Merge pull request #2663 from esdrubal/islocal
[mono.git] / mono / metadata / sgen-mono.c
1 /*
2  * sgen-mono.c: SGen features specific to Mono.
3  *
4  * Copyright (C) 2014 Xamarin Inc
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
8  * License 2.0 as published by the Free Software Foundation;
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Library General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
16  * License 2.0 along with this library; if not, write to the Free
17  * Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
18  */
19
20 #include "config.h"
21 #ifdef HAVE_SGEN_GC
22
23 #include "sgen/sgen-gc.h"
24 #include "sgen/sgen-protocol.h"
25 #include "metadata/monitor.h"
26 #include "sgen/sgen-layout-stats.h"
27 #include "sgen/sgen-client.h"
28 #include "sgen/sgen-cardtable.h"
29 #include "sgen/sgen-pinning.h"
30 #include "metadata/marshal.h"
31 #include "metadata/method-builder.h"
32 #include "metadata/abi-details.h"
33 #include "metadata/mono-gc.h"
34 #include "metadata/runtime.h"
35 #include "metadata/sgen-bridge-internals.h"
36 #include "metadata/gc-internals.h"
37 #include "metadata/handle.h"
38 #include "utils/mono-memory-model.h"
39 #include "utils/mono-logger-internals.h"
40
41 #ifdef HEAVY_STATISTICS
42 static guint64 stat_wbarrier_set_arrayref = 0;
43 static guint64 stat_wbarrier_value_copy = 0;
44 static guint64 stat_wbarrier_object_copy = 0;
45
46 static guint64 los_marked_cards;
47 static guint64 los_array_cards;
48 static guint64 los_array_remsets;
49 #endif
50
51 /* If set, mark stacks conservatively, even if precise marking is possible */
52 static gboolean conservative_stack_mark = FALSE;
53 /* If set, check that there are no references to the domain left at domain unload */
54 gboolean sgen_mono_xdomain_checks = FALSE;
55
56 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
57 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
58
59 #ifdef HAVE_KW_THREAD
60 __thread SgenThreadInfo *sgen_thread_info;
61 #else
62 MonoNativeTlsKey thread_info_key;
63 #endif
64
65 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
66
67 #define OPDEF(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) \
68         a = i,
69
70 enum {
71 #include "mono/cil/opcode.def"
72         CEE_LAST
73 };
74
75 #undef OPDEF
76
77 /*
78  * Write barriers
79  */
80
81 static gboolean
82 ptr_on_stack (void *ptr)
83 {
84         gpointer stack_start = &stack_start;
85         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
86
87         if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->client_info.stack_end)
88                 return TRUE;
89         return FALSE;
90 }
91
92 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
93 #undef HANDLE_PTR
94 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                                        \
95                 gpointer o = *(gpointer*)(ptr);                         \
96                 if ((o)) {                                              \
97                         gpointer d = ((char*)dest) + ((char*)(ptr) - (char*)(obj)); \
98                         binary_protocol_wbarrier (d, o, (gpointer) SGEN_LOAD_VTABLE (o)); \
99                 }                                                       \
100         } while (0)
101
102 static void
103 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (gpointer dest, char *start, mword desc)
104 {
105 #define SCAN_OBJECT_NOVTABLE
106 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
107 }
108 #endif
109
110 void
111 mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass)
112 {
113         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_value_copy);
114         g_assert (klass->valuetype);
115
116         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);
117
118         if (sgen_ptr_in_nursery (dest) || ptr_on_stack (dest) || !sgen_gc_descr_has_references ((mword)klass->gc_descr)) {
119                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
120                 size_t size = count * element_size;
121                 mono_gc_memmove_atomic (dest, src, size);               
122                 return;
123         }
124
125 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
126         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
127                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
128                 int i;
129                 for (i = 0; i < count; ++i) {
130                         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier ((char*)dest + i * element_size,
131                                         (char*)src + i * element_size - sizeof (MonoObject),
132                                         (mword) klass->gc_descr);
133                 }
134         }
135 #endif
136
137         sgen_get_remset ()->wbarrier_value_copy (dest, src, count, mono_class_value_size (klass, NULL));
138 }
139
140 /**
141  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
142  *
143  * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
144  */
145 void
146 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
147 {
148         int size;
149
150         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_object_copy);
151
152         if (sgen_ptr_in_nursery (obj) || ptr_on_stack (obj) || !SGEN_OBJECT_HAS_REFERENCES (src)) {
153                 size = mono_object_class (obj)->instance_size;
154                 mono_gc_memmove_aligned ((char*)obj + sizeof (MonoObject), (char*)src + sizeof (MonoObject),
155                                 size - sizeof (MonoObject));
156                 return; 
157         }
158
159 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
160         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ())
161                 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (obj, (char*)src, (mword) src->vtable->gc_descr);
162 #endif
163
164         sgen_get_remset ()->wbarrier_object_copy (obj, src);
165 }
166
167 void
168 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
169 {
170         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_arrayref);
171         if (sgen_ptr_in_nursery (slot_ptr)) {
172                 *(void**)slot_ptr = value;
173                 return;
174         }
175         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", slot_ptr);
176         if (value)
177                 binary_protocol_wbarrier (slot_ptr, value, value->vtable);
178
179         sgen_get_remset ()->wbarrier_set_field ((GCObject*)arr, slot_ptr, value);
180 }
181
182 void
183 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
184 {
185         mono_gc_wbarrier_set_arrayref ((MonoArray*)obj, field_ptr, value);
186 }
187
188 void
189 mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
190 {
191         sgen_wbarrier_value_copy_bitmap (_dest, _src, size, bitmap);
192 }
193
194 static MonoMethod *write_barrier_conc_method;
195 static MonoMethod *write_barrier_noconc_method;
196
197 gboolean
198 sgen_is_critical_method (MonoMethod *method)
199 {
200         return (method == write_barrier_conc_method || method == write_barrier_noconc_method || sgen_is_managed_allocator (method));
201 }
202
203 gboolean
204 sgen_has_critical_method (void)
205 {
206         return write_barrier_conc_method || write_barrier_noconc_method || sgen_has_managed_allocator ();
207 }
208
209 #ifndef DISABLE_JIT
210
211 static void
212 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels, gboolean is_concurrent)
213 {
214         int shifted_nursery_start = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
215
216         memset (nursery_check_return_labels, 0, sizeof (int) * 2);
217         // if (ptr_in_nursery (ptr)) return;
218         /*
219          * Masking out the bits might be faster, but we would have to use 64 bit
220          * immediates, which might be slower.
221          */
222         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
223         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_START);
224         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
225         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
226         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
227         mono_mb_emit_stloc (mb, shifted_nursery_start);
228
229         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
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 [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
235
236         if (!is_concurrent) {
237                 // if (!ptr_in_nursery (*ptr)) return;
238                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
239                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
240                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
241                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
242                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
243                 mono_mb_emit_ldloc (mb, shifted_nursery_start);
244                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BNE_UN);
245         }
246 }
247 #endif
248
249 MonoMethod*
250 mono_gc_get_specific_write_barrier (gboolean is_concurrent)
251 {
252         MonoMethod *res;
253         MonoMethodBuilder *mb;
254         MonoMethodSignature *sig;
255         MonoMethod **write_barrier_method_addr;
256         WrapperInfo *info;
257 #ifdef MANAGED_WBARRIER
258         int i, nursery_check_labels [2];
259 #endif
260
261         // FIXME: Maybe create a separate version for ctors (the branch would be
262         // correctly predicted more times)
263         if (is_concurrent)
264                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_conc_method;
265         else
266                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_noconc_method;
267
268         if (*write_barrier_method_addr)
269                 return *write_barrier_method_addr;
270
271         /* Create the IL version of mono_gc_barrier_generic_store () */
272         sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, 1);
273         sig->ret = &mono_defaults.void_class->byval_arg;
274         sig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
275
276         if (is_concurrent)
277                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_conc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
278         else
279                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_noconc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
280
281 #ifndef DISABLE_JIT
282 #ifdef MANAGED_WBARRIER
283         emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels, is_concurrent);
284         /*
285         addr = sgen_cardtable + ((address >> CARD_BITS) & CARD_MASK)
286         *addr = 1;
287
288         sgen_cardtable:
289                 LDC_PTR sgen_cardtable
290
291         address >> CARD_BITS
292                 LDARG_0
293                 LDC_I4 CARD_BITS
294                 SHR_UN
295         if (SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS) {
296                 LDC_PTR card_table_mask
297                 AND
298         }
299         AND
300         ldc_i4_1
301         stind_i1
302         */
303         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
304         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_CARD_TABLE);
305         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
306         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_BITS);
307         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
308         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
309 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
310 #if SIZEOF_VOID_P == 8
311         mono_mb_emit_icon8 (mb, CARD_MASK);
312 #else
313         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_MASK);
314 #endif
315         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
316         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
317 #endif
318         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
319         mono_mb_emit_icon (mb, 1);
320         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I1);
321
322         // return;
323         for (i = 0; i < 2; ++i) {
324                 if (nursery_check_labels [i])
325                         mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
326         }
327         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
328 #else
329         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
330         mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
331         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
332 #endif
333 #endif
334         res = mono_mb_create_method (mb, sig, 16);
335         info = mono_wrapper_info_create (mb, WRAPPER_SUBTYPE_NONE);
336         mono_marshal_set_wrapper_info (res, info);
337         mono_mb_free (mb);
338
339         LOCK_GC;
340         if (*write_barrier_method_addr) {
341                 /* Already created */
342                 mono_free_method (res);
343         } else {
344                 /* double-checked locking */
345                 mono_memory_barrier ();
346                 *write_barrier_method_addr = res;
347         }
348         UNLOCK_GC;
349
350         return *write_barrier_method_addr;
351 }
352
353 MonoMethod*
354 mono_gc_get_write_barrier (void)
355 {
356         return mono_gc_get_specific_write_barrier (major_collector.is_concurrent);
357 }
358
359 /*
360  * Dummy filler objects
361  */
362
363 /* Vtable of the objects used to fill out nursery fragments before a collection */
364 static GCVTable array_fill_vtable;
365
366 static GCVTable
367 get_array_fill_vtable (void)
368 {
369         if (!array_fill_vtable) {
370                 static MonoClass klass;
371                 static char _vtable[sizeof(MonoVTable)+8];
372                 MonoVTable* vtable = (MonoVTable*) ALIGN_TO((mword)_vtable, 8);
373                 gsize bmap;
374
375                 MonoDomain *domain = mono_get_root_domain ();
376                 g_assert (domain);
377
378                 klass.element_class = mono_defaults.byte_class;
379                 klass.rank = 1;
380                 klass.instance_size = MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY;
381                 klass.sizes.element_size = 1;
382                 klass.name = "array_filler_type";
383
384                 vtable->klass = &klass;
385                 bmap = 0;
386                 vtable->gc_descr = mono_gc_make_descr_for_array (TRUE, &bmap, 0, 1);
387                 vtable->rank = 1;
388
389                 array_fill_vtable = vtable;
390         }
391         return array_fill_vtable;
392 }
393
394 gboolean
395 sgen_client_array_fill_range (char *start, size_t size)
396 {
397         MonoArray *o;
398
399         if (size < MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY) {
400                 memset (start, 0, size);
401                 return FALSE;
402         }
403
404         o = (MonoArray*)start;
405         o->obj.vtable = (MonoVTable*)get_array_fill_vtable ();
406         /* Mark this as not a real object */
407         o->obj.synchronisation = (MonoThreadsSync *)GINT_TO_POINTER (-1);
408         o->bounds = NULL;
409         o->max_length = (mono_array_size_t)(size - MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
410
411         return TRUE;
412 }
413
414 void
415 sgen_client_zero_array_fill_header (void *p, size_t size)
416 {
417         if (size >= MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY) {
418                 memset (p, 0, MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
419         } else {
420                 static guint8 zeros [MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY];
421
422                 SGEN_ASSERT (0, !memcmp (p, zeros, size), "TLAB segment must be zeroed out.");
423         }
424 }
425
426 /*
427  * Finalization
428  */
429
430 static MonoGCFinalizerCallbacks fin_callbacks;
431
432 guint
433 mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *klass)
434 {
435         guint res = 0;
436         /* FIXME move this to the bridge code */
437         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
438                 switch (sgen_bridge_class_kind (klass)) {
439                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_BRIDGE_CLASS:
440                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_BRIDGE_CLASS:
441                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT;
442                         break;
443                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_CLASS:
444                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OPAQUE_OBJECT;
445                         break;
446                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_CLASS:
447                         break;
448                 }
449         }
450         if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware) {
451                 if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware (klass))
452                         res |= SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
453         }
454         return res;
455 }
456
457 static gboolean
458 is_finalization_aware (MonoObject *obj)
459 {
460         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
461         return (vt->gc_bits & SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE) == SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
462 }
463
464 void
465 sgen_client_object_queued_for_finalization (GCObject *obj)
466 {
467         if (fin_callbacks.object_queued_for_finalization && is_finalization_aware (obj))
468                 fin_callbacks.object_queued_for_finalization (obj);
469
470 #ifdef ENABLE_DTRACE
471         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE_ENABLED ())) {
472                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
473                 GCVTable vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
474                 MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE ((mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
475                                 sgen_client_vtable_get_namespace (vt), sgen_client_vtable_get_name (vt), gen,
476                                 sgen_client_object_has_critical_finalizer (obj));
477         }
478 #endif
479 }
480
481 void
482 mono_gc_register_finalizer_callbacks (MonoGCFinalizerCallbacks *callbacks)
483 {
484         if (callbacks->version != MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION)
485                 g_error ("Invalid finalizer callback version. Expected %d but got %d\n", MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION, callbacks->version);
486
487         fin_callbacks = *callbacks;
488 }
489
490 void
491 sgen_client_run_finalize (MonoObject *obj)
492 {
493         mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
494 }
495
496 int
497 mono_gc_invoke_finalizers (void)
498 {
499         return sgen_gc_invoke_finalizers ();
500 }
501
502 gboolean
503 mono_gc_pending_finalizers (void)
504 {
505         return sgen_have_pending_finalizers ();
506 }
507
508 void
509 sgen_client_finalize_notify (void)
510 {
511         mono_gc_finalize_notify ();
512 }
513
514 void
515 mono_gc_register_for_finalization (MonoObject *obj, void *user_data)
516 {
517         sgen_object_register_for_finalization (obj, user_data);
518 }
519
520 static gboolean
521 object_in_domain_predicate (MonoObject *obj, void *user_data)
522 {
523         MonoDomain *domain = (MonoDomain *)user_data;
524         if (mono_object_domain (obj) == domain) {
525                 SGEN_LOG (5, "Unregistering finalizer for object: %p (%s)", obj, sgen_client_vtable_get_name (SGEN_LOAD_VTABLE (obj)));
526                 return TRUE;
527         }
528         return FALSE;
529 }
530
531 /**
532  * mono_gc_finalizers_for_domain:
533  * @domain: the unloading appdomain
534  * @out_array: output array
535  * @out_size: size of output array
536  *
537  * Store inside @out_array up to @out_size objects that belong to the unloading
538  * appdomain @domain. Returns the number of stored items. Can be called repeteadly
539  * until it returns 0.
540  * The items are removed from the finalizer data structure, so the caller is supposed
541  * to finalize them.
542  * @out_array should be on the stack to allow the GC to know the objects are still alive.
543  */
544 int
545 mono_gc_finalizers_for_domain (MonoDomain *domain, MonoObject **out_array, int out_size)
546 {
547         return sgen_gather_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, out_array, out_size);
548 }
549
550 /*
551  * Ephemerons
552  */
553
554 typedef struct _EphemeronLinkNode EphemeronLinkNode;
555
556 struct _EphemeronLinkNode {
557         EphemeronLinkNode *next;
558         MonoArray *array;
559 };
560
561 typedef struct {
562        GCObject *key;
563        GCObject *value;
564 } Ephemeron;
565
566 static EphemeronLinkNode *ephemeron_list;
567
568 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
569 static void
570 null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain)
571 {
572         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
573
574         while (current) {
575                 MonoObject *object = (MonoObject*)current->array;
576
577                 if (object)
578                         SGEN_ASSERT (0, object->vtable, "Can't have objects without vtables.");
579
580                 if (object && object->vtable->domain == domain) {
581                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
582
583                         if (prev)
584                                 prev->next = current->next;
585                         else
586                                 ephemeron_list = current->next;
587
588                         current = current->next;
589                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
590                 } else {
591                         prev = current;
592                         current = current->next;
593                 }
594         }
595 }
596
597 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
598 void
599 sgen_client_clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
600 {
601         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
602         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
603         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
604         Ephemeron *cur, *array_end;
605         GCObject *tombstone;
606
607         while (current) {
608                 MonoArray *array = current->array;
609
610                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
611                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
612
613                         SGEN_LOG (5, "Dead Ephemeron array at %p", array);
614
615                         if (prev)
616                                 prev->next = current->next;
617                         else
618                                 ephemeron_list = current->next;
619
620                         current = current->next;
621                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
622
623                         continue;
624                 }
625
626                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
627                 current->array = array;
628
629                 SGEN_LOG (5, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p", array);
630
631                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
632                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
633                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
634
635                 for (; cur < array_end; ++cur) {
636                         GCObject *key = cur->key;
637
638                         if (!key || key == tombstone)
639                                 continue;
640
641                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
642                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
643                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
644
645                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
646                                 cur->key = tombstone;
647                                 cur->value = NULL;
648                                 continue;
649                         }
650                 }
651                 prev = current;
652                 current = current->next;
653         }
654 }
655
656 /*
657 LOCKING: requires that the GC lock is held
658
659 Limitations: We scan all ephemerons on every collection since the current design doesn't allow for a simple nursery/mature split.
660 */
661 gboolean
662 sgen_client_mark_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
663 {
664         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
665         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
666         gboolean nothing_marked = TRUE;
667         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
668         Ephemeron *cur, *array_end;
669         GCObject *tombstone;
670
671         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
672                 MonoArray *array = current->array;
673                 SGEN_LOG (5, "Ephemeron array at %p", array);
674
675                 /*It has to be alive*/
676                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
677                         SGEN_LOG (5, "\tnot reachable");
678                         continue;
679                 }
680
681                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
682
683                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
684                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
685                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
686
687                 for (; cur < array_end; ++cur) {
688                         GCObject *key = cur->key;
689
690                         if (!key || key == tombstone)
691                                 continue;
692
693                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
694                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
695                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
696
697                         if (sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
698                                 GCObject *value = cur->value;
699
700                                 copy_func (&cur->key, queue);
701                                 if (value) {
702                                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (value))
703                                                 nothing_marked = FALSE;
704                                         copy_func (&cur->value, queue);
705                                 }
706                         }
707                 }
708         }
709
710         SGEN_LOG (5, "Ephemeron run finished. Is it done %d", nothing_marked);
711         return nothing_marked;
712 }
713
714 gboolean
715 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
716 {
717         EphemeronLinkNode *node;
718
719         LOCK_GC;
720
721         node = (EphemeronLinkNode *)sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
722         if (!node) {
723                 UNLOCK_GC;
724                 return FALSE;
725         }
726         node->array = (MonoArray*)obj;
727         node->next = ephemeron_list;
728         ephemeron_list = node;
729
730         SGEN_LOG (5, "Registered ephemeron array %p", obj);
731
732         UNLOCK_GC;
733         return TRUE;
734 }
735
736 /*
737  * Appdomain handling
738  */
739
740 void
741 mono_gc_set_current_thread_appdomain (MonoDomain *domain)
742 {
743         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
744
745         /* Could be called from sgen_thread_unregister () with a NULL info */
746         if (domain) {
747                 g_assert (info);
748                 info->client_info.stopped_domain = domain;
749         }
750 }
751
752 static gboolean
753 need_remove_object_for_domain (GCObject *start, MonoDomain *domain)
754 {
755         if (mono_object_domain (start) == domain) {
756                 SGEN_LOG (4, "Need to cleanup object %p", start);
757                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)SGEN_LOAD_VTABLE (start), sgen_safe_object_get_size ((GCObject*)start));
758                 return TRUE;
759         }
760         return FALSE;
761 }
762
763 static void
764 process_object_for_domain_clearing (GCObject *start, MonoDomain *domain)
765 {
766         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (start);
767         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
768                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
769         /* The object could be a proxy for an object in the domain
770            we're deleting. */
771 #ifndef DISABLE_REMOTING
772         if (mono_defaults.real_proxy_class->supertypes && mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
773                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
774
775                 /* The server could already have been zeroed out, so
776                    we need to check for that, too. */
777                 if (server && (!SGEN_LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
778                         SGEN_LOG (4, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p", start, server);
779                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
780                 }
781         }
782 #endif
783 }
784
785 static gboolean
786 clear_domain_process_object (GCObject *obj, MonoDomain *domain)
787 {
788         gboolean remove;
789
790         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
791         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
792
793         if (remove && obj->synchronisation) {
794                 guint32 dislink = mono_monitor_get_object_monitor_gchandle (obj);
795                 if (dislink)
796                         mono_gchandle_free (dislink);
797         }
798
799         return remove;
800 }
801
802 static void
803 clear_domain_process_minor_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
804 {
805         if (clear_domain_process_object (obj, domain)) {
806                 CANARIFY_SIZE (size);
807                 memset (obj, 0, size);
808         }
809 }
810
811 static void
812 clear_domain_process_major_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
813 {
814         clear_domain_process_object (obj, domain);
815 }
816
817 static void
818 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
819 {
820         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
821                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
822 }
823
824 static void
825 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
826 {
827         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
828                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
829 }
830
831 /*
832  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
833  * but all the others could still be present in random places on the heap.
834  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
835  * with big heaps.
836  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
837  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
838  * unloaded the point to random memory.
839  */
840 void
841 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
842 {
843         LOSObject *bigobj, *prev;
844         int i;
845
846         LOCK_GC;
847
848         binary_protocol_domain_unload_begin (domain);
849
850         sgen_stop_world (0);
851
852         if (sgen_concurrent_collection_in_progress ())
853                 sgen_perform_collection (0, GENERATION_OLD, "clear domain", TRUE);
854         SGEN_ASSERT (0, !sgen_concurrent_collection_in_progress (), "We just ordered a synchronous collection.  Why are we collecting concurrently?");
855
856         major_collector.finish_sweeping ();
857
858         sgen_process_fin_stage_entries ();
859
860         sgen_clear_nursery_fragments ();
861
862         if (sgen_mono_xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
863                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
864                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
865                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
866         }
867
868         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
869         to memory returned to the OS.*/
870         null_ephemerons_for_domain (domain);
871         sgen_null_links_for_domain (domain);
872
873         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
874                 sgen_remove_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, i);
875
876         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
877                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE, TRUE);
878
879         /* We need two passes over major and large objects because
880            freeing such objects might give their memory back to the OS
881            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
882            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
883            objects with major-mark&sweep), but we might need to
884            dereference a pointer from an object to another object if
885            the first object is a proxy. */
886         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
887         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
888                 clear_domain_process_object ((GCObject*)bigobj->data, domain);
889
890         prev = NULL;
891         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
892                 if (need_remove_object_for_domain ((GCObject*)bigobj->data, domain)) {
893                         LOSObject *to_free = bigobj;
894                         if (prev)
895                                 prev->next = bigobj->next;
896                         else
897                                 los_object_list = bigobj->next;
898                         bigobj = bigobj->next;
899                         SGEN_LOG (4, "Freeing large object %p", bigobj->data);
900                         sgen_los_free_object (to_free);
901                         continue;
902                 }
903                 prev = bigobj;
904                 bigobj = bigobj->next;
905         }
906         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
907         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
908
909         if (domain == mono_get_root_domain ()) {
910                 sgen_pin_stats_print_class_stats ();
911                 sgen_object_layout_dump (stdout);
912         }
913
914         sgen_restart_world (0, NULL);
915
916         binary_protocol_domain_unload_end (domain);
917         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
918
919         UNLOCK_GC;
920 }
921
922 /*
923  * Allocation
924  */
925
926 static gboolean alloc_events = FALSE;
927
928 void
929 mono_gc_enable_alloc_events (void)
930 {
931         alloc_events = TRUE;
932 }
933
934 void*
935 mono_gc_alloc_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
936 {
937         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj (vtable, size);
938
939         if (G_UNLIKELY (alloc_events)) {
940                 if (obj)
941                         mono_profiler_allocation (obj);
942         }
943
944         return obj;
945 }
946
947 void*
948 mono_gc_alloc_pinned_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
949 {
950         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_pinned (vtable, size);
951
952         if (G_UNLIKELY (alloc_events)) {
953                 if (obj)
954                         mono_profiler_allocation (obj);
955         }
956
957         return obj;
958 }
959
960 void*
961 mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable, size_t size)
962 {
963         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_mature (vtable, size);
964
965         if (G_UNLIKELY (alloc_events)) {
966                 if (obj)
967                         mono_profiler_allocation (obj);
968         }
969
970         return obj;
971 }
972
973 void*
974 mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
975 {
976         /* FIXME: do a single allocation */
977         void *res = calloc (1, size);
978         if (!res)
979                 return NULL;
980         if (!mono_gc_register_root ((char *)res, size, descr, source, msg)) {
981                 free (res);
982                 res = NULL;
983         }
984         return res;
985 }
986
987 void
988 mono_gc_free_fixed (void* addr)
989 {
990         mono_gc_deregister_root ((char *)addr);
991         free (addr);
992 }
993
994 /*
995  * Managed allocator
996  */
997
998 static MonoMethod* alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
999 static MonoMethod* slowpath_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
1000 static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
1001
1002 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1003
1004 #ifdef HAVE_KW_THREAD
1005
1006 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
1007         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1008         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1009         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_NEXT_ADDR);            \
1010         } while (0)
1011
1012 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1013         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1014         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1015         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_TLAB_TEMP_END);             \
1016         } while (0)
1017
1018 #else
1019
1020 #if defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
1021 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do {    \
1022         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1023         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1024         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1025         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_next_addr));  \
1026         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1027         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1028         } while (0)
1029
1030 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do {    \
1031         mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX);   \
1032         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS);         \
1033         mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO);       \
1034         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_temp_end));   \
1035         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1036         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1037         } while (0)
1038
1039 #else
1040 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb)   do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1041 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb)    do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
1042 #endif
1043
1044 #endif
1045
1046 /* FIXME: Do this in the JIT, where specialized allocation sequences can be created
1047  * for each class. This is currently not easy to do, as it is hard to generate basic 
1048  * blocks + branches, but it is easy with the linear IL codebase.
1049  *
1050  * For this to work we'd need to solve the TLAB race, first.  Now we
1051  * require the allocator to be in a few known methods to make sure
1052  * that they are executed atomically via the restart mechanism.
1053  */
1054 static MonoMethod*
1055 create_allocator (int atype, gboolean slowpath)
1056 {
1057         int p_var, size_var;
1058         guint32 slowpath_branch, max_size_branch;
1059         MonoMethodBuilder *mb;
1060         MonoMethod *res;
1061         MonoMethodSignature *csig;
1062         static gboolean registered = FALSE;
1063         int tlab_next_addr_var, new_next_var;
1064         const char *name = NULL;
1065         WrapperInfo *info;
1066         int num_params, i;
1067
1068         if (!registered) {
1069                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_obj, "mono_gc_alloc_obj", mono_create_icall_signature ("object ptr int"), FALSE);
1070                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_vector, "mono_gc_alloc_vector", mono_create_icall_signature ("object ptr int int"), FALSE);
1071                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_string, "mono_gc_alloc_string", mono_create_icall_signature ("object ptr int int32"), FALSE);
1072                 registered = TRUE;
1073         }
1074
1075         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1076                 name = slowpath ? "SlowAllocSmall" : "AllocSmall";
1077         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1078                 name = slowpath ? "SlowAlloc" : "Alloc";
1079         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1080                 name = slowpath ? "SlowAllocVector" : "AllocVector";
1081         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1082                 name = slowpath ? "SlowAllocString" : "AllocString";
1083         } else {
1084                 g_assert_not_reached ();
1085         }
1086
1087         if (atype == ATYPE_NORMAL)
1088                 num_params = 1;
1089         else
1090                 num_params = 2;
1091
1092         csig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, num_params);
1093         if (atype == ATYPE_STRING) {
1094                 csig->ret = &mono_defaults.string_class->byval_arg;
1095                 csig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1096                 csig->params [1] = &mono_defaults.int32_class->byval_arg;
1097         } else {
1098                 csig->ret = &mono_defaults.object_class->byval_arg;
1099                 for (i = 0; i < num_params; i++)
1100                         csig->params [i] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1101         }
1102
1103         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, name, MONO_WRAPPER_ALLOC);
1104
1105 #ifndef DISABLE_JIT
1106         if (slowpath) {
1107                 switch (atype) {
1108                 case ATYPE_NORMAL:
1109                 case ATYPE_SMALL:
1110                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1111                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_object_new_specific);
1112                         break;
1113                 case ATYPE_VECTOR:
1114                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1115                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1116                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_array_new_specific);
1117                         break;
1118                 case ATYPE_STRING:
1119                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1120                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_string_alloc);
1121                         break;
1122                 default:
1123                         g_assert_not_reached ();
1124                 }
1125
1126                 goto done;
1127         }
1128
1129         size_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1130         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1131                 /* size_var = size_arg */
1132                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1133                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1134         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1135                 /* size = vtable->klass->instance_size; */
1136                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1137                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1138                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1139                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1140                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, instance_size));
1141                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1142                 /* FIXME: assert instance_size stays a 4 byte integer */
1143                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1144                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1145                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1146         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1147                 MonoExceptionClause *clause;
1148                 int pos, pos_leave, pos_error;
1149                 MonoClass *oom_exc_class;
1150                 MonoMethod *ctor;
1151
1152                 /*
1153                  * n > MONO_ARRAY_MAX_INDEX => OutOfMemoryException
1154                  * n < 0                    => OverflowException
1155                  *
1156                  * We can do an unsigned comparison to catch both cases, then in the error
1157                  * case compare signed to distinguish between them.
1158                  */
1159                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1160                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_ARRAY_MAX_INDEX);
1161                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_U);
1162                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLE_UN_S);
1163
1164                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1165                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1166                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1167                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1168                 pos_error = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLT_S);
1169                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1170                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos_error);
1171                 mono_mb_emit_exception (mb, "OverflowException", NULL);
1172
1173                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1174
1175                 clause = (MonoExceptionClause *)mono_image_alloc0 (mono_defaults.corlib, sizeof (MonoExceptionClause));
1176                 clause->try_offset = mono_mb_get_label (mb);
1177
1178                 /* vtable->klass->sizes.element_size */
1179                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1180                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1181                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1182                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1183                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, sizes));
1184                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1185                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1186                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1187
1188                 /* * n */
1189                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1190                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MUL_OVF_UN);
1191                 /* + sizeof (MonoArray) */
1192                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
1193                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD_OVF_UN);
1194                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1195
1196                 pos_leave = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_LEAVE);
1197
1198                 /* catch */
1199                 clause->flags = MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE;
1200                 clause->try_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->try_offset;
1201                 clause->data.catch_class = mono_class_load_from_name (mono_defaults.corlib,
1202                                 "System", "OverflowException");
1203                 clause->handler_offset = mono_mb_get_label (mb);
1204
1205                 oom_exc_class = mono_class_load_from_name (mono_defaults.corlib,
1206                                 "System", "OutOfMemoryException");
1207                 ctor = mono_class_get_method_from_name (oom_exc_class, ".ctor", 0);
1208                 g_assert (ctor);
1209
1210                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_POP);
1211                 mono_mb_emit_op (mb, CEE_NEWOBJ, ctor);
1212                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_THROW);
1213
1214                 clause->handler_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->handler_offset;
1215                 mono_mb_set_clauses (mb, 1, clause);
1216                 mono_mb_patch_branch (mb, pos_leave);
1217                 /* end catch */
1218         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1219                 int pos;
1220
1221                 /*
1222                  * a string allocator method takes the args: (vtable, len)
1223                  *
1224                  * bytes = offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2)
1225                  *
1226                  * condition:
1227                  *
1228                  * bytes <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1229                  *
1230                  * therefore:
1231                  *
1232                  * offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2) <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1233                  * len <= (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - offsetof (MonoString, chars)) / 2 - 1
1234                  */
1235                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1236                 mono_mb_emit_icon (mb, (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars)) / 2 - 1);
1237                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLE_UN_S);
1238
1239                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1240                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1241                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1242                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1243
1244                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1245                 mono_mb_emit_icon (mb, 1);
1246                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SHL);
1247                 //WE manually fold the above + 2 here
1248                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars) + 2);
1249                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1250                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1251         } else {
1252                 g_assert_not_reached ();
1253         }
1254
1255         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1256                 /* size += ALLOC_ALIGN - 1; */
1257                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1258                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_ALLOC_ALIGN - 1);
1259                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1260                 /* size &= ~(ALLOC_ALIGN - 1); */
1261                 mono_mb_emit_icon (mb, ~(SGEN_ALLOC_ALIGN - 1));
1262                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
1263                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1264         }
1265
1266         /* if (size > MAX_SMALL_OBJ_SIZE) goto slowpath */
1267         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1268                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1269                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
1270                 max_size_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BGT_UN_S);
1271         }
1272
1273         /*
1274          * We need to modify tlab_next, but the JIT only supports reading, so we read
1275          * another tls var holding its address instead.
1276          */
1277
1278         /* tlab_next_addr (local) = tlab_next_addr (TLS var) */
1279         tlab_next_addr_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1280         EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR (mb);
1281         mono_mb_emit_stloc (mb, tlab_next_addr_var);
1282
1283         /* p = (void**)tlab_next; */
1284         p_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1285         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1286         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1287         mono_mb_emit_stloc (mb, p_var);
1288         
1289         /* new_next = (char*)p + size; */
1290         new_next_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1291         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1292         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1293         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1294         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1295         mono_mb_emit_stloc (mb, new_next_var);
1296
1297         /* if (G_LIKELY (new_next < tlab_temp_end)) */
1298         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1299         EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END (mb);
1300         slowpath_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLT_UN_S);
1301
1302         /* Slowpath */
1303         if (atype != ATYPE_SMALL)
1304                 mono_mb_patch_short_branch (mb, max_size_branch);
1305
1306         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1307         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1308
1309         /* FIXME: mono_gc_alloc_obj takes a 'size_t' as an argument, not an int32 */
1310         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1311         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1312         if (atype == ATYPE_NORMAL || atype == ATYPE_SMALL) {
1313                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_obj);
1314         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1315                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1316                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_vector);
1317         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1318                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1319                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_string);
1320         } else {
1321                 g_assert_not_reached ();
1322         }
1323         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1324
1325         /* Fastpath */
1326         mono_mb_patch_short_branch (mb, slowpath_branch);
1327
1328         /* FIXME: Memory barrier */
1329
1330         /* tlab_next = new_next */
1331         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1332         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1333         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1334
1335         /*The tlab store must be visible before the the vtable store. This could be replaced with a DDS but doing it with IL would be tricky. */
1336         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1337         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1338         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1339
1340         /* *p = vtable; */
1341         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1342         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1343         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1344
1345         if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1346                 /* arr->max_length = max_length; */
1347                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1348                 mono_mb_emit_ldflda (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoArray, max_length));
1349                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1350 #ifdef MONO_BIG_ARRAYS
1351                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1352 #else
1353                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I4);
1354 #endif
1355         } else  if (atype == ATYPE_STRING) {
1356                 /* need to set length and clear the last char */
1357                 /* s->length = len; */
1358                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1359                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, length));
1360                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1361                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1362                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I4);
1363                 /* s->chars [len] = 0; */
1364                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1365                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1366                 mono_mb_emit_icon (mb, 2);
1367                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SUB);
1368                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1369                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1370                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I2);
1371         }
1372
1373         /*
1374         We must make sure both vtable and max_length are globaly visible before returning to managed land.
1375         */
1376         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1377         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1378         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1379
1380         /* return p */
1381         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1382
1383  done:
1384         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1385 #endif
1386
1387         info = mono_wrapper_info_create (mb, WRAPPER_SUBTYPE_NONE);
1388         info->d.alloc.gc_name = "sgen";
1389         info->d.alloc.alloc_type = atype;
1390
1391 #ifndef DISABLE_JIT
1392         mb->init_locals = FALSE;
1393 #endif
1394
1395         res = mono_mb_create (mb, csig, 8, info);
1396         mono_mb_free (mb);
1397
1398
1399         return res;
1400 }
1401 #endif
1402
1403 int
1404 mono_gc_get_aligned_size_for_allocator (int size)
1405 {
1406         return SGEN_ALIGN_UP (size);
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Generate an allocator method implementing the fast path of mono_gc_alloc_obj ().
1411  * The signature of the called method is:
1412  *      object allocate (MonoVTable *vtable)
1413  */
1414 MonoMethod*
1415 mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean known_instance_size)
1416 {
1417 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1418         if (collect_before_allocs)
1419                 return NULL;
1420         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1421                 return NULL;
1422         if (klass->instance_size > tlab_size)
1423                 return NULL;
1424         if (known_instance_size && ALIGN_TO (klass->instance_size, SGEN_ALLOC_ALIGN) >= SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
1425                 return NULL;
1426         if (mono_class_has_finalizer (klass) || mono_class_is_marshalbyref (klass) || (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
1427                 return NULL;
1428         if (klass->rank)
1429                 return NULL;
1430         if (klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_STRING)
1431                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_STRING, FALSE);
1432         /* Generic classes have dynamic field and can go above MAX_SMALL_OBJ_SIZE. */
1433         if (known_instance_size)
1434                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_SMALL, FALSE);
1435         else
1436                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_NORMAL, FALSE);
1437 #else
1438         return NULL;
1439 #endif
1440 }
1441
1442 MonoMethod*
1443 mono_gc_get_managed_array_allocator (MonoClass *klass)
1444 {
1445 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1446         if (klass->rank != 1)
1447                 return NULL;
1448         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1449                 return NULL;
1450         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
1451                 return NULL;
1452         if (has_per_allocation_action)
1453                 return NULL;
1454         g_assert (!mono_class_has_finalizer (klass) && !mono_class_is_marshalbyref (klass));
1455
1456         return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_VECTOR, FALSE);
1457 #else
1458         return NULL;
1459 #endif
1460 }
1461
1462 void
1463 sgen_set_use_managed_allocator (gboolean flag)
1464 {
1465         use_managed_allocator = flag;
1466 }
1467
1468 MonoMethod*
1469 mono_gc_get_managed_allocator_by_type (int atype, gboolean slowpath)
1470 {
1471 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1472         MonoMethod *res;
1473         MonoMethod **cache = slowpath ? slowpath_alloc_method_cache : alloc_method_cache;
1474
1475         if (!use_managed_allocator)
1476                 return NULL;
1477
1478         if (!mono_runtime_has_tls_get ())
1479                 return NULL;
1480
1481         res = cache [atype];
1482         if (res)
1483                 return res;
1484
1485         res = create_allocator (atype, slowpath);
1486         LOCK_GC;
1487         if (cache [atype]) {
1488                 mono_free_method (res);
1489                 res = cache [atype];
1490         } else {
1491                 mono_memory_barrier ();
1492                 cache [atype] = res;
1493         }
1494         UNLOCK_GC;
1495
1496         return res;
1497 #else
1498         return NULL;
1499 #endif
1500 }
1501
1502 guint32
1503 mono_gc_get_managed_allocator_types (void)
1504 {
1505         return ATYPE_NUM;
1506 }
1507
1508 gboolean
1509 sgen_is_managed_allocator (MonoMethod *method)
1510 {
1511         int i;
1512
1513         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1514                 if (method == alloc_method_cache [i] || method == slowpath_alloc_method_cache [i])
1515                         return TRUE;
1516         return FALSE;
1517 }
1518
1519 gboolean
1520 sgen_has_managed_allocator (void)
1521 {
1522         int i;
1523
1524         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1525                 if (alloc_method_cache [i] || slowpath_alloc_method_cache [i])
1526                         return TRUE;
1527         return FALSE;
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Cardtable scanning
1532  */
1533
1534 #define MWORD_MASK (sizeof (mword) - 1)
1535
1536 static inline int
1537 find_card_offset (mword card)
1538 {
1539 /*XXX Use assembly as this generates some pretty bad code */
1540 #if defined(__i386__) && defined(__GNUC__)
1541         return  (__builtin_ffs (card) - 1) / 8;
1542 #elif defined(__x86_64__) && defined(__GNUC__)
1543         return (__builtin_ffsll (card) - 1) / 8;
1544 #elif defined(__s390x__)
1545         return (__builtin_ffsll (GUINT64_TO_LE(card)) - 1) / 8;
1546 #else
1547         int i;
1548         guint8 *ptr = (guint8 *) &card;
1549         for (i = 0; i < sizeof (mword); ++i) {
1550                 if (ptr[i])
1551                         return i;
1552         }
1553         return 0;
1554 #endif
1555 }
1556
1557 static guint8*
1558 find_next_card (guint8 *card_data, guint8 *end)
1559 {
1560         mword *cards, *cards_end;
1561         mword card;
1562
1563         while ((((mword)card_data) & MWORD_MASK) && card_data < end) {
1564                 if (*card_data)
1565                         return card_data;
1566                 ++card_data;
1567         }
1568
1569         if (card_data == end)
1570                 return end;
1571
1572         cards = (mword*)card_data;
1573         cards_end = (mword*)((mword)end & ~MWORD_MASK);
1574         while (cards < cards_end) {
1575                 card = *cards;
1576                 if (card)
1577                         return (guint8*)cards + find_card_offset (card);
1578                 ++cards;
1579         }
1580
1581         card_data = (guint8*)cards_end;
1582         while (card_data < end) {
1583                 if (*card_data)
1584                         return card_data;
1585                 ++card_data;
1586         }
1587
1588         return end;
1589 }
1590
1591 #define ARRAY_OBJ_INDEX(ptr,array,elem_size) (((char*)(ptr) - ((char*)(array) + G_STRUCT_OFFSET (MonoArray, vector))) / (elem_size))
1592
1593 gboolean
1594 sgen_client_cardtable_scan_object (GCObject *obj, mword block_obj_size, guint8 *cards, gboolean mod_union, ScanCopyContext ctx)
1595 {
1596         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
1597         MonoClass *klass = vt->klass;
1598
1599         SGEN_ASSERT (0, SGEN_VTABLE_HAS_REFERENCES (vt), "Why would we ever call this on reference-free objects?");
1600
1601         if (vt->rank) {
1602                 MonoArray *arr = (MonoArray*)obj;
1603                 guint8 *card_data, *card_base;
1604                 guint8 *card_data_end;
1605                 char *obj_start = (char *)sgen_card_table_align_pointer (obj);
1606                 mword bounds_size;
1607                 mword obj_size = sgen_mono_array_size (vt, arr, &bounds_size, sgen_vtable_get_descriptor (vt));
1608                 /* We don't want to scan the bounds entries at the end of multidimensional arrays */
1609                 char *obj_end = (char*)obj + obj_size - bounds_size;
1610                 size_t card_count;
1611                 size_t extra_idx = 0;
1612
1613                 mword desc = (mword)klass->element_class->gc_descr;
1614                 int elem_size = mono_array_element_size (klass);
1615
1616 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1617                 guint8 *overflow_scan_end = NULL;
1618 #endif
1619
1620 #ifdef SGEN_OBJECT_LAYOUT_STATISTICS
1621                 if (klass->element_class->valuetype)
1622                         sgen_object_layout_scanned_vtype_array ();
1623                 else
1624                         sgen_object_layout_scanned_ref_array ();
1625 #endif
1626
1627                 if (cards)
1628                         card_data = cards;
1629                 else
1630                         card_data = sgen_card_table_get_card_scan_address ((mword)obj);
1631
1632                 card_base = card_data;
1633                 card_count = sgen_card_table_number_of_cards_in_range ((mword)obj, obj_size);
1634                 card_data_end = card_data + card_count;
1635
1636
1637 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1638                 /*Check for overflow and if so, setup to scan in two steps*/
1639                 if (!cards && card_data_end >= SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END) {
1640                         overflow_scan_end = sgen_shadow_cardtable + (card_data_end - SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END);
1641                         card_data_end = SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END;
1642                 }
1643
1644 LOOP_HEAD:
1645 #endif
1646
1647                 card_data = find_next_card (card_data, card_data_end);
1648                 for (; card_data < card_data_end; card_data = find_next_card (card_data + 1, card_data_end)) {
1649                         size_t index;
1650                         size_t idx = (card_data - card_base) + extra_idx;
1651                         char *start = (char*)(obj_start + idx * CARD_SIZE_IN_BYTES);
1652                         char *card_end = start + CARD_SIZE_IN_BYTES;
1653                         char *first_elem, *elem;
1654
1655                         HEAVY_STAT (++los_marked_cards);
1656
1657                         if (!cards)
1658                                 sgen_card_table_prepare_card_for_scanning (card_data);
1659
1660                         card_end = MIN (card_end, obj_end);
1661
1662                         if (start <= (char*)arr->vector)
1663                                 index = 0;
1664                         else
1665                                 index = ARRAY_OBJ_INDEX (start, obj, elem_size);
1666
1667                         elem = first_elem = (char*)mono_array_addr_with_size_fast ((MonoArray*)obj, elem_size, index);
1668                         if (klass->element_class->valuetype) {
1669                                 ScanVTypeFunc scan_vtype_func = ctx.ops->scan_vtype;
1670
1671                                 for (; elem < card_end; elem += elem_size)
1672                                         scan_vtype_func (obj, elem, desc, ctx.queue BINARY_PROTOCOL_ARG (elem_size));
1673                         } else {
1674                                 CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
1675
1676                                 HEAVY_STAT (++los_array_cards);
1677                                 for (; elem < card_end; elem += SIZEOF_VOID_P) {
1678                                         GCObject *new_;
1679                                         gpointer old = *(gpointer*)elem;
1680                                         if ((mod_union && old) || G_UNLIKELY (sgen_ptr_in_nursery (old))) {
1681                                                 HEAVY_STAT (++los_array_remsets);
1682                                                 copy_func ((GCObject**)elem, ctx.queue);
1683                                                 new_ = *(GCObject **)elem;
1684                                                 if (G_UNLIKELY (sgen_ptr_in_nursery (new_)))
1685                                                         sgen_add_to_global_remset (elem, new_);
1686                                         }
1687                                 }
1688                         }
1689
1690                         binary_protocol_card_scan (first_elem, elem - first_elem);
1691                 }
1692
1693 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1694                 if (overflow_scan_end) {
1695                         extra_idx = card_data - card_base;
1696                         card_base = card_data = sgen_shadow_cardtable;
1697                         card_data_end = overflow_scan_end;
1698                         overflow_scan_end = NULL;
1699                         goto LOOP_HEAD;
1700                 }
1701 #endif
1702                 return TRUE;
1703         }
1704
1705         return FALSE;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Array and string allocation
1710  */
1711
1712 void*
1713 mono_gc_alloc_vector (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length)
1714 {
1715         MonoArray *arr;
1716         TLAB_ACCESS_INIT;
1717
1718         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1719                 return NULL;
1720
1721 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1722         ENTER_CRITICAL_REGION;
1723         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1724         if (arr) {
1725                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1726                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1727                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1728                 goto done;
1729         }
1730         EXIT_CRITICAL_REGION;
1731 #endif
1732
1733         LOCK_GC;
1734
1735         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1736         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1737                 UNLOCK_GC;
1738                 return NULL;
1739         }
1740
1741         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1742
1743         UNLOCK_GC;
1744
1745  done:
1746         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1747                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1748
1749         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Vector has incorrect size.");
1750         return arr;
1751 }
1752
1753 void*
1754 mono_gc_alloc_array (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length, uintptr_t bounds_size)
1755 {
1756         MonoArray *arr;
1757         MonoArrayBounds *bounds;
1758         TLAB_ACCESS_INIT;
1759
1760         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1761                 return NULL;
1762
1763 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1764         ENTER_CRITICAL_REGION;
1765         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1766         if (arr) {
1767                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1768                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1769
1770                 bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1771                 arr->bounds = bounds;
1772                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1773                 goto done;
1774         }
1775         EXIT_CRITICAL_REGION;
1776 #endif
1777
1778         LOCK_GC;
1779
1780         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1781         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1782                 UNLOCK_GC;
1783                 return NULL;
1784         }
1785
1786         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1787
1788         bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1789         arr->bounds = bounds;
1790
1791         UNLOCK_GC;
1792
1793  done:
1794         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1795                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1796
1797         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Array has incorrect size.");
1798         return arr;
1799 }
1800
1801 void*
1802 mono_gc_alloc_string (MonoVTable *vtable, size_t size, gint32 len)
1803 {
1804         MonoString *str;
1805         TLAB_ACCESS_INIT;
1806
1807         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1808                 return NULL;
1809
1810 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1811         ENTER_CRITICAL_REGION;
1812         str = (MonoString*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1813         if (str) {
1814                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1815                 str->length = len;
1816                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1817                 goto done;
1818         }
1819         EXIT_CRITICAL_REGION;
1820 #endif
1821
1822         LOCK_GC;
1823
1824         str = (MonoString*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1825         if (G_UNLIKELY (!str)) {
1826                 UNLOCK_GC;
1827                 return NULL;
1828         }
1829
1830         str->length = len;
1831
1832         UNLOCK_GC;
1833
1834  done:
1835         if (G_UNLIKELY (alloc_events))
1836                 mono_profiler_allocation (&str->object);
1837
1838         return str;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Strings
1843  */
1844
1845 void
1846 mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length)
1847 {
1848         mono_unichar2 *new_end = str->chars + new_length;
1849
1850         /* zero the discarded string. This null-delimits the string and allows
1851          * the space to be reclaimed by SGen. */
1852
1853         if (nursery_canaries_enabled () && sgen_ptr_in_nursery (str)) {
1854                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT ((GCObject*)str, TRUE);
1855                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2) + CANARY_SIZE);
1856                 memcpy (new_end + 1 , CANARY_STRING, CANARY_SIZE);
1857         } else {
1858                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2));
1859         }
1860
1861         str->length = new_length;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Profiling
1866  */
1867
1868 #define GC_ROOT_NUM 32
1869 typedef struct {
1870         int count;              /* must be the first field */
1871         void *objects [GC_ROOT_NUM];
1872         int root_types [GC_ROOT_NUM];
1873         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
1874 } GCRootReport;
1875
1876 static void
1877 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
1878 {
1879         if (!report->count)
1880                 return;
1881         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
1882         report->count = 0;
1883 }
1884
1885 static void
1886 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
1887 {
1888         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
1889                 notify_gc_roots (report);
1890         report->objects [report->count] = object;
1891         report->root_types [report->count] = rtype;
1892         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)SGEN_LOAD_VTABLE (object)->klass;
1893 }
1894
1895 void
1896 sgen_client_nursery_objects_pinned (void **definitely_pinned, int count)
1897 {
1898         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1899                 GCRootReport report;
1900                 int idx;
1901                 report.count = 0;
1902                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1903                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1904                 notify_gc_roots (&report);
1905         }
1906 }
1907
1908 static void
1909 report_finalizer_roots_from_queue (SgenPointerQueue *queue)
1910 {
1911         GCRootReport report;
1912         size_t i;
1913
1914         report.count = 0;
1915         for (i = 0; i < queue->next_slot; ++i) {
1916                 void *obj = queue->data [i];
1917                 if (!obj)
1918                         continue;
1919                 add_profile_gc_root (&report, obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1920         }
1921         notify_gc_roots (&report);
1922 }
1923
1924 static void
1925 report_finalizer_roots (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
1926 {
1927         report_finalizer_roots_from_queue (fin_ready_queue);
1928         report_finalizer_roots_from_queue (critical_fin_queue);
1929 }
1930
1931 static GCRootReport *root_report;
1932
1933 static void
1934 single_arg_report_root (MonoObject **obj, void *gc_data)
1935 {
1936         if (*obj)
1937                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1938 }
1939
1940 static void
1941 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1942 {
1943         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1944         case ROOT_DESC_BITMAP:
1945                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1946                 while (desc) {
1947                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1948                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1949                         }
1950                         desc >>= 1;
1951                         start_root++;
1952                 }
1953                 return;
1954         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1955                 gsize *bitmap_data = (gsize *)sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1956                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1957                 void **start_run = start_root;
1958                 bitmap_data++;
1959                 while (bwords-- > 0) {
1960                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1961                         void **objptr = start_run;
1962                         while (bmap) {
1963                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1964                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1965                                 }
1966                                 bmap >>= 1;
1967                                 ++objptr;
1968                         }
1969                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1970                 }
1971                 break;
1972         }
1973         case ROOT_DESC_USER: {
1974                 MonoGCRootMarkFunc marker = (MonoGCRootMarkFunc)sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1975                 root_report = report;
1976                 marker ((MonoObject**)start_root, single_arg_report_root, NULL);
1977                 break;
1978         }
1979         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1980                 g_assert_not_reached ();
1981         default:
1982                 g_assert_not_reached ();
1983         }
1984 }
1985
1986 static void
1987 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1988 {
1989         GCRootReport report;
1990         void **start_root;
1991         RootRecord *root;
1992         report.count = 0;
1993         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], void **, start_root, RootRecord *, root) {
1994                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1995                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1996         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1997         notify_gc_roots (&report);
1998 }
1999
2000 static void
2001 report_registered_roots (void)
2002 {
2003         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
2004         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
2005 }
2006
2007 void
2008 sgen_client_collecting_minor (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2009 {
2010         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2011                 report_registered_roots ();
2012         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2013                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2014 }
2015
2016 static GCRootReport major_root_report;
2017 static gboolean profile_roots;
2018
2019 void
2020 sgen_client_collecting_major_1 (void)
2021 {
2022         profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
2023         memset (&major_root_report, 0, sizeof (GCRootReport));
2024 }
2025
2026 void
2027 sgen_client_pinned_los_object (GCObject *obj)
2028 {
2029         if (profile_roots)
2030                 add_profile_gc_root (&major_root_report, (char*)obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
2031 }
2032
2033 void
2034 sgen_client_collecting_major_2 (void)
2035 {
2036         if (profile_roots)
2037                 notify_gc_roots (&major_root_report);
2038
2039         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2040                 report_registered_roots ();
2041 }
2042
2043 void
2044 sgen_client_collecting_major_3 (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2045 {
2046         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2047                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2048 }
2049
2050 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
2051 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
2052 static int moved_objects_idx = 0;
2053
2054 void
2055 mono_sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
2056 {
2057         g_assert (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_GC_MOVES);
2058
2059         if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
2060                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2061                 moved_objects_idx = 0;
2062         }
2063         moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
2064         moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
2065 }
2066
2067 void
2068 mono_sgen_gc_event_moves (void)
2069 {
2070         if (moved_objects_idx) {
2071                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2072                 moved_objects_idx = 0;
2073         }
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Heap walking
2078  */
2079
2080 #define REFS_SIZE 128
2081 typedef struct {
2082         void *data;
2083         MonoGCReferences callback;
2084         int flags;
2085         int count;
2086         int called;
2087         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
2088         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
2089 } HeapWalkInfo;
2090
2091 #undef HANDLE_PTR
2092 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
2093                 if (*(ptr)) {   \
2094                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
2095                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
2096                                 hwi->count = 0; \
2097                                 hwi->called = 1;        \
2098                         }       \
2099                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
2100                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
2101                 }       \
2102         } while (0)
2103
2104 static void
2105 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, GCObject *obj, size_t size)
2106 {
2107         char *start = (char*)obj;
2108         mword desc = sgen_obj_get_descriptor (obj);
2109
2110 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
2111 }
2112
2113 static void
2114 walk_references (GCObject *start, size_t size, void *data)
2115 {
2116         HeapWalkInfo *hwi = (HeapWalkInfo *)data;
2117         hwi->called = 0;
2118         hwi->count = 0;
2119         collect_references (hwi, start, size);
2120         if (hwi->count || !hwi->called)
2121                 hwi->callback (start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
2122 }
2123
2124 /**
2125  * mono_gc_walk_heap:
2126  * @flags: flags for future use
2127  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
2128  * @data: a user data pointer that is passed to callback
2129  *
2130  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
2131  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
2132  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
2133  * For each referenced object it's offset from the object address is
2134  * reported in the offsets array.
2135  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
2136  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
2137  * argument will be zero.
2138  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
2139  * profiler event handler.
2140  *
2141  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
2142  */
2143 int
2144 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
2145 {
2146         HeapWalkInfo hwi;
2147
2148         hwi.flags = flags;
2149         hwi.callback = callback;
2150         hwi.data = data;
2151
2152         sgen_clear_nursery_fragments ();
2153         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE, TRUE);
2154
2155         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, walk_references, &hwi);
2156         sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
2157
2158         return 0;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Threads
2163  */
2164
2165 void
2166 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
2167 {
2168         gc_callbacks = *callbacks;
2169 }
2170
2171 MonoGCCallbacks *
2172 mono_gc_get_gc_callbacks ()
2173 {
2174         return &gc_callbacks;
2175 }
2176
2177 void
2178 sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
2179 {
2180         size_t stsize = 0;
2181         guint8 *staddr = NULL;
2182
2183 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2184         g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
2185         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
2186 #else
2187         sgen_thread_info = info;
2188 #endif
2189
2190         info->client_info.skip = 0;
2191         info->client_info.stopped_ip = NULL;
2192         info->client_info.stopped_domain = NULL;
2193
2194         info->client_info.stack_start = NULL;
2195
2196 #ifdef SGEN_POSIX_STW
2197         info->client_info.stop_count = -1;
2198         info->client_info.signal = 0;
2199 #endif
2200
2201         /* On win32, stack_start_limit should be 0, since the stack can grow dynamically */
2202         mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
2203         if (staddr) {
2204 #ifndef HOST_WIN32
2205                 info->client_info.stack_start_limit = staddr;
2206 #endif
2207                 info->client_info.stack_end = staddr + stsize;
2208         } else {
2209                 gsize stack_bottom = (gsize)stack_bottom_fallback;
2210                 stack_bottom += 4095;
2211                 stack_bottom &= ~4095;
2212                 info->client_info.stack_end = (char*)stack_bottom;
2213         }
2214
2215 #ifdef USE_MONO_CTX
2216         memset (&info->client_info.ctx, 0, sizeof (MonoContext));
2217 #else
2218         memset (&info->client_info.regs, 0, sizeof (info->client_info.regs));
2219 #endif
2220
2221         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func)
2222                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2223
2224         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
2225
2226         SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_end);
2227 }
2228
2229 void
2230 sgen_client_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
2231 {
2232         MonoNativeThreadId tid;
2233
2234 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2235         mono_native_tls_set_value (thread_info_key, NULL);
2236 #else
2237         sgen_thread_info = NULL;
2238 #endif
2239
2240         tid = mono_thread_info_get_tid (p);
2241
2242         if (p->client_info.info.runtime_thread)
2243                 mono_threads_add_joinable_thread ((gpointer)tid);
2244
2245         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func) {
2246                 mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func (p->client_info.runtime_data);
2247                 p->client_info.runtime_data = NULL;
2248         }
2249
2250         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)tid);
2251         SGEN_LOG (3, "unregister thread %p (%p)", p, (gpointer)tid);
2252 }
2253
2254 void
2255 mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
2256 {
2257         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
2258
2259         LOCK_GC;
2260         info->client_info.gc_disabled = skip;
2261         UNLOCK_GC;
2262 }
2263
2264 static gboolean
2265 is_critical_method (MonoMethod *method)
2266 {
2267         return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
2268 }
2269
2270 static gboolean
2271 thread_in_critical_region (SgenThreadInfo *info)
2272 {
2273         return info->client_info.in_critical_region;
2274 }
2275
2276 static void
2277 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
2278 {
2279         mono_handle_arena_init ((MonoHandleArena**) &info->client_info.info.handle_arena);
2280
2281         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func && !info->client_info.runtime_data)
2282                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2283 }
2284
2285 static void
2286 sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
2287 {
2288         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
2289          * know about, the jit will register it with mono_jit_thread_attach, but
2290          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
2291          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
2292          * the thread
2293          */
2294         if (mono_domain_get ())
2295                 mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
2296
2297         mono_handle_arena_cleanup ((MonoHandleArena**) &p->client_info.info.handle_arena);
2298 }
2299
2300 gboolean
2301 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
2302 {
2303         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
2304 }
2305
2306 gboolean
2307 mono_gc_is_gc_thread (void)
2308 {
2309         gboolean result;
2310         LOCK_GC;
2311         result = mono_thread_info_current () != NULL;
2312         UNLOCK_GC;
2313         return result;
2314 }
2315
2316 void
2317 sgen_client_thread_register_worker (void)
2318 {
2319         mono_thread_info_register_small_id ();
2320 }
2321
2322 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
2323 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
2324
2325 void
2326 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
2327 {
2328         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)start, (void **)end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
2329 }
2330
2331 void*
2332 mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
2333 {
2334         ScanCopyContext *ctx = (ScanCopyContext *)gc_data;
2335         ctx->ops->copy_or_mark_object ((GCObject**)&obj, ctx->queue);
2336         return obj;
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Mark from thread stacks and registers.
2341  */
2342 void
2343 sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, ScanCopyContext ctx)
2344 {
2345         scan_area_arg_start = start_nursery;
2346         scan_area_arg_end = end_nursery;
2347
2348         FOREACH_THREAD (info) {
2349                 int skip_reason = 0;
2350                 void *aligned_stack_start = (void*)(mword) ALIGN_TO ((mword)info->client_info.stack_start, SIZEOF_VOID_P);
2351
2352                 if (info->client_info.skip) {
2353                         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);
2354                         skip_reason = 1;
2355                 } else if (info->client_info.gc_disabled) {
2356                         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);
2357                         skip_reason = 2;
2358                 } else if (!mono_thread_info_is_live (info)) {
2359                         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);
2360                         skip_reason = 3;
2361                 }
2362
2363                 binary_protocol_scan_stack ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, skip_reason);
2364
2365                 if (skip_reason)
2366                         continue;
2367
2368                 g_assert (info->client_info.suspend_done);
2369                 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 ());
2370                 if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
2371                         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);
2372                 } else if (!precise) {
2373                         if (!conservative_stack_mark) {
2374                                 fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
2375                                 conservative_stack_mark = TRUE;
2376                         }
2377                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)aligned_stack_start, (void **)info->client_info.stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2378                 }
2379
2380                 if (!precise) {
2381 #ifdef USE_MONO_CTX
2382                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.ctx, (void**)(&info->client_info.ctx + 1),
2383                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2384 #else
2385                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.regs, (void**)&info->client_info.regs + ARCH_NUM_REGS,
2386                                         start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2387 #endif
2388                         {
2389                                 // This is used on Coop GC for platforms where we cannot get the data for individual registers.
2390                                 // We force a spill of all registers into the stack and pass a chunk of data into sgen.
2391                                 MonoThreadUnwindState *state = &info->client_info.info.thread_saved_state [SELF_SUSPEND_STATE_INDEX];
2392                                 if (state && state->gc_stackdata) {
2393                                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)state->gc_stackdata, (void**)((char*)state->gc_stackdata + state->gc_stackdata_size),
2394                                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2395                                 }
2396                         }
2397                 }
2398         } FOREACH_THREAD_END
2399 }
2400
2401 /*
2402  * mono_gc_set_stack_end:
2403  *
2404  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between 
2405  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
2406  */
2407 void
2408 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
2409 {
2410         SgenThreadInfo *info;
2411
2412         LOCK_GC;
2413         info = mono_thread_info_current ();
2414         if (info) {
2415                 SGEN_ASSERT (0, stack_end < info->client_info.stack_end, "Can only lower stack end");
2416                 info->client_info.stack_end = stack_end;
2417         }
2418         UNLOCK_GC;
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Roots
2423  */
2424
2425 int
2426 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2427 {
2428         return sgen_register_root (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED, source, msg);
2429 }
2430
2431 int
2432 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2433 {
2434         return sgen_register_root (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER, source, msg);
2435 }
2436
2437 void
2438 mono_gc_deregister_root (char* addr)
2439 {
2440         sgen_deregister_root (addr);
2441 }
2442
2443 /*
2444  * PThreads
2445  */
2446
2447 #ifndef HOST_WIN32
2448 int
2449 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
2450 {
2451         return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
2452 }
2453 #endif
2454
2455 /*
2456  * Miscellaneous
2457  */
2458
2459 void
2460 sgen_client_total_allocated_heap_changed (size_t allocated_heap)
2461 {
2462         mono_runtime_resource_check_limit (MONO_RESOURCE_GC_HEAP, allocated_heap);
2463 }
2464
2465 gboolean
2466 mono_gc_user_markers_supported (void)
2467 {
2468         return TRUE;
2469 }
2470
2471 gboolean
2472 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
2473 {
2474         return TRUE;
2475 }
2476
2477 int
2478 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
2479 {
2480         if (sgen_ptr_in_nursery (obj))
2481                 return 0;
2482         return 1;
2483 }
2484
2485 void
2486 mono_gc_enable_events (void)
2487 {
2488 }
2489
2490 const char *
2491 mono_gc_get_gc_name (void)
2492 {
2493         return "sgen";
2494 }
2495
2496 char*
2497 mono_gc_get_description (void)
2498 {
2499         return g_strdup ("sgen");
2500 }
2501
2502 void
2503 mono_gc_set_desktop_mode (void)
2504 {
2505 }
2506
2507 gboolean
2508 mono_gc_is_moving (void)
2509 {
2510         return TRUE;
2511 }
2512
2513 gboolean
2514 mono_gc_is_disabled (void)
2515 {
2516         return FALSE;
2517 }
2518
2519 #ifdef HOST_WIN32
2520 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
2521 {
2522         return TRUE;
2523 }
2524 #endif
2525
2526 int
2527 mono_gc_max_generation (void)
2528 {
2529         return 1;
2530 }
2531
2532 gboolean
2533 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
2534 {
2535         return !conservative_stack_mark;
2536 }
2537
2538 void
2539 mono_gc_collect (int generation)
2540 {
2541         sgen_gc_collect (generation);
2542 }
2543
2544 int
2545 mono_gc_collection_count (int generation)
2546 {
2547         return sgen_gc_collection_count (generation);
2548 }
2549
2550 int64_t
2551 mono_gc_get_used_size (void)
2552 {
2553         return (int64_t)sgen_gc_get_used_size ();
2554 }
2555
2556 int64_t
2557 mono_gc_get_heap_size (void)
2558 {
2559         return (int64_t)sgen_gc_get_total_heap_allocation ();
2560 }
2561
2562 MonoGCDescriptor
2563 mono_gc_make_root_descr_user (MonoGCRootMarkFunc marker)
2564 {
2565         return sgen_make_user_root_descriptor (marker);
2566 }
2567
2568 MonoGCDescriptor
2569 mono_gc_make_descr_for_string (gsize *bitmap, int numbits)
2570 {
2571         return SGEN_DESC_STRING;
2572 }
2573
2574 void*
2575 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
2576 {
2577         *size = sgen_nursery_size;
2578         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
2579         return sgen_get_nursery_start ();
2580 }
2581
2582 int
2583 mono_gc_get_los_limit (void)
2584 {
2585         return SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
2586 }
2587
2588 gpointer
2589 sgen_client_default_metadata (void)
2590 {
2591         return mono_domain_get ();
2592 }
2593
2594 gpointer
2595 sgen_client_metadata_for_object (GCObject *obj)
2596 {
2597         return mono_object_domain (obj);
2598 }
2599
2600 /**
2601  * mono_gchandle_is_in_domain:
2602  * @gchandle: a GCHandle's handle.
2603  * @domain: An application domain.
2604  *
2605  * Returns: TRUE if the object wrapped by the @gchandle belongs to the specific @domain.
2606  */
2607 gboolean
2608 mono_gchandle_is_in_domain (guint32 gchandle, MonoDomain *domain)
2609 {
2610         MonoDomain *gchandle_domain = (MonoDomain *)sgen_gchandle_get_metadata (gchandle);
2611         return domain->domain_id == gchandle_domain->domain_id;
2612 }
2613
2614 /**
2615  * mono_gchandle_free_domain:
2616  * @unloading: domain that is unloading
2617  *
2618  * Function used internally to cleanup any GC handle for objects belonging
2619  * to the specified domain during appdomain unload.
2620  */
2621 void
2622 mono_gchandle_free_domain (MonoDomain *unloading)
2623 {
2624 }
2625
2626 static gpointer
2627 null_link_if_in_domain (gpointer hidden, GCHandleType handle_type, int max_generation, gpointer user)
2628 {
2629         MonoDomain *unloading_domain = (MonoDomain *)user;
2630         MonoDomain *obj_domain;
2631         gboolean is_weak = MONO_GC_HANDLE_TYPE_IS_WEAK (handle_type);
2632         if (MONO_GC_HANDLE_IS_OBJECT_POINTER (hidden)) {
2633                 MonoObject *obj = (MonoObject *)MONO_GC_REVEAL_POINTER (hidden, is_weak);
2634                 obj_domain = mono_object_domain (obj);
2635         } else {
2636                 obj_domain = (MonoDomain *)MONO_GC_REVEAL_POINTER (hidden, is_weak);
2637         }
2638         if (unloading_domain->domain_id == obj_domain->domain_id)
2639                 return NULL;
2640         return hidden;
2641 }
2642
2643 void
2644 sgen_null_links_for_domain (MonoDomain *domain)
2645 {
2646         guint type;
2647         for (type = HANDLE_TYPE_MIN; type < HANDLE_TYPE_MAX; ++type)
2648                 sgen_gchandle_iterate ((GCHandleType)type, GENERATION_OLD, null_link_if_in_domain, domain);
2649 }
2650
2651 void
2652 mono_gchandle_set_target (guint32 gchandle, MonoObject *obj)
2653 {
2654         sgen_gchandle_set_target (gchandle, obj);
2655 }
2656
2657 void
2658 sgen_client_gchandle_created (int handle_type, GCObject *obj, guint32 handle)
2659 {
2660 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2661         mono_perfcounters->gc_num_handles++;
2662 #endif
2663         mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_CREATED, handle_type, handle, obj);
2664 }
2665
2666 void
2667 sgen_client_gchandle_destroyed (int handle_type, guint32 handle)
2668 {
2669 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2670         mono_perfcounters->gc_num_handles--;
2671 #endif
2672         mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_DESTROYED, handle_type, handle, NULL);
2673 }
2674
2675 void
2676 sgen_client_ensure_weak_gchandles_accessible (void)
2677 {
2678         /*
2679          * During the second bridge processing step the world is
2680          * running again.  That step processes all weak links once
2681          * more to null those that refer to dead objects.  Before that
2682          * is completed, those links must not be followed, so we
2683          * conservatively wait for bridge processing when any weak
2684          * link is dereferenced.
2685          */
2686         /* FIXME: A GC can occur after this check fails, in which case we
2687          * should wait for bridge processing but would fail to do so.
2688          */
2689         if (G_UNLIKELY (bridge_processing_in_progress))
2690                 mono_gc_wait_for_bridge_processing ();
2691 }
2692
2693 void*
2694 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
2695 {
2696         void *result;
2697         LOCK_INTERRUPTION;
2698         result = func (data);
2699         UNLOCK_INTERRUPTION;
2700         return result;
2701 }
2702
2703 void
2704 mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size)
2705 {
2706         // FIXME:
2707 }
2708
2709 guint8*
2710 mono_gc_get_card_table (int *shift_bits, gpointer *mask)
2711 {
2712         return sgen_get_card_table_configuration (shift_bits, mask);
2713 }
2714
2715 gboolean
2716 mono_gc_card_table_nursery_check (void)
2717 {
2718         return !sgen_get_major_collector ()->is_concurrent;
2719 }
2720
2721 /* Negative value to remove */
2722 void
2723 mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value)
2724 {
2725         /* FIXME: Implement at some point? */
2726 }
2727
2728 /*
2729  * Logging
2730  */
2731
2732 void
2733 sgen_client_degraded_allocation (size_t size)
2734 {
2735         static int last_major_gc_warned = -1;
2736         static int num_degraded = 0;
2737
2738         if (last_major_gc_warned < (int)gc_stats.major_gc_count) {
2739                 ++num_degraded;
2740                 if (num_degraded == 1 || num_degraded == 3)
2741                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Degraded allocation.  Consider increasing nursery-size if the warning persists.");
2742                 else if (num_degraded == 10)
2743                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Repeated degraded allocation.  Consider increasing nursery-size.");
2744                 last_major_gc_warned = gc_stats.major_gc_count;
2745         }
2746 }
2747
2748 void
2749 sgen_client_log_timing (GGTimingInfo *info, mword last_major_num_sections, mword last_los_memory_usage)
2750 {
2751         SgenMajorCollector *major_collector = sgen_get_major_collector ();
2752         mword num_major_sections = major_collector->get_num_major_sections ();
2753         char full_timing_buff [1024];
2754         full_timing_buff [0] = '\0';
2755
2756         if (!info->is_overflow)
2757                 sprintf (full_timing_buff, "total %.2fms, bridge %.2fms", info->stw_time / 10000.0f, (int)info->bridge_time / 10000.0f);
2758         if (info->generation == GENERATION_OLD)
2759                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MAJOR%s: (%s) pause %.2fms, %s major %dK/%dK los %dK/%dK",
2760                         info->is_overflow ? "_OVERFLOW" : "",
2761                         info->reason ? info->reason : "",
2762                         (int)info->total_time / 10000.0f,
2763                         full_timing_buff,
2764                         major_collector->section_size * num_major_sections / 1024,
2765                         major_collector->section_size * last_major_num_sections / 1024,
2766                         los_memory_usage / 1024,
2767                         last_los_memory_usage / 1024);
2768         else
2769                 mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "GC_MINOR%s: (%s) pause %.2fms, %s promoted %dK major %dK los %dK",
2770                                 info->is_overflow ? "_OVERFLOW" : "",
2771                         info->reason ? info->reason : "",
2772                         (int)info->total_time / 10000.0f,
2773                         full_timing_buff,
2774                         (num_major_sections - last_major_num_sections) * major_collector->section_size / 1024,
2775                         major_collector->section_size * num_major_sections / 1024,
2776                         los_memory_usage / 1024);
2777 }
2778
2779 /*
2780  * Debugging
2781  */
2782
2783 const char*
2784 sgen_client_description_for_internal_mem_type (int type)
2785 {
2786         switch (type) {
2787         case INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK: return "ephemeron-link";
2788         default:
2789                 return NULL;
2790         }
2791 }
2792
2793 void
2794 sgen_client_pre_collection_checks (void)
2795 {
2796         if (sgen_mono_xdomain_checks) {
2797                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2798                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2799         }
2800 }
2801
2802 gboolean
2803 sgen_client_vtable_is_inited (MonoVTable *vt)
2804 {
2805         return vt->klass->inited;
2806 }
2807
2808 const char*
2809 sgen_client_vtable_get_namespace (MonoVTable *vt)
2810 {
2811         return vt->klass->name_space;
2812 }
2813
2814 const char*
2815 sgen_client_vtable_get_name (MonoVTable *vt)
2816 {
2817         return vt->klass->name;
2818 }
2819
2820 /*
2821  * Initialization
2822  */
2823
2824 void
2825 sgen_client_init (void)
2826 {
2827         int dummy;
2828         MonoThreadInfoCallbacks cb;
2829
2830         cb.thread_register = sgen_thread_register;
2831         cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
2832         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
2833         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
2834         cb.mono_method_is_critical = (gboolean (*)(void *))is_critical_method;
2835         cb.mono_thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
2836
2837         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
2838
2839         ///* Keep this the default for now */
2840         /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
2841         conservative_stack_mark = TRUE;
2842
2843         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
2844
2845         mono_sgen_init_stw ();
2846
2847 #ifndef HAVE_KW_THREAD
2848         mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
2849 #if defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
2850         /* 
2851          * CEE_MONO_TLS requires the tls offset, not the key, so the code below only works on darwin,
2852          * where the two are the same.
2853          */
2854         mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, thread_info_key);
2855 #endif
2856 #else
2857         {
2858                 int tls_offset = -1;
2859                 MONO_THREAD_VAR_OFFSET (sgen_thread_info, tls_offset);
2860                 mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, tls_offset);
2861         }
2862 #endif
2863
2864         /*
2865          * This needs to happen before any internal allocations because
2866          * it inits the small id which is required for hazard pointer
2867          * operations.
2868          */
2869         sgen_os_init ();
2870
2871         mono_gc_register_thread (&dummy);
2872 }
2873
2874 gboolean
2875 sgen_client_handle_gc_param (const char *opt)
2876 {
2877         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
2878                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2879                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
2880                         conservative_stack_mark = FALSE;
2881                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
2882                         conservative_stack_mark = TRUE;
2883                 } else {
2884                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, conservative_stack_mark ? "Using `conservative`." : "Using `precise`.",
2885                                         "Invalid value `%s` for `stack-mark` option, possible values are: `precise`, `conservative`.", opt);
2886                 }
2887         } else if (g_str_has_prefix (opt, "bridge-implementation=")) {
2888                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2889                 sgen_set_bridge_implementation (opt);
2890         } else if (g_str_has_prefix (opt, "toggleref-test")) {
2891                 /* FIXME: This should probably in MONO_GC_DEBUG */
2892                 sgen_register_test_toggleref_callback ();
2893         } else {
2894                 return FALSE;
2895         }
2896         return TRUE;
2897 }
2898
2899 void
2900 sgen_client_print_gc_params_usage (void)
2901 {
2902         fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
2903 }
2904
2905 gboolean
2906 sgen_client_handle_gc_debug (const char *opt)
2907 {
2908         if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
2909                 sgen_mono_xdomain_checks = TRUE;
2910         } else if (!strcmp (opt, "do-not-finalize")) {
2911                 mono_do_not_finalize = TRUE;
2912         } else if (g_str_has_prefix (opt, "do-not-finalize=")) {
2913                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2914                 mono_do_not_finalize = TRUE;
2915                 mono_do_not_finalize_class_names = g_strsplit (opt, ",", 0);
2916         } else if (!strcmp (opt, "log-finalizers")) {
2917                 log_finalizers = TRUE;
2918         } else if (!strcmp (opt, "no-managed-allocator")) {
2919                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2920         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_debug (opt)) {
2921                 return FALSE;
2922         }
2923         return TRUE;
2924 }
2925
2926 void
2927 sgen_client_print_gc_debug_usage (void)
2928 {
2929         fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
2930         fprintf (stderr, "  do-not-finalize\n");
2931         fprintf (stderr, "  log-finalizers\n");
2932         fprintf (stderr, "  no-managed-allocator\n");
2933         sgen_bridge_print_gc_debug_usage ();
2934 }
2935
2936
2937 gpointer
2938 sgen_client_get_provenance (void)
2939 {
2940 #ifdef SGEN_OBJECT_PROVENANCE
2941         MonoGCCallbacks *cb = mono_gc_get_gc_callbacks ();
2942         gpointer (*get_provenance_func) (void);
2943         if (!cb)
2944                 return NULL;
2945         get_provenance_func = cb->get_provenance_func;
2946         if (get_provenance_func)
2947                 return get_provenance_func ();
2948         return NULL;
2949 #else
2950         return NULL;
2951 #endif
2952 }
2953
2954 void
2955 sgen_client_describe_invalid_pointer (GCObject *ptr)
2956 {
2957         sgen_bridge_describe_pointer (ptr);
2958 }
2959
2960 void
2961 mono_gc_base_init (void)
2962 {
2963         mono_counters_init ();
2964
2965 #ifdef HEAVY_STATISTICS
2966         mono_counters_register ("los marked cards", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_marked_cards);
2967         mono_counters_register ("los array cards scanned ", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_cards);
2968         mono_counters_register ("los array remsets", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_remsets);
2969
2970         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_set_arrayref);
2971         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_value_copy);
2972         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_object_copy);
2973 #endif
2974
2975         sgen_gc_init ();
2976
2977         if (nursery_canaries_enabled ())
2978                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2979
2980 #if defined(HAVE_KW_THREAD)
2981         /* This can happen with using libmonosgen.so */
2982         if (mono_tls_key_get_offset (TLS_KEY_SGEN_TLAB_NEXT_ADDR) == -1)
2983                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2984 #endif
2985 }
2986
2987 void
2988 mono_gc_base_cleanup (void)
2989 {
2990 }
2991
2992 gboolean
2993 mono_gc_is_null (void)
2994 {
2995         return FALSE;
2996 }
2997
2998 #endif