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, 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 = (GCVTable*)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 = ((MonoVTable*)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 = (GCVTable*)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         char *array;
 552 };
 553
 554 typedef struct {
 555        void *key;
 556        void *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         MonoArray *array;
 598         Ephemeron *cur, *array_end;
 599         char *tombstone;
 600
 601         while (current) {
 602                 char *object = current->array;
 603
 604                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (object)) {
 605                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
 606
 607                         SGEN_LOG (5, "Dead Ephemeron array at %p", object);
 608
 609                         if (prev)
 610                                 prev->next = current->next;
 611                         else
 612                                 ephemeron_list = current->next;
 613
 614                         current = current->next;
 615                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 616
 617                         continue;
 618                 }
 619
 620                 copy_func ((void**)&object, queue);
 621                 current->array = object;
 622
 623                 SGEN_LOG (5, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p", object);
 624
 625                 array = (MonoArray*)object;
 626                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
 627                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
 628                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
 629
 630                 for (; cur < array_end; ++cur) {
 631                         char *key = (char*)cur->key;
 632
 633                         if (!key || key == tombstone)
 634                                 continue;
 635
 636                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
 637                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
 638                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
 639
 640                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
 641                                 cur->key = tombstone;
 642                                 cur->value = NULL;
 643                                 continue;
 644                         }
 645                 }
 646                 prev = current;
 647                 current = current->next;
 648         }
 649 }
 650
 651 /*
 652 LOCKING: requires that the GC lock is held
 653
 654 Limitations: We scan all ephemerons on every collection since the current design doesn't allow for a simple nursery/mature split.
 655 */
 656 gboolean
 657 sgen_client_mark_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
 658 {
 659         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
 660         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
 661         gboolean nothing_marked = TRUE;
 662         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
 663         MonoArray *array;
 664         Ephemeron *cur, *array_end;
 665         char *tombstone;
 666
 667         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
 668                 char *object = current->array;
 669                 SGEN_LOG (5, "Ephemeron array at %p", object);
 670
 671                 /*It has to be alive*/
 672                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (object)) {
 673                         SGEN_LOG (5, "\tnot reachable");
 674                         continue;
 675                 }
 676
 677                 copy_func ((void**)&object, queue);
 678
 679                 array = (MonoArray*)object;
 680                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
 681                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
 682                 tombstone = (char*)((MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (object))->domain->ephemeron_tombstone;
 683
 684                 for (; cur < array_end; ++cur) {
 685                         char *key = cur->key;
 686
 687                         if (!key || key == tombstone)
 688                                 continue;
 689
 690                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
 691                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
 692                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
 693
 694                         if (sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
 695                                 char *value = cur->value;
 696
 697                                 copy_func ((void**)&cur->key, queue);
 698                                 if (value) {
 699                                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (value))
 700                                                 nothing_marked = FALSE;
 701                                         copy_func ((void**)&cur->value, queue);
 702                                 }
 703                         }
 704                 }
 705         }
 706
 707         SGEN_LOG (5, "Ephemeron run finished. Is it done %d", nothing_marked);
 708         return nothing_marked;
 709 }
 710
 711 gboolean
 712 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
 713 {
 714         EphemeronLinkNode *node;
 715
 716         LOCK_GC;
 717
 718         node = sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 719         if (!node) {
 720                 UNLOCK_GC;
 721                 return FALSE;
 722         }
 723         node->array = (char*)obj;
 724         node->next = ephemeron_list;
 725         ephemeron_list = node;
 726
 727         SGEN_LOG (5, "Registered ephemeron array %p", obj);
 728
 729         UNLOCK_GC;
 730         return TRUE;
 731 }
 732
 733 /*
 734  * Appdomain handling
 735  */
 736
 737 void
 738 mono_gc_set_current_thread_appdomain (MonoDomain *domain)
 739 {
 740         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
 741
 742         /* Could be called from sgen_thread_unregister () with a NULL info */
 743         if (domain) {
 744                 g_assert (info);
 745                 info->client_info.stopped_domain = domain;
 746         }
 747 }
 748
 749 static gboolean
 750 need_remove_object_for_domain (char *start, MonoDomain *domain)
 751 {
 752         if (mono_object_domain (start) == domain) {
 753                 SGEN_LOG (4, "Need to cleanup object %p", start);
 754                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)SGEN_LOAD_VTABLE (start), sgen_safe_object_get_size ((GCObject*)start));
 755                 return TRUE;
 756         }
 757         return FALSE;
 758 }
 759
 760 static void
 761 process_object_for_domain_clearing (char *start, MonoDomain *domain)
 762 {
 763         MonoVTable *vt = (MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (start);
 764         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
 765                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
 766         /* The object could be a proxy for an object in the domain
 767            we're deleting. */
 768 #ifndef DISABLE_REMOTING
 769         if (mono_defaults.real_proxy_class->supertypes && mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
 770                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
 771
 772                 /* The server could already have been zeroed out, so
 773                    we need to check for that, too. */
 774                 if (server && (!SGEN_LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
 775                         SGEN_LOG (4, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p", start, server);
 776                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
 777                 }
 778         }
 779 #endif
 780 }
 781
 782 static gboolean
 783 clear_domain_process_object (char *obj, MonoDomain *domain)
 784 {
 785         gboolean remove;
 786
 787         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
 788         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
 789
 790         if (remove && ((MonoObject*)obj)->synchronisation) {
 791                 void **dislink = mono_monitor_get_object_monitor_weak_link ((MonoObject*)obj);
 792                 if (dislink)
 793                         sgen_register_disappearing_link (NULL, dislink, FALSE, TRUE);
 794         }
 795
 796         return remove;
 797 }
 798
 799 static void
 800 clear_domain_process_minor_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 801 {
 802         if (clear_domain_process_object (obj, domain)) {
 803                 CANARIFY_SIZE (size);
 804                 memset (obj, 0, size);
 805         }
 806 }
 807
 808 static void
 809 clear_domain_process_major_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 810 {
 811         clear_domain_process_object (obj, domain);
 812 }
 813
 814 static void
 815 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 816 {
 817         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 818                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
 819 }
 820
 821 static void
 822 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (char *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 823 {
 824         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 825                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
 826 }
 827
 828 /*
 829  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
 830  * but all the others could still be present in random places on the heap.
 831  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
 832  * with big heaps.
 833  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
 834  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
 835  * unloaded the point to random memory.
 836  */
 837 void
 838 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
 839 {
 840         LOSObject *bigobj, *prev;
 841         int i;
 842
 843         LOCK_GC;
 844
 845         binary_protocol_domain_unload_begin (domain);
 846
 847         sgen_stop_world (0);
 848
 849         if (sgen_concurrent_collection_in_progress ())
 850                 sgen_perform_collection (0, GENERATION_OLD, "clear domain", TRUE);
 851         SGEN_ASSERT (0, !sgen_concurrent_collection_in_progress (), "We just ordered a synchronous collection.  Why are we collecting concurrently?");
 852
 853         major_collector.finish_sweeping ();
 854
 855         sgen_process_fin_stage_entries ();
 856         sgen_process_dislink_stage_entries ();
 857
 858         sgen_clear_nursery_fragments ();
 859
 860         if (sgen_mono_xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
 861                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
 862                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
 863                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
 864         }
 865
 866         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
 867         to memory returned to the OS.*/
 868         null_ephemerons_for_domain (domain);
 869
 870         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 871                 sgen_null_links_if (object_in_domain_predicate, domain, i);
 872
 873         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 874                 sgen_remove_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, i);
 875
 876         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
 877                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE);
 878
 879         /* We need two passes over major and large objects because
 880            freeing such objects might give their memory back to the OS
 881            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
 882            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
 883            objects with major-mark&sweep), but we might need to
 884            dereference a pointer from an object to another object if
 885            the first object is a proxy. */
 886         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
 887         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
 888                 clear_domain_process_object (bigobj->data, domain);
 889
 890         prev = NULL;
 891         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
 892                 if (need_remove_object_for_domain (bigobj->data, domain)) {
 893                         LOSObject *to_free = bigobj;
 894                         if (prev)
 895                                 prev->next = bigobj->next;
 896                         else
 897                                 los_object_list = bigobj->next;
 898                         bigobj = bigobj->next;
 899                         SGEN_LOG (4, "Freeing large object %p", bigobj->data);
 900                         sgen_los_free_object (to_free);
 901                         continue;
 902                 }
 903                 prev = bigobj;
 904                 bigobj = bigobj->next;
 905         }
 906         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
 907         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
 908
 909         if (domain == mono_get_root_domain ()) {
 910                 sgen_pin_stats_print_class_stats ();
 911                 sgen_object_layout_dump (stdout);
 912         }
 913
 914         sgen_restart_world (0, NULL);
 915
 916         binary_protocol_domain_unload_end (domain);
 917         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
 918
 919         UNLOCK_GC;
 920 }
 921
 922 /*
 923  * Allocation
 924  */
 925
 926 static gboolean alloc_events = FALSE;
 927
 928 void
 929 mono_gc_enable_alloc_events (void)
 930 {
 931         alloc_events = TRUE;
 932 }
 933
 934 void*
 935 mono_gc_alloc_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 936 {
 937         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj (vtable, size);
 938
 939         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
 940                 mono_profiler_allocation (obj);
 941
 942         return obj;
 943 }
 944
 945 void*
 946 mono_gc_alloc_pinned_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 947 {
 948         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_pinned (vtable, size);
 949
 950         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
 951                 mono_profiler_allocation (obj);
 952
 953         return obj;
 954 }
 955
 956 void*
 957 mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable)
 958 {
 959         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_mature (vtable, vtable->klass->instance_size);
 960
 961         if (obj && G_UNLIKELY (obj->vtable->klass->has_finalize))
 962                 mono_object_register_finalizer (obj);
 963
 964         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
 965                 mono_profiler_allocation (obj);
 966
 967         return obj;
 968 }
 969
 970 void*
 971 mono_gc_alloc_fixed (size_t size, void *descr)
 972 {
 973         /* FIXME: do a single allocation */
 974         void *res = calloc (1, size);
 975         if (!res)
 976                 return NULL;
 977         if (!mono_gc_register_root (res, size, descr)) {
 978                 free (res);
 979                 res = NULL;
 980         }
 981         return res;
 982 }
 983
 984 void
 985 mono_gc_free_fixed (void* addr)
 986 {
 987         mono_gc_deregister_root (addr);
 988         free (addr);
 989 }
 990
 991 /*
 992  * Managed allocator
 993  */
 994
 995 static MonoMethod* alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 996 static MonoMethod* slowpath_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 997 static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
 998
 999 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1000
1001 #ifdef HAVE_KW_THREAD
1002
1003 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
1004         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1005         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1006         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_NEXT_ADDR);            \
1007         } while (0)
1008
1009 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1010         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1011         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1012         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_TEMP_END);             \
1013         } while (0)
1014
1015 #else
1016
1017 #if defined(__APPLE__) || defined (HOST_WIN32)
1018 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
1019         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1020         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1021         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1022         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_next_addr));  \
1023         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1024         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1025         } while (0)
1026
1027 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1028         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1029         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1030         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1031         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_temp_end));   \
1032         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1033         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1034         } while (0)
1035
1036 #else
1037 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1038 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1039 #endif
1040
1041 #endif
1042
1043 /* FIXME: Do this in the JIT, where specialized allocation sequences can be created
1044  * for each class. This is currently not easy to do, as it is hard to generate basic
1045  * blocks + branches, but it is easy with the linear IL codebase.
1046  *
1047  * For this to work we'd need to solve the TLAB race, first.  Now we
1048  * require the allocator to be in a few known methods to make sure
1049  * that they are executed atomically via the restart mechanism.
1050  */
1051 static MonoMethod*
1052 create_allocator (int atype, gboolean slowpath)
1053 {
1054         int p_var, size_var;
1055         guint32 slowpath_branch, max_size_branch;
1056         MonoMethodBuilder *mb;
1057         MonoMethod *res;
1058         MonoMethodSignature *csig;
1059         static gboolean registered = FALSE;
1060         int tlab_next_addr_var, new_next_var;
1061         const char *name = NULL;
1062         AllocatorWrapperInfo *info;
1063         int num_params, i;
1064
1065         if (!registered) {
1066                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_obj, "mono_gc_alloc_obj", mono_create_icall_signature ("object ptr int"), FALSE);
1067                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_vector, "mono_gc_alloc_vector", mono_create_icall_signature ("object ptr int int"), FALSE);
1068                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_string, "mono_gc_alloc_string", mono_create_icall_signature ("object ptr int int32"), FALSE);
1069                 registered = TRUE;
1070         }
1071
1072         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1073                 name = slowpath ? "SlowAllocSmall" : "AllocSmall";
1074         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1075                 name = slowpath ? "SlowAlloc" : "Alloc";
1076         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1077                 name = slowpath ? "SlowAllocVector" : "AllocVector";
1078         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1079                 name = slowpath ? "SlowAllocString" : "AllocString";
1080         } else {
1081                 g_assert_not_reached ();
1082         }
1083
1084         if (atype == ATYPE_NORMAL)
1085                 num_params = 1;
1086         else
1087                 num_params = 2;
1088
1089         csig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, num_params);
1090         if (atype == ATYPE_STRING) {
1091                 csig->ret = &mono_defaults.string_class->byval_arg;
1092                 csig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1093                 csig->params [1] = &mono_defaults.int32_class->byval_arg;
1094         } else {
1095                 csig->ret = &mono_defaults.object_class->byval_arg;
1096                 for (i = 0; i < num_params; i++)
1097                         csig->params [i] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1098         }
1099
1100         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, name, MONO_WRAPPER_ALLOC);
1101
1102 #ifndef DISABLE_JIT
1103         if (slowpath) {
1104                 switch (atype) {
1105                 case ATYPE_NORMAL:
1106                 case ATYPE_SMALL:
1107                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1108                         mono_mb_emit_icall (mb, mono_object_new_specific);
1109                         break;
1110                 case ATYPE_VECTOR:
1111                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1112                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1113                         mono_mb_emit_icall (mb, mono_array_new_specific);
1114                         break;
1115                 case ATYPE_STRING:
1116                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1117                         mono_mb_emit_icall (mb, mono_string_alloc);
1118                         break;
1119                 default:
1120                         g_assert_not_reached ();
1121                 }
1122
1123                 goto done;
1124         }
1125
1126         size_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1127         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1128                 /* size_var = size_arg */
1129                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1130                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1131         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1132                 /* size = vtable->klass->instance_size; */
1133                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1134                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1135                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1136                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1137                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, instance_size));
1138                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1139                 /* FIXME: assert instance_size stays a 4 byte integer */
1140                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1141                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1142                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1143         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1144                 MonoExceptionClause *clause;
1145                 int pos, pos_leave, pos_error;
1146                 MonoClass *oom_exc_class;
1147                 MonoMethod *ctor;
1148
1149                 /*
1150                  * n > MONO_ARRAY_MAX_INDEX => OutOfMemoryException
1151                  * n < 0                    => OverflowException
1152                  *
1153                  * We can do an unsigned comparison to catch both cases, then in the error
1154                  * case compare signed to distinguish between them.
1155                  */
1156                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1157                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_ARRAY_MAX_INDEX);
1158                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_U);
1159                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLE_UN_S);
1160
1161                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1162                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1163                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1164                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1165                 pos_error = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLT_S);
1166                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1167                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos_error);
1168                 mono_mb_emit_exception (mb, "OverflowException", NULL);
1169
1170                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1171
1172                 clause = mono_image_alloc0 (mono_defaults.corlib, sizeof (MonoExceptionClause));
1173                 clause->try_offset = mono_mb_get_label (mb);
1174
1175                 /* vtable->klass->sizes.element_size */
1176                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1177                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1178                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1179                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1180                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, sizes));
1181                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1182                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1183                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1184
1185                 /* * n */
1186                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1187                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MUL_OVF_UN);
1188                 /* + sizeof (MonoArray) */
1189                 mono_mb_emit_icon (mb, sizeof (MonoArray));
1190                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD_OVF_UN);
1191                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1192
1193                 pos_leave = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_LEAVE);
1194
1195                 /* catch */
1196                 clause->flags = MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE;
1197                 clause->try_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->try_offset;
1198                 clause->data.catch_class = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib,
1199                                 "System", "OverflowException");
1200                 g_assert (clause->data.catch_class);
1201                 clause->handler_offset = mono_mb_get_label (mb);
1202
1203                 oom_exc_class = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib,
1204                                 "System", "OutOfMemoryException");
1205                 g_assert (oom_exc_class);
1206                 ctor = mono_class_get_method_from_name (oom_exc_class, ".ctor", 0);
1207                 g_assert (ctor);
1208
1209                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_POP);
1210                 mono_mb_emit_op (mb, CEE_NEWOBJ, ctor);
1211                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_THROW);
1212
1213                 clause->handler_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->handler_offset;
1214                 mono_mb_set_clauses (mb, 1, clause);
1215                 mono_mb_patch_branch (mb, pos_leave);
1216                 /* end catch */
1217         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1218                 int pos;
1219
1220                 /*
1221                  * a string allocator method takes the args: (vtable, len)
1222                  *
1223                  * bytes = offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2)
1224                  *
1225                  * condition:
1226                  *
1227                  * bytes <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1228                  *
1229                  * therefore:
1230                  *
1231                  * offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2) <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1232                  * len <= (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - offsetof (MonoString, chars)) / 2 - 1
1233                  */
1234                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1235                 mono_mb_emit_icon (mb, (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars)) / 2 - 1);
1236                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLE_UN_S);
1237
1238                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1239                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1240                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1241                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1242
1243                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1244                 mono_mb_emit_icon (mb, 1);
1245                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SHL);
1246                 //WE manually fold the above + 2 here
1247                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars) + 2);
1248                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1249                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1250         } else {
1251                 g_assert_not_reached ();
1252         }
1253
1254         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1255                 /* size += ALLOC_ALIGN - 1; */
1256                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1257                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_ALLOC_ALIGN - 1);
1258                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1259                 /* size &= ~(ALLOC_ALIGN - 1); */
1260                 mono_mb_emit_icon (mb, ~(SGEN_ALLOC_ALIGN - 1));
1261                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
1262                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1263         }
1264
1265         /* if (size > MAX_SMALL_OBJ_SIZE) goto slowpath */
1266         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1267                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1268                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
1269                 max_size_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BGT_UN_S);
1270         }
1271
1272         /*
1273          * We need to modify tlab_next, but the JIT only supports reading, so we read
1274          * another tls var holding its address instead.
1275          */
1276
1277         /* tlab_next_addr (local) = tlab_next_addr (TLS var) */
1278         tlab_next_addr_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1279         EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR (mb);
1280         mono_mb_emit_stloc (mb, tlab_next_addr_var);
1281
1282         /* p = (void**)tlab_next; */
1283         p_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1284         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1285         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1286         mono_mb_emit_stloc (mb, p_var);
1287
1288         /* new_next = (char*)p + size; */
1289         new_next_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1290         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1291         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1292         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1293         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1294         mono_mb_emit_stloc (mb, new_next_var);
1295
1296         /* if (G_LIKELY (new_next < tlab_temp_end)) */
1297         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1298         EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END (mb);
1299         slowpath_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLT_UN_S);
1300
1301         /* Slowpath */
1302         if (atype != ATYPE_SMALL)
1303                 mono_mb_patch_short_branch (mb, max_size_branch);
1304
1305         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1306         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1307
1308         /* FIXME: mono_gc_alloc_obj takes a 'size_t' as an argument, not an int32 */
1309         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1310         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1311         if (atype == ATYPE_NORMAL || atype == ATYPE_SMALL) {
1312                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_obj);
1313         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1314                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1315                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_vector);
1316         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1317                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1318                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_string);
1319         } else {
1320                 g_assert_not_reached ();
1321         }
1322         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1323
1324         /* Fastpath */
1325         mono_mb_patch_short_branch (mb, slowpath_branch);
1326
1327         /* FIXME: Memory barrier */
1328
1329         /* tlab_next = new_next */
1330         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1331         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1332         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1333
1334         /*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. */
1335         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1336         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1337         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1338
1339         /* *p = vtable; */
1340         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1341         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1342         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1343
1344         if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1345                 /* arr->max_length = max_length; */
1346                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1347                 mono_mb_emit_ldflda (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoArray, max_length));
1348                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1349 #ifdef MONO_BIG_ARRAYS
1350                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1351 #else
1352                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I4);
1353 #endif
1354         } else  if (atype == ATYPE_STRING) {
1355                 /* need to set length and clear the last char */
1356                 /* s->length = len; */
1357                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1358                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, length));
1359                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1360                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1361                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I4);
1362                 /* s->chars [len] = 0; */
1363                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1364                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1365                 mono_mb_emit_icon (mb, 2);
1366                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SUB);
1367                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1368                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1369                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I2);
1370         }
1371
1372         /*
1373         We must make sure both vtable and max_length are globaly visible before returning to managed land.
1374         */
1375         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1376         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1377         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1378
1379         /* return p */
1380         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1381
1382  done:
1383         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1384 #endif
1385
1386         res = mono_mb_create_method (mb, csig, 8);
1387         mono_mb_free (mb);
1388         mono_method_get_header (res)->init_locals = FALSE;
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 (char *obj, mword block_obj_size, guint8 *cards, gboolean mod_union, ScanCopyContext ctx)
1594 {
1595         MonoVTable *vt = (MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
1596         MonoClass *klass = vt->klass;
1597
1598         SGEN_ASSERT (0, SGEN_VTABLE_HAS_REFERENCES ((GCVTable*)vt), "Why would we ever call this on reference-free objects?");
1599
1600         if (vt->rank) {
1601                 guint8 *card_data, *card_base;
1602                 guint8 *card_data_end;
1603                 char *obj_start = sgen_card_table_align_pointer (obj);
1604                 mword obj_size = sgen_client_par_object_get_size (vt, (GCObject*)obj);
1605                 char *obj_end = obj + obj_size;
1606                 size_t card_count;
1607                 size_t extra_idx = 0;
1608
1609                 MonoArray *arr = (MonoArray*)obj;
1610                 mword desc = (mword)klass->element_class->gc_descr;
1611                 int elem_size = mono_array_element_size (klass);
1612
1613 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1614                 guint8 *overflow_scan_end = NULL;
1615 #endif
1616
1617 #ifdef SGEN_OBJECT_LAYOUT_STATISTICS
1618                 if (klass->element_class->valuetype)
1619                         sgen_object_layout_scanned_vtype_array ();
1620                 else
1621                         sgen_object_layout_scanned_ref_array ();
1622 #endif
1623
1624                 if (cards)
1625                         card_data = cards;
1626                 else
1627                         card_data = sgen_card_table_get_card_scan_address ((mword)obj);
1628
1629                 card_base = card_data;
1630                 card_count = sgen_card_table_number_of_cards_in_range ((mword)obj, obj_size);
1631                 card_data_end = card_data + card_count;
1632
1633
1634 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1635                 /*Check for overflow and if so, setup to scan in two steps*/
1636                 if (!cards && card_data_end >= SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END) {
1637                         overflow_scan_end = sgen_shadow_cardtable + (card_data_end - SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END);
1638                         card_data_end = SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END;
1639                 }
1640
1641 LOOP_HEAD:
1642 #endif
1643
1644                 card_data = find_next_card (card_data, card_data_end);
1645                 for (; card_data < card_data_end; card_data = find_next_card (card_data + 1, card_data_end)) {
1646                         size_t index;
1647                         size_t idx = (card_data - card_base) + extra_idx;
1648                         char *start = (char*)(obj_start + idx * CARD_SIZE_IN_BYTES);
1649                         char *card_end = start + CARD_SIZE_IN_BYTES;
1650                         char *first_elem, *elem;
1651
1652                         HEAVY_STAT (++los_marked_cards);
1653
1654                         if (!cards)
1655                                 sgen_card_table_prepare_card_for_scanning (card_data);
1656
1657                         card_end = MIN (card_end, obj_end);
1658
1659                         if (start <= (char*)arr->vector)
1660                                 index = 0;
1661                         else
1662                                 index = ARRAY_OBJ_INDEX (start, obj, elem_size);
1663
1664                         elem = first_elem = (char*)mono_array_addr_with_size_fast ((MonoArray*)obj, elem_size, index);
1665                         if (klass->element_class->valuetype) {
1666                                 ScanVTypeFunc scan_vtype_func = ctx.ops->scan_vtype;
1667
1668                                 for (; elem < card_end; elem += elem_size)
1669                                         scan_vtype_func (obj, elem, desc, ctx.queue BINARY_PROTOCOL_ARG (elem_size));
1670                         } else {
1671                                 CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
1672
1673                                 HEAVY_STAT (++los_array_cards);
1674                                 for (; elem < card_end; elem += SIZEOF_VOID_P) {
1675                                         gpointer new, old = *(gpointer*)elem;
1676                                         if ((mod_union && old) || G_UNLIKELY (sgen_ptr_in_nursery (old))) {
1677                                                 HEAVY_STAT (++los_array_remsets);
1678                                                 copy_func ((void**)elem, ctx.queue);
1679                                                 new = *(gpointer*)elem;
1680                                                 if (G_UNLIKELY (sgen_ptr_in_nursery (new)))
1681                                                         sgen_add_to_global_remset (elem, new);
1682                                         }
1683                                 }
1684                         }
1685
1686                         binary_protocol_card_scan (first_elem, elem - first_elem);
1687                 }
1688
1689 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1690                 if (overflow_scan_end) {
1691                         extra_idx = card_data - card_base;
1692                         card_base = card_data = sgen_shadow_cardtable;
1693                         card_data_end = overflow_scan_end;
1694                         overflow_scan_end = NULL;
1695                         goto LOOP_HEAD;
1696                 }
1697 #endif
1698                 return TRUE;
1699         }
1700
1701         return FALSE;
1702 }
1703
1704 /*
1705  * Array and string allocation
1706  */
1707
1708 void*
1709 mono_gc_alloc_vector (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length)
1710 {
1711         MonoArray *arr;
1712         TLAB_ACCESS_INIT;
1713
1714         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1715                 return NULL;
1716
1717 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1718         ENTER_CRITICAL_REGION;
1719         arr = sgen_try_alloc_obj_nolock ((GCVTable*)vtable, size);
1720         if (arr) {
1721                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1722                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1723                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1724                 goto done;
1725         }
1726         EXIT_CRITICAL_REGION;
1727 #endif
1728
1729         LOCK_GC;
1730
1731         arr = sgen_alloc_obj_nolock ((GCVTable*)vtable, size);
1732         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1733                 UNLOCK_GC;
1734                 return mono_gc_out_of_memory (size);
1735         }
1736
1737         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1738
1739         UNLOCK_GC;
1740
1741  done:
1742         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1743                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1744
1745         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size ((GCVTable*)vtable, (GCObject*)arr)), "Vector has incorrect size.");
1746         return arr;
1747 }
1748
1749 void*
1750 mono_gc_alloc_array (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length, uintptr_t bounds_size)
1751 {
1752         MonoArray *arr;
1753         MonoArrayBounds *bounds;
1754         TLAB_ACCESS_INIT;
1755
1756         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1757                 return NULL;
1758
1759 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1760         ENTER_CRITICAL_REGION;
1761         arr = sgen_try_alloc_obj_nolock ((GCVTable*)vtable, size);
1762         if (arr) {
1763                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1764                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1765
1766                 bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1767                 arr->bounds = bounds;
1768                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1769                 goto done;
1770         }
1771         EXIT_CRITICAL_REGION;
1772 #endif
1773
1774         LOCK_GC;
1775
1776         arr = sgen_alloc_obj_nolock ((GCVTable*)vtable, size);
1777         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1778                 UNLOCK_GC;
1779                 return mono_gc_out_of_memory (size);
1780         }
1781
1782         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1783
1784         bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1785         arr->bounds = bounds;
1786
1787         UNLOCK_GC;
1788
1789  done:
1790         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1791                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1792
1793         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size ((GCVTable*)vtable, (GCObject*)arr)), "Array has incorrect size.");
1794         return arr;
1795 }
1796
1797 void*
1798 mono_gc_alloc_string (MonoVTable *vtable, size_t size, gint32 len)
1799 {
1800         MonoString *str;
1801         TLAB_ACCESS_INIT;
1802
1803         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1804                 return NULL;
1805
1806 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1807         ENTER_CRITICAL_REGION;
1808         str = sgen_try_alloc_obj_nolock ((GCVTable*)vtable, size);
1809         if (str) {
1810                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1811                 str->length = len;
1812                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1813                 goto done;
1814         }
1815         EXIT_CRITICAL_REGION;
1816 #endif
1817
1818         LOCK_GC;
1819
1820         str = sgen_alloc_obj_nolock ((GCVTable*)vtable, size);
1821         if (G_UNLIKELY (!str)) {
1822                 UNLOCK_GC;
1823                 return mono_gc_out_of_memory (size);
1824         }
1825
1826         str->length = len;
1827
1828         UNLOCK_GC;
1829
1830  done:
1831         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1832                 mono_profiler_allocation (&str->object);
1833
1834         return str;
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Strings
1839  */
1840
1841 void
1842 mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length)
1843 {
1844         mono_unichar2 *new_end = str->chars + new_length;
1845
1846         /* zero the discarded string. This null-delimits the string and allows
1847          * the space to be reclaimed by SGen. */
1848
1849         if (nursery_canaries_enabled () && sgen_ptr_in_nursery (str)) {
1850                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT (str);
1851                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2) + CANARY_SIZE);
1852                 memcpy (new_end + 1 , CANARY_STRING, CANARY_SIZE);
1853         } else {
1854                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2));
1855         }
1856
1857         str->length = new_length;
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Profiling
1862  */
1863
1864 #define GC_ROOT_NUM 32
1865 typedef struct {
1866         int count;              /* must be the first field */
1867         void *objects [GC_ROOT_NUM];
1868         int root_types [GC_ROOT_NUM];
1869         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
1870 } GCRootReport;
1871
1872 static void
1873 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
1874 {
1875         if (!report->count)
1876                 return;
1877         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
1878         report->count = 0;
1879 }
1880
1881 static void
1882 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
1883 {
1884         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
1885                 notify_gc_roots (report);
1886         report->objects [report->count] = object;
1887         report->root_types [report->count] = rtype;
1888         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)((MonoVTable*)SGEN_LOAD_VTABLE (object))->klass;
1889 }
1890
1891 void
1892 sgen_client_nursery_objects_pinned (void **definitely_pinned, int count)
1893 {
1894         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1895                 GCRootReport report;
1896                 int idx;
1897                 report.count = 0;
1898                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1899                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1900                 notify_gc_roots (&report);
1901         }
1902 }
1903
1904 static void
1905 report_finalizer_roots_from_queue (SgenPointerQueue *queue)
1906 {
1907         GCRootReport report;
1908         size_t i;
1909
1910         report.count = 0;
1911         for (i = 0; i < queue->next_slot; ++i) {
1912                 void *obj = queue->data [i];
1913                 if (!obj)
1914                         continue;
1915                 add_profile_gc_root (&report, obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1916         }
1917         notify_gc_roots (&report);
1918 }
1919
1920 static void
1921 report_finalizer_roots (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
1922 {
1923         report_finalizer_roots_from_queue (fin_ready_queue);
1924         report_finalizer_roots_from_queue (critical_fin_queue);
1925 }
1926
1927 static GCRootReport *root_report;
1928
1929 static void
1930 single_arg_report_root (void **obj, void *gc_data)
1931 {
1932         if (*obj)
1933                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1934 }
1935
1936 static void
1937 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1938 {
1939         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1940         case ROOT_DESC_BITMAP:
1941                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1942                 while (desc) {
1943                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1944                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1945                         }
1946                         desc >>= 1;
1947                         start_root++;
1948                 }
1949                 return;
1950         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1951                 gsize *bitmap_data = sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1952                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1953                 void **start_run = start_root;
1954                 bitmap_data++;
1955                 while (bwords-- > 0) {
1956                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1957                         void **objptr = start_run;
1958                         while (bmap) {
1959                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1960                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1961                                 }
1962                                 bmap >>= 1;
1963                                 ++objptr;
1964                         }
1965                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1966                 }
1967                 break;
1968         }
1969         case ROOT_DESC_USER: {
1970                 MonoGCRootMarkFunc marker = sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1971                 root_report = report;
1972                 marker (start_root, single_arg_report_root, NULL);
1973                 break;
1974         }
1975         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1976                 g_assert_not_reached ();
1977         default:
1978                 g_assert_not_reached ();
1979         }
1980 }
1981
1982 static void
1983 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1984 {
1985         GCRootReport report;
1986         void **start_root;
1987         RootRecord *root;
1988         report.count = 0;
1989         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], start_root, root) {
1990                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1991                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1992         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1993         notify_gc_roots (&report);
1994 }
1995
1996 static void
1997 report_registered_roots (void)
1998 {
1999         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
2000         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
2001 }
2002
2003 void
2004 sgen_client_collecting_minor (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2005 {
2006         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2007                 report_registered_roots ();
2008         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2009                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2010 }
2011
2012 static GCRootReport major_root_report;
2013 static gboolean profile_roots;
2014
2015 void
2016 sgen_client_collecting_major_1 (void)
2017 {
2018         profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
2019         memset (&major_root_report, 0, sizeof (GCRootReport));
2020 }
2021
2022 void
2023 sgen_client_pinned_los_object (char *obj)
2024 {
2025         if (profile_roots)
2026                 add_profile_gc_root (&major_root_report, obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
2027 }
2028
2029 void
2030 sgen_client_collecting_major_2 (void)
2031 {
2032         if (profile_roots)
2033                 notify_gc_roots (&major_root_report);
2034
2035         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2036                 report_registered_roots ();
2037 }
2038
2039 void
2040 sgen_client_collecting_major_3 (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2041 {
2042         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2043                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2044 }
2045
2046 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
2047 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
2048 static int moved_objects_idx = 0;
2049
2050 void
2051 mono_sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
2052 {
2053         g_assert (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES);
2054
2055         if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
2056                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2057                 moved_objects_idx = 0;
2058         }
2059         moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
2060         moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
2061 }
2062
2063 void
2064 mono_sgen_gc_event_moves (void)
2065 {
2066         if (moved_objects_idx) {
2067                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2068                 moved_objects_idx = 0;
2069         }
2070 }
2071
2072 /*
2073  * Heap walking
2074  */
2075
2076 #define REFS_SIZE 128
2077 typedef struct {
2078         void *data;
2079         MonoGCReferences callback;
2080         int flags;
2081         int count;
2082         int called;
2083         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
2084         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
2085 } HeapWalkInfo;
2086
2087 #undef HANDLE_PTR
2088 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
2089                 if (*(ptr)) {   \
2090                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
2091                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
2092                                 hwi->count = 0; \
2093                                 hwi->called = 1;        \
2094                         }       \
2095                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
2096                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
2097                 }       \
2098         } while (0)
2099
2100 static void
2101 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, char *start, size_t size)
2102 {
2103         mword desc = sgen_obj_get_descriptor (start);
2104
2105 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
2106 }
2107
2108 static void
2109 walk_references (char *start, size_t size, void *data)
2110 {
2111         HeapWalkInfo *hwi = data;
2112         hwi->called = 0;
2113         hwi->count = 0;
2114         collect_references (hwi, start, size);
2115         if (hwi->count || !hwi->called)
2116                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
2117 }
2118
2119 /**
2120  * mono_gc_walk_heap:
2121  * @flags: flags for future use
2122  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
2123  * @data: a user data pointer that is passed to callback
2124  *
2125  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
2126  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
2127  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
2128  * For each referenced object it's offset from the object address is
2129  * reported in the offsets array.
2130  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
2131  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
2132  * argument will be zero.
2133  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
2134  * profiler event handler.
2135  *
2136  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
2137  */
2138 int
2139 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
2140 {
2141         HeapWalkInfo hwi;
2142
2143         hwi.flags = flags;
2144         hwi.callback = callback;
2145         hwi.data = data;
2146
2147         sgen_clear_nursery_fragments ();
2148         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE);
2149
2150         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, walk_references, &hwi);
2151         sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
2152
2153         return 0;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Threads
2158  */
2159
2160 void
2161 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
2162 {
2163         gc_callbacks = *callbacks;
2164 }
2165
2166 MonoGCCallbacks *
2167 mono_gc_get_gc_callbacks ()
2168 {
2169         return &gc_callbacks;
2170 }
2171
2172 void
2173 sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
2174 {
2175         size_t stsize = 0;
2176         guint8 *staddr = NULL;
2177
2178 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2179         g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
2180         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
2181 #else
2182         sgen_thread_info = info;
2183 #endif
2184
2185         info->client_info.skip = 0;
2186         info->client_info.stopped_ip = NULL;
2187         info->client_info.stopped_domain = NULL;
2188
2189         info->client_info.stack_start = NULL;
2190
2191 #ifdef SGEN_POSIX_STW
2192         info->client_info.stop_count = -1;
2193         info->client_info.signal = 0;
2194 #endif
2195
2196         /* On win32, stack_start_limit should be 0, since the stack can grow dynamically */
2197         mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
2198         if (staddr) {
2199 #ifndef HOST_WIN32
2200                 info->client_info.stack_start_limit = staddr;
2201 #endif
2202                 info->client_info.stack_end = staddr + stsize;
2203         } else {
2204                 gsize stack_bottom = (gsize)stack_bottom_fallback;
2205                 stack_bottom += 4095;
2206                 stack_bottom &= ~4095;
2207                 info->client_info.stack_end = (char*)stack_bottom;
2208         }
2209
2210 #ifdef USE_MONO_CTX
2211         memset (&info->client_info.ctx, 0, sizeof (MonoContext));
2212 #else
2213         memset (&info->client_info.regs, 0, sizeof (info->client_info.regs));
2214 #endif
2215
2216         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func)
2217                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2218
2219         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
2220
2221         SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_end);
2222 }
2223
2224 void
2225 sgen_client_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
2226 {
2227         MonoNativeThreadId tid;
2228
2229 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2230         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, NULL);
2231 #else
2232         sgen_thread_info = NULL;
2233 #endif
2234
2235         tid = mono_thread_info_get_tid (p);
2236
2237         if (p->client_info.info.runtime_thread)
2238                 mono_threads_add_joinable_thread ((gpointer)tid);
2239
2240         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func) {
2241                 mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func (p->client_info.runtime_data);
2242                 p->client_info.runtime_data = NULL;
2243         }
2244
2245         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)tid);
2246         SGEN_LOG (3, "unregister thread %p (%p)", p, (gpointer)tid);
2247 }
2248
2249 void
2250 mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
2251 {
2252         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
2253
2254         LOCK_GC;
2255         info->client_info.gc_disabled = skip;
2256         UNLOCK_GC;
2257 }
2258
2259 static gboolean
2260 is_critical_method (MonoMethod *method)
2261 {
2262         return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
2263 }
2264
2265 static gboolean
2266 thread_in_critical_region (SgenThreadInfo *info)
2267 {
2268         return info->client_info.in_critical_region;
2269 }
2270
2271 static void
2272 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
2273 {
2274         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func && !info->client_info.runtime_data)
2275                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2276 }
2277
2278 static void
2279 sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
2280 {
2281         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
2282          * know about, the jit will register it with mono_jit_thread_attach, but
2283          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
2284          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
2285          * the thread
2286          */
2287         if (mono_domain_get ())
2288                 mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
2289 }
2290
2291 gboolean
2292 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
2293 {
2294         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
2295 }
2296
2297 gboolean
2298 mono_gc_is_gc_thread (void)
2299 {
2300         gboolean result;
2301         LOCK_GC;
2302         result = mono_thread_info_current () != NULL;
2303         UNLOCK_GC;
2304         return result;
2305 }
2306
2307 void
2308 sgen_client_thread_register_worker (void)
2309 {
2310         mono_thread_info_register_small_id ();
2311 }
2312
2313 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
2314 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
2315
2316 void
2317 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
2318 {
2319         sgen_conservatively_pin_objects_from (start, end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
2320 }
2321
2322 void*
2323 mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
2324 {
2325         ScanCopyContext *ctx = gc_data;
2326         ctx->ops->copy_or_mark_object (&obj, ctx->queue);
2327         return obj;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Mark from thread stacks and registers.
2332  */
2333 void
2334 sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, ScanCopyContext ctx)
2335 {
2336         SgenThreadInfo *info;
2337
2338         scan_area_arg_start = start_nursery;
2339         scan_area_arg_end = end_nursery;
2340
2341         FOREACH_THREAD (info) {
2342                 int skip_reason = 0;
2343                 if (info->client_info.skip) {
2344                         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);
2345                         skip_reason = 1;
2346                 } else if (info->client_info.gc_disabled) {
2347                         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);
2348                         skip_reason = 2;
2349                 } else if (!mono_thread_info_is_live (info)) {
2350                         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);
2351                         skip_reason = 3;
2352                 }
2353
2354                 binary_protocol_scan_stack ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, skip_reason);
2355
2356                 if (skip_reason)
2357                         continue;
2358
2359                 g_assert (info->client_info.suspend_done);
2360                 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 ());
2361                 if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
2362                         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);
2363                 } else if (!precise) {
2364                         if (!conservative_stack_mark) {
2365                                 fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
2366                                 conservative_stack_mark = TRUE;
2367                         }
2368                         sgen_conservatively_pin_objects_from (info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2369                 }
2370
2371                 if (!precise) {
2372 #ifdef USE_MONO_CTX
2373                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.ctx, (void**)&info->client_info.ctx + ARCH_NUM_REGS,
2374                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2375 #else
2376                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.regs, (void**)&info->client_info.regs + ARCH_NUM_REGS,
2377                                         start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2378 #endif
2379                 }
2380         } END_FOREACH_THREAD
2381 }
2382
2383 /*
2384  * mono_gc_set_stack_end:
2385  *
2386  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between
2387  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
2388  */
2389 void
2390 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
2391 {
2392         SgenThreadInfo *info;
2393
2394         LOCK_GC;
2395         info = mono_thread_info_current ();
2396         if (info) {
2397                 SGEN_ASSERT (0, stack_end < info->client_info.stack_end, "Can only lower stack end");
2398                 info->client_info.stack_end = stack_end;
2399         }
2400         UNLOCK_GC;
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Roots
2405  */
2406
2407 int
2408 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, void *descr)
2409 {
2410         return sgen_register_root (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED);
2411 }
2412
2413 int
2414 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, void *descr)
2415 {
2416         return sgen_register_root (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER);
2417 }
2418
2419 void
2420 mono_gc_deregister_root (char* addr)
2421 {
2422         sgen_deregister_root (addr);
2423 }
2424
2425 /*
2426  * PThreads
2427  */
2428
2429 #ifndef HOST_WIN32
2430 int
2431 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
2432 {
2433         return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
2434 }
2435 #endif
2436
2437 /*
2438  * Miscellaneous
2439  */
2440
2441 void
2442 sgen_client_total_allocated_heap_changed (size_t allocated_heap)
2443 {
2444         mono_runtime_resource_check_limit (MONO_RESOURCE_GC_HEAP, allocated_heap);
2445 }
2446
2447 gboolean
2448 mono_gc_user_markers_supported (void)
2449 {
2450         return TRUE;
2451 }
2452
2453 gboolean
2454 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
2455 {
2456         return TRUE;
2457 }
2458
2459 int
2460 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
2461 {
2462         if (sgen_ptr_in_nursery (obj))
2463                 return 0;
2464         return 1;
2465 }
2466
2467 void
2468 mono_gc_enable_events (void)
2469 {
2470 }
2471
2472 const char *
2473 mono_gc_get_gc_name (void)
2474 {
2475         return "sgen";
2476 }
2477
2478 char*
2479 mono_gc_get_description (void)
2480 {
2481         return g_strdup ("sgen");
2482 }
2483
2484 void
2485 mono_gc_set_desktop_mode (void)
2486 {
2487 }
2488
2489 gboolean
2490 mono_gc_is_moving (void)
2491 {
2492         return TRUE;
2493 }
2494
2495 gboolean
2496 mono_gc_is_disabled (void)
2497 {
2498         return FALSE;
2499 }
2500
2501 #ifdef HOST_WIN32
2502 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
2503 {
2504         return TRUE;
2505 }
2506 #endif
2507
2508 int
2509 mono_gc_max_generation (void)
2510 {
2511         return 1;
2512 }
2513
2514 gboolean
2515 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
2516 {
2517         return !conservative_stack_mark;
2518 }
2519
2520 void
2521 mono_gc_collect (int generation)
2522 {
2523         sgen_gc_collect (generation);
2524 }
2525
2526 int
2527 mono_gc_collection_count (int generation)
2528 {
2529         return sgen_gc_collection_count (generation);
2530 }
2531
2532 int64_t
2533 mono_gc_get_used_size (void)
2534 {
2535         return (int64_t)sgen_gc_get_used_size ();
2536 }
2537
2538 int64_t
2539 mono_gc_get_heap_size (void)
2540 {
2541         return (int64_t)sgen_gc_get_total_heap_allocation ();
2542 }
2543
2544 void*
2545 mono_gc_make_root_descr_user (MonoGCRootMarkFunc marker)
2546 {
2547         return sgen_make_user_root_descriptor (marker);
2548 }
2549
2550 void*
2551 mono_gc_make_descr_for_string (gsize *bitmap, int numbits)
2552 {
2553         return (void*)SGEN_DESC_STRING;
2554 }
2555
2556 void*
2557 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
2558 {
2559         *size = sgen_nursery_size;
2560         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
2561         return sgen_get_nursery_start ();
2562 }
2563
2564 int
2565 mono_gc_get_los_limit (void)
2566 {
2567         return SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
2568 }
2569
2570 void
2571 mono_gc_weak_link_add (void **link_addr, MonoObject *obj, gboolean track)
2572 {
2573         sgen_register_disappearing_link (obj, link_addr, track, FALSE);
2574 }
2575
2576 void
2577 mono_gc_weak_link_remove (void **link_addr, gboolean track)
2578 {
2579         sgen_register_disappearing_link (NULL, link_addr, track, FALSE);
2580 }
2581
2582 MonoObject*
2583 mono_gc_weak_link_get (void **link_addr)
2584 {
2585         return sgen_weak_link_get (link_addr);
2586 }
2587
2588 gboolean
2589 mono_gc_set_allow_synchronous_major (gboolean flag)
2590 {
2591         return sgen_set_allow_synchronous_major (flag);
2592 }
2593
2594 void*
2595 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
2596 {
2597         void *result;
2598         LOCK_INTERRUPTION;
2599         result = func (data);
2600         UNLOCK_INTERRUPTION;
2601         return result;
2602 }
2603
2604 void
2605 mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size)
2606 {
2607         // FIXME:
2608 }
2609
2610 void
2611 sgen_client_out_of_memory (size_t size)
2612 {
2613         mono_gc_out_of_memory (size);
2614 }
2615
2616 guint8*
2617 mono_gc_get_card_table (int *shift_bits, gpointer *mask)
2618 {
2619         return sgen_get_card_table_configuration (shift_bits, mask);
2620 }
2621
2622 gboolean
2623 mono_gc_card_table_nursery_check (void)
2624 {
2625         return !sgen_get_major_collector ()->is_concurrent;
2626 }
2627
2628 /* Negative value to remove */
2629 void
2630 mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value)
2631 {
2632         /* FIXME: Implement at some point? */
2633 }
2634
2635 /*
2636  * Logging
2637  */
2638
2639 void
2640 sgen_client_degraded_allocation (size_t size)
2641 {
2642         static int last_major_gc_warned = -1;
2643         static int num_degraded = 0;
2644
2645         if (last_major_gc_warned < gc_stats.major_gc_count) {
2646                 ++num_degraded;
2647                 if (num_degraded == 1 || num_degraded == 3)
2648                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Degraded allocation.  Consider increasing nursery-size if the warning persists.");
2649                 else if (num_degraded == 10)
2650                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Repeated degraded allocation.  Consider increasing nursery-size.");
2651                 last_major_gc_warned = gc_stats.major_gc_count;
2652         }
2653 }
2654
2655 void
2656 sgen_client_log_timing (GGTimingInfo *info, mword last_major_num_sections, mword last_los_memory_usage)
2657 {
2658         SgenMajorCollector *major_collector = sgen_get_major_collector ();
2659         mword num_major_sections = major_collector->get_num_major_sections ();
2660         char full_timing_buff [1024];
2661         full_timing_buff [0] = '\0';
2662
2663         if (!info->is_overflow)
2664                 sprintf (full_timing_buff, "total %.2fms, bridge %.2fms", info->stw_time / 10000.0f, (int)info->bridge_time / 10000.0f);
2665         if (info->generation == GENERATION_OLD)
2666                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MAJOR%s: (%s) pause %.2fms, %s major %dK/%dK los %dK/%dK",
2667                         info->is_overflow ? "_OVERFLOW" : "",
2668                         info->reason ? info->reason : "",
2669                         (int)info->total_time / 10000.0f,
2670                         full_timing_buff,
2671                         major_collector->section_size * num_major_sections / 1024,
2672                         major_collector->section_size * last_major_num_sections / 1024,
2673                         los_memory_usage / 1024,
2674                         last_los_memory_usage / 1024);
2675         else
2676                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MINOR%s: (%s) pause %.2fms, %s promoted %dK major %dK los %dK",
2677                                 info->is_overflow ? "_OVERFLOW" : "",
2678                         info->reason ? info->reason : "",
2679                         (int)info->total_time / 10000.0f,
2680                         full_timing_buff,
2681                         (num_major_sections - last_major_num_sections) * major_collector->section_size / 1024,
2682                         major_collector->section_size * num_major_sections / 1024,
2683                         los_memory_usage / 1024);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Debugging
2688  */
2689
2690 const char*
2691 sgen_client_description_for_internal_mem_type (int type)
2692 {
2693         switch (type) {
2694         case INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK: return "ephemeron-link";
2695         default:
2696                 return NULL;
2697         }
2698 }
2699
2700 void
2701 sgen_client_pre_collection_checks (void)
2702 {
2703         if (sgen_mono_xdomain_checks) {
2704                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2705                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2706         }
2707 }
2708
2709 gboolean
2710 sgen_client_vtable_is_inited (GCVTable *gc_vtable)
2711 {
2712         MonoVTable *vt = (MonoVTable*)gc_vtable;
2713         return vt->klass->inited;
2714 }
2715
2716 const char*
2717 sgen_client_vtable_get_namespace (GCVTable *gc_vtable)
2718 {
2719         MonoVTable *vt = (MonoVTable*)gc_vtable;
2720         return vt->klass->name_space;
2721 }
2722
2723 const char*
2724 sgen_client_vtable_get_name (GCVTable *gc_vtable)
2725 {
2726         MonoVTable *vt = (MonoVTable*)gc_vtable;
2727         return vt->klass->name;
2728 }
2729
2730 /*
2731  * Initialization
2732  */
2733
2734 void
2735 sgen_client_init (void)
2736 {
2737         int dummy;
2738         MonoThreadInfoCallbacks cb;
2739
2740         cb.thread_register = sgen_thread_register;
2741         cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
2742         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
2743         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
2744         cb.mono_method_is_critical = (gpointer)is_critical_method;
2745         cb.mono_thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
2746
2747         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
2748
2749         ///* Keep this the default for now */
2750         /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
2751         conservative_stack_mark = TRUE;
2752
2753         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
2754
2755         mono_sgen_init_stw ();
2756
2757 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2758         mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
2759 #if defined(__APPLE__) || defined (HOST_WIN32)
2760         /*
2761          * CEE_MONO_TLS requires the tls offset, not the key, so the code below only works on darwin,
2762          * where the two are the same.
2763          */
2764         mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, thread_info_key);
2765 #endif
2766 #else
2767         {
2768                 int tls_offset = -1;
2769                 MONO_THREAD_VAR_OFFSET (sgen_thread_info, tls_offset);
2770                 mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, tls_offset);
2771         }
2772 #endif
2773
2774         /*
2775          * This needs to happen before any internal allocations because
2776          * it inits the small id which is required for hazard pointer
2777          * operations.
2778          */
2779         sgen_os_init ();
2780
2781         mono_gc_register_thread (&dummy);
2782 }
2783
2784 gboolean
2785 sgen_client_handle_gc_param (const char *opt)
2786 {
2787         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
2788                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2789                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
2790                         conservative_stack_mark = FALSE;
2791                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
2792                         conservative_stack_mark = TRUE;
2793                 } else {
2794                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, conservative_stack_mark ? "Using `conservative`." : "Using `precise`.",
2795                                         "Invalid value `%s` for `stack-mark` option, possible values are: `precise`, `conservative`.", opt);
2796                 }
2797         } else if (g_str_has_prefix (opt, "bridge-implementation=")) {
2798                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2799                 sgen_set_bridge_implementation (opt);
2800         } else if (g_str_has_prefix (opt, "toggleref-test")) {
2801                 /* FIXME: This should probably in MONO_GC_DEBUG */
2802                 sgen_register_test_toggleref_callback ();
2803         } else {
2804                 return FALSE;
2805         }
2806         return TRUE;
2807 }
2808
2809 void
2810 sgen_client_print_gc_params_usage (void)
2811 {
2812         fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
2813 }
2814
2815 gboolean
2816 sgen_client_handle_gc_debug (const char *opt)
2817 {
2818         if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
2819                 sgen_mono_xdomain_checks = TRUE;
2820         } else if (!strcmp (opt, "do-not-finalize")) {
2821                 do_not_finalize = TRUE;
2822         } else if (!strcmp (opt, "log-finalizers")) {
2823                 log_finalizers = TRUE;
2824         } else if (!strcmp (opt, "no-managed-allocator")) {
2825                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2826         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_debug (opt)) {
2827                 return FALSE;
2828         }
2829         return TRUE;
2830 }
2831
2832 void
2833 sgen_client_print_gc_debug_usage (void)
2834 {
2835         fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
2836         fprintf (stderr, "  do-not-finalize\n");
2837         fprintf (stderr, "  log-finalizers\n");
2838         fprintf (stderr, "  no-managed-allocator\n");
2839         sgen_bridge_print_gc_debug_usage ();
2840 }
2841
2842
2843 gpointer
2844 sgen_client_get_provenance (void)
2845 {
2846 #ifdef SGEN_OBJECT_PROVENANCE
2847         MonoGCCallbacks *cb = mono_gc_get_gc_callbacks ();
2848         gpointer (*get_provenance_func) (void);
2849         if (!cb)
2850                 return NULL;
2851         get_provenance_func = cb->get_provenance_func;
2852         if (get_provenance_func)
2853                 return get_provenance_func ();
2854         return NULL;
2855 #else
2856         return NULL;
2857 #endif
2858 }
2859
2860 void
2861 sgen_client_describe_invalid_pointer (GCObject *ptr)
2862 {
2863         sgen_bridge_describe_pointer (ptr);
2864 }
2865
2866 void
2867 mono_gc_base_init (void)
2868 {
2869         mono_counters_init ();
2870
2871 #ifdef HEAVY_STATISTICS
2872         mono_counters_register ("los marked cards", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_marked_cards);
2873         mono_counters_register ("los array cards scanned ", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_cards);
2874         mono_counters_register ("los array remsets", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_remsets);
2875
2876         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_set_arrayref);
2877         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_value_copy);
2878         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_object_copy);
2879 #endif
2880
2881         sgen_gc_init ();
2882
2883         if (nursery_canaries_enabled ())
2884                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2885 }
2886
2887 void
2888 mono_gc_base_cleanup (void)
2889 {
2890 }
2891
2892 gboolean
2893 mono_gc_is_null (void)
2894 {
2895         return FALSE;
2896 }
2897
2898 #endif