mono/metadata/sgen-mono.c

   1 /*
   2  * sgen-mono.c: SGen features specific to Mono.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2014 Xamarin Inc
   5  *
   6  * Licensed under the MIT license. See LICENSE file in the project root for full license information.
   7  */
   8
   9 #include "config.h"
  10 #ifdef HAVE_SGEN_GC
  11
  12 #include "sgen/sgen-gc.h"
  13 #include "sgen/sgen-protocol.h"
  14 #include "metadata/monitor.h"
  15 #include "sgen/sgen-layout-stats.h"
  16 #include "sgen/sgen-client.h"
  17 #include "sgen/sgen-cardtable.h"
  18 #include "sgen/sgen-pinning.h"
  19 #include "metadata/marshal.h"
  20 #include "metadata/method-builder.h"
  21 #include "metadata/abi-details.h"
  22 #include "metadata/mono-gc.h"
  23 #include "metadata/runtime.h"
  24 #include "metadata/sgen-bridge-internals.h"
  25 #include "metadata/gc-internals.h"
  26 #include "metadata/handle.h"
  27 #include "utils/mono-memory-model.h"
  28 #include "utils/mono-logger-internals.h"
  29 #include "sgen/sgen-thread-pool.h"
  30
  31 #ifdef HEAVY_STATISTICS
  32 static guint64 stat_wbarrier_set_arrayref = 0;
  33 static guint64 stat_wbarrier_value_copy = 0;
  34 static guint64 stat_wbarrier_object_copy = 0;
  35
  36 static guint64 los_marked_cards;
  37 static guint64 los_array_cards;
  38 static guint64 los_array_remsets;
  39 #endif
  40
  41 /* If set, mark stacks conservatively, even if precise marking is possible */
  42 static gboolean conservative_stack_mark = FALSE;
  43 /* If set, check that there are no references to the domain left at domain unload */
  44 gboolean sgen_mono_xdomain_checks = FALSE;
  45
  46 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
  47 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
  48
  49 #ifdef HAVE_KW_THREAD
  50 __thread SgenThreadInfo *sgen_thread_info;
  51 #else
  52 MonoNativeTlsKey thread_info_key;
  53 #endif
  54
  55 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
  56
  57 #define OPDEF(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) \
  58         a = i,
  59
  60 enum {
  61 #include "mono/cil/opcode.def"
  62         CEE_LAST
  63 };
  64
  65 #undef OPDEF
  66
  67 /*
  68  * Write barriers
  69  */
  70
  71 static gboolean
  72 ptr_on_stack (void *ptr)
  73 {
  74         gpointer stack_start = &stack_start;
  75         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
  76
  77         if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->client_info.stack_end)
  78                 return TRUE;
  79         return FALSE;
  80 }
  81
  82 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
  83 #undef HANDLE_PTR
  84 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                                        \
  85                 gpointer o = *(gpointer*)(ptr);                         \
  86                 if ((o)) {                                              \
  87                         gpointer d = ((char*)dest) + ((char*)(ptr) - (char*)(obj)); \
  88                         binary_protocol_wbarrier (d, o, (gpointer) SGEN_LOAD_VTABLE (o)); \
  89                 }                                                       \
  90         } while (0)
  91
  92 static void
  93 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (gpointer dest, char *start, mword desc)
  94 {
  95 #define SCAN_OBJECT_NOVTABLE
  96 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
  97 }
  98 #endif
  99
 100 void
 101 mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass)
 102 {
 103         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_value_copy);
 104         g_assert (klass->valuetype);
 105
 106         SGEN_LOG (8, "Adding value remset at %p, count %d, descr %p for class %s (%p)", dest, count, (gpointer)klass->gc_descr, klass->name, klass);
 107
 108         if (sgen_ptr_in_nursery (dest) || ptr_on_stack (dest) || !sgen_gc_descr_has_references ((mword)klass->gc_descr)) {
 109                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
 110                 size_t size = count * element_size;
 111                 mono_gc_memmove_atomic (dest, src, size);
 112                 return;
 113         }
 114
 115 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
 116         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
 117                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
 118                 int i;
 119                 for (i = 0; i < count; ++i) {
 120                         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier ((char*)dest + i * element_size,
 121                                         (char*)src + i * element_size - sizeof (MonoObject),
 122                                         (mword) klass->gc_descr);
 123                 }
 124         }
 125 #endif
 126
 127         sgen_get_remset ()->wbarrier_value_copy (dest, src, count, mono_class_value_size (klass, NULL));
 128 }
 129
 130 /**
 131  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
 132  *
 133  * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
 134  */
 135 void
 136 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
 137 {
 138         int size;
 139
 140         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_object_copy);
 141
 142         if (sgen_ptr_in_nursery (obj) || ptr_on_stack (obj) || !SGEN_OBJECT_HAS_REFERENCES (src)) {
 143                 size = mono_object_class (obj)->instance_size;
 144                 mono_gc_memmove_aligned ((char*)obj + sizeof (MonoObject), (char*)src + sizeof (MonoObject),
 145                                 size - sizeof (MonoObject));
 146                 return;
 147         }
 148
 149 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
 150         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ())
 151                 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (obj, (char*)src, (mword) src->vtable->gc_descr);
 152 #endif
 153
 154         sgen_get_remset ()->wbarrier_object_copy (obj, src);
 155 }
 156
 157 void
 158 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
 159 {
 160         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_arrayref);
 161         if (sgen_ptr_in_nursery (slot_ptr)) {
 162                 *(void**)slot_ptr = value;
 163                 return;
 164         }
 165         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", slot_ptr);
 166         if (value)
 167                 binary_protocol_wbarrier (slot_ptr, value, value->vtable);
 168
 169         sgen_get_remset ()->wbarrier_set_field ((GCObject*)arr, slot_ptr, value);
 170 }
 171
 172 void
 173 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
 174 {
 175         mono_gc_wbarrier_set_arrayref ((MonoArray*)obj, field_ptr, value);
 176 }
 177
 178 void
 179 mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
 180 {
 181         sgen_wbarrier_value_copy_bitmap (_dest, _src, size, bitmap);
 182 }
 183
 184 static MonoMethod *write_barrier_conc_method;
 185 static MonoMethod *write_barrier_noconc_method;
 186
 187 gboolean
 188 sgen_is_critical_method (MonoMethod *method)
 189 {
 190         return (method == write_barrier_conc_method || method == write_barrier_noconc_method || sgen_is_managed_allocator (method));
 191 }
 192
 193 gboolean
 194 sgen_has_critical_method (void)
 195 {
 196         return write_barrier_conc_method || write_barrier_noconc_method || sgen_has_managed_allocator ();
 197 }
 198
 199 #ifndef DISABLE_JIT
 200
 201 static void
 202 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels, gboolean is_concurrent)
 203 {
 204         int shifted_nursery_start = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
 205
 206         memset (nursery_check_return_labels, 0, sizeof (int) * 2);
 207         // if (ptr_in_nursery (ptr)) return;
 208         /*
 209          * Masking out the bits might be faster, but we would have to use 64 bit
 210          * immediates, which might be slower.
 211          */
 212         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
 213         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_START);
 214         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
 215         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
 216         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 217         mono_mb_emit_stloc (mb, shifted_nursery_start);
 218
 219         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 220         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
 221         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
 222         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 223         mono_mb_emit_ldloc (mb, shifted_nursery_start);
 224         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
 225
 226         if (!is_concurrent) {
 227                 // if (!ptr_in_nursery (*ptr)) return;
 228                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 229                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
 230                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
 231                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
 232                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 233                 mono_mb_emit_ldloc (mb, shifted_nursery_start);
 234                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BNE_UN);
 235         }
 236 }
 237 #endif
 238
 239 MonoMethod*
 240 mono_gc_get_specific_write_barrier (gboolean is_concurrent)
 241 {
 242         MonoMethod *res;
 243         MonoMethodBuilder *mb;
 244         MonoMethodSignature *sig;
 245         MonoMethod **write_barrier_method_addr;
 246         WrapperInfo *info;
 247 #ifdef MANAGED_WBARRIER
 248         int i, nursery_check_labels [2];
 249 #endif
 250
 251         // FIXME: Maybe create a separate version for ctors (the branch would be
 252         // correctly predicted more times)
 253         if (is_concurrent)
 254                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_conc_method;
 255         else
 256                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_noconc_method;
 257
 258         if (*write_barrier_method_addr)
 259                 return *write_barrier_method_addr;
 260
 261         /* Create the IL version of mono_gc_barrier_generic_store () */
 262         sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, 1);
 263         sig->ret = &mono_defaults.void_class->byval_arg;
 264         sig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
 265
 266         if (is_concurrent)
 267                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_conc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
 268         else
 269                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_noconc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
 270
 271 #ifndef DISABLE_JIT
 272 #ifdef MANAGED_WBARRIER
 273         emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels, is_concurrent);
 274         /*
 275         addr = sgen_cardtable + ((address >> CARD_BITS) & CARD_MASK)
 276         *addr = 1;
 277
 278         sgen_cardtable:
 279                 LDC_PTR sgen_cardtable
 280
 281         address >> CARD_BITS
 282                 LDARG_0
 283                 LDC_I4 CARD_BITS
 284                 SHR_UN
 285         if (SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS) {
 286                 LDC_PTR card_table_mask
 287                 AND
 288         }
 289         AND
 290         ldc_i4_1
 291         stind_i1
 292         */
 293         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
 294         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_CARD_TABLE);
 295         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 296         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_BITS);
 297         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
 298         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
 299 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
 300 #if SIZEOF_VOID_P == 8
 301         mono_mb_emit_icon8 (mb, CARD_MASK);
 302 #else
 303         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_MASK);
 304 #endif
 305         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
 306         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
 307 #endif
 308         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
 309         mono_mb_emit_icon (mb, 1);
 310         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I1);
 311
 312         // return;
 313         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 314                 if (nursery_check_labels [i])
 315                         mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
 316         }
 317         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
 318 #else
 319         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
 320         mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
 321         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
 322 #endif
 323 #endif
 324         res = mono_mb_create_method (mb, sig, 16);
 325         info = mono_wrapper_info_create (mb, WRAPPER_SUBTYPE_NONE);
 326         mono_marshal_set_wrapper_info (res, info);
 327         mono_mb_free (mb);
 328
 329         LOCK_GC;
 330         if (*write_barrier_method_addr) {
 331                 /* Already created */
 332                 mono_free_method (res);
 333         } else {
 334                 /* double-checked locking */
 335                 mono_memory_barrier ();
 336                 *write_barrier_method_addr = res;
 337         }
 338         UNLOCK_GC;
 339
 340         return *write_barrier_method_addr;
 341 }
 342
 343 MonoMethod*
 344 mono_gc_get_write_barrier (void)
 345 {
 346         return mono_gc_get_specific_write_barrier (major_collector.is_concurrent);
 347 }
 348
 349 /*
 350  * Dummy filler objects
 351  */
 352
 353 /* Vtable of the objects used to fill out nursery fragments before a collection */
 354 static GCVTable array_fill_vtable;
 355
 356 static GCVTable
 357 get_array_fill_vtable (void)
 358 {
 359         if (!array_fill_vtable) {
 360                 static MonoClass klass;
 361                 static char _vtable[sizeof(MonoVTable)+8];
 362                 MonoVTable* vtable = (MonoVTable*) ALIGN_TO((mword)_vtable, 8);
 363                 gsize bmap;
 364
 365                 MonoDomain *domain = mono_get_root_domain ();
 366                 g_assert (domain);
 367
 368                 klass.element_class = mono_defaults.byte_class;
 369                 klass.rank = 1;
 370                 klass.instance_size = MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY;
 371                 klass.sizes.element_size = 1;
 372                 klass.name = "array_filler_type";
 373
 374                 vtable->klass = &klass;
 375                 bmap = 0;
 376                 vtable->gc_descr = mono_gc_make_descr_for_array (TRUE, &bmap, 0, 1);
 377                 vtable->rank = 1;
 378
 379                 array_fill_vtable = vtable;
 380         }
 381         return array_fill_vtable;
 382 }
 383
 384 gboolean
 385 sgen_client_array_fill_range (char *start, size_t size)
 386 {
 387         MonoArray *o;
 388
 389         if (size < MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY) {
 390                 memset (start, 0, size);
 391                 return FALSE;
 392         }
 393
 394         o = (MonoArray*)start;
 395         o->obj.vtable = (MonoVTable*)get_array_fill_vtable ();
 396         /* Mark this as not a real object */
 397         o->obj.synchronisation = (MonoThreadsSync *)GINT_TO_POINTER (-1);
 398         o->bounds = NULL;
 399         o->max_length = (mono_array_size_t)(size - MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
 400
 401         return TRUE;
 402 }
 403
 404 void
 405 sgen_client_zero_array_fill_header (void *p, size_t size)
 406 {
 407         if (size >= MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY) {
 408                 memset (p, 0, MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
 409         } else {
 410                 static guint8 zeros [MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY];
 411
 412                 SGEN_ASSERT (0, !memcmp (p, zeros, size), "TLAB segment must be zeroed out.");
 413         }
 414 }
 415
 416 /*
 417  * Finalization
 418  */
 419
 420 static MonoGCFinalizerCallbacks fin_callbacks;
 421
 422 guint
 423 mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *klass)
 424 {
 425         guint res = 0;
 426         /* FIXME move this to the bridge code */
 427         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
 428                 switch (sgen_bridge_class_kind (klass)) {
 429                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_BRIDGE_CLASS:
 430                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_BRIDGE_CLASS:
 431                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT;
 432                         break;
 433                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_CLASS:
 434                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OPAQUE_OBJECT;
 435                         break;
 436                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_CLASS:
 437                         break;
 438                 }
 439         }
 440         if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware) {
 441                 if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware (klass))
 442                         res |= SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
 443         }
 444         return res;
 445 }
 446
 447 static gboolean
 448 is_finalization_aware (MonoObject *obj)
 449 {
 450         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
 451         return (vt->gc_bits & SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE) == SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
 452 }
 453
 454 void
 455 sgen_client_object_queued_for_finalization (GCObject *obj)
 456 {
 457         if (fin_callbacks.object_queued_for_finalization && is_finalization_aware (obj))
 458                 fin_callbacks.object_queued_for_finalization (obj);
 459
 460 #ifdef ENABLE_DTRACE
 461         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE_ENABLED ())) {
 462                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
 463                 GCVTable vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
 464                 MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE ((mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
 465                                 sgen_client_vtable_get_namespace (vt), sgen_client_vtable_get_name (vt), gen,
 466                                 sgen_client_object_has_critical_finalizer (obj));
 467         }
 468 #endif
 469 }
 470
 471 void
 472 mono_gc_register_finalizer_callbacks (MonoGCFinalizerCallbacks *callbacks)
 473 {
 474         if (callbacks->version != MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION)
 475                 g_error ("Invalid finalizer callback version. Expected %d but got %d\n", MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION, callbacks->version);
 476
 477         fin_callbacks = *callbacks;
 478 }
 479
 480 void
 481 sgen_client_run_finalize (MonoObject *obj)
 482 {
 483         mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
 484 }
 485
 486 int
 487 mono_gc_invoke_finalizers (void)
 488 {
 489         return sgen_gc_invoke_finalizers ();
 490 }
 491
 492 gboolean
 493 mono_gc_pending_finalizers (void)
 494 {
 495         return sgen_have_pending_finalizers ();
 496 }
 497
 498 void
 499 sgen_client_finalize_notify (void)
 500 {
 501         mono_gc_finalize_notify ();
 502 }
 503
 504 void
 505 mono_gc_register_for_finalization (MonoObject *obj, void *user_data)
 506 {
 507         sgen_object_register_for_finalization (obj, user_data);
 508 }
 509
 510 static gboolean
 511 object_in_domain_predicate (MonoObject *obj, void *user_data)
 512 {
 513         MonoDomain *domain = (MonoDomain *)user_data;
 514         if (mono_object_domain (obj) == domain) {
 515                 SGEN_LOG (5, "Unregistering finalizer for object: %p (%s)", obj, sgen_client_vtable_get_name (SGEN_LOAD_VTABLE (obj)));
 516                 return TRUE;
 517         }
 518         return FALSE;
 519 }
 520
 521 /**
 522  * mono_gc_finalizers_for_domain:
 523  * @domain: the unloading appdomain
 524  * @out_array: output array
 525  * @out_size: size of output array
 526  *
 527  * Store inside @out_array up to @out_size objects that belong to the unloading
 528  * appdomain @domain. Returns the number of stored items. Can be called repeteadly
 529  * until it returns 0.
 530  * The items are removed from the finalizer data structure, so the caller is supposed
 531  * to finalize them.
 532  * @out_array should be on the stack to allow the GC to know the objects are still alive.
 533  */
 534 int
 535 mono_gc_finalizers_for_domain (MonoDomain *domain, MonoObject **out_array, int out_size)
 536 {
 537         return sgen_gather_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, out_array, out_size);
 538 }
 539
 540 /*
 541  * Ephemerons
 542  */
 543
 544 typedef struct _EphemeronLinkNode EphemeronLinkNode;
 545
 546 struct _EphemeronLinkNode {
 547         EphemeronLinkNode *next;
 548         MonoArray *array;
 549 };
 550
 551 typedef struct {
 552        GCObject *key;
 553        GCObject *value;
 554 } Ephemeron;
 555
 556 static EphemeronLinkNode *ephemeron_list;
 557
 558 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
 559 static void
 560 null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain)
 561 {
 562         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
 563
 564         while (current) {
 565                 MonoObject *object = (MonoObject*)current->array;
 566
 567                 if (object)
 568                         SGEN_ASSERT (0, object->vtable, "Can't have objects without vtables.");
 569
 570                 if (object && object->vtable->domain == domain) {
 571                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
 572
 573                         if (prev)
 574                                 prev->next = current->next;
 575                         else
 576                                 ephemeron_list = current->next;
 577
 578                         current = current->next;
 579                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 580                 } else {
 581                         prev = current;
 582                         current = current->next;
 583                 }
 584         }
 585 }
 586
 587 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
 588 void
 589 sgen_client_clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
 590 {
 591         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
 592         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
 593         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
 594         Ephemeron *cur, *array_end;
 595         GCObject *tombstone;
 596
 597         while (current) {
 598                 MonoArray *array = current->array;
 599
 600                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
 601                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
 602
 603                         SGEN_LOG (5, "Dead Ephemeron array at %p", array);
 604
 605                         if (prev)
 606                                 prev->next = current->next;
 607                         else
 608                                 ephemeron_list = current->next;
 609
 610                         current = current->next;
 611                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 612
 613                         continue;
 614                 }
 615
 616                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
 617                 current->array = array;
 618
 619                 SGEN_LOG (5, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p", array);
 620
 621                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
 622                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
 623                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
 624
 625                 for (; cur < array_end; ++cur) {
 626                         GCObject *key = cur->key;
 627
 628                         if (!key || key == tombstone)
 629                                 continue;
 630
 631                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
 632                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
 633                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
 634
 635                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
 636                                 cur->key = tombstone;
 637                                 cur->value = NULL;
 638                                 continue;
 639                         }
 640                 }
 641                 prev = current;
 642                 current = current->next;
 643         }
 644 }
 645
 646 /*
 647 LOCKING: requires that the GC lock is held
 648
 649 Limitations: We scan all ephemerons on every collection since the current design doesn't allow for a simple nursery/mature split.
 650 */
 651 gboolean
 652 sgen_client_mark_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
 653 {
 654         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
 655         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
 656         gboolean nothing_marked = TRUE;
 657         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
 658         Ephemeron *cur, *array_end;
 659         GCObject *tombstone;
 660
 661         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
 662                 MonoArray *array = current->array;
 663                 SGEN_LOG (5, "Ephemeron array at %p", array);
 664
 665                 /*It has to be alive*/
 666                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
 667                         SGEN_LOG (5, "\tnot reachable");
 668                         continue;
 669                 }
 670
 671                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
 672
 673                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
 674                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
 675                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
 676
 677                 for (; cur < array_end; ++cur) {
 678                         GCObject *key = cur->key;
 679
 680                         if (!key || key == tombstone)
 681                                 continue;
 682
 683                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
 684                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
 685                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
 686
 687                         if (sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
 688                                 GCObject *value = cur->value;
 689
 690                                 copy_func (&cur->key, queue);
 691                                 if (value) {
 692                                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (value))
 693                                                 nothing_marked = FALSE;
 694                                         copy_func (&cur->value, queue);
 695                                 }
 696                         }
 697                 }
 698         }
 699
 700         SGEN_LOG (5, "Ephemeron run finished. Is it done %d", nothing_marked);
 701         return nothing_marked;
 702 }
 703
 704 gboolean
 705 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
 706 {
 707         EphemeronLinkNode *node;
 708
 709         LOCK_GC;
 710
 711         node = (EphemeronLinkNode *)sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
 712         if (!node) {
 713                 UNLOCK_GC;
 714                 return FALSE;
 715         }
 716         node->array = (MonoArray*)obj;
 717         node->next = ephemeron_list;
 718         ephemeron_list = node;
 719
 720         SGEN_LOG (5, "Registered ephemeron array %p", obj);
 721
 722         UNLOCK_GC;
 723         return TRUE;
 724 }
 725
 726 /*
 727  * Appdomain handling
 728  */
 729
 730 void
 731 mono_gc_set_current_thread_appdomain (MonoDomain *domain)
 732 {
 733         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
 734
 735         /* Could be called from sgen_thread_unregister () with a NULL info */
 736         if (domain) {
 737                 g_assert (info);
 738                 info->client_info.stopped_domain = domain;
 739         }
 740 }
 741
 742 static gboolean
 743 need_remove_object_for_domain (GCObject *start, MonoDomain *domain)
 744 {
 745         if (mono_object_domain (start) == domain) {
 746                 SGEN_LOG (4, "Need to cleanup object %p", start);
 747                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)SGEN_LOAD_VTABLE (start), sgen_safe_object_get_size ((GCObject*)start));
 748                 return TRUE;
 749         }
 750         return FALSE;
 751 }
 752
 753 static void
 754 process_object_for_domain_clearing (GCObject *start, MonoDomain *domain)
 755 {
 756         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (start);
 757         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
 758                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
 759         /* The object could be a proxy for an object in the domain
 760            we're deleting. */
 761 #ifndef DISABLE_REMOTING
 762         if (mono_defaults.real_proxy_class->supertypes && mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
 763                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
 764
 765                 /* The server could already have been zeroed out, so
 766                    we need to check for that, too. */
 767                 if (server && (!SGEN_LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
 768                         SGEN_LOG (4, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p", start, server);
 769                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
 770                 }
 771         }
 772 #endif
 773 }
 774
 775 static gboolean
 776 clear_domain_process_object (GCObject *obj, MonoDomain *domain)
 777 {
 778         gboolean remove;
 779
 780         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
 781         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
 782
 783         if (remove && obj->synchronisation) {
 784                 guint32 dislink = mono_monitor_get_object_monitor_gchandle (obj);
 785                 if (dislink)
 786                         mono_gchandle_free (dislink);
 787         }
 788
 789         return remove;
 790 }
 791
 792 static void
 793 clear_domain_process_minor_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 794 {
 795         if (clear_domain_process_object (obj, domain)) {
 796                 CANARIFY_SIZE (size);
 797                 memset (obj, 0, size);
 798         }
 799 }
 800
 801 static void
 802 clear_domain_process_major_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 803 {
 804         clear_domain_process_object (obj, domain);
 805 }
 806
 807 static void
 808 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 809 {
 810         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 811                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
 812 }
 813
 814 static void
 815 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
 816 {
 817         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
 818                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
 819 }
 820
 821 /*
 822  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
 823  * but all the others could still be present in random places on the heap.
 824  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
 825  * with big heaps.
 826  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
 827  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
 828  * unloaded the point to random memory.
 829  */
 830 void
 831 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
 832 {
 833         LOSObject *bigobj, *prev;
 834         int i;
 835
 836         LOCK_GC;
 837
 838         binary_protocol_domain_unload_begin (domain);
 839
 840         sgen_stop_world (0);
 841
 842         if (sgen_concurrent_collection_in_progress ())
 843                 sgen_perform_collection (0, GENERATION_OLD, "clear domain", TRUE);
 844         SGEN_ASSERT (0, !sgen_concurrent_collection_in_progress (), "We just ordered a synchronous collection.  Why are we collecting concurrently?");
 845
 846         major_collector.finish_sweeping ();
 847
 848         sgen_process_fin_stage_entries ();
 849
 850         sgen_clear_nursery_fragments ();
 851
 852         if (sgen_mono_xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
 853                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
 854                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
 855                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
 856         }
 857
 858         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
 859         to memory returned to the OS.*/
 860         null_ephemerons_for_domain (domain);
 861         sgen_null_links_for_domain (domain);
 862
 863         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
 864                 sgen_remove_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, i);
 865
 866         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
 867                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE, TRUE);
 868
 869         /* We need two passes over major and large objects because
 870            freeing such objects might give their memory back to the OS
 871            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
 872            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
 873            objects with major-mark&sweep), but we might need to
 874            dereference a pointer from an object to another object if
 875            the first object is a proxy. */
 876         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
 877         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
 878                 clear_domain_process_object ((GCObject*)bigobj->data, domain);
 879
 880         prev = NULL;
 881         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
 882                 if (need_remove_object_for_domain ((GCObject*)bigobj->data, domain)) {
 883                         LOSObject *to_free = bigobj;
 884                         if (prev)
 885                                 prev->next = bigobj->next;
 886                         else
 887                                 los_object_list = bigobj->next;
 888                         bigobj = bigobj->next;
 889                         SGEN_LOG (4, "Freeing large object %p", bigobj->data);
 890                         sgen_los_free_object (to_free);
 891                         continue;
 892                 }
 893                 prev = bigobj;
 894                 bigobj = bigobj->next;
 895         }
 896         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
 897         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
 898
 899         if (domain == mono_get_root_domain ()) {
 900                 sgen_pin_stats_report ();
 901                 sgen_object_layout_dump (stdout);
 902         }
 903
 904         sgen_restart_world (0);
 905
 906         binary_protocol_domain_unload_end (domain);
 907         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
 908
 909         UNLOCK_GC;
 910 }
 911
 912 /*
 913  * Allocation
 914  */
 915
 916 static gboolean alloc_events = FALSE;
 917
 918 void
 919 mono_gc_enable_alloc_events (void)
 920 {
 921         alloc_events = TRUE;
 922 }
 923
 924 void*
 925 mono_gc_alloc_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 926 {
 927         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj (vtable, size);
 928
 929         if (G_UNLIKELY (alloc_events)) {
 930                 if (obj)
 931                         mono_profiler_allocation (obj);
 932         }
 933
 934         return obj;
 935 }
 936
 937 void*
 938 mono_gc_alloc_pinned_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 939 {
 940         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_pinned (vtable, size);
 941
 942         if (G_UNLIKELY (alloc_events)) {
 943                 if (obj)
 944                         mono_profiler_allocation (obj);
 945         }
 946
 947         return obj;
 948 }
 949
 950 void*
 951 mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable, size_t size)
 952 {
 953         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_mature (vtable, size);
 954
 955         if (G_UNLIKELY (alloc_events)) {
 956                 if (obj)
 957                         mono_profiler_allocation (obj);
 958         }
 959
 960         return obj;
 961 }
 962
 963 void*
 964 mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
 965 {
 966         /* FIXME: do a single allocation */
 967         void *res = calloc (1, size);
 968         if (!res)
 969                 return NULL;
 970         if (!mono_gc_register_root ((char *)res, size, descr, source, msg)) {
 971                 free (res);
 972                 res = NULL;
 973         }
 974         return res;
 975 }
 976
 977 void
 978 mono_gc_free_fixed (void* addr)
 979 {
 980         mono_gc_deregister_root ((char *)addr);
 981         free (addr);
 982 }
 983
 984 /*
 985  * Managed allocator
 986  */
 987
 988 static MonoMethod* alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 989 static MonoMethod* slowpath_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 990 static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
 991
 992 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
 993
 994 #ifdef HAVE_KW_THREAD
 995
 996 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
 997         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
 998         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
 999         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_NEXT_ADDR);            \
1000         } while (0)
1001
1002 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1003         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1004         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1005         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_TEMP_END);             \
1006         } while (0)
1007
1008 #else
1009
1010 #if defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
1011 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
1012         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1013         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1014         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1015         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_next_addr));  \
1016         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1017         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1018         } while (0)
1019
1020 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1021         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1022         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1023         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1024         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_temp_end));   \
1025         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1026         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1027         } while (0)
1028
1029 #else
1030 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1031 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1032 #endif
1033
1034 #endif
1035
1036 /* FIXME: Do this in the JIT, where specialized allocation sequences can be created
1037  * for each class. This is currently not easy to do, as it is hard to generate basic
1038  * blocks + branches, but it is easy with the linear IL codebase.
1039  *
1040  * For this to work we'd need to solve the TLAB race, first.  Now we
1041  * require the allocator to be in a few known methods to make sure
1042  * that they are executed atomically via the restart mechanism.
1043  */
1044 static MonoMethod*
1045 create_allocator (int atype, gboolean slowpath)
1046 {
1047         int p_var, size_var;
1048         guint32 slowpath_branch, max_size_branch;
1049         MonoMethodBuilder *mb;
1050         MonoMethod *res;
1051         MonoMethodSignature *csig;
1052         static gboolean registered = FALSE;
1053         int tlab_next_addr_var, new_next_var;
1054         const char *name = NULL;
1055         WrapperInfo *info;
1056         int num_params, i;
1057
1058         if (!registered) {
1059                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_obj, "mono_gc_alloc_obj", mono_create_icall_signature ("object ptr int"), FALSE);
1060                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_vector, "mono_gc_alloc_vector", mono_create_icall_signature ("object ptr int int"), FALSE);
1061                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_string, "mono_gc_alloc_string", mono_create_icall_signature ("object ptr int int32"), FALSE);
1062                 registered = TRUE;
1063         }
1064
1065         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1066                 name = slowpath ? "SlowAllocSmall" : "AllocSmall";
1067         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1068                 name = slowpath ? "SlowAlloc" : "Alloc";
1069         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1070                 name = slowpath ? "SlowAllocVector" : "AllocVector";
1071         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1072                 name = slowpath ? "SlowAllocString" : "AllocString";
1073         } else {
1074                 g_assert_not_reached ();
1075         }
1076
1077         if (atype == ATYPE_NORMAL)
1078                 num_params = 1;
1079         else
1080                 num_params = 2;
1081
1082         csig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, num_params);
1083         if (atype == ATYPE_STRING) {
1084                 csig->ret = &mono_defaults.string_class->byval_arg;
1085                 csig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1086                 csig->params [1] = &mono_defaults.int32_class->byval_arg;
1087         } else {
1088                 csig->ret = &mono_defaults.object_class->byval_arg;
1089                 for (i = 0; i < num_params; i++)
1090                         csig->params [i] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1091         }
1092
1093         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, name, MONO_WRAPPER_ALLOC);
1094
1095 #ifndef DISABLE_JIT
1096         if (slowpath) {
1097                 switch (atype) {
1098                 case ATYPE_NORMAL:
1099                 case ATYPE_SMALL:
1100                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1101                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_object_new_specific);
1102                         break;
1103                 case ATYPE_VECTOR:
1104                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1105                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1106                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_array_new_specific);
1107                         break;
1108                 case ATYPE_STRING:
1109                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1110                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_string_alloc);
1111                         break;
1112                 default:
1113                         g_assert_not_reached ();
1114                 }
1115
1116                 goto done;
1117         }
1118
1119         size_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1120         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1121                 /* size_var = size_arg */
1122                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1123                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1124         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1125                 /* size = vtable->klass->instance_size; */
1126                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1127                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1128                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1129                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1130                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, instance_size));
1131                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1132                 /* FIXME: assert instance_size stays a 4 byte integer */
1133                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1134                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1135                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1136         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1137                 MonoExceptionClause *clause;
1138                 int pos, pos_leave, pos_error;
1139                 MonoClass *oom_exc_class;
1140                 MonoMethod *ctor;
1141
1142                 /*
1143                  * n > MONO_ARRAY_MAX_INDEX => OutOfMemoryException
1144                  * n < 0                    => OverflowException
1145                  *
1146                  * We can do an unsigned comparison to catch both cases, then in the error
1147                  * case compare signed to distinguish between them.
1148                  */
1149                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1150                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_ARRAY_MAX_INDEX);
1151                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_U);
1152                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLE_UN_S);
1153
1154                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1155                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1156                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1157                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1158                 pos_error = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLT_S);
1159                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1160                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos_error);
1161                 mono_mb_emit_exception (mb, "OverflowException", NULL);
1162
1163                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1164
1165                 clause = (MonoExceptionClause *)mono_image_alloc0 (mono_defaults.corlib, sizeof (MonoExceptionClause));
1166                 clause->try_offset = mono_mb_get_label (mb);
1167
1168                 /* vtable->klass->sizes.element_size */
1169                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1170                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1171                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1172                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1173                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, sizes));
1174                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1175                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1176                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1177
1178                 /* * n */
1179                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1180                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MUL_OVF_UN);
1181                 /* + sizeof (MonoArray) */
1182                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
1183                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD_OVF_UN);
1184                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1185
1186                 pos_leave = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_LEAVE);
1187
1188                 /* catch */
1189                 clause->flags = MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE;
1190                 clause->try_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->try_offset;
1191                 clause->data.catch_class = mono_class_load_from_name (mono_defaults.corlib,
1192                                 "System", "OverflowException");
1193                 clause->handler_offset = mono_mb_get_label (mb);
1194
1195                 oom_exc_class = mono_class_load_from_name (mono_defaults.corlib,
1196                                 "System", "OutOfMemoryException");
1197                 ctor = mono_class_get_method_from_name (oom_exc_class, ".ctor", 0);
1198                 g_assert (ctor);
1199
1200                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_POP);
1201                 mono_mb_emit_op (mb, CEE_NEWOBJ, ctor);
1202                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_THROW);
1203
1204                 clause->handler_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->handler_offset;
1205                 mono_mb_set_clauses (mb, 1, clause);
1206                 mono_mb_patch_branch (mb, pos_leave);
1207                 /* end catch */
1208         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1209                 int pos;
1210
1211                 /*
1212                  * a string allocator method takes the args: (vtable, len)
1213                  *
1214                  * bytes = offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2)
1215                  *
1216                  * condition:
1217                  *
1218                  * bytes <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1219                  *
1220                  * therefore:
1221                  *
1222                  * offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2) <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1223                  * len <= (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - offsetof (MonoString, chars)) / 2 - 1
1224                  */
1225                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1226                 mono_mb_emit_icon (mb, (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars)) / 2 - 1);
1227                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLE_UN_S);
1228
1229                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1230                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1231                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1232                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1233
1234                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1235                 mono_mb_emit_icon (mb, 1);
1236                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SHL);
1237                 //WE manually fold the above + 2 here
1238                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars) + 2);
1239                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1240                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1241         } else {
1242                 g_assert_not_reached ();
1243         }
1244
1245         /* size += ALLOC_ALIGN - 1; */
1246         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1247         mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_ALLOC_ALIGN - 1);
1248         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1249         /* size &= ~(ALLOC_ALIGN - 1); */
1250         mono_mb_emit_icon (mb, ~(SGEN_ALLOC_ALIGN - 1));
1251         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
1252         mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1253
1254         /* if (size > MAX_SMALL_OBJ_SIZE) goto slowpath */
1255         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1256                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1257                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
1258                 max_size_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BGT_UN_S);
1259         }
1260
1261         /*
1262          * We need to modify tlab_next, but the JIT only supports reading, so we read
1263          * another tls var holding its address instead.
1264          */
1265
1266         /* tlab_next_addr (local) = tlab_next_addr (TLS var) */
1267         tlab_next_addr_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1268         EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR (mb);
1269         mono_mb_emit_stloc (mb, tlab_next_addr_var);
1270
1271         /* p = (void**)tlab_next; */
1272         p_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1273         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1274         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1275         mono_mb_emit_stloc (mb, p_var);
1276
1277         /* new_next = (char*)p + size; */
1278         new_next_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1279         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1280         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1281         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1282         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1283         mono_mb_emit_stloc (mb, new_next_var);
1284
1285         /* if (G_LIKELY (new_next < tlab_temp_end)) */
1286         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1287         EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END (mb);
1288         slowpath_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLT_UN_S);
1289
1290         /* Slowpath */
1291         if (atype != ATYPE_SMALL)
1292                 mono_mb_patch_short_branch (mb, max_size_branch);
1293
1294         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1295         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1296
1297         /* FIXME: mono_gc_alloc_obj takes a 'size_t' as an argument, not an int32 */
1298         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1299         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1300         if (atype == ATYPE_NORMAL || atype == ATYPE_SMALL) {
1301                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_obj);
1302         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1303                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1304                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_vector);
1305         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1306                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1307                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_string);
1308         } else {
1309                 g_assert_not_reached ();
1310         }
1311         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1312
1313         /* Fastpath */
1314         mono_mb_patch_short_branch (mb, slowpath_branch);
1315
1316         /* FIXME: Memory barrier */
1317
1318         /* tlab_next = new_next */
1319         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1320         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1321         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1322
1323         /* *p = vtable; */
1324         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1325         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1326         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1327
1328         if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1329                 /* arr->max_length = max_length; */
1330                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1331                 mono_mb_emit_ldflda (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoArray, max_length));
1332                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1333 #ifdef MONO_BIG_ARRAYS
1334                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1335 #else
1336                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I4);
1337 #endif
1338         } else  if (atype == ATYPE_STRING) {
1339                 /* need to set length and clear the last char */
1340                 /* s->length = len; */
1341                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1342                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, length));
1343                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1344                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1345                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I4);
1346         }
1347
1348         /*
1349         We must make sure both vtable and max_length are globaly visible before returning to managed land.
1350         */
1351         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1352         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1353         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1354
1355         /* return p */
1356         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1357
1358  done:
1359         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1360 #endif
1361
1362         info = mono_wrapper_info_create (mb, WRAPPER_SUBTYPE_NONE);
1363         info->d.alloc.gc_name = "sgen";
1364         info->d.alloc.alloc_type = atype;
1365
1366 #ifndef DISABLE_JIT
1367         mb->init_locals = FALSE;
1368 #endif
1369
1370         res = mono_mb_create (mb, csig, 8, info);
1371         mono_mb_free (mb);
1372
1373
1374         return res;
1375 }
1376 #endif
1377
1378 int
1379 mono_gc_get_aligned_size_for_allocator (int size)
1380 {
1381         return SGEN_ALIGN_UP (size);
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Generate an allocator method implementing the fast path of mono_gc_alloc_obj ().
1386  * The signature of the called method is:
1387  *      object allocate (MonoVTable *vtable)
1388  */
1389 MonoMethod*
1390 mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean known_instance_size)
1391 {
1392 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1393         if (collect_before_allocs)
1394                 return NULL;
1395         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1396                 return NULL;
1397         if (klass->instance_size > tlab_size)
1398                 return NULL;
1399         if (known_instance_size && ALIGN_TO (klass->instance_size, SGEN_ALLOC_ALIGN) >= SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
1400                 return NULL;
1401         if (mono_class_has_finalizer (klass) || mono_class_is_marshalbyref (klass) || (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
1402                 return NULL;
1403         if (klass->rank)
1404                 return NULL;
1405         if (klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_STRING)
1406                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_STRING, FALSE);
1407         /* Generic classes have dynamic field and can go above MAX_SMALL_OBJ_SIZE. */
1408         if (known_instance_size)
1409                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_SMALL, FALSE);
1410         else
1411                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_NORMAL, FALSE);
1412 #else
1413         return NULL;
1414 #endif
1415 }
1416
1417 MonoMethod*
1418 mono_gc_get_managed_array_allocator (MonoClass *klass)
1419 {
1420 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1421         if (klass->rank != 1)
1422                 return NULL;
1423         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1424                 return NULL;
1425         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
1426                 return NULL;
1427         if (has_per_allocation_action)
1428                 return NULL;
1429         g_assert (!mono_class_has_finalizer (klass) && !mono_class_is_marshalbyref (klass));
1430
1431         return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_VECTOR, FALSE);
1432 #else
1433         return NULL;
1434 #endif
1435 }
1436
1437 void
1438 sgen_set_use_managed_allocator (gboolean flag)
1439 {
1440         use_managed_allocator = flag;
1441 }
1442
1443 MonoMethod*
1444 mono_gc_get_managed_allocator_by_type (int atype, gboolean slowpath)
1445 {
1446 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1447         MonoMethod *res;
1448         MonoMethod **cache = slowpath ? slowpath_alloc_method_cache : alloc_method_cache;
1449
1450         if (!use_managed_allocator)
1451                 return NULL;
1452
1453         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1454                 return NULL;
1455
1456         res = cache [atype];
1457         if (res)
1458                 return res;
1459
1460         res = create_allocator (atype, slowpath);
1461         LOCK_GC;
1462         if (cache [atype]) {
1463                 mono_free_method (res);
1464                 res = cache [atype];
1465         } else {
1466                 mono_memory_barrier ();
1467                 cache [atype] = res;
1468         }
1469         UNLOCK_GC;
1470
1471         return res;
1472 #else
1473         return NULL;
1474 #endif
1475 }
1476
1477 guint32
1478 mono_gc_get_managed_allocator_types (void)
1479 {
1480         return ATYPE_NUM;
1481 }
1482
1483 gboolean
1484 sgen_is_managed_allocator (MonoMethod *method)
1485 {
1486         int i;
1487
1488         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1489                 if (method == alloc_method_cache [i] || method == slowpath_alloc_method_cache [i])
1490                         return TRUE;
1491         return FALSE;
1492 }
1493
1494 gboolean
1495 sgen_has_managed_allocator (void)
1496 {
1497         int i;
1498
1499         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1500                 if (alloc_method_cache [i] || slowpath_alloc_method_cache [i])
1501                         return TRUE;
1502         return FALSE;
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Cardtable scanning
1507  */
1508
1509 #define MWORD_MASK (sizeof (mword) - 1)
1510
1511 static inline int
1512 find_card_offset (mword card)
1513 {
1514 /*XXX Use assembly as this generates some pretty bad code */
1515 #if defined(__i386__) && defined(__GNUC__)
1516         return  (__builtin_ffs (card) - 1) / 8;
1517 #elif defined(__x86_64__) && defined(__GNUC__)
1518         return (__builtin_ffsll (card) - 1) / 8;
1519 #elif defined(__s390x__)
1520         return (__builtin_ffsll (GUINT64_TO_LE(card)) - 1) / 8;
1521 #else
1522         int i;
1523         guint8 *ptr = (guint8 *) &card;
1524         for (i = 0; i < sizeof (mword); ++i) {
1525                 if (ptr[i])
1526                         return i;
1527         }
1528         return 0;
1529 #endif
1530 }
1531
1532 static guint8*
1533 find_next_card (guint8 *card_data, guint8 *end)
1534 {
1535         mword *cards, *cards_end;
1536         mword card;
1537
1538         while ((((mword)card_data) & MWORD_MASK) && card_data < end) {
1539                 if (*card_data)
1540                         return card_data;
1541                 ++card_data;
1542         }
1543
1544         if (card_data == end)
1545                 return end;
1546
1547         cards = (mword*)card_data;
1548         cards_end = (mword*)((mword)end & ~MWORD_MASK);
1549         while (cards < cards_end) {
1550                 card = *cards;
1551                 if (card)
1552                         return (guint8*)cards + find_card_offset (card);
1553                 ++cards;
1554         }
1555
1556         card_data = (guint8*)cards_end;
1557         while (card_data < end) {
1558                 if (*card_data)
1559                         return card_data;
1560                 ++card_data;
1561         }
1562
1563         return end;
1564 }
1565
1566 #define ARRAY_OBJ_INDEX(ptr,array,elem_size) (((char*)(ptr) - ((char*)(array) + G_STRUCT_OFFSET (MonoArray, vector))) / (elem_size))
1567
1568 gboolean
1569 sgen_client_cardtable_scan_object (GCObject *obj, mword block_obj_size, guint8 *cards, ScanCopyContext ctx)
1570 {
1571         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
1572         MonoClass *klass = vt->klass;
1573
1574         SGEN_ASSERT (0, SGEN_VTABLE_HAS_REFERENCES (vt), "Why would we ever call this on reference-free objects?");
1575
1576         if (vt->rank) {
1577                 MonoArray *arr = (MonoArray*)obj;
1578                 guint8 *card_data, *card_base;
1579                 guint8 *card_data_end;
1580                 char *obj_start = (char *)sgen_card_table_align_pointer (obj);
1581                 mword bounds_size;
1582                 mword obj_size = sgen_mono_array_size (vt, arr, &bounds_size, sgen_vtable_get_descriptor (vt));
1583                 /* We don't want to scan the bounds entries at the end of multidimensional arrays */
1584                 char *obj_end = (char*)obj + obj_size - bounds_size;
1585                 size_t card_count;
1586                 size_t extra_idx = 0;
1587
1588                 mword desc = (mword)klass->element_class->gc_descr;
1589                 int elem_size = mono_array_element_size (klass);
1590
1591 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1592                 guint8 *overflow_scan_end = NULL;
1593 #endif
1594
1595 #ifdef SGEN_OBJECT_LAYOUT_STATISTICS
1596                 if (klass->element_class->valuetype)
1597                         sgen_object_layout_scanned_vtype_array ();
1598                 else
1599                         sgen_object_layout_scanned_ref_array ();
1600 #endif
1601
1602                 if (cards)
1603                         card_data = cards;
1604                 else
1605                         card_data = sgen_card_table_get_card_scan_address ((mword)obj);
1606
1607                 card_base = card_data;
1608                 card_count = sgen_card_table_number_of_cards_in_range ((mword)obj, obj_size);
1609                 card_data_end = card_data + card_count;
1610
1611
1612 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1613                 /*Check for overflow and if so, setup to scan in two steps*/
1614                 if (!cards && card_data_end >= SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END) {
1615                         overflow_scan_end = sgen_shadow_cardtable + (card_data_end - SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END);
1616                         card_data_end = SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END;
1617                 }
1618
1619 LOOP_HEAD:
1620 #endif
1621
1622                 card_data = find_next_card (card_data, card_data_end);
1623                 for (; card_data < card_data_end; card_data = find_next_card (card_data + 1, card_data_end)) {
1624                         size_t index;
1625                         size_t idx = (card_data - card_base) + extra_idx;
1626                         char *start = (char*)(obj_start + idx * CARD_SIZE_IN_BYTES);
1627                         char *card_end = start + CARD_SIZE_IN_BYTES;
1628                         char *first_elem, *elem;
1629
1630                         HEAVY_STAT (++los_marked_cards);
1631
1632                         if (!cards)
1633                                 sgen_card_table_prepare_card_for_scanning (card_data);
1634
1635                         card_end = MIN (card_end, obj_end);
1636
1637                         if (start <= (char*)arr->vector)
1638                                 index = 0;
1639                         else
1640                                 index = ARRAY_OBJ_INDEX (start, obj, elem_size);
1641
1642                         elem = first_elem = (char*)mono_array_addr_with_size_fast ((MonoArray*)obj, elem_size, index);
1643                         if (klass->element_class->valuetype) {
1644                                 ScanVTypeFunc scan_vtype_func = ctx.ops->scan_vtype;
1645
1646                                 for (; elem < card_end; elem += elem_size)
1647                                         scan_vtype_func (obj, elem, desc, ctx.queue BINARY_PROTOCOL_ARG (elem_size));
1648                         } else {
1649                                 ScanPtrFieldFunc scan_ptr_field_func = ctx.ops->scan_ptr_field;
1650
1651                                 HEAVY_STAT (++los_array_cards);
1652                                 for (; elem < card_end; elem += SIZEOF_VOID_P)
1653                                         scan_ptr_field_func (obj, (GCObject**)elem, ctx.queue);
1654                         }
1655
1656                         binary_protocol_card_scan (first_elem, elem - first_elem);
1657                 }
1658
1659 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1660                 if (overflow_scan_end) {
1661                         extra_idx = card_data - card_base;
1662                         card_base = card_data = sgen_shadow_cardtable;
1663                         card_data_end = overflow_scan_end;
1664                         overflow_scan_end = NULL;
1665                         goto LOOP_HEAD;
1666                 }
1667 #endif
1668                 return TRUE;
1669         }
1670
1671         return FALSE;
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Array and string allocation
1676  */
1677
1678 void*
1679 mono_gc_alloc_vector (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length)
1680 {
1681         MonoArray *arr;
1682         TLAB_ACCESS_INIT;
1683
1684         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1685                 return NULL;
1686
1687 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1688         ENTER_CRITICAL_REGION;
1689         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1690         if (arr) {
1691                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1692                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1693                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1694                 goto done;
1695         }
1696         EXIT_CRITICAL_REGION;
1697 #endif
1698
1699         LOCK_GC;
1700
1701         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1702         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1703                 UNLOCK_GC;
1704                 return NULL;
1705         }
1706
1707         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1708
1709         UNLOCK_GC;
1710
1711  done:
1712         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1713                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1714
1715         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Vector has incorrect size.");
1716         return arr;
1717 }
1718
1719 void*
1720 mono_gc_alloc_array (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length, uintptr_t bounds_size)
1721 {
1722         MonoArray *arr;
1723         MonoArrayBounds *bounds;
1724         TLAB_ACCESS_INIT;
1725
1726         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1727                 return NULL;
1728
1729 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1730         ENTER_CRITICAL_REGION;
1731         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1732         if (arr) {
1733                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1734                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1735
1736                 bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1737                 arr->bounds = bounds;
1738                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1739                 goto done;
1740         }
1741         EXIT_CRITICAL_REGION;
1742 #endif
1743
1744         LOCK_GC;
1745
1746         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1747         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1748                 UNLOCK_GC;
1749                 return NULL;
1750         }
1751
1752         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1753
1754         bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1755         arr->bounds = bounds;
1756
1757         UNLOCK_GC;
1758
1759  done:
1760         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1761                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1762
1763         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Array has incorrect size.");
1764         return arr;
1765 }
1766
1767 void*
1768 mono_gc_alloc_string (MonoVTable *vtable, size_t size, gint32 len)
1769 {
1770         MonoString *str;
1771         TLAB_ACCESS_INIT;
1772
1773         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1774                 return NULL;
1775
1776 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1777         ENTER_CRITICAL_REGION;
1778         str = (MonoString*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1779         if (str) {
1780                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1781                 str->length = len;
1782                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1783                 goto done;
1784         }
1785         EXIT_CRITICAL_REGION;
1786 #endif
1787
1788         LOCK_GC;
1789
1790         str = (MonoString*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1791         if (G_UNLIKELY (!str)) {
1792                 UNLOCK_GC;
1793                 return NULL;
1794         }
1795
1796         str->length = len;
1797
1798         UNLOCK_GC;
1799
1800  done:
1801         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1802                 mono_profiler_allocation (&str->object);
1803
1804         return str;
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Strings
1809  */
1810
1811 void
1812 mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length)
1813 {
1814         mono_unichar2 *new_end = str->chars + new_length;
1815
1816         /* zero the discarded string. This null-delimits the string and allows
1817          * the space to be reclaimed by SGen. */
1818
1819         if (nursery_canaries_enabled () && sgen_ptr_in_nursery (str)) {
1820                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT ((GCObject*)str, TRUE);
1821                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2) + CANARY_SIZE);
1822                 memcpy (new_end + 1 , CANARY_STRING, CANARY_SIZE);
1823         } else {
1824                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2));
1825         }
1826
1827         str->length = new_length;
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Profiling
1832  */
1833
1834 #define GC_ROOT_NUM 32
1835 typedef struct {
1836         int count;              /* must be the first field */
1837         void *objects [GC_ROOT_NUM];
1838         int root_types [GC_ROOT_NUM];
1839         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
1840 } GCRootReport;
1841
1842 static void
1843 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
1844 {
1845         if (!report->count)
1846                 return;
1847         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
1848         report->count = 0;
1849 }
1850
1851 static void
1852 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
1853 {
1854         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
1855                 notify_gc_roots (report);
1856         report->objects [report->count] = object;
1857         report->root_types [report->count] = rtype;
1858         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)SGEN_LOAD_VTABLE (object)->klass;
1859 }
1860
1861 void
1862 sgen_client_nursery_objects_pinned (void **definitely_pinned, int count)
1863 {
1864         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1865                 GCRootReport report;
1866                 int idx;
1867                 report.count = 0;
1868                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1869                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1870                 notify_gc_roots (&report);
1871         }
1872 }
1873
1874 static void
1875 report_finalizer_roots_from_queue (SgenPointerQueue *queue)
1876 {
1877         GCRootReport report;
1878         size_t i;
1879
1880         report.count = 0;
1881         for (i = 0; i < queue->next_slot; ++i) {
1882                 void *obj = queue->data [i];
1883                 if (!obj)
1884                         continue;
1885                 add_profile_gc_root (&report, obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1886         }
1887         notify_gc_roots (&report);
1888 }
1889
1890 static void
1891 report_finalizer_roots (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
1892 {
1893         report_finalizer_roots_from_queue (fin_ready_queue);
1894         report_finalizer_roots_from_queue (critical_fin_queue);
1895 }
1896
1897 static GCRootReport *root_report;
1898
1899 static void
1900 single_arg_report_root (MonoObject **obj, void *gc_data)
1901 {
1902         if (*obj)
1903                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1904 }
1905
1906 static void
1907 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1908 {
1909         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1910         case ROOT_DESC_BITMAP:
1911                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1912                 while (desc) {
1913                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1914                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1915                         }
1916                         desc >>= 1;
1917                         start_root++;
1918                 }
1919                 return;
1920         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1921                 gsize *bitmap_data = (gsize *)sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1922                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1923                 void **start_run = start_root;
1924                 bitmap_data++;
1925                 while (bwords-- > 0) {
1926                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1927                         void **objptr = start_run;
1928                         while (bmap) {
1929                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1930                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1931                                 }
1932                                 bmap >>= 1;
1933                                 ++objptr;
1934                         }
1935                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1936                 }
1937                 break;
1938         }
1939         case ROOT_DESC_USER: {
1940                 MonoGCRootMarkFunc marker = (MonoGCRootMarkFunc)sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1941                 root_report = report;
1942                 marker ((MonoObject**)start_root, single_arg_report_root, NULL);
1943                 break;
1944         }
1945         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1946                 g_assert_not_reached ();
1947         default:
1948                 g_assert_not_reached ();
1949         }
1950 }
1951
1952 static void
1953 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1954 {
1955         GCRootReport report;
1956         void **start_root;
1957         RootRecord *root;
1958         report.count = 0;
1959         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], void **, start_root, RootRecord *, root) {
1960                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1961                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1962         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1963         notify_gc_roots (&report);
1964 }
1965
1966 static void
1967 report_registered_roots (void)
1968 {
1969         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
1970         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
1971 }
1972
1973 void
1974 sgen_client_collecting_minor (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
1975 {
1976         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
1977                 report_registered_roots ();
1978         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
1979                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
1980 }
1981
1982 static GCRootReport major_root_report;
1983 static gboolean profile_roots;
1984
1985 void
1986 sgen_client_collecting_major_1 (void)
1987 {
1988         profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
1989         memset (&major_root_report, 0, sizeof (GCRootReport));
1990 }
1991
1992 void
1993 sgen_client_pinned_los_object (GCObject *obj)
1994 {
1995         if (profile_roots)
1996                 add_profile_gc_root (&major_root_report, (char*)obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1997 }
1998
1999 void
2000 sgen_client_collecting_major_2 (void)
2001 {
2002         if (profile_roots)
2003                 notify_gc_roots (&major_root_report);
2004
2005         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2006                 report_registered_roots ();
2007 }
2008
2009 void
2010 sgen_client_collecting_major_3 (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2011 {
2012         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2013                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2014 }
2015
2016 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
2017 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
2018 static int moved_objects_idx = 0;
2019
2020 void
2021 mono_sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
2022 {
2023         g_assert (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES);
2024
2025         if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
2026                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2027                 moved_objects_idx = 0;
2028         }
2029         moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
2030         moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
2031 }
2032
2033 void
2034 mono_sgen_gc_event_moves (void)
2035 {
2036         if (moved_objects_idx) {
2037                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2038                 moved_objects_idx = 0;
2039         }
2040 }
2041
2042 /*
2043  * Heap walking
2044  */
2045
2046 #define REFS_SIZE 128
2047 typedef struct {
2048         void *data;
2049         MonoGCReferences callback;
2050         int flags;
2051         int count;
2052         int called;
2053         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
2054         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
2055 } HeapWalkInfo;
2056
2057 #undef HANDLE_PTR
2058 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
2059                 if (*(ptr)) {   \
2060                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
2061                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
2062                                 hwi->count = 0; \
2063                                 hwi->called = 1;        \
2064                         }       \
2065                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
2066                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
2067                 }       \
2068         } while (0)
2069
2070 static void
2071 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, GCObject *obj, size_t size)
2072 {
2073         char *start = (char*)obj;
2074         mword desc = sgen_obj_get_descriptor (obj);
2075
2076 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
2077 }
2078
2079 static void
2080 walk_references (GCObject *start, size_t size, void *data)
2081 {
2082         HeapWalkInfo *hwi = (HeapWalkInfo *)data;
2083         hwi->called = 0;
2084         hwi->count = 0;
2085         collect_references (hwi, start, size);
2086         if (hwi->count || !hwi->called)
2087                 hwi->callback (start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
2088 }
2089
2090 /**
2091  * mono_gc_walk_heap:
2092  * @flags: flags for future use
2093  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
2094  * @data: a user data pointer that is passed to callback
2095  *
2096  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
2097  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
2098  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
2099  * For each referenced object it's offset from the object address is
2100  * reported in the offsets array.
2101  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
2102  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
2103  * argument will be zero.
2104  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
2105  * profiler event handler.
2106  *
2107  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
2108  */
2109 int
2110 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
2111 {
2112         HeapWalkInfo hwi;
2113
2114         hwi.flags = flags;
2115         hwi.callback = callback;
2116         hwi.data = data;
2117
2118         sgen_clear_nursery_fragments ();
2119         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE, TRUE);
2120
2121         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, walk_references, &hwi);
2122         sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
2123
2124         return 0;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Threads
2129  */
2130
2131 void
2132 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
2133 {
2134         gc_callbacks = *callbacks;
2135 }
2136
2137 MonoGCCallbacks *
2138 mono_gc_get_gc_callbacks ()
2139 {
2140         return &gc_callbacks;
2141 }
2142
2143 void
2144 sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
2145 {
2146         size_t stsize = 0;
2147         guint8 *staddr = NULL;
2148
2149 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2150         g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
2151         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
2152 #else
2153         sgen_thread_info = info;
2154 #endif
2155
2156         info->client_info.skip = 0;
2157         info->client_info.stopped_ip = NULL;
2158         info->client_info.stopped_domain = NULL;
2159
2160         info->client_info.stack_start = NULL;
2161
2162 #ifdef SGEN_POSIX_STW
2163         info->client_info.stop_count = -1;
2164         info->client_info.signal = 0;
2165 #endif
2166
2167         /* On win32, stack_start_limit should be 0, since the stack can grow dynamically */
2168         mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
2169         if (staddr) {
2170 #ifndef HOST_WIN32
2171                 info->client_info.stack_start_limit = staddr;
2172 #endif
2173                 info->client_info.stack_end = staddr + stsize;
2174         } else {
2175                 gsize stack_bottom = (gsize)stack_bottom_fallback;
2176                 stack_bottom += 4095;
2177                 stack_bottom &= ~4095;
2178                 info->client_info.stack_end = (char*)stack_bottom;
2179         }
2180
2181         memset (&info->client_info.ctx, 0, sizeof (MonoContext));
2182
2183         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func)
2184                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2185
2186         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
2187
2188         SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_end);
2189 }
2190
2191 void
2192 sgen_client_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
2193 {
2194         MonoNativeThreadId tid;
2195
2196 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2197         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, NULL);
2198 #else
2199         sgen_thread_info = NULL;
2200 #endif
2201
2202         tid = mono_thread_info_get_tid (p);
2203
2204         if (p->client_info.info.runtime_thread)
2205                 mono_threads_add_joinable_thread ((gpointer)tid);
2206
2207         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func) {
2208                 mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func (p->client_info.runtime_data);
2209                 p->client_info.runtime_data = NULL;
2210         }
2211
2212         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)tid);
2213         SGEN_LOG (3, "unregister thread %p (%p)", p, (gpointer)tid);
2214 }
2215
2216 void
2217 mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
2218 {
2219         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
2220
2221         LOCK_GC;
2222         info->client_info.gc_disabled = skip;
2223         UNLOCK_GC;
2224 }
2225
2226 static gboolean
2227 is_critical_method (MonoMethod *method)
2228 {
2229         return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
2230 }
2231
2232 static gboolean
2233 thread_in_critical_region (SgenThreadInfo *info)
2234 {
2235         return info->client_info.in_critical_region;
2236 }
2237
2238 static void
2239 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
2240 {
2241         mono_handle_arena_init ((MonoHandleArena**) &info->client_info.info.handle_arena);
2242
2243         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func && !info->client_info.runtime_data)
2244                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2245 }
2246
2247 static void
2248 sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
2249 {
2250         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
2251          * know about, marshal will register it with mono_threads_attach_coop, but
2252          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
2253          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
2254          * the thread
2255          */
2256         if (mono_domain_get ())
2257                 mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
2258
2259         mono_handle_arena_cleanup ((MonoHandleArena**) &p->client_info.info.handle_arena);
2260 }
2261
2262 gboolean
2263 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
2264 {
2265         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
2266 }
2267
2268 gboolean
2269 mono_gc_is_gc_thread (void)
2270 {
2271         gboolean result;
2272         LOCK_GC;
2273         result = mono_thread_info_current () != NULL;
2274         UNLOCK_GC;
2275         return result;
2276 }
2277
2278 void
2279 sgen_client_thread_register_worker (void)
2280 {
2281         mono_thread_info_register_small_id ();
2282         mono_native_thread_set_name (mono_native_thread_id_get (), "SGen worker");
2283 }
2284
2285 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
2286 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
2287
2288 void
2289 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
2290 {
2291         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)start, (void **)end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
2292 }
2293
2294 void*
2295 mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
2296 {
2297         ScanCopyContext *ctx = (ScanCopyContext *)gc_data;
2298         ctx->ops->copy_or_mark_object ((GCObject**)&obj, ctx->queue);
2299         return obj;
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Mark from thread stacks and registers.
2304  */
2305 void
2306 sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, ScanCopyContext ctx)
2307 {
2308         scan_area_arg_start = start_nursery;
2309         scan_area_arg_end = end_nursery;
2310
2311         FOREACH_THREAD (info) {
2312                 int skip_reason = 0;
2313                 void *aligned_stack_start;
2314
2315                 if (info->client_info.skip) {
2316                         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);
2317                         skip_reason = 1;
2318                 } else if (info->client_info.gc_disabled) {
2319                         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);
2320                         skip_reason = 2;
2321                 } else if (!mono_thread_info_is_live (info)) {
2322                         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);
2323                         skip_reason = 3;
2324                 } else if (!info->client_info.stack_start) {
2325                         SGEN_LOG (3, "Skipping starting or detaching thread %p", info);
2326                         skip_reason = 4;
2327                 }
2328
2329                 binary_protocol_scan_stack ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, skip_reason);
2330
2331                 if (skip_reason)
2332                         continue;
2333
2334                 g_assert (info->client_info.stack_start);
2335                 g_assert (info->client_info.stack_end);
2336
2337                 aligned_stack_start = (void*)(mword) ALIGN_TO ((mword)info->client_info.stack_start, SIZEOF_VOID_P);
2338
2339                 g_assert (info->client_info.suspend_done);
2340                 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 ());
2341                 if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
2342                         mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func (info->client_info.runtime_data, (guint8 *)aligned_stack_start, (guint8 *)info->client_info.stack_end, precise, &ctx);
2343                 } else if (!precise) {
2344                         if (!conservative_stack_mark) {
2345                                 fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
2346                                 conservative_stack_mark = TRUE;
2347                         }
2348                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)aligned_stack_start, (void **)info->client_info.stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2349                 }
2350
2351                 if (!precise) {
2352                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.ctx, (void**)(&info->client_info.ctx + 1),
2353                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2354
2355                         {
2356                                 // This is used on Coop GC for platforms where we cannot get the data for individual registers.
2357                                 // We force a spill of all registers into the stack and pass a chunk of data into sgen.
2358                                 MonoThreadUnwindState *state = &info->client_info.info.thread_saved_state [SELF_SUSPEND_STATE_INDEX];
2359                                 if (state && state->gc_stackdata) {
2360                                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)state->gc_stackdata, (void**)((char*)state->gc_stackdata + state->gc_stackdata_size),
2361                                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2362                                 }
2363                         }
2364                 }
2365         } FOREACH_THREAD_END
2366 }
2367
2368 /*
2369  * mono_gc_set_stack_end:
2370  *
2371  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between
2372  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
2373  */
2374 void
2375 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
2376 {
2377         SgenThreadInfo *info;
2378
2379         LOCK_GC;
2380         info = mono_thread_info_current ();
2381         if (info) {
2382                 SGEN_ASSERT (0, stack_end < info->client_info.stack_end, "Can only lower stack end");
2383                 info->client_info.stack_end = stack_end;
2384         }
2385         UNLOCK_GC;
2386 }
2387
2388 /*
2389  * Roots
2390  */
2391
2392 int
2393 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2394 {
2395         return sgen_register_root (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED, source, msg);
2396 }
2397
2398 int
2399 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2400 {
2401         return sgen_register_root (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER, source, msg);
2402 }
2403
2404 void
2405 mono_gc_deregister_root (char* addr)
2406 {
2407         sgen_deregister_root (addr);
2408 }
2409
2410 /*
2411  * PThreads
2412  */
2413
2414 #ifndef HOST_WIN32
2415 int
2416 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
2417 {
2418         return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
2419 }
2420 #endif
2421
2422 /*
2423  * Miscellaneous
2424  */
2425
2426 void
2427 sgen_client_total_allocated_heap_changed (size_t allocated_heap)
2428 {
2429         mono_runtime_resource_check_limit (MONO_RESOURCE_GC_HEAP, allocated_heap);
2430 }
2431
2432 gboolean
2433 mono_gc_user_markers_supported (void)
2434 {
2435         return TRUE;
2436 }
2437
2438 gboolean
2439 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
2440 {
2441         return TRUE;
2442 }
2443
2444 int
2445 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
2446 {
2447         if (sgen_ptr_in_nursery (obj))
2448                 return 0;
2449         return 1;
2450 }
2451
2452 void
2453 mono_gc_enable_events (void)
2454 {
2455 }
2456
2457 const char *
2458 mono_gc_get_gc_name (void)
2459 {
2460         return "sgen";
2461 }
2462
2463 char*
2464 mono_gc_get_description (void)
2465 {
2466         return g_strdup ("sgen");
2467 }
2468
2469 void
2470 mono_gc_set_desktop_mode (void)
2471 {
2472 }
2473
2474 gboolean
2475 mono_gc_is_moving (void)
2476 {
2477         return TRUE;
2478 }
2479
2480 gboolean
2481 mono_gc_is_disabled (void)
2482 {
2483         return FALSE;
2484 }
2485
2486 #ifdef HOST_WIN32
2487 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
2488 {
2489         return TRUE;
2490 }
2491 #endif
2492
2493 int
2494 mono_gc_max_generation (void)
2495 {
2496         return 1;
2497 }
2498
2499 gboolean
2500 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
2501 {
2502         return !conservative_stack_mark;
2503 }
2504
2505 void
2506 mono_gc_collect (int generation)
2507 {
2508         sgen_gc_collect (generation);
2509 }
2510
2511 int
2512 mono_gc_collection_count (int generation)
2513 {
2514         return sgen_gc_collection_count (generation);
2515 }
2516
2517 int64_t
2518 mono_gc_get_used_size (void)
2519 {
2520         return (int64_t)sgen_gc_get_used_size ();
2521 }
2522
2523 int64_t
2524 mono_gc_get_heap_size (void)
2525 {
2526         return (int64_t)sgen_gc_get_total_heap_allocation ();
2527 }
2528
2529 MonoGCDescriptor
2530 mono_gc_make_root_descr_user (MonoGCRootMarkFunc marker)
2531 {
2532         return sgen_make_user_root_descriptor (marker);
2533 }
2534
2535 MonoGCDescriptor
2536 mono_gc_make_descr_for_string (gsize *bitmap, int numbits)
2537 {
2538         return SGEN_DESC_STRING;
2539 }
2540
2541 void*
2542 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
2543 {
2544         *size = sgen_nursery_size;
2545         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
2546         return sgen_get_nursery_start ();
2547 }
2548
2549 int
2550 mono_gc_get_los_limit (void)
2551 {
2552         return SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
2553 }
2554
2555 gpointer
2556 sgen_client_default_metadata (void)
2557 {
2558         return mono_domain_get ();
2559 }
2560
2561 gpointer
2562 sgen_client_metadata_for_object (GCObject *obj)
2563 {
2564         return mono_object_domain (obj);
2565 }
2566
2567 /**
2568  * mono_gchandle_is_in_domain:
2569  * @gchandle: a GCHandle's handle.
2570  * @domain: An application domain.
2571  *
2572  * Returns: TRUE if the object wrapped by the @gchandle belongs to the specific @domain.
2573  */
2574 gboolean
2575 mono_gchandle_is_in_domain (guint32 gchandle, MonoDomain *domain)
2576 {
2577         MonoDomain *gchandle_domain = (MonoDomain *)sgen_gchandle_get_metadata (gchandle);
2578         return domain->domain_id == gchandle_domain->domain_id;
2579 }
2580
2581 /**
2582  * mono_gchandle_free_domain:
2583  * @unloading: domain that is unloading
2584  *
2585  * Function used internally to cleanup any GC handle for objects belonging
2586  * to the specified domain during appdomain unload.
2587  */
2588 void
2589 mono_gchandle_free_domain (MonoDomain *unloading)
2590 {
2591 }
2592
2593 static gpointer
2594 null_link_if_in_domain (gpointer hidden, GCHandleType handle_type, int max_generation, gpointer user)
2595 {
2596         MonoDomain *unloading_domain = (MonoDomain *)user;
2597         MonoDomain *obj_domain;
2598         gboolean is_weak = MONO_GC_HANDLE_TYPE_IS_WEAK (handle_type);
2599         if (MONO_GC_HANDLE_IS_OBJECT_POINTER (hidden)) {
2600                 MonoObject *obj = (MonoObject *)MONO_GC_REVEAL_POINTER (hidden, is_weak);
2601                 obj_domain = mono_object_domain (obj);
2602         } else {
2603                 obj_domain = (MonoDomain *)MONO_GC_REVEAL_POINTER (hidden, is_weak);
2604         }
2605         if (unloading_domain->domain_id == obj_domain->domain_id)
2606                 return NULL;
2607         return hidden;
2608 }
2609
2610 void
2611 sgen_null_links_for_domain (MonoDomain *domain)
2612 {
2613         guint type;
2614         for (type = HANDLE_TYPE_MIN; type < HANDLE_TYPE_MAX; ++type)
2615                 sgen_gchandle_iterate ((GCHandleType)type, GENERATION_OLD, null_link_if_in_domain, domain);
2616 }
2617
2618 void
2619 mono_gchandle_set_target (guint32 gchandle, MonoObject *obj)
2620 {
2621         sgen_gchandle_set_target (gchandle, obj);
2622 }
2623
2624 void
2625 sgen_client_gchandle_created (int handle_type, GCObject *obj, guint32 handle)
2626 {
2627 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2628         mono_perfcounters->gc_num_handles++;
2629 #endif
2630         mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_CREATED, handle_type, handle, obj);
2631 }
2632
2633 void
2634 sgen_client_gchandle_destroyed (int handle_type, guint32 handle)
2635 {
2636 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2637         mono_perfcounters->gc_num_handles--;
2638 #endif
2639         mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_DESTROYED, handle_type, handle, NULL);
2640 }
2641
2642 void
2643 sgen_client_ensure_weak_gchandles_accessible (void)
2644 {
2645         /*
2646          * During the second bridge processing step the world is
2647          * running again.  That step processes all weak links once
2648          * more to null those that refer to dead objects.  Before that
2649          * is completed, those links must not be followed, so we
2650          * conservatively wait for bridge processing when any weak
2651          * link is dereferenced.
2652          */
2653         /* FIXME: A GC can occur after this check fails, in which case we
2654          * should wait for bridge processing but would fail to do so.
2655          */
2656         if (G_UNLIKELY (bridge_processing_in_progress))
2657                 mono_gc_wait_for_bridge_processing ();
2658 }
2659
2660 void*
2661 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
2662 {
2663         void *result;
2664         LOCK_INTERRUPTION;
2665         result = func (data);
2666         UNLOCK_INTERRUPTION;
2667         return result;
2668 }
2669
2670 void
2671 mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size)
2672 {
2673         // FIXME:
2674 }
2675
2676 guint8*
2677 mono_gc_get_card_table (int *shift_bits, gpointer *mask)
2678 {
2679         return sgen_get_card_table_configuration (shift_bits, mask);
2680 }
2681
2682 gboolean
2683 mono_gc_card_table_nursery_check (void)
2684 {
2685         return !sgen_get_major_collector ()->is_concurrent;
2686 }
2687
2688 /* Negative value to remove */
2689 void
2690 mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value)
2691 {
2692         /* FIXME: Implement at some point? */
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Logging
2697  */
2698
2699 void
2700 sgen_client_degraded_allocation (size_t size)
2701 {
2702         static int last_major_gc_warned = -1;
2703         static int num_degraded = 0;
2704
2705         if (last_major_gc_warned < (int)gc_stats.major_gc_count) {
2706                 ++num_degraded;
2707                 if (num_degraded == 1 || num_degraded == 3)
2708                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Degraded allocation.  Consider increasing nursery-size if the warning persists.");
2709                 else if (num_degraded == 10)
2710                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Repeated degraded allocation.  Consider increasing nursery-size.");
2711                 last_major_gc_warned = gc_stats.major_gc_count;
2712         }
2713 }
2714
2715 /*
2716  * Debugging
2717  */
2718
2719 const char*
2720 sgen_client_description_for_internal_mem_type (int type)
2721 {
2722         switch (type) {
2723         case INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK: return "ephemeron-link";
2724         default:
2725                 return NULL;
2726         }
2727 }
2728
2729 void
2730 sgen_client_pre_collection_checks (void)
2731 {
2732         if (sgen_mono_xdomain_checks) {
2733                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2734                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2735         }
2736 }
2737
2738 gboolean
2739 sgen_client_vtable_is_inited (MonoVTable *vt)
2740 {
2741         return vt->klass->inited;
2742 }
2743
2744 const char*
2745 sgen_client_vtable_get_namespace (MonoVTable *vt)
2746 {
2747         return vt->klass->name_space;
2748 }
2749
2750 const char*
2751 sgen_client_vtable_get_name (MonoVTable *vt)
2752 {
2753         return vt->klass->name;
2754 }
2755
2756 /*
2757  * Initialization
2758  */
2759
2760 void
2761 sgen_client_init (void)
2762 {
2763         int dummy;
2764         MonoThreadInfoCallbacks cb;
2765
2766         cb.thread_register = sgen_thread_register;
2767         cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
2768         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
2769         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
2770         cb.mono_method_is_critical = (gboolean (*)(void *))is_critical_method;
2771         cb.mono_thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
2772
2773         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
2774
2775         ///* Keep this the default for now */
2776         /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
2777         conservative_stack_mark = TRUE;
2778
2779         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
2780
2781         mono_sgen_init_stw ();
2782
2783 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2784         mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
2785 #if defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
2786         /*
2787          * CEE_MONO_TLS requires the tls offset, not the key, so the code below only works on darwin,
2788          * where the two are the same.
2789          */
2790         mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, thread_info_key);
2791 #endif
2792 #else
2793         {
2794                 int tls_offset = -1;
2795                 MONO_THREAD_VAR_OFFSET (sgen_thread_info, tls_offset);
2796                 mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, tls_offset);
2797         }
2798 #endif
2799
2800         /*
2801          * This needs to happen before any internal allocations because
2802          * it inits the small id which is required for hazard pointer
2803          * operations.
2804          */
2805         sgen_os_init ();
2806
2807         mono_gc_register_thread (&dummy);
2808 }
2809
2810 gboolean
2811 sgen_client_handle_gc_param (const char *opt)
2812 {
2813         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
2814                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2815                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
2816                         conservative_stack_mark = FALSE;
2817                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
2818                         conservative_stack_mark = TRUE;
2819                 } else {
2820                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, conservative_stack_mark ? "Using `conservative`." : "Using `precise`.",
2821                                         "Invalid value `%s` for `stack-mark` option, possible values are: `precise`, `conservative`.", opt);
2822                 }
2823         } else if (g_str_has_prefix (opt, "bridge-implementation=")) {
2824                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2825                 sgen_set_bridge_implementation (opt);
2826         } else if (g_str_has_prefix (opt, "toggleref-test")) {
2827                 /* FIXME: This should probably in MONO_GC_DEBUG */
2828                 sgen_register_test_toggleref_callback ();
2829         } else {
2830                 return FALSE;
2831         }
2832         return TRUE;
2833 }
2834
2835 void
2836 sgen_client_print_gc_params_usage (void)
2837 {
2838         fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
2839 }
2840
2841 gboolean
2842 sgen_client_handle_gc_debug (const char *opt)
2843 {
2844         if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
2845                 sgen_mono_xdomain_checks = TRUE;
2846         } else if (!strcmp (opt, "do-not-finalize")) {
2847                 mono_do_not_finalize = TRUE;
2848         } else if (g_str_has_prefix (opt, "do-not-finalize=")) {
2849                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2850                 mono_do_not_finalize = TRUE;
2851                 mono_do_not_finalize_class_names = g_strsplit (opt, ",", 0);
2852         } else if (!strcmp (opt, "log-finalizers")) {
2853                 log_finalizers = TRUE;
2854         } else if (!strcmp (opt, "no-managed-allocator")) {
2855                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2856         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_debug (opt)) {
2857                 return FALSE;
2858         }
2859         return TRUE;
2860 }
2861
2862 void
2863 sgen_client_print_gc_debug_usage (void)
2864 {
2865         fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
2866         fprintf (stderr, "  do-not-finalize\n");
2867         fprintf (stderr, "  log-finalizers\n");
2868         fprintf (stderr, "  no-managed-allocator\n");
2869         sgen_bridge_print_gc_debug_usage ();
2870 }
2871
2872
2873 gpointer
2874 sgen_client_get_provenance (void)
2875 {
2876 #ifdef SGEN_OBJECT_PROVENANCE
2877         MonoGCCallbacks *cb = mono_gc_get_gc_callbacks ();
2878         gpointer (*get_provenance_func) (void);
2879         if (!cb)
2880                 return NULL;
2881         get_provenance_func = cb->get_provenance_func;
2882         if (get_provenance_func)
2883                 return get_provenance_func ();
2884         return NULL;
2885 #else
2886         return NULL;
2887 #endif
2888 }
2889
2890 void
2891 sgen_client_describe_invalid_pointer (GCObject *ptr)
2892 {
2893         sgen_bridge_describe_pointer (ptr);
2894 }
2895
2896 static gboolean gc_inited;
2897
2898 void
2899 mono_gc_base_init (void)
2900 {
2901         if (gc_inited)
2902                 return;
2903
2904         mono_counters_init ();
2905
2906 #ifdef HEAVY_STATISTICS
2907         mono_counters_register ("los marked cards", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_marked_cards);
2908         mono_counters_register ("los array cards scanned ", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_cards);
2909         mono_counters_register ("los array remsets", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_remsets);
2910
2911         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_set_arrayref);
2912         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_value_copy);
2913         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_object_copy);
2914 #endif
2915
2916         sgen_gc_init ();
2917
2918         if (nursery_canaries_enabled ())
2919                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2920
2921 #if defined(HAVE_KW_THREAD)
2922         /* This can happen with using libmonosgen.so */
2923         if (mono_tls_key_get_offset (TLS_KEY_SGEN_TLAB_NEXT_ADDR) == -1)
2924                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2925 #endif
2926
2927         gc_inited = TRUE;
2928 }
2929
2930 void
2931 mono_gc_base_cleanup (void)
2932 {
2933         sgen_thread_pool_shutdown ();
2934 }
2935
2936 gboolean
2937 mono_gc_is_null (void)
2938 {
2939         return FALSE;
2940 }
2941
2942 #endif