_STRUCT_OFFSET (MonoArray, vector))) / (elem_size))
1591
1592 gboolean
1593 sgen_client_cardtable_scan_object (GCObject *obj, mword block_obj_size, guint8 *cards, gboolean mod_union, ScanCopyContext ctx)
1594 {
1595         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
1596         MonoClass *klass = vt->klass;
1597
1598         SGEN_ASSERT (0, SGEN_VTABLE_HAS_REFERENCES (vt), "Why would we ever call this on reference-free objects?");
1599
1600         if (vt->rank) {
1601                 MonoArray *arr = (MonoArray*)obj;
1602                 guint8 *card_data, *card_base;
1603                 guint8 *card_data_end;
1604                 char *obj_start = sgen_card_table_align_pointer (obj);
1605                 mword bounds_size;
1606                 mword obj_size = sgen_mono_array_size (vt, arr, &bounds_size, sgen_vtable_get_descriptor (vt));
1607                 /* We don't want to scan the bounds entries at the end of multidimensional arrays */
1608                 char *obj_end = (char*)obj + obj_size - bounds_size;
1609                 size_t card_count;
1610                 size_t extra_idx = 0;
1611
1612                 mword desc = (mword)klass->element_class->gc_descr;
1613                 int elem_size = mono_array_element_size (klass);
1614
1615 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1616                 guint8 *overflow_scan_end = NULL;
1617 #endif
1618
1619 #ifdef SGEN_OBJECT_LAYOUT_STATISTICS
1620                 if (klass->element_class->valuetype)
1621                         sgen_object_layout_scanned_vtype_array ();
1622                 else
1623                         sgen_object_layout_scanned_ref_array ();
1624 #endif
1625
1626                 if (cards)
1627                         card_data = cards;
1628                 else
1629                         card_data = sgen_card_table_get_card_scan_address ((mword)obj);
1630
1631                 card_base = card_data;
1632                 card_count = sgen_card_table_number_of_cards_in_range ((mword)obj, obj_size);
1633                 card_data_end = card_data + card_count;
1634
1635
1636 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1637                 /*Check for overflow and if so, setup to scan in two steps*/
1638                 if (!cards && card_data_end >= SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END) {
1639                         overflow_scan_end = sgen_shadow_cardtable + (card_data_end - SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END);
1640                         card_data_end = SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END;
1641                 }
1642
1643 LOOP_HEAD:
1644 #endif
1645
1646                 card_data = find_next_card (card_data, card_data_end);
1647                 for (; card_data < card_data_end; card_data = find_next_card (card_data + 1, card_data_end)) {
1648                         size_t index;
1649                         size_t idx = (card_data - card_base) + extra_idx;
1650                         char *start = (char*)(obj_start + idx * CARD_SIZE_IN_BYTES);
1651                         char *card_end = start + CARD_SIZE_IN_BYTES;
1652                         char *first_elem, *elem;
1653
1654                         HEAVY_STAT (++los_marked_cards);
1655
1656                         if (!cards)
1657                                 sgen_card_table_prepare_card_for_scanning (card_data);
1658
1659                         card_end = MIN (card_end, obj_end);
1660
1661                         if (start <= (char*)arr->vector)
1662                                 index = 0;
1663                         else
1664                                 index = ARRAY_OBJ_INDEX (start, obj, elem_size);
1665
1666                         elem = first_elem = (char*)mono_array_addr_with_size_fast ((MonoArray*)obj, elem_size, index);
1667                         if (klass->element_class->valuetype) {
1668                                 ScanVTypeFunc scan_vtype_func = ctx.ops->scan_vtype;
1669
1670                                 for (; elem < card_end; elem += elem_size)
1671                                         scan_vtype_func (obj, elem, desc, ctx.queue BINARY_PROTOCOL_ARG (elem_size));
1672                         } else {
1673                                 CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
1674
1675                                 HEAVY_STAT (++los_array_cards);
1676                                 for (; elem < card_end; elem += SIZEOF_VOID_P) {
1677                                         gpointer new, old = *(gpointer*)elem;
1678                                         if ((mod_union && old) || G_UNLIKELY (sgen_ptr_in_nursery (old))) {
1679                                                 HEAVY_STAT (++los_array_remsets);
1680                                                 copy_func ((GCObject**)elem, ctx.queue);
1681                                                 new = *(gpointer*)elem;
1682                                                 if (G_UNLIKELY (sgen_ptr_in_nursery (new)))
1683                                                         sgen_add_to_global_remset (elem, new);
1684                                         }
1685                                 }
1686                         }
1687
1688                         binary_protocol_card_scan (first_elem, elem - first_elem);
1689                 }
1690
1691 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1692                 if (overflow_scan_end) {
1693                         extra_idx = card_data - card_base;
1694                         card_base = card_data = sgen_shadow_cardtable;
1695                         card_data_end = overflow_scan_end;
1696                         overflow_scan_end = NULL;
1697                         goto LOOP_HEAD;
1698                 }
1699 #endif
1700                 return TRUE;
1701         }
1702
1703         return FALSE;
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Array and string allocation
1708  */
1709
1710 void*
1711 mono_gc_alloc_vector (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length)
1712 {
1713         MonoArray *arr;
1714         TLAB_ACCESS_INIT;
1715
1716         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1717                 return NULL;
1718
1719 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1720         ENTER_CRITICAL_REGION;
1721         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1722         if (arr) {
1723                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1724                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1725                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1726                 goto done;
1727         }
1728         EXIT_CRITICAL_REGION;
1729 #endif
1730
1731         LOCK_GC;
1732
1733         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1734         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1735                 UNLOCK_GC;
1736                 return mono_gc_out_of_memory (size);
1737         }
1738
1739         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1740
1741         UNLOCK_GC;
1742
1743  done:
1744         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1745                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1746
1747         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Vector has incorrect size.");
1748         return arr;
1749 }
1750
1751 void*
1752 mono_gc_alloc_array (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length, uintptr_t bounds_size)
1753 {
1754         MonoArray *arr;
1755         MonoArrayBounds *bounds;
1756         TLAB_ACCESS_INIT;
1757
1758         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1759                 return NULL;
1760
1761 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1762         ENTER_CRITICAL_REGION;
1763         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1764         if (arr) {
1765                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1766                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1767
1768                 bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1769                 arr->bounds = bounds;
1770                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1771                 goto done;
1772         }
1773         EXIT_CRITICAL_REGION;
1774 #endif
1775
1776         LOCK_GC;
1777
1778         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1779         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1780                 UNLOCK_GC;
1781                 return mono_gc_out_of_memory (size);
1782         }
1783
1784         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1785
1786         bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1787         arr->bounds = bounds;
1788
1789         UNLOCK_GC;
1790
1791  done:
1792         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1793                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1794
1795         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Array has incorrect size.");
1796         return arr;
1797 }
1798
1799 void*
1800 mono_gc_alloc_string (MonoVTable *vtable, size_t size, gint32 len)
1801 {
1802         MonoString *str;
1803         TLAB_ACCESS_INIT;
1804
1805         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1806                 return NULL;
1807
1808 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1809         ENTER_CRITICAL_REGION;
1810         str = (MonoString*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1811         if (str) {
1812                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1813                 str->length = len;
1814                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1815                 goto done;
1816         }
1817         EXIT_CRITICAL_REGION;
1818 #endif
1819
1820         LOCK_GC;
1821
1822         str = (MonoString*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1823         if (G_UNLIKELY (!str)) {
1824                 UNLOCK_GC;
1825                 return mono_gc_out_of_memory (size);
1826         }
1827
1828         str->length = len;
1829
1830         UNLOCK_GC;
1831
1832  done:
1833         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1834                 mono_profiler_allocation (&str->object);
1835
1836         return str;
1837 }
1838
1839 /*
1840  * Strings
1841  */
1842
1843 void
1844 mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length)
1845 {
1846         mono_unichar2 *new_end = str->chars + new_length;
1847
1848         /* zero the discarded string. This null-delimits the string and allows
1849          * the space to be reclaimed by SGen. */
1850
1851         if (nursery_canaries_enabled () && sgen_ptr_in_nursery (str)) {
1852                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT ((GCObject*)str, TRUE);
1853                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2) + CANARY_SIZE);
1854                 memcpy (new_end + 1 , CANARY_STRING, CANARY_SIZE);
1855         } else {
1856                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2));
1857         }
1858
1859         str->length = new_length;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Profiling
1864  */
1865
1866 #define GC_ROOT_NUM 32
1867 typedef struct {
1868         int count;              /* must be the first field */
1869         void *objects [GC_ROOT_NUM];
1870         int root_types [GC_ROOT_NUM];
1871         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
1872 } GCRootReport;
1873
1874 static void
1875 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
1876 {
1877         if (!report->count)
1878                 return;
1879         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
1880         report->count = 0;
1881 }
1882
1883 static void
1884 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
1885 {
1886         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
1887                 notify_gc_roots (report);
1888         report->objects [report->count] = object;
1889         report->root_types [report->count] = rtype;
1890         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)SGEN_LOAD_VTABLE (object)->klass;
1891 }
1892
1893 void
1894 sgen_client_nursery_objects_pinned (void **definitely_pinned, int count)
1895 {
1896         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1897                 GCRootReport report;
1898                 int idx;
1899                 report.count = 0;
1900                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1901                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1902                 notify_gc_roots (&report);
1903         }
1904 }
1905
1906 static void
1907 report_finalizer_roots_from_queue (SgenPointerQueue *queue)
1908 {
1909         GCRootReport report;
1910         size_t i;
1911
1912         report.count = 0;
1913         for (i = 0; i < queue->next_slot; ++i) {
1914                 void *obj = queue->data [i];
1915                 if (!obj)
1916                         continue;
1917                 add_profile_gc_root (&report, obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1918         }
1919         notify_gc_roots (&report);
1920 }
1921
1922 static void
1923 report_finalizer_roots (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
1924 {
1925         report_finalizer_roots_from_queue (fin_ready_queue);
1926         report_finalizer_roots_from_queue (critical_fin_queue);
1927 }
1928
1929 static GCRootReport *root_report;
1930
1931 static void
1932 single_arg_report_root (MonoObject **obj, void *gc_data)
1933 {
1934         if (*obj)
1935                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1936 }
1937
1938 static void
1939 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1940 {
1941         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1942         case ROOT_DESC_BITMAP:
1943                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1944                 while (desc) {
1945                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1946                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1947                         }
1948                         desc >>= 1;
1949                         start_root++;
1950                 }
1951                 return;
1952         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1953                 gsize *bitmap_data = sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1954                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1955                 void **start_run = start_root;
1956                 bitmap_data++;
1957                 while (bwords-- > 0) {
1958                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1959                         void **objptr = start_run;
1960                         while (bmap) {
1961                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1962                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1963                                 }
1964                                 bmap >>= 1;
1965                                 ++objptr;
1966                         }
1967                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1968                 }
1969                 break;
1970         }
1971         case ROOT_DESC_USER: {
1972                 MonoGCRootMarkFunc marker = (MonoGCRootMarkFunc)sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1973                 root_report = report;
1974                 marker ((MonoObject**)start_root, single_arg_report_root, NULL);
1975                 break;
1976         }
1977         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1978                 g_assert_not_reached ();
1979         default:
1980                 g_assert_not_reached ();
1981         }
1982 }
1983
1984 static void
1985 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1986 {
1987         GCRootReport report;
1988         void **start_root;
1989         RootRecord *root;
1990         report.count = 0;
1991         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
1992                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1993                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1994         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1995         notify_gc_roots (&report);
1996 }
1997
1998 static void
1999 report_registered_roots (void)
2000 {
2001         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
2002         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
2003 }
2004
2005 void
2006 sgen_client_collecting_minor (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2007 {
2008         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2009                 report_registered_roots ();
2010         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2011                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2012 }
2013
2014 static GCRootReport major_root_report;
2015 static gboolean profile_roots;
2016
2017 void
2018 sgen_client_collecting_major_1 (void)
2019 {
2020         profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
2021         memset (&major_root_report, 0, sizeof (GCRootReport));
2022 }
2023
2024 void
2025 sgen_client_pinned_los_object (GCObject *obj)
2026 {
2027         if (profile_roots)
2028                 add_profile_gc_root (&major_root_report, (char*)obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
2029 }
2030
2031 void
2032 sgen_client_collecting_major_2 (void)
2033 {
2034         if (profile_roots)
2035                 notify_gc_roots (&major_root_report);
2036
2037         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2038                 report_registered_roots ();
2039 }
2040
2041 void
2042 sgen_client_collecting_major_3 (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2043 {
2044         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2045                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2046 }
2047
2048 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
2049 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
2050 static int moved_objects_idx = 0;
2051
2052 void
2053 mono_sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
2054 {
2055         g_assert (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES);
2056
2057         if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
2058                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2059                 moved_objects_idx = 0;
2060         }
2061         moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
2062         moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
2063 }
2064
2065 void
2066 mono_sgen_gc_event_moves (void)
2067 {
2068         if (moved_objects_idx) {
2069                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2070                 moved_objects_idx = 0;
2071         }
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Heap walking
2076  */
2077
2078 #define REFS_SIZE 128
2079 typedef struct {
2080         void *data;
2081         MonoGCReferences callback;
2082         int flags;
2083         int count;
2084         int called;
2085         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
2086         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
2087 } HeapWalkInfo;
2088
2089 #undef HANDLE_PTR
2090 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
2091                 if (*(ptr)) {   \
2092                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
2093                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
2094                                 hwi->count = 0; \
2095                                 hwi->called = 1;        \
2096                         }       \
2097                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
2098                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
2099                 }       \
2100         } while (0)
2101
2102 static void
2103 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, GCObject *obj, size_t size)
2104 {
2105         char *start = (char*)obj;
2106         mword desc = sgen_obj_get_descriptor (obj);
2107
2108 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
2109 }
2110
2111 static void
2112 walk_references (GCObject *start, size_t size, void *data)
2113 {
2114         HeapWalkInfo *hwi = data;
2115         hwi->called = 0;
2116         hwi->count = 0;
2117         collect_references (hwi, start, size);
2118         if (hwi->count || !hwi->called)
2119                 hwi->callback (start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
2120 }
2121
2122 /**
2123  * mono_gc_walk_heap:
2124  * @flags: flags for future use
2125  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
2126  * @data: a user data pointer that is passed to callback
2127  *
2128  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
2129  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
2130  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
2131  * For each referenced object it's offset from the object address is
2132  * reported in the offsets array.
2133  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
2134  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
2135  * argument will be zero.
2136  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
2137  * profiler event handler.
2138  *
2139  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
2140  */
2141 int
2142 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
2143 {
2144         HeapWalkInfo hwi;
2145
2146         hwi.flags = flags;
2147         hwi.callback = callback;
2148         hwi.data = data;
2149
2150         sgen_clear_nursery_fragments ();
2151         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE, TRUE);
2152
2153         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, walk_references, &hwi);
2154         sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
2155
2156         return 0;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Threads
2161  */
2162
2163 void
2164 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
2165 {
2166         gc_callbacks = *callbacks;
2167 }
2168
2169 MonoGCCallbacks *
2170 mono_gc_get_gc_callbacks ()
2171 {
2172         return &gc_callbacks;
2173 }
2174
2175 void
2176 sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
2177 {
2178         size_t stsize = 0;
2179         guint8 *staddr = NULL;
2180
2181 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2182         g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
2183         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
2184 #else
2185         sgen_thread_info = info;
2186 #endif
2187
2188         info->client_info.skip = 0;
2189         info->client_info.stopped_ip = NULL;
2190         info->client_info.stopped_domain = NULL;
2191
2192         info->client_info.stack_start = NULL;
2193
2194 #ifdef SGEN_POSIX_STW
2195         info->client_info.stop_count = -1;
2196         info->client_info.signal = 0;
2197 #endif
2198
2199         /* On win32, stack_start_limit should be 0, since the stack can grow dynamically */
2200         mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
2201         if (staddr) {
2202 #ifndef HOST_WIN32
2203                 info->client_info.stack_start_limit = staddr;
2204 #endif
2205                 info->client_info.stack_end = staddr + stsize;
2206         } else {
2207                 gsize stack_bottom = (gsize)stack_bottom_fallback;
2208                 stack_bottom += 4095;
2209                 stack_bottom &= ~4095;
2210                 info->client_info.stack_end = (char*)stack_bottom;
2211         }
2212
2213 #ifdef USE_MONO_CTX
2214         memset (&info->client_info.ctx, 0, sizeof (MonoContext));
2215 #else
2216         memset (&info->client_info.regs, 0, sizeof (info->client_info.regs));
2217 #endif
2218
2219         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func)
2220                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2221
2222         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
2223
2224         SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_end);
2225 }
2226
2227 void
2228 sgen_client_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
2229 {
2230         MonoNativeThreadId tid;
2231
2232 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2233         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, NULL);
2234 #else
2235         sgen_thread_info = NULL;
2236 #endif
2237
2238         tid = mono_thread_info_get_tid (p);
2239
2240         if (p->client_info.info.runtime_thread)
2241                 mono_threads_add_joinable_thread ((gpointer)tid);
2242
2243         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func) {
2244                 mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func (p->client_info.runtime_data);
2245                 p->client_info.runtime_data = NULL;
2246         }
2247
2248         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)tid);
2249         SGEN_LOG (3, "unregister thread %p (%p)", p, (gpointer)tid);
2250 }
2251
2252 void
2253 mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
2254 {
2255         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
2256
2257         LOCK_GC;
2258         info->client_info.gc_disabled = skip;
2259         UNLOCK_GC;
2260 }
2261
2262 static gboolean
2263 is_critical_method (MonoMethod *method)
2264 {
2265         return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
2266 }
2267
2268 static gboolean
2269 thread_in_critical_region (SgenThreadInfo *info)
2270 {
2271         return info->client_info.in_critical_region;
2272 }
2273
2274 static void
2275 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
2276 {
2277         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func && !info->client_info.runtime_data)
2278                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2279 }
2280
2281 static void
2282 sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
2283 {
2284         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
2285          * know about, the jit will register it with mono_jit_thread_attach, but
2286          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
2287          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
2288          * the thread
2289          */
2290         if (mono_domain_get ())
2291                 mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
2292 }
2293
2294 gboolean
2295 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
2296 {
2297         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
2298 }
2299
2300 gboolean
2301 mono_gc_is_gc_thread (void)
2302 {
2303         gboolean result;
2304         LOCK_GC;
2305         result = mono_thread_info_current () != NULL;
2306         UNLOCK_GC;
2307         return result;
2308 }
2309
2310 void
2311 sgen_client_thread_register_worker (void)
2312 {
2313         mono_thread_info_register_small_id ();
2314 }
2315
2316 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
2317 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
2318
2319 void
2320 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
2321 {
2322         sgen_conservatively_pin_objects_from (start, end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
2323 }
2324
2325 void*
2326 mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
2327 {
2328         ScanCopyContext *ctx = gc_data;
2329         ctx->ops->copy_or_mark_object ((GCObject**)&obj, ctx->queue);
2330         return obj;
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Mark from thread stacks and registers.
2335  */
2336 void
2337 sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, ScanCopyContext ctx)
2338 {
2339         SgenThreadInfo *info;
2340
2341         scan_area_arg_start = start_nursery;
2342         scan_area_arg_end = end_nursery;
2343
2344         FOREACH_THREAD (info) {
2345                 int skip_reason = 0;
2346                 if (info->client_info.skip) {
2347                         SGEN_LOG (3, "Skipping dead thread %p, range: %p-%p, size: %zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start);
2348                         skip_reason = 1;
2349                 } else if (info->client_info.gc_disabled) {
2350                         SGEN_LOG (3, "GC disabled for thread %p, range: %p-%p, size: %zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start);
2351                         skip_reason = 2;
2352                 } else if (!mono_thread_info_is_live (info)) {
2353                         SGEN_LOG (3, "Skipping non-running thread %p, range: %p-%p, size: %zd (state %x)", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start, info->client_info.info.thread_state);
2354                         skip_reason = 3;
2355                 }
2356
2357                 binary_protocol_scan_stack ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, skip_reason);
2358
2359                 if (skip_reason)
2360                         continue;
2361
2362                 g_assert (info->client_info.suspend_done);
2363                 SGEN_LOG (3, "Scanning thread %p, range: %p-%p, size: %zd, pinned=%zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start, sgen_get_pinned_count ());
2364                 if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
2365                         mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func (info->client_info.runtime_data, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, precise, &ctx);
2366                 } else if (!precise) {
2367                         if (!conservative_stack_mark) {
2368                                 fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
2369                                 conservative_stack_mark = TRUE;
2370                         }
2371                         sgen_conservatively_pin_objects_from (info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2372                 }
2373
2374                 if (!precise) {
2375 #ifdef USE_MONO_CTX
2376                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.ctx, (void**)&info->client_info.ctx + ARCH_NUM_REGS,
2377                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2378 #else
2379                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.regs, (void**)&info->client_info.regs + ARCH_NUM_REGS,
2380                                         start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2381 #endif
2382                 }
2383         } END_FOREACH_THREAD
2384 }
2385
2386 /*
2387  * mono_gc_set_stack_end:
2388  *
2389  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between
2390  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
2391  */
2392 void
2393 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
2394 {
2395         SgenThreadInfo *info;
2396
2397         LOCK_GC;
2398         info = mono_thread_info_current ();
2399         if (info) {
2400                 SGEN_ASSERT (0, stack_end < info->client_info.stack_end, "Can only lower stack end");
2401                 info->client_info.stack_end = stack_end;
2402         }
2403         UNLOCK_GC;
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Roots
2408  */
2409
2410 int
2411 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2412 {
2413         return sgen_register_root (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED, source, msg);
2414 }
2415
2416 int
2417 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2418 {
2419         return sgen_register_root (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER, source, msg);
2420 }
2421
2422 void
2423 mono_gc_deregister_root (char* addr)
2424 {
2425         sgen_deregister_root (addr);
2426 }
2427
2428 /*
2429  * PThreads
2430  */
2431
2432 #ifndef HOST_WIN32
2433 int
2434 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
2435 {
2436         return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
2437 }
2438 #endif
2439
2440 /*
2441  * Miscellaneous
2442  */
2443
2444 void
2445 sgen_client_total_allocated_heap_changed (size_t allocated_heap)
2446 {
2447         mono_runtime_resource_check_limit (MONO_RESOURCE_GC_HEAP, allocated_heap);
2448 }
2449
2450 gboolean
2451 mono_gc_user_markers_supported (void)
2452 {
2453         return TRUE;
2454 }
2455
2456 gboolean
2457 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
2458 {
2459         return TRUE;
2460 }
2461
2462 int
2463 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
2464 {
2465         if (sgen_ptr_in_nursery (obj))
2466                 return 0;
2467         return 1;
2468 }
2469
2470 void
2471 mono_gc_enable_events (void)
2472 {
2473 }
2474
2475 const char *
2476 mono_gc_get_gc_name (void)
2477 {
2478         return "sgen";
2479 }
2480
2481 char*
2482 mono_gc_get_description (void)
2483 {
2484         return g_strdup ("sgen");
2485 }
2486
2487 void
2488 mono_gc_set_desktop_mode (void)
2489 {
2490 }
2491
2492 gboolean
2493 mono_gc_is_moving (void)
2494 {
2495         return TRUE;
2496 }
2497
2498 gboolean
2499 mono_gc_is_disabled (void)
2500 {
2501         return FALSE;
2502 }
2503
2504 #ifdef HOST_WIN32
2505 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
2506 {
2507         return TRUE;
2508 }
2509 #endif
2510
2511 int
2512 mono_gc_max_generation (void)
2513 {
2514         return 1;
2515 }
2516
2517 gboolean
2518 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
2519 {
2520         return !conservative_stack_mark;
2521 }
2522
2523 void
2524 mono_gc_collect (int generation)
2525 {
2526         sgen_gc_collect (generation);
2527 }
2528
2529 int
2530 mono_gc_collection_count (int generation)
2531 {
2532         return sgen_gc_collection_count (generation);
2533 }
2534
2535 int64_t
2536 mono_gc_get_used_size (void)
2537 {
2538         return (int64_t)sgen_gc_get_used_size ();
2539 }
2540
2541 int64_t
2542 mono_gc_get_heap_size (void)
2543 {
2544         return (int64_t)sgen_gc_get_total_heap_allocation ();
2545 }
2546
2547 MonoGCDescriptor
2548 mono_gc_make_root_descr_user (MonoGCRootMarkFunc marker)
2549 {
2550         return sgen_make_user_root_descriptor (marker);
2551 }
2552
2553 MonoGCDescriptor
2554 mono_gc_make_descr_for_string (gsize *bitmap, int numbits)
2555 {
2556         return SGEN_DESC_STRING;
2557 }
2558
2559 void*
2560 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
2561 {
2562         *size = sgen_nursery_size;
2563         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
2564         return sgen_get_nursery_start ();
2565 }
2566
2567 int
2568 mono_gc_get_los_limit (void)
2569 {
2570         return SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
2571 }
2572
2573 void
2574 mono_gc_weak_link_register (volatile gpointer *link_addr, MonoObject *obj, gboolean track)
2575 {
2576         binary_protocol_dislink_add ((gpointer)link_addr, obj, track);
2577 }
2578
2579 void
2580 mono_gc_weak_link_unregister (volatile gpointer *link_addr, gboolean track)
2581 {
2582         binary_protocol_dislink_remove ((gpointer)link_addr, track);
2583 }
2584
2585 void
2586 mono_gc_ensure_weak_links_accessible (void)
2587 {
2588         /*
2589          * During the second bridge processing step the world is
2590          * running again.  That step processes all weak links once
2591          * more to null those that refer to dead objects.  Before that
2592          * is completed, those links must not be followed, so we
2593          * conservatively wait for bridge processing when any weak
2594          * link is dereferenced.
2595          */
2596         /* FIXME: A GC can occur after this check fails, in which case we
2597          * should wait for bridge processing but would fail to do so.
2598          */
2599         mono_gc_wait_for_bridge_processing ();
2600 }
2601
2602 gboolean
2603 mono_gc_object_older_than (MonoObject *object, int generation)
2604 {
2605         return generation == GENERATION_NURSERY && !sgen_ptr_in_nursery (object);
2606 }
2607
2608 gboolean
2609 mono_gc_set_allow_synchronous_major (gboolean flag)
2610 {
2611         return sgen_set_allow_synchronous_major (flag);
2612 }
2613
2614 void*
2615 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
2616 {
2617         void *result;
2618         LOCK_INTERRUPTION;
2619         result = func (data);
2620         UNLOCK_INTERRUPTION;
2621         return result;
2622 }
2623
2624 void
2625 mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size)
2626 {
2627         // FIXME:
2628 }
2629
2630 void
2631 sgen_client_out_of_memory (size_t size)
2632 {
2633         mono_gc_out_of_memory (size);
2634 }
2635
2636 guint8*
2637 mono_gc_get_card_table (int *shift_bits, gpointer *mask)
2638 {
2639         return sgen_get_card_table_configuration (shift_bits, mask);
2640 }
2641
2642 gboolean
2643 mono_gc_card_table_nursery_check (void)
2644 {
2645         return !sgen_get_major_collector ()->is_concurrent;
2646 }
2647
2648 /* Negative value to remove */
2649 void
2650 mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value)
2651 {
2652         /* FIXME: Implement at some point? */
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Logging
2657  */
2658
2659 void
2660 sgen_client_degraded_allocation (size_t size)
2661 {
2662         static int last_major_gc_warned = -1;
2663         static int num_degraded = 0;
2664
2665         if (last_major_gc_warned < gc_stats.major_gc_count) {
2666                 ++num_degraded;
2667                 if (num_degraded == 1 || num_degraded == 3)
2668                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Degraded allocation.  Consider increasing nursery-size if the warning persists.");
2669                 else if (num_degraded == 10)
2670                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Repeated degraded allocation.  Consider increasing nursery-size.");
2671                 last_major_gc_warned = gc_stats.major_gc_count;
2672         }
2673 }
2674
2675 void
2676 sgen_client_log_timing (GGTimingInfo *info, mword last_major_num_sections, mword last_los_memory_usage)
2677 {
2678         SgenMajorCollector *major_collector = sgen_get_major_collector ();
2679         mword num_major_sections = major_collector->get_num_major_sections ();
2680         char full_timing_buff [1024];
2681         full_timing_buff [0] = '\0';
2682
2683         if (!info->is_overflow)
2684                 sprintf (full_timing_buff, "total %.2fms, bridge %.2fms", info->stw_time / 10000.0f, (int)info->bridge_time / 10000.0f);
2685         if (info->generation == GENERATION_OLD)
2686                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MAJOR%s: (%s) pause %.2fms, %s major %dK/%dK los %dK/%dK",
2687                         info->is_overflow ? "_OVERFLOW" : "",
2688                         info->reason ? info->reason : "",
2689                         (int)info->total_time / 10000.0f,
2690                         full_timing_buff,
2691                         major_collector->section_size * num_major_sections / 1024,
2692                         major_collector->section_size * last_major_num_sections / 1024,
2693                         los_memory_usage / 1024,
2694                         last_los_memory_usage / 1024);
2695         else
2696                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MINOR%s: (%s) pause %.2fms, %s promoted %dK major %dK los %dK",
2697                                 info->is_overflow ? "_OVERFLOW" : "",
2698                         info->reason ? info->reason : "",
2699                         (int)info->total_time / 10000.0f,
2700                         full_timing_buff,
2701                         (num_major_sections - last_major_num_sections) * major_collector->section_size / 1024,
2702                         major_collector->section_size * num_major_sections / 1024,
2703                         los_memory_usage / 1024);
2704 }
2705
2706 /*
2707  * Debugging
2708  */
2709
2710 const char*
2711 sgen_client_description_for_internal_mem_type (int type)
2712 {
2713         switch (type) {
2714         case INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK: return "ephemeron-link";
2715         default:
2716                 return NULL;
2717         }
2718 }
2719
2720 void
2721 sgen_client_pre_collection_checks (void)
2722 {
2723         if (sgen_mono_xdomain_checks) {
2724                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2725                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2726         }
2727 }
2728
2729 gboolean
2730 sgen_client_vtable_is_inited (MonoVTable *vt)
2731 {
2732         return vt->klass->inited;
2733 }
2734
2735 const char*
2736 sgen_client_vtable_get_namespace (MonoVTable *vt)
2737 {
2738         return vt->klass->name_space;
2739 }
2740
2741 const char*
2742 sgen_client_vtable_get_name (MonoVTable *vt)
2743 {
2744         return vt->klass->name;
2745 }
2746
2747 /*
2748  * Initialization
2749  */
2750
2751 void
2752 sgen_client_init (void)
2753 {
2754         int dummy;
2755         MonoThreadInfoCallbacks cb;
2756
2757         cb.thread_register = sgen_thread_register;
2758         cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
2759         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
2760         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
2761         cb.mono_method_is_critical = (gpointer)is_critical_method;
2762         cb.mono_thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
2763
2764         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
2765
2766         ///* Keep this the default for now */
2767         /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
2768         conservative_stack_mark = TRUE;
2769
2770         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
2771
2772         mono_sgen_init_stw ();
2773
2774 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2775         mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
2776 #if defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
2777         /*
2778          * CEE_MONO_TLS requires the tls offset, not the key, so the code below only works on darwin,
2779          * where the two are the same.
2780          */
2781         mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, thread_info_key);
2782 #endif
2783 #else
2784         {
2785                 int tls_offset = -1;
2786                 MONO_THREAD_VAR_OFFSET (sgen_thread_info, tls_offset);
2787                 mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, tls_offset);
2788         }
2789 #endif
2790
2791         /*
2792          * This needs to happen before any internal allocations because
2793          * it inits the small id which is required for hazard pointer
2794          * operations.
2795          */
2796         sgen_os_init ();
2797
2798         mono_gc_register_thread (&dummy);
2799 }
2800
2801 gboolean
2802 sgen_client_handle_gc_param (const char *opt)
2803 {
2804         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
2805                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2806                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
2807                         conservative_stack_mark = FALSE;
2808                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
2809                         conservative_stack_mark = TRUE;
2810                 } else {
2811                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, conservative_stack_mark ? "Using `conservative`." : "Using `precise`.",
2812                                         "Invalid value `%s` for `stack-mark` option, possible values are: `precise`, `conservative`.", opt);
2813                 }
2814         } else if (g_str_has_prefix (opt, "bridge-implementation=")) {
2815                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2816                 sgen_set_bridge_implementation (opt);
2817         } else if (g_str_has_prefix (opt, "toggleref-test")) {
2818                 /* FIXME: This should probably in MONO_GC_DEBUG */
2819                 sgen_register_test_toggleref_callback ();
2820         } else {
2821                 return FALSE;
2822         }
2823         return TRUE;
2824 }
2825
2826 void
2827 sgen_client_print_gc_params_usage (void)
2828 {
2829         fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
2830 }
2831
2832 gboolean
2833 sgen_client_handle_gc_debug (const char *opt)
2834 {
2835         if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
2836                 sgen_mono_xdomain_checks = TRUE;
2837         } else if (!strcmp (opt, "do-not-finalize")) {
2838                 do_not_finalize = TRUE;
2839         } else if (!strcmp (opt, "log-finalizers")) {
2840                 log_finalizers = TRUE;
2841         } else if (!strcmp (opt, "no-managed-allocator")) {
2842                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2843         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_debug (opt)) {
2844                 return FALSE;
2845         }
2846         return TRUE;
2847 }
2848
2849 void
2850 sgen_client_print_gc_debug_usage (void)
2851 {
2852         fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
2853         fprintf (stderr, "  do-not-finalize\n");
2854         fprintf (stderr, "  log-finalizers\n");
2855         fprintf (stderr, "  no-managed-allocator\n");
2856         sgen_bridge_print_gc_debug_usage ();
2857 }
2858
2859
2860 gpointer
2861 sgen_client_get_provenance (void)
2862 {
2863 #ifdef SGEN_OBJECT_PROVENANCE
2864         MonoGCCallbacks *cb = mono_gc_get_gc_callbacks ();
2865         gpointer (*get_provenance_func) (void);
2866         if (!cb)
2867                 return NULL;
2868         get_provenance_func = cb->get_provenance_func;
2869         if (get_provenance_func)
2870                 return get_provenance_func ();
2871         return NULL;
2872 #else
2873         return NULL;
2874 #endif
2875 }
2876
2877 void
2878 sgen_client_describe_invalid_pointer (GCObject *ptr)
2879 {
2880         sgen_bridge_describe_pointer (ptr);
2881 }
2882
2883 void
2884 mono_gc_base_init (void)
2885 {
2886         mono_counters_init ();
2887
2888 #ifdef HEAVY_STATISTICS
2889         mono_counters_register ("los marked cards", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_marked_cards);
2890         mono_counters_register ("los array cards scanned ", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_cards);
2891         mono_counters_register ("los array remsets", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_remsets);
2892
2893         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_set_arrayref);
2894         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_value_copy);
2895         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_object_copy);
2896 #endif
2897
2898         sgen_gc_init ();
2899
2900         if (nursery_canaries_enabled ())
2901                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2902 }
2903
2904 void
2905 mono_gc_base_cleanup (void)
2906 {
2907 }
2908
2909 gboolean
2910 mono_gc_is_null (void)
2911 {
2912         return FALSE;
2913 }
2914
2915 #endif