mono/mini/mini-gc.c

   1 /*
   2  * mini-gc.c: GC interface for the mono JIT
   3  *
   4  * Author:
   5  *   Zoltan Varga (vargaz@gmail.com)
   6  *
   7  * Copyright 2009 Novell, Inc (http://www.novell.com)
   8  */
   9
  10 #include "config.h"
  11 #include "mini-gc.h"
  12 #include <mono/metadata/gc-internal.h>
  13
  14 //#if 0
  15 #if defined(HAVE_SGEN_GC) && defined(MONO_ARCH_GC_MAPS_SUPPORTED)
  16
  17 #include <mono/metadata/sgen-gc.h>
  18 #include <mono/metadata/gc-internal.h>
  19 #include <mono/utils/mono-counters.h>
  20
  21 /* Contains state needed by the GC Map construction code */
  22 typedef struct {
  23         /*
  24          * This contains information about stack slots initialized in the prolog, encoded using
  25          * (slot_index << 16) | slot_type. The slot_index is relative to the CFA, i.e. 0
  26          * means cfa+0, 1 means cfa-4/8, etc.
  27          */
  28         GSList *stack_slots_from_cfa;
  29         /* Same for stack slots relative to the frame pointer */
  30         GSList *stack_slots_from_fp;
  31
  32         /* Number of slots in the map */
  33         int nslots;
  34         /* The number of registers in the map */
  35         int nregs;
  36         /* Min and Max offsets of the stack frame relative to fp */
  37         int min_offset, max_offset;
  38         /* Same for the locals area */
  39         int locals_min_offset, locals_max_offset;
  40
  41         /* The call sites where this frame can be stopped during GC */
  42         GCCallSite **callsites;
  43         /* The number of call sites */
  44         int ncallsites;
  45
  46         /*
  47          * The width of the stack bitmaps in bytes. This is not equal to the bitmap width at
  48      * runtime, since it includes columns which are 0.
  49          */
  50         int stack_bitmap_width;
  51         /*
  52          * A bitmap whose width equals nslots, and whose height equals ncallsites.
  53          * The bitmap contains a 1 if the corresponding stack slot has type SLOT_REF at the
  54          * given callsite.
  55          */
  56         guint8 *stack_ref_bitmap;
  57         /* Same for SLOT_PIN */
  58         guint8 *stack_pin_bitmap;
  59
  60         /*
  61          * Similar bitmaps for registers. These have width MONO_MAX_IREGS in bits.
  62          */
  63         int reg_bitmap_width;
  64         guint8 *reg_ref_bitmap;
  65         guint8 *reg_pin_bitmap;
  66 } MonoCompileGC;
  67
  68 #define ALIGN_TO(val,align) ((((mgreg_t)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
  69
  70 #if 0
  71 /* We don't support debug levels, its all-or-nothing */
  72 #define DEBUG(s) do { s; fflush (logfile); } while (0)
  73 #define DEBUG_ENABLED 1
  74 #else
  75 #define DEBUG(s)
  76 #endif
  77
  78 #ifdef DEBUG_ENABLED
  79 //#if 1
  80 #define DEBUG_PRECISE(s) do { s; } while (0)
  81 #define DEBUG_PRECISE_ENABLED
  82 #else
  83 #define DEBUG_PRECISE(s)
  84 #endif
  85
  86 /*
  87  * Contains information collected during the conservative stack marking pass,
  88  * used during the precise pass. This helps to avoid doing a stack walk twice, which
  89  * is expensive.
  90  */
  91 typedef struct {
  92         guint8 *bitmap;
  93         int nslots;
  94     int frame_start_offset;
  95         int nreg_locations;
  96         /* Relative to stack_start */
  97         int reg_locations [MONO_MAX_IREGS];
  98 #ifdef DEBUG_PRECISE_ENABLED
  99         MonoJitInfo *ji;
 100         gpointer fp;
 101         int regs [MONO_MAX_IREGS];
 102 #endif
 103 } FrameInfo;
 104
 105 /* Max number of frames stored in the TLS data */
 106 #define MAX_FRAMES 50
 107
 108 /*
 109  * Per-thread data kept by this module. This is stored in the GC and passed to us as
 110  * parameters, instead of being stored in a TLS variable, since during a collection,
 111  * only the collection thread is active.
 112  */
 113 typedef struct {
 114         MonoLMF *lmf;
 115         MonoContext ctx;
 116         gboolean has_context;
 117         MonoJitTlsData *jit_tls;
 118         /* For debugging */
 119         mgreg_t tid;
 120         gpointer ref_to_track;
 121         /* Number of frames collected during the !precise pass */
 122         int nframes;
 123         FrameInfo frames [MAX_FRAMES];
 124 } TlsData;
 125
 126 /* These are constant so don't store them in the GC Maps */
 127 /* Number of registers stored in gc maps */
 128 #define NREGS MONO_MAX_IREGS
 129
 130 /*
 131  * The GC Map itself.
 132  * Contains information needed to mark a stack frame.
 133  * This is a transient structure, created from a compressed representation on-demand.
 134  */
 135 typedef struct {
 136         /*
 137          * The offsets of the GC tracked area inside the stack frame relative to the frame pointer.
 138          * This includes memory which is NOREF thus doesn't need GC maps.
 139          */
 140         int start_offset;
 141         int end_offset;
 142         /*
 143          * The offset relative to frame_offset where the the memory described by the GC maps
 144          * begins.
 145          */
 146         int map_offset;
 147         /* The number of stack slots in the map */
 148         int nslots;
 149         /* The frame pointer register */
 150         guint8 frame_reg;
 151         /* The size of each callsite table entry */
 152         guint8 callsite_entry_size;
 153         guint has_pin_slots : 1;
 154         guint has_ref_slots : 1;
 155         guint has_ref_regs : 1;
 156         guint has_pin_regs : 1;
 157
 158         /* The offsets below are into an external bitmaps array */
 159
 160         /*
 161          * A bitmap whose width is equal to bitmap_width, and whose height is equal to ncallsites.
 162          * The bitmap contains a 1 if the corresponding stack slot has type SLOT_REF at the
 163          * given callsite.
 164          */
 165         guint32 stack_ref_bitmap_offset;
 166         /*
 167          * Same for SLOT_PIN. It is possible that the same bit is set in both bitmaps at
 168      * different callsites, if the slot starts out as PIN, and later changes to REF.
 169          */
 170         guint32 stack_pin_bitmap_offset;
 171
 172         /*
 173          * Corresponding bitmaps for registers
 174          * These have width equal to the number of bits set in reg_ref_mask/reg_pin_mask.
 175          * FIXME: Merge these with the normal bitmaps, i.e. reserve the first x slots for them ?
 176          */
 177         guint32 reg_pin_bitmap_offset;
 178         guint32 reg_ref_bitmap_offset;
 179
 180         guint32 used_int_regs, reg_ref_mask, reg_pin_mask;
 181
 182         /* The number of bits set in the two masks above */
 183         guint8 nref_regs, npin_regs;
 184
 185         /*
 186          * A bit array marking slots which contain refs.
 187          * This is used only for debugging.
 188          */
 189         //guint8 *ref_slots;
 190
 191         /* Callsite offsets */
 192         /* These can take up a lot of space, so encode them compactly */
 193         union {
 194                 guint8 *offsets8;
 195                 guint16 *offsets16;
 196                 guint32 *offsets32;
 197         } callsites;
 198         int ncallsites;
 199 } GCMap;
 200
 201 /*
 202  * A compressed version of GCMap. This is what gets stored in MonoJitInfo.
 203  */
 204 typedef struct {
 205         //guint8 *ref_slots;
 206         //guint8 encoded_size;
 207
 208         /*
 209          * The arrays below are embedded after the struct.
 210          * Their address needs to be computed.
 211          */
 212
 213         /* The fixed fields of the GCMap encoded using LEB128 */
 214         guint8 encoded [MONO_ZERO_LEN_ARRAY];
 215
 216         /* An array of ncallsites entries, each entry is callsite_entry_size bytes long */
 217         guint8 callsites [MONO_ZERO_LEN_ARRAY];
 218
 219         /* The GC bitmaps */
 220         guint8 bitmaps [MONO_ZERO_LEN_ARRAY];
 221 } GCEncodedMap;
 222
 223 static int precise_frame_count [2], precise_frame_limit = -1;
 224 static gboolean precise_frame_limit_inited;
 225
 226 /* Stats */
 227 typedef struct {
 228         int scanned_stacks;
 229         int scanned;
 230         int scanned_precisely;
 231         int scanned_conservatively;
 232         int scanned_registers;
 233         int scanned_native;
 234         int scanned_other;
 235
 236         int all_slots;
 237         int noref_slots;
 238         int ref_slots;
 239         int pin_slots;
 240
 241         int gc_maps_size;
 242         int gc_callsites_size;
 243         int gc_callsites8_size;
 244         int gc_callsites16_size;
 245         int gc_callsites32_size;
 246         int gc_bitmaps_size;
 247         int gc_map_struct_size;
 248         int tlsdata_size;
 249 } JITGCStats;
 250
 251 static JITGCStats stats;
 252
 253 static FILE *logfile;
 254
 255 // FIXME: Move these to a shared place
 256
 257 static inline void
 258 encode_uleb128 (guint32 value, guint8 *buf, guint8 **endbuf)
 259 {
 260         guint8 *p = buf;
 261
 262         do {
 263                 guint8 b = value & 0x7f;
 264                 value >>= 7;
 265                 if (value != 0) /* more bytes to come */
 266                         b |= 0x80;
 267                 *p ++ = b;
 268         } while (value);
 269
 270         *endbuf = p;
 271 }
 272
 273 static G_GNUC_UNUSED void
 274 encode_sleb128 (gint32 value, guint8 *buf, guint8 **endbuf)
 275 {
 276         gboolean more = 1;
 277         gboolean negative = (value < 0);
 278         guint32 size = 32;
 279         guint8 byte;
 280         guint8 *p = buf;
 281
 282         while (more) {
 283                 byte = value & 0x7f;
 284                 value >>= 7;
 285                 /* the following is unnecessary if the
 286                  * implementation of >>= uses an arithmetic rather
 287                  * than logical shift for a signed left operand
 288                  */
 289                 if (negative)
 290                         /* sign extend */
 291                         value |= - (1 <<(size - 7));
 292                 /* sign bit of byte is second high order bit (0x40) */
 293                 if ((value == 0 && !(byte & 0x40)) ||
 294                         (value == -1 && (byte & 0x40)))
 295                         more = 0;
 296                 else
 297                         byte |= 0x80;
 298                 *p ++= byte;
 299         }
 300
 301         *endbuf = p;
 302 }
 303
 304 static inline guint32
 305 decode_uleb128 (guint8 *buf, guint8 **endbuf)
 306 {
 307         guint8 *p = buf;
 308         guint32 res = 0;
 309         int shift = 0;
 310
 311         while (TRUE) {
 312                 guint8 b = *p;
 313                 p ++;
 314
 315                 res = res | (((int)(b & 0x7f)) << shift);
 316                 if (!(b & 0x80))
 317                         break;
 318                 shift += 7;
 319         }
 320
 321         *endbuf = p;
 322
 323         return res;
 324 }
 325
 326 static inline gint32
 327 decode_sleb128 (guint8 *buf, guint8 **endbuf)
 328 {
 329         guint8 *p = buf;
 330         gint32 res = 0;
 331         int shift = 0;
 332
 333         while (TRUE) {
 334                 guint8 b = *p;
 335                 p ++;
 336
 337                 res = res | (((int)(b & 0x7f)) << shift);
 338                 shift += 7;
 339                 if (!(b & 0x80)) {
 340                         if (shift < 32 && (b & 0x40))
 341                                 res |= - (1 << shift);
 342                         break;
 343                 }
 344         }
 345
 346         *endbuf = p;
 347
 348         return res;
 349 }
 350
 351 static int
 352 encode_frame_reg (int frame_reg)
 353 {
 354 #ifdef TARGET_AMD64
 355         if (frame_reg == AMD64_RSP)
 356                 return 0;
 357         else if (frame_reg == AMD64_RBP)
 358                 return 1;
 359 #elif defined(TARGET_X86)
 360         if (frame_reg == X86_EBP)
 361                 return 0;
 362         else if (frame_reg == X86_ESP)
 363                 return 1;
 364 #else
 365         NOT_IMPLEMENTED;
 366 #endif
 367         g_assert_not_reached ();
 368         return -1;
 369 }
 370
 371 static int
 372 decode_frame_reg (int encoded)
 373 {
 374 #ifdef TARGET_AMD64
 375         if (encoded == 0)
 376                 return AMD64_RSP;
 377         else if (encoded == 1)
 378                 return AMD64_RBP;
 379 #elif defined(TARGET_X86)
 380         if (encoded == 0)
 381                 return X86_EBP;
 382         else if (encoded == 1)
 383                 return X86_ESP;
 384 #else
 385         NOT_IMPLEMENTED;
 386 #endif
 387         g_assert_not_reached ();
 388         return -1;
 389 }
 390
 391 #ifdef TARGET_AMD64
 392 #ifdef HOST_WIN32
 393 static int callee_saved_regs [] = { AMD64_RBP, AMD64_RBX, AMD64_R12, AMD64_R13, AMD64_R14, AMD64_R15, AMD64_RDI, AMD64_RSI };
 394 #else
 395 static int callee_saved_regs [] = { AMD64_RBP, AMD64_RBX, AMD64_R12, AMD64_R13, AMD64_R14, AMD64_R15 };
 396 #endif
 397 #elif defined(TARGET_X86)
 398 static int callee_saved_regs [] = { X86_EBX, X86_ESI, X86_EDI };
 399 #endif
 400
 401 static guint32
 402 encode_regmask (guint32 regmask)
 403 {
 404         int i;
 405         guint32 res;
 406
 407         res = 0;
 408         for (i = 0; i < sizeof (callee_saved_regs) / sizeof (int); ++i) {
 409                 if (regmask & (1 << callee_saved_regs [i])) {
 410                         res |= (1 << i);
 411                         regmask -= (1 << callee_saved_regs [i]);
 412                 }
 413         }
 414         g_assert (regmask == 0);
 415         return res;
 416 }
 417
 418 static guint32
 419 decode_regmask (guint32 regmask)
 420 {
 421         int i;
 422         guint32 res;
 423
 424         res = 0;
 425         for (i = 0; i < sizeof (callee_saved_regs) / sizeof (int); ++i)
 426                 if (regmask & (1 << i))
 427                         res |= (1 << callee_saved_regs [i]);
 428         return res;
 429 }
 430
 431 /*
 432  * encode_gc_map:
 433  *
 434  *   Encode the fixed fields of MAP into a buffer pointed to by BUF.
 435  */
 436 static void
 437 encode_gc_map (GCMap *map, guint8 *buf, guint8 **endbuf)
 438 {
 439         guint32 flags, freg;
 440
 441         encode_sleb128 (map->start_offset / sizeof (mgreg_t), buf, &buf);
 442         encode_sleb128 (map->end_offset / sizeof (mgreg_t), buf, &buf);
 443         encode_sleb128 (map->map_offset / sizeof (mgreg_t), buf, &buf);
 444         encode_uleb128 (map->nslots, buf, &buf);
 445         g_assert (map->callsite_entry_size <= 4);
 446         freg = encode_frame_reg (map->frame_reg);
 447         g_assert (freg < 2);
 448         flags = (map->has_ref_slots ? 1 : 0) | (map->has_pin_slots ? 2 : 0) | (map->has_ref_regs ? 4 : 0) | (map->has_pin_regs ? 8 : 0) | ((map->callsite_entry_size - 1) << 4) | (freg << 6);
 449         encode_uleb128 (flags, buf, &buf);
 450         encode_uleb128 (encode_regmask (map->used_int_regs), buf, &buf);
 451         if (map->has_ref_regs)
 452                 encode_uleb128 (encode_regmask (map->reg_ref_mask), buf, &buf);
 453         if (map->has_pin_regs)
 454                 encode_uleb128 (encode_regmask (map->reg_pin_mask), buf, &buf);
 455         encode_uleb128 (map->ncallsites, buf, &buf);
 456
 457         *endbuf = buf;
 458 }
 459
 460 /*
 461  * decode_gc_map:
 462  *
 463  *   Decode the encoded GC map representation in BUF and store the result into MAP.
 464  */
 465 static void
 466 decode_gc_map (guint8 *buf, GCMap *map, guint8 **endbuf)
 467 {
 468         guint32 flags;
 469         int stack_bitmap_size, reg_ref_bitmap_size, reg_pin_bitmap_size, offset, freg;
 470         int i, n;
 471
 472         map->start_offset = decode_sleb128 (buf, &buf) * sizeof (mgreg_t);
 473         map->end_offset = decode_sleb128 (buf, &buf) * sizeof (mgreg_t);
 474         map->map_offset = decode_sleb128 (buf, &buf) * sizeof (mgreg_t);
 475         map->nslots = decode_uleb128 (buf, &buf);
 476         flags = decode_uleb128 (buf, &buf);
 477         map->has_ref_slots = (flags & 1) ? 1 : 0;
 478         map->has_pin_slots = (flags & 2) ? 1 : 0;
 479         map->has_ref_regs = (flags & 4) ? 1 : 0;
 480         map->has_pin_regs = (flags & 8) ? 1 : 0;
 481         map->callsite_entry_size = ((flags >> 4) & 0x3) + 1;
 482         freg = flags >> 6;
 483         map->frame_reg = decode_frame_reg (freg);
 484         map->used_int_regs = decode_regmask (decode_uleb128 (buf, &buf));
 485         if (map->has_ref_regs) {
 486                 map->reg_ref_mask = decode_regmask (decode_uleb128 (buf, &buf));
 487                 n = 0;
 488                 for (i = 0; i < NREGS; ++i)
 489                         if (map->reg_ref_mask & (1 << i))
 490                                 n ++;
 491                 map->nref_regs = n;
 492         }
 493         if (map->has_pin_regs) {
 494                 map->reg_pin_mask = decode_regmask (decode_uleb128 (buf, &buf));
 495                 n = 0;
 496                 for (i = 0; i < NREGS; ++i)
 497                         if (map->reg_pin_mask & (1 << i))
 498                                 n ++;
 499                 map->npin_regs = n;
 500         }
 501         map->ncallsites = decode_uleb128 (buf, &buf);
 502
 503         stack_bitmap_size = (ALIGN_TO (map->nslots, 8) / 8) * map->ncallsites;
 504         reg_ref_bitmap_size = (ALIGN_TO (map->nref_regs, 8) / 8) * map->ncallsites;
 505         reg_pin_bitmap_size = (ALIGN_TO (map->npin_regs, 8) / 8) * map->ncallsites;
 506         offset = 0;
 507         map->stack_ref_bitmap_offset = offset;
 508         if (map->has_ref_slots)
 509                 offset += stack_bitmap_size;
 510         map->stack_pin_bitmap_offset = offset;
 511         if (map->has_pin_slots)
 512                 offset += stack_bitmap_size;
 513         map->reg_ref_bitmap_offset = offset;
 514         if (map->has_ref_regs)
 515                 offset += reg_ref_bitmap_size;
 516         map->reg_pin_bitmap_offset = offset;
 517         if (map->has_pin_regs)
 518                 offset += reg_pin_bitmap_size;
 519
 520         *endbuf = buf;
 521 }
 522
 523 static gpointer
 524 thread_attach_func (void)
 525 {
 526         TlsData *tls;
 527
 528         tls = g_new0 (TlsData, 1);
 529         tls->tid = GetCurrentThreadId ();
 530         stats.tlsdata_size += sizeof (TlsData);
 531
 532         return tls;
 533 }
 534
 535 static void
 536 thread_detach_func (gpointer user_data)
 537 {
 538         TlsData *tls = user_data;
 539
 540         g_free (tls);
 541 }
 542
 543 static void
 544 thread_suspend_func (gpointer user_data, void *sigctx)
 545 {
 546         TlsData *tls = user_data;
 547
 548         if (!tls)
 549                 /* Happens during startup */
 550                 return;
 551
 552         tls->lmf = mono_get_lmf ();
 553         if (sigctx) {
 554                 mono_arch_sigctx_to_monoctx (sigctx, &tls->ctx);
 555                 tls->has_context = TRUE;
 556         } else {
 557                 tls->has_context = FALSE;
 558         }
 559         tls->jit_tls = TlsGetValue (mono_jit_tls_id);
 560 }
 561
 562 #define DEAD_REF ((gpointer)(gssize)0x2a2a2a2a2a2a2a2aULL)
 563
 564 static inline void
 565 set_bit (guint8 *bitmap, int width, int y, int x)
 566 {
 567         bitmap [(width * y) + (x / 8)] |= (1 << (x % 8));
 568 }
 569
 570 static inline void
 571 clear_bit (guint8 *bitmap, int width, int y, int x)
 572 {
 573         bitmap [(width * y) + (x / 8)] &= ~(1 << (x % 8));
 574 }
 575
 576 static inline int
 577 get_bit (guint8 *bitmap, int width, int y, int x)
 578 {
 579         return bitmap [(width * y) + (x / 8)] & (1 << (x % 8));
 580 }
 581
 582 static const char*
 583 slot_type_to_string (GCSlotType type)
 584 {
 585         switch (type) {
 586         case SLOT_REF:
 587                 return "ref";
 588         case SLOT_NOREF:
 589                 return "noref";
 590         case SLOT_PIN:
 591                 return "pin";
 592         default:
 593                 g_assert_not_reached ();
 594                 return NULL;
 595         }
 596 }
 597
 598 static inline mgreg_t
 599 get_frame_pointer (MonoContext *ctx, int frame_reg)
 600 {
 601 #if defined(TARGET_AMD64)
 602                 if (frame_reg == AMD64_RSP)
 603                         return ctx->rsp;
 604                 else if (frame_reg == AMD64_RBP)
 605                         return ctx->rbp;
 606 #elif defined(TARGET_X86)
 607                 if (frame_reg == X86_ESP)
 608                         return ctx->esp;
 609                 else if (frame_reg == X86_EBP)
 610                         return ctx->ebp;
 611 #endif
 612                 g_assert_not_reached ();
 613                 return 0;
 614 }
 615
 616 /*
 617  * conservatively_pass:
 618  *
 619  *   Mark a thread stack conservatively and collect information needed by the precise pass.
 620  */
 621 static void
 622 conservative_pass (TlsData *tls, guint8 *stack_start, guint8 *stack_end)
 623 {
 624         MonoJitInfo *ji;
 625         MonoContext ctx, new_ctx;
 626         MonoLMF *lmf;
 627         guint8 *stack_limit;
 628         gboolean last = TRUE;
 629         GCMap *map;
 630         GCMap map_tmp;
 631         GCEncodedMap *emap;
 632         guint8* fp, *p, *real_frame_start, *frame_start, *frame_end;
 633         int i, pc_offset, cindex, bitmap_width;
 634         int scanned = 0, scanned_precisely, scanned_conservatively, scanned_registers;
 635         gboolean res;
 636         StackFrameInfo frame;
 637         mgreg_t *reg_locations [MONO_MAX_IREGS];
 638         mgreg_t *new_reg_locations [MONO_MAX_IREGS];
 639         guint8 *bitmaps;
 640         FrameInfo *fi;
 641         guint32 precise_regmask;
 642
 643         if (tls) {
 644                 tls->nframes = 0;
 645                 tls->ref_to_track = NULL;
 646         }
 647
 648         /* tls == NULL can happen during startup */
 649         if (mono_thread_internal_current () == NULL || !tls) {
 650                 mono_gc_conservatively_scan_area (stack_start, stack_end);
 651                 stats.scanned_stacks += stack_end - stack_start;
 652                 return;
 653         }
 654
 655         lmf = tls->lmf;
 656         frame.domain = NULL;
 657
 658         /* Number of bytes scanned based on GC map data */
 659         scanned = 0;
 660         /* Number of bytes scanned precisely based on GC map data */
 661         scanned_precisely = 0;
 662         /* Number of bytes scanned conservatively based on GC map data */
 663         scanned_conservatively = 0;
 664         /* Number of bytes scanned conservatively in register save areas */
 665         scanned_registers = 0;
 666
 667         /* This is one past the last address which we have scanned */
 668         stack_limit = stack_start;
 669
 670         if (!tls->has_context)
 671                 memset (&new_ctx, 0, sizeof (ctx));
 672         else
 673                 memcpy (&new_ctx, &tls->ctx, sizeof (MonoContext));
 674
 675         memset (reg_locations, 0, sizeof (reg_locations));
 676         memset (new_reg_locations, 0, sizeof (new_reg_locations));
 677
 678         while (TRUE) {
 679                 memcpy (&ctx, &new_ctx, sizeof (ctx));
 680
 681                 for (i = 0; i < MONO_MAX_IREGS; ++i) {
 682                         if (new_reg_locations [i]) {
 683                                 /*
 684                                  * If the current frame saves the register, it means it might modify its
 685                                  * value, thus the old location might not contain the same value, so
 686                                  * we have to mark it conservatively.
 687                                  */
 688                                 if (reg_locations [i]) {
 689                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan saved reg %s location %p.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i]));
 690                                         mono_gc_conservatively_scan_area (reg_locations [i], reg_locations [i] + sizeof (mgreg_t));
 691                                         scanned_registers += sizeof (mgreg_t);
 692                                 }
 693
 694                                 reg_locations [i] = new_reg_locations [i];
 695
 696                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s is now at location %p.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i]));
 697                         }
 698                 }
 699
 700                 g_assert ((mgreg_t)stack_limit % sizeof (mgreg_t) == 0);
 701
 702 #ifdef MONO_ARCH_HAVE_FIND_JIT_INFO_EXT
 703                 res = mono_find_jit_info_ext (frame.domain ? frame.domain : mono_domain_get (), tls->jit_tls, NULL, &ctx, &new_ctx, NULL, &lmf, new_reg_locations, &frame);
 704                 if (!res)
 705                         break;
 706 #else
 707                 break;
 708 #endif
 709
 710                 ji = frame.ji;
 711
 712                 if (frame.type == FRAME_TYPE_MANAGED_TO_NATIVE) {
 713                         /*
 714                          * These frames are problematic for several reasons:
 715                          * - they are unwound through an LMF, and we have no precise register tracking for those.
 716                          * - the LMF might not contain a precise ip, so we can't compute the call site.
 717                          * - the LMF only unwinds to the wrapper frame, so we get these methods twice.
 718                          */
 719                         DEBUG (fprintf (logfile, "Mark(0): <Managed-to-native transition>\n"));
 720                         for (i = 0; i < MONO_MAX_IREGS; ++i) {
 721                                 if (reg_locations [i]) {
 722                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan saved reg %s location %p.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i]));
 723                                         mono_gc_conservatively_scan_area (reg_locations [i], reg_locations [i] + sizeof (mgreg_t));
 724                                         scanned_registers += sizeof (mgreg_t);
 725                                 }
 726                                 reg_locations [i] = NULL;
 727                                 new_reg_locations [i] = NULL;
 728                         }
 729                         continue;
 730                 }
 731
 732                 /* The last frame can be in any state so mark conservatively */
 733                 if (last) {
 734                         if (ji) {
 735                                 DEBUG (char *fname = mono_method_full_name (ji->method, TRUE); fprintf (logfile, "Mark(0): %s+0x%x (%p)\n", fname, pc_offset, (gpointer)MONO_CONTEXT_GET_IP (&ctx)); g_free (fname));
 736                         }
 737                         DEBUG (fprintf (logfile, "\t <Last frame>\n"));
 738                         last = FALSE;
 739                         continue;
 740                 }
 741
 742
 743                 pc_offset = (guint8*)MONO_CONTEXT_GET_IP (&ctx) - (guint8*)ji->code_start;
 744
 745                 /* These frames are very problematic */
 746                 if (ji->method->wrapper_type == MONO_WRAPPER_MANAGED_TO_NATIVE) {
 747                         DEBUG (char *fname = mono_method_full_name (ji->method, TRUE); fprintf (logfile, "Mark(0): %s+0x%x (%p)\n", fname, pc_offset, (gpointer)MONO_CONTEXT_GET_IP (&ctx)); g_free (fname));
 748                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tSkip.\n"));
 749                         continue;
 750                 }
 751
 752                 /* All the other frames are at a call site */
 753
 754                 if (tls->nframes == MAX_FRAMES) {
 755                         /*
 756                          * Can't save information since the array is full. So scan the rest of the
 757                          * stack conservatively.
 758                          */
 759                         DEBUG (fprintf (logfile, "Mark (0): Frame stack full.\n"));
 760                         break;
 761                 }
 762
 763                 /* Scan the frame of this method */
 764
 765                 /*
 766                  * A frame contains the following:
 767                  * - saved registers
 768                  * - saved args
 769                  * - locals
 770                  * - spill area
 771                  * - localloc-ed memory
 772                  */
 773                 g_assert (pc_offset >= 0);
 774
 775                 emap = ji->gc_info;
 776
 777                 if (!emap) {
 778                         DEBUG (char *fname = mono_method_full_name (ji->method, TRUE); fprintf (logfile, "Mark(0): %s+0x%x (%p)\n", fname, pc_offset, (gpointer)MONO_CONTEXT_GET_IP (&ctx)); g_free (fname));
 779                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tNo GC Map.\n"));
 780                         continue;
 781                 }
 782
 783                 /*
 784                  * Debugging aid to control the number of frames scanned precisely
 785                  */
 786                 if (!precise_frame_limit_inited) {
 787                         if (getenv ("MONO_PRECISE_COUNT"))
 788                                 precise_frame_limit = atoi (getenv ("MONO_PRECISE_COUNT"));
 789                         precise_frame_limit_inited = TRUE;
 790                 }
 791
 792                 if (precise_frame_limit != -1) {
 793                         if (precise_frame_count [FALSE] == precise_frame_limit)
 794                                 printf ("LAST PRECISE FRAME: %s\n", mono_method_full_name (ji->method, TRUE));
 795                         if (precise_frame_count [FALSE] > precise_frame_limit)
 796                                 continue;
 797                 }
 798                 precise_frame_count [FALSE] ++;
 799
 800                 /* Decode the encoded GC map */
 801                 map = &map_tmp;
 802                 memset (map, 0, sizeof (GCMap));
 803                 decode_gc_map (&emap->encoded [0], map, &p);
 804                 p = (guint8*)ALIGN_TO (p, map->callsite_entry_size);
 805                 map->callsites.offsets8 = p;
 806                 p += map->callsite_entry_size * map->ncallsites;
 807                 bitmaps = p;
 808
 809                 fp = (guint8*)get_frame_pointer (&ctx, map->frame_reg);
 810
 811                 real_frame_start = fp + map->start_offset;
 812                 frame_start = fp + map->start_offset + map->map_offset;
 813                 frame_end = fp + map->end_offset;
 814
 815                 DEBUG (char *fname = mono_method_full_name (ji->method, TRUE); fprintf (logfile, "Mark(0): %s+0x%x (%p) limit=%p fp=%p frame=%p-%p (%d)\n", fname, pc_offset, (gpointer)MONO_CONTEXT_GET_IP (&ctx), stack_limit, fp, frame_start, frame_end, (int)(frame_end - frame_start)); g_free (fname));
 816
 817                 /* Find the callsite index */
 818                 if (ji->code_size < 256) {
 819                         for (i = 0; i < map->ncallsites; ++i)
 820                                 /* ip points inside the call instruction */
 821                                 if (map->callsites.offsets8 [i] == pc_offset + 1)
 822                                         break;
 823                 } else if (ji->code_size < 65536) {
 824                         // FIXME: Use a binary search
 825                         for (i = 0; i < map->ncallsites; ++i)
 826                                 /* ip points inside the call instruction */
 827                                 if (map->callsites.offsets16 [i] == pc_offset + 1)
 828                                         break;
 829                 } else {
 830                         // FIXME: Use a binary search
 831                         for (i = 0; i < map->ncallsites; ++i)
 832                                 /* ip points inside the call instruction */
 833                                 if (map->callsites.offsets32 [i] == pc_offset + 1)
 834                                         break;
 835                 }
 836                 if (i == map->ncallsites) {
 837                         printf ("Unable to find ip offset 0x%x in callsite list of %s.\n", pc_offset + 1, mono_method_full_name (ji->method, TRUE));
 838                         g_assert_not_reached ();
 839                 }
 840                 cindex = i;
 841
 842                 g_assert (real_frame_start >= stack_limit);
 843
 844                 if (real_frame_start > stack_limit) {
 845                         /* This scans the previously skipped frames as well */
 846                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan area %p-%p (%d).\n", stack_limit, real_frame_start, (int)(real_frame_start - stack_limit)));
 847                         mono_gc_conservatively_scan_area (stack_limit, real_frame_start);
 848                         stats.scanned_other += real_frame_start - stack_limit;
 849                 }
 850
 851                 /* Mark stack slots */
 852                 if (map->has_pin_slots) {
 853                         int bitmap_width = ALIGN_TO (map->nslots, 8) / 8;
 854                         guint8 *pin_bitmap = &bitmaps [map->stack_pin_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 855                         guint8 *p;
 856                         gboolean pinned;
 857
 858                         p = frame_start;
 859                         for (i = 0; i < map->nslots; ++i) {
 860                                 pinned = pin_bitmap [i / 8] & (1 << (i % 8));
 861                                 if (pinned) {
 862                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan slot %s0x%x(fp)=%p.\n", (guint8*)p > (guint8*)fp ? "" : "-", ABS ((int)((gssize)p - (gssize)fp)), p));
 863                                         mono_gc_conservatively_scan_area (p, p + sizeof (mgreg_t));
 864                                         scanned_conservatively += sizeof (mgreg_t);
 865                                 } else {
 866                                         scanned_precisely += sizeof (mgreg_t);
 867                                 }
 868                                 p += sizeof (mgreg_t);
 869                         }
 870                 } else {
 871                         scanned_precisely += (map->nslots * sizeof (mgreg_t));
 872                 }
 873
 874                 /* The area outside of start-end is NOREF */
 875                 scanned_precisely += (map->end_offset - map->start_offset) - (map->nslots * sizeof (mgreg_t));
 876
 877                 /* Mark registers */
 878                 precise_regmask = map->used_int_regs | (1 << map->frame_reg);
 879                 if (map->has_pin_regs) {
 880                         int bitmap_width = ALIGN_TO (map->npin_regs, 8) / 8;
 881                         guint8 *pin_bitmap = &bitmaps [map->reg_pin_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 882                         int bindex = 0;
 883                         for (i = 0; i < NREGS; ++i) {
 884                                 if (!(map->used_int_regs & (1 << i)))
 885                                         continue;
 886
 887                                 if (!(map->reg_pin_mask & (1 << i)))
 888                                         continue;
 889
 890                                 if (pin_bitmap [bindex / 8] & (1 << (bindex % 8))) {
 891                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at 0x%p is pinning.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i]));
 892                                         precise_regmask &= ~(1 << i);
 893                                 }
 894                                 bindex ++;
 895                         }
 896                 }
 897
 898                 scanned += map->end_offset - map->start_offset;
 899
 900                 g_assert (scanned == scanned_precisely + scanned_conservatively);
 901
 902                 stack_limit = frame_end;
 903
 904                 /* Save information for the precise pass */
 905                 fi = &tls->frames [tls->nframes];
 906                 fi->nslots = map->nslots;
 907                 bitmap_width = ALIGN_TO (map->nslots, 8) / 8;
 908                 if (map->has_ref_slots)
 909                         fi->bitmap = &bitmaps [map->stack_ref_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 910                 else
 911                         fi->bitmap = NULL;
 912                 fi->frame_start_offset = frame_start - stack_start;
 913                 fi->nreg_locations = 0;
 914                 DEBUG_PRECISE (fi->ji = ji);
 915                 DEBUG_PRECISE (fi->fp = fp);
 916
 917                 if (map->has_ref_regs) {
 918                         int bitmap_width = ALIGN_TO (map->nref_regs, 8) / 8;
 919                         guint8 *ref_bitmap = &bitmaps [map->reg_ref_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 920                         int bindex = 0;
 921                         for (i = 0; i < NREGS; ++i) {
 922                                 if (!(map->reg_ref_mask & (1 << i)))
 923                                         continue;
 924
 925                                 if (reg_locations [i] && (ref_bitmap [bindex / 8] & (1 << (bindex % 8)))) {
 926                                         DEBUG_PRECISE (fi->regs [fi->nreg_locations] = i);
 927                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at 0x%p is ref.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i]));
 928                                         fi->reg_locations [fi->nreg_locations] = (guint8*)reg_locations [i] - stack_start;
 929                                         fi->nreg_locations ++;
 930                                 }
 931                                 bindex ++;
 932                         }
 933                 }
 934
 935                 /*
 936                  * Clear locations of precisely stacked registers.
 937                  */
 938                 if (precise_regmask) {
 939                         for (i = 0; i < NREGS; ++i) {
 940                                 if (precise_regmask & (1 << i)) {
 941                                         /*
 942                                          * The method uses this register, and we have precise info for it.
 943                                          * This means the location will be scanned precisely.
 944                                          * Tell the code at the beginning of the loop that this location is
 945                                          * processed.
 946                                          */
 947                                         if (reg_locations [i])
 948                                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s at location %p (==%p) is precise.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i], (gpointer)*reg_locations [i]));
 949                                         reg_locations [i] = NULL;
 950                                 }
 951                         }
 952                 }
 953
 954                 tls->nframes ++;
 955         }
 956
 957         /* Scan the remaining register save locations */
 958         for (i = 0; i < MONO_MAX_IREGS; ++i) {
 959                 if (reg_locations [i]) {
 960                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan saved reg location %p.\n", reg_locations [i]));
 961                         mono_gc_conservatively_scan_area (reg_locations [i], reg_locations [i] + sizeof (mgreg_t));
 962                         scanned_registers += sizeof (mgreg_t);
 963                 }
 964                 if (new_reg_locations [i]) {
 965                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan saved reg location %p.\n", new_reg_locations [i]));
 966                         mono_gc_conservatively_scan_area (new_reg_locations [i], new_reg_locations [i] + sizeof (mgreg_t));
 967                         scanned_registers += sizeof (mgreg_t);
 968                 }
 969         }
 970
 971         if (stack_limit < stack_end) {
 972                 DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan remaining stack %p-%p (%d).\n", stack_limit, stack_end, (int)(stack_end - stack_limit)));
 973                 mono_gc_conservatively_scan_area (stack_limit, stack_end);
 974                 stats.scanned_native += stack_end - stack_limit;
 975         }
 976
 977         DEBUG (fprintf (logfile, "Marked %d bytes, p=%d,c=%d out of %d.\n", scanned, scanned_precisely, scanned_conservatively, (int)(stack_end - stack_start)));
 978
 979         stats.scanned_stacks += stack_end - stack_start;
 980         stats.scanned += scanned;
 981         stats.scanned_precisely += scanned_precisely;
 982         stats.scanned_conservatively += scanned_conservatively;
 983         stats.scanned_registers += scanned_registers;
 984
 985         //mono_gc_conservatively_scan_area (stack_start, stack_end);
 986 }
 987
 988 /*
 989  * precise_pass:
 990  *
 991  *   Mark a thread stack precisely based on information saved during the conservative
 992  * pass.
 993  */
 994 static void
 995 precise_pass (TlsData *tls, guint8 *stack_start, guint8 *stack_end)
 996 {
 997         int findex, i;
 998         FrameInfo *fi;
 999         guint8 *frame_start;
1000
1001         if (!tls)
1002                 return;
1003
1004         for (findex = 0; findex < tls->nframes; findex ++) {
1005                 /* Load information saved by the !precise pass */
1006                 fi = &tls->frames [findex];
1007                 frame_start = stack_start + fi->frame_start_offset;
1008
1009                 DEBUG (char *fname = mono_method_full_name (fi->ji->method, TRUE); fprintf (logfile, "Mark(1): %s\n", fname); g_free (fname));
1010
1011                 /*
1012                  * FIXME: Add a function to mark using a bitmap, to avoid doing a
1013                  * call for each object.
1014                  */
1015
1016                 /* Mark stack slots */
1017                 if (fi->bitmap) {
1018                         guint8 *ref_bitmap = fi->bitmap;
1019                         gboolean live;
1020
1021                         for (i = 0; i < fi->nslots; ++i) {
1022                                 MonoObject **ptr = (MonoObject**)(frame_start + (i * sizeof (mgreg_t)));
1023
1024                                 live = ref_bitmap [i / 8] & (1 << (i % 8));
1025
1026                                 if (live) {
1027                                         MonoObject *obj = *ptr;
1028                                         if (obj) {
1029                                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\tref %s0x%x(fp)=%p: %p ->", (guint8*)ptr >= (guint8*)fi->fp ? "" : "-", ABS ((int)((gssize)ptr - (gssize)fi->fp)), ptr, obj));
1030                                                 *ptr = mono_gc_scan_object (obj);
1031                                                 DEBUG (fprintf (logfile, " %p.\n", *ptr));
1032                                         } else {
1033                                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\tref %s0x%x(fp)=%p: %p.\n", (guint8*)ptr >= (guint8*)fi->fp ? "" : "-", ABS ((int)((gssize)ptr - (gssize)fi->fp)), ptr, obj));
1034                                         }
1035                                 } else {
1036 #if 0
1037                                         /*
1038                                          * This is disabled because the pointer takes up a lot of space.
1039                                          * Stack slots might be shared between ref and non-ref variables ?
1040                                          */
1041                                         if (map->ref_slots [i / 8] & (1 << (i % 8))) {
1042                                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\tref %s0x%x(fp)=%p: dead (%p)\n", (guint8*)ptr >= (guint8*)fi->fp ? "" : "-", ABS ((int)((gssize)ptr - (gssize)fi->fp)), ptr, *ptr));
1043                                                 /*
1044                                                  * Fail fast if the live range is incorrect, and
1045                                                  * the JITted code tries to access this object
1046                                                  */
1047                                                 *ptr = DEAD_REF;
1048                                         }
1049 #endif
1050                                 }
1051                         }
1052                 }
1053
1054                 /* Mark registers */
1055
1056                 /*
1057                  * Registers are different from stack slots, they have no address where they
1058                  * are stored. Instead, some frame below this frame in the stack saves them
1059                  * in its prolog to the stack. We can mark this location precisely.
1060                  */
1061                 for (i = 0; i < fi->nreg_locations; ++i) {
1062                         /*
1063                          * reg_locations [i] contains the address of the stack slot where
1064                          * a reg was last saved, so mark that slot.
1065                          */
1066                         MonoObject **ptr = (MonoObject**)((guint8*)stack_start + fi->reg_locations [i]);
1067                         MonoObject *obj = *ptr;
1068
1069                         if (obj) {
1070                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at %p: %p ->", mono_arch_regname (fi->regs [i]), ptr, obj));
1071                                 *ptr = mono_gc_scan_object (obj);
1072                                 DEBUG (fprintf (logfile, " %p.\n", *ptr));
1073                         } else {
1074                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at %p: %p\n", mono_arch_regname (fi->regs [i]), ptr, obj));
1075                         }
1076                 }
1077         }
1078
1079         /*
1080          * Debugging aid to check for missed refs.
1081          */
1082         if (tls->ref_to_track) {
1083                 mgreg_t *p;
1084
1085                 for (p = (mgreg_t*)stack_start; p < (mgreg_t*)stack_end; ++p)
1086                         if (*p == (mgreg_t)tls->ref_to_track)
1087                                 printf ("REF AT %p.\n", p);
1088         }
1089 }
1090
1091 /*
1092  * thread_mark_func:
1093  *
1094  *   This is called by the GC twice to mark a thread stack. PRECISE is FALSE at the first
1095  * call, and TRUE at the second. USER_DATA points to a TlsData
1096  * structure filled up by thread_suspend_func.
1097  */
1098 static void
1099 thread_mark_func (gpointer user_data, guint8 *stack_start, guint8 *stack_end, gboolean precise)
1100 {
1101         TlsData *tls = user_data;
1102
1103         DEBUG (fprintf (logfile, "****************************************\n"));
1104         DEBUG (fprintf (logfile, "*** %s stack marking for thread %p (%p-%p) ***\n", precise ? "Precise" : "Conservative", tls ? GUINT_TO_POINTER (tls->tid) : NULL, stack_start, stack_end));
1105         DEBUG (fprintf (logfile, "****************************************\n"));
1106
1107         if (!precise)
1108                 conservative_pass (tls, stack_start, stack_end);
1109         else
1110                 precise_pass (tls, stack_start, stack_end);
1111 }
1112
1113 static void
1114 mini_gc_init_gc_map (MonoCompile *cfg)
1115 {
1116         if (COMPILE_LLVM (cfg))
1117                 return;
1118
1119 #if 1
1120         /* Debugging support */
1121         {
1122                 static int precise_count;
1123
1124                 precise_count ++;
1125                 if (getenv ("MONO_GCMAP_COUNT")) {
1126                         if (precise_count == atoi (getenv ("MONO_GCMAP_COUNT")))
1127                                 printf ("LAST: %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
1128                         if (precise_count > atoi (getenv ("MONO_GCMAP_COUNT")))
1129                                 return;
1130                 }
1131         }
1132 #endif
1133
1134         cfg->compute_gc_maps = TRUE;
1135
1136         cfg->gc_info = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoCompileGC));
1137 }
1138
1139 /*
1140  * mini_gc_set_slot_type_from_fp:
1141  *
1142  *   Set the GC slot type of the stack slot identified by SLOT_OFFSET, which should be
1143  * relative to the frame pointer. By default, all stack slots are type PIN, so there is no
1144  * need to call this function for those slots.
1145  */
1146 void
1147 mini_gc_set_slot_type_from_fp (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
1148 {
1149         MonoCompileGC *gcfg = (MonoCompileGC*)cfg->gc_info;
1150
1151         if (!cfg->compute_gc_maps)
1152                 return;
1153
1154         g_assert (slot_offset % sizeof (mgreg_t) == 0);
1155
1156         gcfg->stack_slots_from_fp = g_slist_prepend_mempool (cfg->mempool, gcfg->stack_slots_from_fp, GINT_TO_POINTER (((slot_offset) << 16) | type));
1157 }
1158
1159 /*
1160  * mini_gc_set_slot_type_from_cfa:
1161  *
1162  *   Set the GC slot type of the stack slot identified by SLOT_OFFSET, which should be
1163  * relative to the DWARF CFA value. This should be called from mono_arch_emit_prolog ().
1164  * If type is STACK_REF, the slot is assumed to be live from the end of the prolog until
1165  * the end of the method. By default, all stack slots are type PIN, so there is no need to
1166  * call this function for those slots.
1167  */
1168 void
1169 mini_gc_set_slot_type_from_cfa (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
1170 {
1171         MonoCompileGC *gcfg = (MonoCompileGC*)cfg->gc_info;
1172         int slot = - (slot_offset / sizeof (mgreg_t));
1173
1174         if (!cfg->compute_gc_maps)
1175                 return;
1176
1177         g_assert (slot_offset <= 0);
1178         g_assert (slot_offset % sizeof (mgreg_t) == 0);
1179
1180         gcfg->stack_slots_from_cfa = g_slist_prepend_mempool (cfg->mempool, gcfg->stack_slots_from_cfa, GUINT_TO_POINTER (((slot) << 16) | type));
1181 }
1182
1183 static inline int
1184 fp_offset_to_slot (MonoCompile *cfg, int offset)
1185 {
1186         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1187
1188         return (offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1189 }
1190
1191 static inline int
1192 slot_to_fp_offset (MonoCompile *cfg, int slot)
1193 {
1194         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1195
1196         return (slot * sizeof (mgreg_t)) + gcfg->min_offset;
1197 }
1198
1199 static inline void
1200 set_slot (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int callsite_index, GCSlotType type)
1201 {
1202         g_assert (slot >= 0 && slot < gcfg->nslots);
1203
1204         if (type == SLOT_PIN) {
1205                 clear_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1206                 set_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1207         } else if (type == SLOT_REF) {
1208                 set_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1209                 clear_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1210         } else if (type == SLOT_NOREF) {
1211                 clear_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1212                 clear_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1213         }
1214 }
1215
1216 static inline void
1217 set_slot_everywhere (MonoCompileGC *gcfg, int slot, GCSlotType type)
1218 {
1219         int cindex;
1220
1221         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1222                 set_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1223 }
1224
1225 static inline void
1226 set_slot_in_range (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int from, int to, GCSlotType type)
1227 {
1228         int cindex;
1229
1230         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex) {
1231                 int callsite_offset = gcfg->callsites [cindex]->pc_offset;
1232                 if (callsite_offset >= from && callsite_offset < to)
1233                         set_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1234         }
1235 }
1236
1237 static inline void
1238 set_reg_slot (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int callsite_index, GCSlotType type)
1239 {
1240         g_assert (slot >= 0 && slot < gcfg->nregs);
1241
1242         if (type == SLOT_PIN) {
1243                 clear_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1244                 set_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1245         } else if (type == SLOT_REF) {
1246                 set_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1247                 clear_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1248         } else if (type == SLOT_NOREF) {
1249                 clear_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1250                 clear_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1251         }
1252 }
1253
1254 static inline void
1255 set_reg_slot_everywhere (MonoCompileGC *gcfg, int slot, GCSlotType type)
1256 {
1257         int cindex;
1258
1259         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1260                 set_reg_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1261 }
1262
1263 static inline void
1264 set_reg_slot_in_range (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int from, int to, GCSlotType type)
1265 {
1266         int cindex;
1267
1268         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex) {
1269                 int callsite_offset = gcfg->callsites [cindex]->pc_offset;
1270                 if (callsite_offset >= from && callsite_offset < to)
1271                         set_reg_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1272         }
1273 }
1274
1275 static void
1276 process_spill_slots (MonoCompile *cfg)
1277 {
1278         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1279         MonoBasicBlock *bb;
1280         GSList *l;
1281         int i;
1282
1283         /* Mark all ref/pin spill slots as NOREF by default outside of their live range */
1284         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1285                 for (l = bb->spill_slot_defs; l; l = l->next) {
1286                         MonoInst *def = l->data;
1287                         int spill_slot = def->inst_c0;
1288                         int bank = def->inst_c1;
1289                         int offset = cfg->spill_info [bank][spill_slot].offset;
1290                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1291
1292                         if (bank == MONO_REG_INT_MP || bank == MONO_REG_INT_REF)
1293                                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, SLOT_NOREF);
1294                 }
1295         }
1296
1297         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1298                 for (l = bb->spill_slot_defs; l; l = l->next) {
1299                         MonoInst *def = l->data;
1300                         int spill_slot = def->inst_c0;
1301                         int bank = def->inst_c1;
1302                         int offset = cfg->spill_info [bank][spill_slot].offset;
1303                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1304                         GCSlotType type;
1305
1306                         if (bank == MONO_REG_INT_MP)
1307                                 type = SLOT_PIN;
1308                         else
1309                                 type = SLOT_REF;
1310
1311                         /*
1312                          * Extend the live interval for the GC tracked spill slots
1313                          * defined in this bblock.
1314                          * FIXME: This is not needed.
1315                          */
1316                         set_slot_in_range (gcfg, slot, def->backend.pc_offset, bb->native_offset + bb->native_length, type);
1317
1318                         if (cfg->verbose_level > 1)
1319                                 printf ("\t%s spill slot at %s0x%x(fp) (slot = %d)\n", slot_type_to_string (type), offset >= 0 ? "" : "-", ABS (offset), slot);
1320                 }
1321         }
1322
1323         /* Set fp spill slots to NOREF */
1324         for (i = 0; i < cfg->spill_info_len [MONO_REG_DOUBLE]; ++i) {
1325                 int offset = cfg->spill_info [MONO_REG_DOUBLE][i].offset;
1326                 int slot;
1327
1328                 if (offset == -1)
1329                         continue;
1330
1331                 slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1332
1333                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, SLOT_NOREF);
1334                 /* FIXME: 32 bit */
1335                 if (cfg->verbose_level > 1)
1336                         printf ("\tfp spill slot at %s0x%x(fp) (slot = %d)\n", offset >= 0 ? "" : "-", ABS (offset), slot);
1337         }
1338
1339         /* Set int spill slots to NOREF */
1340         for (i = 0; i < cfg->spill_info_len [MONO_REG_INT]; ++i) {
1341                 int offset = cfg->spill_info [MONO_REG_INT][i].offset;
1342                 int slot;
1343
1344                 if (offset == -1)
1345                         continue;
1346
1347                 slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1348
1349                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, SLOT_NOREF);
1350                 if (cfg->verbose_level > 1)
1351                         printf ("\tint spill slot at %s0x%x(fp) (slot = %d)\n", offset >= 0 ? "" : "-", ABS (offset), slot);
1352         }
1353 }
1354
1355 /*
1356  * process_other_slots:
1357  *
1358  *   Process stack slots registered using mini_gc_set_slot_type_... ().
1359  */
1360 static void
1361 process_other_slots (MonoCompile *cfg)
1362 {
1363         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1364         GSList *l;
1365
1366         /* Relative to the CFA */
1367         for (l = gcfg->stack_slots_from_cfa; l; l = l->next) {
1368                 guint data = GPOINTER_TO_UINT (l->data);
1369                 int cfa_slot = data >> 16;
1370                 GCSlotType type = data & 0xff;
1371                 int slot;
1372
1373                 /*
1374                  * Map the cfa relative slot to an fp relative slot.
1375                  * slot_addr == cfa - <cfa_slot>*4/8
1376                  * fp + cfa_offset == cfa
1377                  * -> slot_addr == fp + (cfa_offset - <cfa_slot>*4/8)
1378                  */
1379                 slot = (cfg->cfa_offset / sizeof (mgreg_t)) - cfa_slot - (gcfg->min_offset / sizeof (mgreg_t));
1380
1381                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, type);
1382
1383                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1384                         int fp_offset = slot_to_fp_offset (cfg, slot);
1385                         if (type == SLOT_NOREF)
1386                                 printf ("\tnoref slot at %s0x%x(fp) (slot = %d) (cfa - 0x%x)\n", fp_offset >= 0 ? "" : "-", ABS (fp_offset), slot, (int)(cfa_slot * sizeof (mgreg_t)));
1387                 }
1388         }
1389
1390         /* Relative to the FP */
1391         for (l = gcfg->stack_slots_from_fp; l; l = l->next) {
1392                 gint data = GPOINTER_TO_INT (l->data);
1393                 int offset = data >> 16;
1394                 GCSlotType type = data & 0xff;
1395                 int slot;
1396
1397                 slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1398
1399                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, type);
1400
1401                 /* Liveness for these slots is handled by process_spill_slots () */
1402
1403                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1404                         if (type == SLOT_REF)
1405                                 printf ("\tref slot at fp+0x%x (slot = %d)\n", offset, slot);
1406                 }
1407         }
1408 }
1409
1410 static void
1411 process_variables (MonoCompile *cfg)
1412 {
1413         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1414         MonoMethodSignature *sig = mono_method_signature (cfg->method);
1415         int i, locals_min_slot, locals_max_slot, cindex;
1416         MonoBasicBlock *bb;
1417         MonoInst *tmp;
1418         int *pc_offsets;
1419         int locals_min_offset = gcfg->locals_min_offset;
1420         int locals_max_offset = gcfg->locals_max_offset;
1421
1422         /* Slots for locals are NOREF by default */
1423         locals_min_slot = (locals_min_offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1424         locals_max_slot = (locals_max_offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1425         for (i = locals_min_slot; i < locals_max_slot; ++i) {
1426                 set_slot_everywhere (gcfg, i, SLOT_NOREF);
1427         }
1428
1429         /*
1430          * Compute the offset where variables are initialized in the first bblock, if any.
1431          */
1432         pc_offsets = g_new0 (int, cfg->next_vreg);
1433
1434         bb = cfg->bb_entry->next_bb;
1435         MONO_BB_FOR_EACH_INS (bb, tmp) {
1436                 if (tmp->opcode == OP_GC_LIVENESS_DEF) {
1437                         int vreg = tmp->inst_c1;
1438                         if (pc_offsets [vreg] == 0) {
1439                                 g_assert (tmp->backend.pc_offset > 0);
1440                                 pc_offsets [vreg] = tmp->backend.pc_offset;
1441                         }
1442                 }
1443         }
1444
1445         /*
1446          * Stack slots holding arguments are initialized in the prolog.
1447          * This means we can treat them alive for the whole method.
1448          */
1449         for (i = 0; i < cfg->num_varinfo; i++) {
1450                 MonoInst *ins = cfg->varinfo [i];
1451                 MonoType *t = ins->inst_vtype;
1452                 MonoMethodVar *vmv;
1453                 guint32 pos;
1454                 gboolean byref, is_this = FALSE;
1455                 gboolean is_arg = i < cfg->locals_start;
1456
1457                 if (ins == cfg->ret)
1458                         continue;
1459
1460                 vmv = MONO_VARINFO (cfg, i);
1461
1462                 /* For some reason, 'this' is byref */
1463                 if (sig->hasthis && ins == cfg->args [0] && !cfg->method->klass->valuetype) {
1464                         t = &cfg->method->klass->byval_arg;
1465                         is_this = TRUE;
1466                 }
1467
1468                 byref = t->byref;
1469
1470                 if (ins->opcode == OP_REGVAR) {
1471                         int hreg;
1472                         GCSlotType slot_type;
1473
1474                         t = mini_type_get_underlying_type (NULL, t);
1475
1476                         hreg = ins->dreg;
1477                         g_assert (hreg < MONO_MAX_IREGS);
1478
1479                         if (byref)
1480                                 slot_type = SLOT_PIN;
1481                         else
1482                                 slot_type = MONO_TYPE_IS_REFERENCE (t) ? SLOT_REF : SLOT_NOREF;
1483
1484                         if (slot_type == SLOT_PIN) {
1485                                 /* These have no live interval, be conservative */
1486                                 set_reg_slot_everywhere (gcfg, hreg, slot_type);
1487                         } else {
1488                                 /*
1489                                  * Unlike variables allocated to the stack, we generate liveness info
1490                                  * for noref vars in registers in mono_spill_global_vars (), because
1491                                  * knowing that a register doesn't contain a ref allows us to mark its save
1492                                  * locations precisely.
1493                                  */
1494                                 for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1495                                         if (gcfg->callsites [cindex]->liveness [i / 8] & (1 << (i % 8)))
1496                                                 set_reg_slot (gcfg, hreg, cindex, slot_type);
1497                         }
1498
1499                         if (cfg->verbose_level > 1) {
1500                                 printf ("\t%s %sreg %s(R%d)\n", slot_type_to_string (slot_type), is_arg ? "arg " : "", mono_arch_regname (hreg), vmv->vreg);
1501                         }
1502
1503                         continue;
1504                 }
1505
1506                 if (ins->opcode != OP_REGOFFSET)
1507                         continue;
1508
1509                 if (ins->inst_offset % sizeof (mgreg_t) != 0)
1510                         continue;
1511
1512                 if (is_arg && ins->inst_offset >= gcfg->max_offset)
1513                         /* In parent frame */
1514                         continue;
1515
1516                 pos = fp_offset_to_slot (cfg, ins->inst_offset);
1517
1518                 if (is_arg && ins->flags & MONO_INST_IS_DEAD) {
1519                         /* These do not get stored in the prolog */
1520                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_NOREF);
1521
1522                         if (cfg->verbose_level > 1) {
1523                                 printf ("\tdead arg at fp%s0x%x (slot = %d): %s\n", ins->inst_offset < 0 ? "-" : "+", (ins->inst_offset < 0) ? -(int)ins->inst_offset : (int)ins->inst_offset, pos, mono_type_full_name (ins->inst_vtype));
1524                         }
1525                         continue;
1526                 }
1527
1528                 if (MONO_TYPE_ISSTRUCT (t)) {
1529                         int numbits = 0, j;
1530                         gsize *bitmap = NULL;
1531                         gboolean pin = FALSE;
1532                         int size;
1533                         int size_in_slots;
1534
1535                         if (ins->backend.is_pinvoke)
1536                                 size = mono_class_native_size (ins->klass, NULL);
1537                         else
1538                                 size = mono_class_value_size (ins->klass, NULL);
1539                         size_in_slots = ALIGN_TO (size, sizeof (mgreg_t)) / sizeof (mgreg_t);
1540
1541                         if (!ins->klass->has_references) {
1542                                 if (is_arg) {
1543                                         for (j = 0; j < size_in_slots; ++j)
1544                                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos + j, SLOT_NOREF);
1545                                 }
1546                                 continue;
1547                         }
1548
1549                         if (ins->klass->generic_container || mono_class_is_open_constructed_type (t)) {
1550                                 /* FIXME: Generic sharing */
1551                                 pin = TRUE;
1552                         } else {
1553                                 mono_class_compute_gc_descriptor (ins->klass);
1554
1555                                 bitmap = mono_gc_get_bitmap_for_descr (ins->klass->gc_descr, &numbits);
1556                                 g_assert (bitmap);
1557
1558                                 /*
1559                                  * Most vtypes are marked volatile because of the LDADDR instructions,
1560                                  * and they have no liveness information since they are decomposed
1561                                  * before the liveness pass. We emit OP_GC_LIVENESS_DEF instructions for
1562                                  * them during VZERO decomposition.
1563                                  */
1564                                 if (!pc_offsets [vmv->vreg])
1565                                         pin = TRUE;
1566                         }
1567
1568                         if (ins->backend.is_pinvoke)
1569                                 pin = TRUE;
1570
1571                         if (cfg->verbose_level > 1)
1572                                 printf ("\tvtype R%d at fp+0x%x-0x%x: %s\n", vmv->vreg, (int)ins->inst_offset, (int)(ins->inst_offset + (size / sizeof (mgreg_t))), mono_type_full_name (ins->inst_vtype));
1573
1574                         if (bitmap) {
1575                                 for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex) {
1576                                         if (gcfg->callsites [cindex]->pc_offset > pc_offsets [vmv->vreg]) {
1577                                                 for (j = 0; j < numbits; ++j) {
1578                                                         if (bitmap [j / GC_BITS_PER_WORD] & ((gsize)1 << (j % GC_BITS_PER_WORD))) {
1579                                                                 /* The descriptor is for the boxed object */
1580                                                                 set_slot (gcfg, (pos + j - (sizeof (MonoObject) / sizeof (mgreg_t))), cindex, pin ? SLOT_PIN : SLOT_REF);
1581                                                         }
1582                                                 }
1583                                         }
1584                                 }
1585
1586                                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1587                                         for (j = 0; j < numbits; ++j) {
1588                                                 if (bitmap [j / GC_BITS_PER_WORD] & ((gsize)1 << (j % GC_BITS_PER_WORD)))
1589                                                         printf ("\t\t%s slot at 0x%x(fp) (slot = %d)\n", pin ? "pin" : "ref", (int)(ins->inst_offset + (j * sizeof (mgreg_t))), (int)(pos + j - (sizeof (MonoObject) / sizeof (mgreg_t))));
1590                                         }
1591                                 }
1592                         } else {
1593                                 if (cfg->verbose_level > 1)
1594                                         printf ("\t\tpinned\n");
1595                                 for (j = 0; j < size_in_slots; ++j) {
1596                                         set_slot_everywhere (gcfg, pos + j, SLOT_PIN);
1597                                 }
1598                         }
1599
1600                         g_free (bitmap);
1601
1602                         continue;
1603                 }
1604
1605                 if (!is_arg && (ins->inst_offset < gcfg->min_offset || ins->inst_offset >= gcfg->max_offset))
1606                         /* Vret addr etc. */
1607                         continue;
1608
1609                 if (t->byref) {
1610                         if (is_arg) {
1611                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_PIN);
1612                         } else {
1613                                 for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1614                                         if (gcfg->callsites [cindex]->liveness [i / 8] & (1 << (i % 8)))
1615                                                 set_slot (gcfg, pos, cindex, SLOT_PIN);
1616                         }
1617                         if (cfg->verbose_level > 1)
1618                                 printf ("\tbyref at %s0x%x(fp) (R%d, slot = %d): %s\n", ins->inst_offset < 0 ? "-" : "", (ins->inst_offset < 0) ? -(int)ins->inst_offset : (int)ins->inst_offset, vmv->vreg, pos, mono_type_full_name (ins->inst_vtype));
1619                         continue;
1620                 }
1621
1622                 /*
1623                  * This is currently disabled, but could be enabled to debug crashes.
1624                  */
1625 #if 0
1626                 if (t->type == MONO_TYPE_I) {
1627                         /*
1628                          * Variables created in mono_handle_global_vregs have type I, but they
1629                          * could hold GC refs since the vregs they were created from might not been
1630                          * marked as holding a GC ref. So be conservative.
1631                          */
1632                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_PIN);
1633                         continue;
1634                 }
1635 #endif
1636
1637                 t = mini_type_get_underlying_type (NULL, t);
1638
1639                 if (!MONO_TYPE_IS_REFERENCE (t)) {
1640                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_NOREF);
1641                         if (cfg->verbose_level > 1)
1642                                 printf ("\tnoref at %s0x%x(fp) (R%d, slot = %d): %s\n", ins->inst_offset < 0 ? "-" : "", (ins->inst_offset < 0) ? -(int)ins->inst_offset : (int)ins->inst_offset, vmv->vreg, pos, mono_type_full_name (ins->inst_vtype));
1643                         continue;
1644                 }
1645
1646                 /* 'this' is marked INDIRECT for gshared methods */
1647                 if (ins->flags & (MONO_INST_VOLATILE | MONO_INST_INDIRECT) && !is_this) {
1648                         /*
1649                          * For volatile variables, treat them alive from the point they are
1650                          * initialized in the first bblock until the end of the method.
1651                          */
1652                         if (is_arg) {
1653                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_REF);
1654                         } else if (pc_offsets [vmv->vreg]) {
1655                                 set_slot_in_range (gcfg, pos, 0, pc_offsets [vmv->vreg], SLOT_PIN);
1656                                 set_slot_in_range (gcfg, pos, pc_offsets [vmv->vreg], cfg->code_size, SLOT_REF);
1657                         } else {
1658                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_PIN);
1659                         }
1660                         if (cfg->verbose_level > 1)
1661                                 printf ("\tvolatile ref at %s0x%x(fp) (R%d, slot = %d): %s\n", ins->inst_offset < 0 ? "-" : "", (ins->inst_offset < 0) ? -(int)ins->inst_offset : (int)ins->inst_offset, vmv->vreg, pos, mono_type_full_name (ins->inst_vtype));
1662                         continue;
1663                 }
1664
1665                 if (is_arg) {
1666                         /* Live for the whole method */
1667                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_REF);
1668                 } else {
1669                         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1670                                 if (gcfg->callsites [cindex]->liveness [i / 8] & (1 << (i % 8)))
1671                                         set_slot (gcfg, pos, cindex, SLOT_REF);
1672                 }
1673
1674                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1675                         printf ("\tref at %s0x%x(fp) (R%d, slot = %d): %s\n", ins->inst_offset < 0 ? "-" : "", (ins->inst_offset < 0) ? -(int)ins->inst_offset : (int)ins->inst_offset, vmv->vreg, pos, mono_type_full_name (ins->inst_vtype));
1676                 }
1677         }
1678
1679         g_free (pc_offsets);
1680 }
1681
1682 static int
1683 sp_offset_to_fp_offset (MonoCompile *cfg, int sp_offset)
1684 {
1685         /*
1686          * Convert a sp relative offset to a slot index. This is
1687          * platform specific.
1688          */
1689 #ifdef TARGET_AMD64
1690         /* fp = sp + offset */
1691         g_assert (cfg->frame_reg == AMD64_RBP);
1692         return (- cfg->arch.sp_fp_offset + sp_offset);
1693 #else
1694         NOT_IMPLEMENTED;
1695         return -1;
1696 #endif
1697 }
1698
1699 static GCSlotType
1700 type_to_gc_slot_type (MonoType *t)
1701 {
1702         if (t->byref)
1703                 return SLOT_PIN;
1704         t = mini_type_get_underlying_type (NULL, t);
1705         if (MONO_TYPE_IS_REFERENCE (t))
1706                 return SLOT_REF;
1707         else {
1708                 if (MONO_TYPE_ISSTRUCT (t)) {
1709                         MonoClass *klass = mono_class_from_mono_type (t);
1710                         if (!klass->has_references) {
1711                                 return SLOT_NOREF;
1712                         } else {
1713                                 // FIXME:
1714                                 return SLOT_PIN;
1715                         }
1716                 }
1717                 return SLOT_NOREF;
1718         }
1719 }
1720
1721 static void
1722 process_param_area_slots (MonoCompile *cfg)
1723 {
1724         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1725         int i;
1726         gboolean *is_param;
1727
1728         /*
1729          * These slots are used for passing parameters during calls. They are sp relative, not
1730          * fp relative, so they are harder to handle.
1731          */
1732         if (cfg->flags & MONO_CFG_HAS_ALLOCA)
1733                 /* The distance between fp and sp is not constant */
1734                 return;
1735
1736         is_param = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->nslots * sizeof (gboolean));
1737
1738         for (i = 0; i < gcfg->ncallsites; ++i) {
1739                 GCCallSite *callsite = gcfg->callsites [i];
1740                 GSList *l;
1741
1742                 for (l = callsite->param_slots; l; l = l->next) {
1743                         MonoInst *def = l->data;
1744                         int sp_offset = def->inst_offset;
1745                         int fp_offset = sp_offset_to_fp_offset (cfg, sp_offset);
1746                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, fp_offset);
1747
1748                         g_assert (slot >= 0 && slot < gcfg->nslots);
1749                         is_param [slot] = TRUE;
1750                 }
1751         }
1752
1753         /* All param area slots are noref by default */
1754         for (i = 0; i < gcfg->nslots; ++i) {
1755                 if (is_param [i])
1756                         set_slot_everywhere (gcfg, i, SLOT_NOREF);
1757         }
1758
1759         for (i = 0; i < gcfg->ncallsites; ++i) {
1760                 GCCallSite *callsite = gcfg->callsites [i];
1761                 GSList *l;
1762
1763                 for (l = callsite->param_slots; l; l = l->next) {
1764                         MonoInst *def = l->data;
1765                         MonoType *t = def->inst_vtype;
1766                         int sp_offset = def->inst_offset;
1767                         int fp_offset = sp_offset_to_fp_offset (cfg, sp_offset);
1768                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, fp_offset);
1769                         GCSlotType type = type_to_gc_slot_type (t);
1770
1771                         /* The slot is live between the def instruction and the call */
1772                         set_slot_in_range (gcfg, slot, def->backend.pc_offset, callsite->pc_offset + 1, type);
1773                         if (cfg->verbose_level > 1)
1774                                 printf ("\t%s param area slot at %s0x%x(fp)=0x%x(sp) (slot = %d) [0x%x-0x%x]\n", slot_type_to_string (type), fp_offset >= 0 ? "+" : "-", ABS (fp_offset), sp_offset, slot, def->backend.pc_offset, callsite->pc_offset + 1);
1775                 }
1776         }
1777 }
1778
1779 static void
1780 process_finally_clauses (MonoCompile *cfg)
1781 {
1782         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1783         GCCallSite **callsites;
1784         int ncallsites;
1785         gboolean has_finally;
1786         int i, j, nslots, nregs;
1787
1788         ncallsites = gcfg->ncallsites;
1789         nslots = gcfg->nslots;
1790         nregs = gcfg->nregs;
1791         callsites = gcfg->callsites;
1792
1793         /*
1794          * The calls to the finally clauses don't show up in the cfg. See
1795          * test_0_liveness_8 ().
1796          * Variables accessed inside the finally clause are already marked VOLATILE by
1797          * mono_liveness_handle_exception_clauses (). Variables not accessed inside the finally clause have
1798          * correct liveness outside the finally clause. So mark them PIN inside the finally clauses.
1799          */
1800         has_finally = FALSE;
1801         for (i = 0; i < cfg->header->num_clauses; ++i) {
1802                 MonoExceptionClause *clause = &cfg->header->clauses [i];
1803
1804                 if (clause->flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY) {
1805                         has_finally = TRUE;
1806                 }
1807         }
1808         if (has_finally) {
1809                 if (cfg->verbose_level > 1)
1810                         printf ("\tMethod has finally clauses, pessimizing live ranges.\n");
1811                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
1812                         MonoBasicBlock *bb = callsites [j]->bb;
1813                         MonoExceptionClause *clause;
1814                         gboolean is_in_finally = FALSE;
1815
1816                         for (i = 0; i < cfg->header->num_clauses; ++i) {
1817                                 clause = &cfg->header->clauses [i];
1818
1819                                 if (MONO_OFFSET_IN_HANDLER (clause, bb->real_offset)) {
1820                                         if (clause->flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY) {
1821                                                 is_in_finally = TRUE;
1822                                                 break;
1823                                         }
1824                                 }
1825                         }
1826
1827                         if (is_in_finally) {
1828                                 for (i = 0; i < nslots; ++i)
1829                                         set_slot (gcfg, i, j, SLOT_PIN);
1830                                 for (i = 0; i < nregs; ++i)
1831                                         set_reg_slot (gcfg, i, j, SLOT_PIN);
1832                         }
1833                 }
1834         }
1835 }
1836
1837 static void
1838 compute_frame_size (MonoCompile *cfg)
1839 {
1840         int i, locals_min_offset, locals_max_offset, cfa_min_offset, cfa_max_offset;
1841         int min_offset, max_offset;
1842         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1843         MonoMethodSignature *sig = mono_method_signature (cfg->method);
1844         GSList *l;
1845
1846         /* Compute min/max offsets from the fp */
1847
1848         /* Locals */
1849 #if defined(TARGET_AMD64) || defined(TARGET_X86)
1850         locals_min_offset = ALIGN_TO (cfg->locals_min_stack_offset, sizeof (mgreg_t));
1851         locals_max_offset = cfg->locals_max_stack_offset;
1852 #else
1853         /* min/max stack offset needs to be computed in mono_arch_allocate_vars () */
1854         NOT_IMPLEMENTED;
1855 #endif
1856
1857         locals_min_offset = ALIGN_TO (locals_min_offset, sizeof (mgreg_t));
1858         locals_max_offset = ALIGN_TO (locals_max_offset, sizeof (mgreg_t));
1859
1860         min_offset = locals_min_offset;
1861         max_offset = locals_max_offset;
1862
1863         /* Arguments */
1864         for (i = 0; i < sig->param_count + sig->hasthis; ++i) {
1865                 MonoInst *ins = cfg->args [i];
1866
1867                 if (ins->opcode == OP_REGOFFSET)
1868                         min_offset = MIN (min_offset, ins->inst_offset);
1869         }
1870
1871         /* Cfa slots */
1872         g_assert (cfg->frame_reg == cfg->cfa_reg);
1873         g_assert (cfg->cfa_offset > 0);
1874         cfa_min_offset = 0;
1875         cfa_max_offset = cfg->cfa_offset;
1876
1877         min_offset = MIN (min_offset, cfa_min_offset);
1878         max_offset = MAX (max_offset, cfa_max_offset);
1879
1880         /* Fp relative slots */
1881         for (l = gcfg->stack_slots_from_fp; l; l = l->next) {
1882                 gint data = GPOINTER_TO_INT (l->data);
1883                 int offset = data >> 16;
1884
1885                 min_offset = MIN (min_offset, offset);
1886         }
1887
1888         /* Spill slots */
1889         if (!(cfg->flags & MONO_CFG_HAS_SPILLUP)) {
1890                 int stack_offset = ALIGN_TO (cfg->stack_offset, sizeof (mgreg_t));
1891                 min_offset = MIN (min_offset, (-stack_offset));
1892         }
1893
1894         /* Param area slots */
1895 #ifdef TARGET_AMD64
1896         min_offset = MIN (min_offset, -cfg->arch.sp_fp_offset);
1897 #endif
1898
1899         gcfg->min_offset = min_offset;
1900         gcfg->max_offset = max_offset;
1901         gcfg->locals_min_offset = locals_min_offset;
1902         gcfg->locals_max_offset = locals_max_offset;
1903 }
1904
1905 static void
1906 init_gcfg (MonoCompile *cfg)
1907 {
1908         int i, nregs, nslots;
1909         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1910         GCCallSite **callsites;
1911         int ncallsites;
1912         MonoBasicBlock *bb;
1913         GSList *l;
1914
1915         /*
1916          * Collect callsites
1917          */
1918         ncallsites = 0;
1919         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1920                 ncallsites += g_slist_length (bb->gc_callsites);
1921         }
1922         callsites = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, ncallsites * sizeof (GCCallSite*));
1923         i = 0;
1924         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1925                 for (l = bb->gc_callsites; l; l = l->next)
1926                         callsites [i++] = l->data;
1927         }
1928
1929         /* The callsites should already be ordered by pc offset */
1930         for (i = 1; i < ncallsites; ++i)
1931                 g_assert (callsites [i - 1]->pc_offset < callsites [i]->pc_offset);
1932
1933         /*
1934          * The stack frame looks like this:
1935          *
1936          * <fp + max_offset> == cfa ->  <end of previous frame>
1937          *                              <other stack slots>
1938          *                              <locals>
1939          *                              <other stack slots>
1940          * fp + min_offset          ->
1941          * ...
1942          * fp                       ->
1943          */
1944
1945         if (cfg->verbose_level > 1)
1946                 printf ("GC Map for %s: 0x%x-0x%x\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE), gcfg->min_offset, gcfg->max_offset);
1947
1948         nslots = (gcfg->max_offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1949         nregs = NREGS;
1950
1951         gcfg->nslots = nslots;
1952         gcfg->nregs = nregs;
1953         gcfg->callsites = callsites;
1954         gcfg->ncallsites = ncallsites;
1955         gcfg->stack_bitmap_width = ALIGN_TO (nslots, 8) / 8;
1956         gcfg->reg_bitmap_width = ALIGN_TO (nregs, 8) / 8;
1957         gcfg->stack_ref_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->stack_bitmap_width * ncallsites);
1958         gcfg->stack_pin_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->stack_bitmap_width * ncallsites);
1959         gcfg->reg_ref_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->reg_bitmap_width * ncallsites);
1960         gcfg->reg_pin_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->reg_bitmap_width * ncallsites);
1961
1962         /* All slots start out as PIN */
1963         memset (gcfg->stack_pin_bitmap, 0xff, gcfg->stack_bitmap_width * ncallsites);
1964         for (i = 0; i < nregs; ++i) {
1965                 /*
1966                  * By default, registers are NOREF.
1967                  * It is possible for a callee to save them before being defined in this method,
1968                  * but the saved value is dead too, so it doesn't need to be marked.
1969                  */
1970                 if ((cfg->used_int_regs & (1 << i)))
1971                         set_reg_slot_everywhere (gcfg, i, SLOT_NOREF);
1972         }
1973 }
1974
1975 static void
1976 create_map (MonoCompile *cfg)
1977 {
1978         GCMap *map;
1979         int i, j, nregs, nslots, nref_regs, npin_regs, alloc_size, bitmaps_size, bitmaps_offset;
1980         int ntypes [16];
1981         int stack_bitmap_width, stack_bitmap_size, reg_ref_bitmap_width, reg_ref_bitmap_size;
1982         int reg_pin_bitmap_width, reg_pin_bitmap_size, bindex;
1983         int start, end;
1984         gboolean has_ref_slots, has_pin_slots, has_ref_regs, has_pin_regs;
1985         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1986         GCCallSite **callsites;
1987         int ncallsites;
1988         guint8 *bitmap, *bitmaps;
1989         guint32 reg_ref_mask, reg_pin_mask;
1990
1991         ncallsites = gcfg->ncallsites;
1992         nslots = gcfg->nslots;
1993         nregs = gcfg->nregs;
1994         callsites = gcfg->callsites;
1995
1996         /*
1997          * Compute the real size of the bitmap i.e. ignore NOREF columns at the beginning and at
1998          * the end. Also, compute whenever the map needs ref/pin bitmaps, and collect stats.
1999          */
2000         has_ref_slots = FALSE;
2001         has_pin_slots = FALSE;
2002         start = -1;
2003         end = -1;
2004         memset (ntypes, 0, sizeof (ntypes));
2005         for (i = 0; i < nslots; ++i) {
2006                 gboolean has_ref = FALSE;
2007                 gboolean has_pin = FALSE;
2008
2009                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2010                         if (get_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2011                                 has_pin = TRUE;
2012                         if (get_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2013                                 has_ref = TRUE;
2014                 }
2015
2016                 if (has_ref)
2017                         has_ref_slots = TRUE;
2018                 if (has_pin)
2019                         has_pin_slots = TRUE;
2020
2021                 if (has_ref)
2022                         ntypes [SLOT_REF] ++;
2023                 else if (has_pin)
2024                         ntypes [SLOT_PIN] ++;
2025                 else
2026                         ntypes [SLOT_NOREF] ++;
2027
2028                 if (has_ref || has_pin) {
2029                         if (start == -1)
2030                                 start = i;
2031                         end = i + 1;
2032                 }
2033         }
2034         if (start == -1) {
2035                 start = end = nslots;
2036         } else {
2037                 g_assert (start != -1);
2038                 g_assert (start < end);
2039         }
2040
2041         has_ref_regs = FALSE;
2042         has_pin_regs = FALSE;
2043         reg_ref_mask = 0;
2044         reg_pin_mask = 0;
2045         nref_regs = 0;
2046         npin_regs = 0;
2047         for (i = 0; i < nregs; ++i) {
2048                 gboolean has_ref = FALSE;
2049                 gboolean has_pin = FALSE;
2050
2051                 if (!(cfg->used_int_regs & (1 << i)))
2052                         continue;
2053
2054                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2055                         if (get_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i)) {
2056                                 has_ref = TRUE;
2057                                 break;
2058                         }
2059                 }
2060                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2061                         if (get_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i)) {
2062                                 has_pin = TRUE;
2063                                 break;
2064                         }
2065                 }
2066
2067                 if (has_ref) {
2068                         reg_ref_mask |= (1 << i);
2069                         has_ref_regs = TRUE;
2070                         nref_regs ++;
2071                 }
2072                 if (has_pin) {
2073                         reg_pin_mask |= (1 << i);
2074                         has_pin_regs = TRUE;
2075                         npin_regs ++;
2076                 }
2077         }
2078
2079         if (cfg->verbose_level > 1)
2080                 printf ("Slots: %d Start: %d End: %d Refs: %d NoRefs: %d Pin: %d Callsites: %d\n", nslots, start, end, ntypes [SLOT_REF], ntypes [SLOT_NOREF], ntypes [SLOT_PIN], ncallsites);
2081
2082         /* Create the GC Map */
2083
2084         stack_bitmap_width = ALIGN_TO (end - start, 8) / 8;
2085         stack_bitmap_size = stack_bitmap_width * ncallsites;
2086         reg_ref_bitmap_width = ALIGN_TO (nref_regs, 8) / 8;
2087         reg_ref_bitmap_size = reg_ref_bitmap_width * ncallsites;
2088         reg_pin_bitmap_width = ALIGN_TO (npin_regs, 8) / 8;
2089         reg_pin_bitmap_size = reg_pin_bitmap_width * ncallsites;
2090         bitmaps_size = (has_ref_slots ? stack_bitmap_size : 0) + (has_pin_slots ? stack_bitmap_size : 0) + (has_ref_regs ? reg_ref_bitmap_size : 0) + (has_pin_regs ? reg_pin_bitmap_size : 0);
2091
2092         map = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (GCMap));
2093
2094         map->frame_reg = cfg->frame_reg;
2095         map->start_offset = gcfg->min_offset;
2096         map->end_offset = gcfg->min_offset + (nslots * sizeof (mgreg_t));
2097         map->map_offset = start * sizeof (mgreg_t);
2098         map->nslots = end - start;
2099         map->has_ref_slots = has_ref_slots;
2100         map->has_pin_slots = has_pin_slots;
2101         map->has_ref_regs = has_ref_regs;
2102         map->has_pin_regs = has_pin_regs;
2103         g_assert (nregs < 32);
2104         map->used_int_regs = cfg->used_int_regs;
2105         map->reg_ref_mask = reg_ref_mask;
2106         map->reg_pin_mask = reg_pin_mask;
2107         map->nref_regs = nref_regs;
2108         map->npin_regs = npin_regs;
2109
2110         bitmaps = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, bitmaps_size);
2111
2112         bitmaps_offset = 0;
2113         if (has_ref_slots) {
2114                 map->stack_ref_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2115                 bitmaps_offset += stack_bitmap_size;
2116
2117                 bitmap = &bitmaps [map->stack_ref_bitmap_offset];
2118                 for (i = 0; i < nslots; ++i) {
2119                         for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2120                                 if (get_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2121                                         set_bit (bitmap, stack_bitmap_width, j, i - start);
2122                         }
2123                 }
2124         }
2125         if (has_pin_slots) {
2126                 map->stack_pin_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2127                 bitmaps_offset += stack_bitmap_size;
2128
2129                 bitmap = &bitmaps [map->stack_pin_bitmap_offset];
2130                 for (i = 0; i < nslots; ++i) {
2131                         for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2132                                 if (get_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2133                                         set_bit (bitmap, stack_bitmap_width, j, i - start);
2134                         }
2135                 }
2136         }
2137         if (has_ref_regs) {
2138                 map->reg_ref_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2139                 bitmaps_offset += reg_ref_bitmap_size;
2140
2141                 bitmap = &bitmaps [map->reg_ref_bitmap_offset];
2142                 bindex = 0;
2143                 for (i = 0; i < nregs; ++i) {
2144                         if (reg_ref_mask & (1 << i)) {
2145                                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2146                                         if (get_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i))
2147                                                 set_bit (bitmap, reg_ref_bitmap_width, j, bindex);
2148                                 }
2149                                 bindex ++;
2150                         }
2151                 }
2152         }
2153         if (has_pin_regs) {
2154                 map->reg_pin_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2155                 bitmaps_offset += reg_pin_bitmap_size;
2156
2157                 bitmap = &bitmaps [map->reg_pin_bitmap_offset];
2158                 bindex = 0;
2159                 for (i = 0; i < nregs; ++i) {
2160                         if (reg_pin_mask & (1 << i)) {
2161                                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2162                                         if (get_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i))
2163                                                 set_bit (bitmap, reg_pin_bitmap_width, j, bindex);
2164                                 }
2165                                 bindex ++;
2166                         }
2167                 }
2168         }
2169
2170         /* Call sites */
2171         map->ncallsites = ncallsites;
2172         if (cfg->code_len < 256)
2173                 map->callsite_entry_size = 1;
2174         else if (cfg->code_len < 65536)
2175                 map->callsite_entry_size = 2;
2176         else
2177                 map->callsite_entry_size = 4;
2178
2179         /* Encode the GC Map */
2180         {
2181                 guint8 buf [256];
2182                 guint8 *endbuf;
2183                 GCEncodedMap *emap;
2184                 int encoded_size;
2185                 guint8 *p;
2186
2187                 encode_gc_map (map, buf, &endbuf);
2188                 g_assert (endbuf - buf < 256);
2189
2190                 encoded_size = endbuf - buf;
2191                 alloc_size = sizeof (GCEncodedMap) + ALIGN_TO (encoded_size, map->callsite_entry_size) + (map->callsite_entry_size * map->ncallsites) + bitmaps_size;
2192
2193                 emap = mono_domain_alloc0 (cfg->domain, alloc_size);
2194                 //emap->ref_slots = map->ref_slots;
2195
2196                 /* Encoded fixed fields */
2197                 p = &emap->encoded [0];
2198                 //emap->encoded_size = encoded_size;
2199                 memcpy (p, buf, encoded_size);
2200                 p += encoded_size;
2201
2202                 /* Callsite table */
2203                 p = (guint8*)ALIGN_TO ((mgreg_t)p, map->callsite_entry_size);
2204                 if (map->callsite_entry_size == 1) {
2205                         guint8 *offsets = p;
2206                         for (i = 0; i < ncallsites; ++i)
2207                                 offsets [i] = callsites [i]->pc_offset;
2208                         stats.gc_callsites8_size += ncallsites * sizeof (guint8);
2209                 } else if (map->callsite_entry_size == 2) {
2210                         guint16 *offsets = (guint16*)p;
2211                         for (i = 0; i < ncallsites; ++i)
2212                                 offsets [i] = callsites [i]->pc_offset;
2213                         stats.gc_callsites16_size += ncallsites * sizeof (guint16);
2214                 } else {
2215                         guint32 *offsets = (guint32*)p;
2216                         for (i = 0; i < ncallsites; ++i)
2217                                 offsets [i] = callsites [i]->pc_offset;
2218                         stats.gc_callsites32_size += ncallsites * sizeof (guint32);
2219                 }
2220                 p += ncallsites * map->callsite_entry_size;
2221
2222                 /* Bitmaps */
2223                 memcpy (p, bitmaps, bitmaps_size);
2224
2225                 stats.gc_maps_size += alloc_size;
2226                 stats.gc_callsites_size += ncallsites * map->callsite_entry_size;
2227                 stats.gc_bitmaps_size += bitmaps_size;
2228                 stats.gc_map_struct_size += sizeof (GCEncodedMap) + encoded_size;
2229
2230                 cfg->jit_info->gc_info = emap;
2231         }
2232
2233         stats.all_slots += nslots;
2234         stats.ref_slots += ntypes [SLOT_REF];
2235         stats.noref_slots += ntypes [SLOT_NOREF];
2236         stats.pin_slots += ntypes [SLOT_PIN];
2237 }
2238
2239 void
2240 mini_gc_create_gc_map (MonoCompile *cfg)
2241 {
2242         if (!cfg->compute_gc_maps)
2243                 return;
2244
2245         /*
2246          * During marking, all frames except the top frame are at a call site, and we mark the
2247          * top frame conservatively. This means that we only need to compute and record
2248          * GC maps for call sites.
2249          */
2250
2251         if (!(cfg->comp_done & MONO_COMP_LIVENESS))
2252                 /* Without liveness info, the live ranges are not precise enough */
2253                 return;
2254
2255         mono_analyze_liveness_gc (cfg);
2256
2257         compute_frame_size (cfg);
2258
2259         init_gcfg (cfg);
2260
2261         process_spill_slots (cfg);
2262         process_other_slots (cfg);
2263         process_param_area_slots (cfg);
2264         process_variables (cfg);
2265         process_finally_clauses (cfg);
2266
2267         create_map (cfg);
2268 }
2269
2270 static void
2271 parse_debug_options (void)
2272 {
2273         char **opts, **ptr;
2274         char *env;
2275
2276         env = getenv ("MONO_GCMAP_DEBUG");
2277         if (!env)
2278                 return;
2279
2280         opts = g_strsplit (env, ",", -1);
2281         for (ptr = opts; ptr && *ptr; ptr ++) {
2282                 /* No options yet */
2283                 fprintf (stderr, "Invalid format for the MONO_GCMAP_DEBUG env variable: '%s'\n", env);
2284                 exit (1);
2285         }
2286         g_strfreev (opts);
2287 }
2288
2289 void
2290 mini_gc_init (void)
2291 {
2292         MonoGCCallbacks cb;
2293
2294         memset (&cb, 0, sizeof (cb));
2295         cb.thread_attach_func = thread_attach_func;
2296         cb.thread_detach_func = thread_detach_func;
2297         cb.thread_suspend_func = thread_suspend_func;
2298         /* Comment this out to disable precise stack marking */
2299         cb.thread_mark_func = thread_mark_func;
2300         mono_gc_set_gc_callbacks (&cb);
2301
2302         logfile = mono_sgen_get_logfile ();
2303
2304         parse_debug_options ();
2305
2306         mono_counters_register ("GC Maps size",
2307                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_maps_size);
2308         mono_counters_register ("GC Call Sites size",
2309                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites_size);
2310         mono_counters_register ("GC Bitmaps size",
2311                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_bitmaps_size);
2312         mono_counters_register ("GC Map struct size",
2313                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_map_struct_size);
2314         mono_counters_register ("GC Call Sites encoded using 8 bits",
2315                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites8_size);
2316         mono_counters_register ("GC Call Sites encoded using 16 bits",
2317                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites16_size);
2318         mono_counters_register ("GC Call Sites encoded using 32 bits",
2319                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites32_size);
2320
2321         mono_counters_register ("GC Map slots (all)",
2322                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.all_slots);
2323         mono_counters_register ("GC Map slots (ref)",
2324                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.ref_slots);
2325         mono_counters_register ("GC Map slots (noref)",
2326                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.noref_slots);
2327         mono_counters_register ("GC Map slots (pin)",
2328                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.pin_slots);
2329
2330         mono_counters_register ("GC TLS Data size",
2331                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.tlsdata_size);
2332
2333         mono_counters_register ("Stack space scanned (all)",
2334                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_stacks);
2335         mono_counters_register ("Stack space scanned (native)",
2336                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_native);
2337         mono_counters_register ("Stack space scanned (other)",
2338                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_other);
2339         mono_counters_register ("Stack space scanned (using GC Maps)",
2340                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned);
2341         mono_counters_register ("Stack space scanned (precise)",
2342                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_precisely);
2343         mono_counters_register ("Stack space scanned (pin)",
2344                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_conservatively);
2345         mono_counters_register ("Stack space scanned (pin registers)",
2346                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_registers);
2347 }
2348
2349 #else
2350
2351 void
2352 mini_gc_init (void)
2353 {
2354 }
2355
2356 static void
2357 mini_gc_init_gc_map (MonoCompile *cfg)
2358 {
2359 }
2360
2361 void
2362 mini_gc_create_gc_map (MonoCompile *cfg)
2363 {
2364 }
2365
2366 void
2367 mini_gc_set_slot_type_from_fp (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
2368 {
2369 }
2370
2371 void
2372 mini_gc_set_slot_type_from_cfa (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
2373 {
2374 }
2375
2376 #endif
2377
2378 /*
2379  * mini_gc_init_cfg:
2380  *
2381  *   Set GC specific options in CFG.
2382  */
2383 void
2384 mini_gc_init_cfg (MonoCompile *cfg)
2385 {
2386         if (mono_gc_is_moving ()) {
2387                 cfg->disable_ref_noref_stack_slot_share = TRUE;
2388                 cfg->gen_write_barriers = TRUE;
2389         }
2390
2391         mini_gc_init_gc_map (cfg);
2392 }
2393
2394 /*
2395  * Problems with the current code:
2396  * - the stack walk is slow
2397  * - vtypes/refs used in EH regions are treated conservatively
2398  * - if the code is finished, less pinning will be done, causing problems because
2399  *   we promote all surviving objects to old-gen.
2400  * - the unwind code can't handle a method stopped inside a finally region, it thinks the caller is
2401  *   another method, but in reality it is either the exception handling code or the CALL_HANDLER opcode.
2402  *   This manifests in "Unable to find ip offset x in callsite list" assertions.
2403  * - the unwind code also can't handle frames which are in the epilog, since the unwind info is not
2404  *   precise there.
2405  */
2406
2407 /*
2408  * Ideas for creating smaller GC maps:
2409  * - remove empty columns from the bitmaps. This requires adding a mask bit array for
2410  *   each bitmap.
2411  * - merge reg and stack slot bitmaps, so the unused bits at the end of the reg bitmap are
2412  *   not wasted.
2413  * - if the bitmap width is not a multiple of 8, the remaining bits are wasted.
2414  * - group ref and non-ref stack slots together in mono_allocate_stack_slots ().
2415  * - add an index for the callsite table so that each entry can be encoded as a 1 byte difference
2416  *   from an index entry.
2417  */