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                 pc_offset = (guint8*)MONO_CONTEXT_GET_IP (&ctx) - (guint8*)ji->code_start;
 743
 744                 /* These frames are very problematic */
 745                 if (ji->method->wrapper_type == MONO_WRAPPER_MANAGED_TO_NATIVE) {
 746                         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));
 747                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tSkip.\n"));
 748                         continue;
 749                 }
 750
 751                 /* All the other frames are at a call site */
 752
 753                 if (tls->nframes == MAX_FRAMES) {
 754                         /*
 755                          * Can't save information since the array is full. So scan the rest of the
 756                          * stack conservatively.
 757                          */
 758                         DEBUG (fprintf (logfile, "Mark (0): Frame stack full.\n"));
 759                         break;
 760                 }
 761
 762                 /* Scan the frame of this method */
 763
 764                 /*
 765                  * A frame contains the following:
 766                  * - saved registers
 767                  * - saved args
 768                  * - locals
 769                  * - spill area
 770                  * - localloc-ed memory
 771                  */
 772                 g_assert (pc_offset >= 0);
 773
 774                 emap = ji->gc_info;
 775
 776                 if (!emap) {
 777                         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));
 778                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tNo GC Map.\n"));
 779                         continue;
 780                 }
 781
 782                 /*
 783                  * Debugging aid to control the number of frames scanned precisely
 784                  */
 785                 if (!precise_frame_limit_inited) {
 786                         if (getenv ("MONO_PRECISE_COUNT"))
 787                                 precise_frame_limit = atoi (getenv ("MONO_PRECISE_COUNT"));
 788                         precise_frame_limit_inited = TRUE;
 789                 }
 790
 791                 if (precise_frame_limit != -1) {
 792                         if (precise_frame_count [FALSE] == precise_frame_limit)
 793                                 printf ("LAST PRECISE FRAME: %s\n", mono_method_full_name (ji->method, TRUE));
 794                         if (precise_frame_count [FALSE] > precise_frame_limit)
 795                                 continue;
 796                 }
 797                 precise_frame_count [FALSE] ++;
 798
 799                 /* Decode the encoded GC map */
 800                 map = &map_tmp;
 801                 memset (map, 0, sizeof (GCMap));
 802                 decode_gc_map (&emap->encoded [0], map, &p);
 803                 p = (guint8*)ALIGN_TO (p, map->callsite_entry_size);
 804                 map->callsites.offsets8 = p;
 805                 p += map->callsite_entry_size * map->ncallsites;
 806                 bitmaps = p;
 807
 808                 fp = (guint8*)get_frame_pointer (&ctx, map->frame_reg);
 809
 810                 real_frame_start = fp + map->start_offset;
 811                 frame_start = fp + map->start_offset + map->map_offset;
 812                 frame_end = fp + map->end_offset;
 813
 814                 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));
 815
 816                 /* Find the callsite index */
 817                 if (ji->code_size < 256) {
 818                         for (i = 0; i < map->ncallsites; ++i)
 819                                 /* ip points inside the call instruction */
 820                                 if (map->callsites.offsets8 [i] == pc_offset + 1)
 821                                         break;
 822                 } else if (ji->code_size < 65536) {
 823                         // FIXME: Use a binary search
 824                         for (i = 0; i < map->ncallsites; ++i)
 825                                 /* ip points inside the call instruction */
 826                                 if (map->callsites.offsets16 [i] == pc_offset + 1)
 827                                         break;
 828                 } else {
 829                         // FIXME: Use a binary search
 830                         for (i = 0; i < map->ncallsites; ++i)
 831                                 /* ip points inside the call instruction */
 832                                 if (map->callsites.offsets32 [i] == pc_offset + 1)
 833                                         break;
 834                 }
 835                 if (i == map->ncallsites) {
 836                         printf ("Unable to find ip offset 0x%x in callsite list of %s.\n", pc_offset + 1, mono_method_full_name (ji->method, TRUE));
 837                         g_assert_not_reached ();
 838                 }
 839                 cindex = i;
 840
 841                 g_assert (real_frame_start >= stack_limit);
 842
 843                 if (real_frame_start > stack_limit) {
 844                         /* This scans the previously skipped frames as well */
 845                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan area %p-%p (%d).\n", stack_limit, real_frame_start, (int)(real_frame_start - stack_limit)));
 846                         mono_gc_conservatively_scan_area (stack_limit, real_frame_start);
 847                         stats.scanned_other += real_frame_start - stack_limit;
 848                 }
 849
 850                 /* Mark stack slots */
 851                 if (map->has_pin_slots) {
 852                         int bitmap_width = ALIGN_TO (map->nslots, 8) / 8;
 853                         guint8 *pin_bitmap = &bitmaps [map->stack_pin_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 854                         guint8 *p;
 855                         gboolean pinned;
 856
 857                         p = frame_start;
 858                         for (i = 0; i < map->nslots; ++i) {
 859                                 pinned = pin_bitmap [i / 8] & (1 << (i % 8));
 860                                 if (pinned) {
 861                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan slot %s0x%x(fp)=%p.\n", (guint8*)p > (guint8*)fp ? "" : "-", ABS ((int)((gssize)p - (gssize)fp)), p));
 862                                         mono_gc_conservatively_scan_area (p, p + sizeof (mgreg_t));
 863                                         scanned_conservatively += sizeof (mgreg_t);
 864                                 } else {
 865                                         scanned_precisely += sizeof (mgreg_t);
 866                                 }
 867                                 p += sizeof (mgreg_t);
 868                         }
 869                 } else {
 870                         scanned_precisely += (map->nslots * sizeof (mgreg_t));
 871                 }
 872
 873                 /* The area outside of start-end is NOREF */
 874                 scanned_precisely += (map->end_offset - map->start_offset) - (map->nslots * sizeof (mgreg_t));
 875
 876                 /* Mark registers */
 877                 precise_regmask = map->used_int_regs | (1 << map->frame_reg);
 878                 if (map->has_pin_regs) {
 879                         int bitmap_width = ALIGN_TO (map->npin_regs, 8) / 8;
 880                         guint8 *pin_bitmap = &bitmaps [map->reg_pin_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 881                         int bindex = 0;
 882                         for (i = 0; i < NREGS; ++i) {
 883                                 if (!(map->used_int_regs & (1 << i)))
 884                                         continue;
 885
 886                                 if (!(map->reg_pin_mask & (1 << i)))
 887                                         continue;
 888
 889                                 if (pin_bitmap [bindex / 8] & (1 << (bindex % 8))) {
 890                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at 0x%p is pinning.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i]));
 891                                         precise_regmask &= ~(1 << i);
 892                                 }
 893                                 bindex ++;
 894                         }
 895                 }
 896
 897                 scanned += map->end_offset - map->start_offset;
 898
 899                 g_assert (scanned == scanned_precisely + scanned_conservatively);
 900
 901                 stack_limit = frame_end;
 902
 903                 /* Save information for the precise pass */
 904                 fi = &tls->frames [tls->nframes];
 905                 fi->nslots = map->nslots;
 906                 bitmap_width = ALIGN_TO (map->nslots, 8) / 8;
 907                 if (map->has_ref_slots)
 908                         fi->bitmap = &bitmaps [map->stack_ref_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 909                 else
 910                         fi->bitmap = NULL;
 911                 fi->frame_start_offset = frame_start - stack_start;
 912                 fi->nreg_locations = 0;
 913                 DEBUG_PRECISE (fi->ji = ji);
 914                 DEBUG_PRECISE (fi->fp = fp);
 915
 916                 if (map->has_ref_regs) {
 917                         int bitmap_width = ALIGN_TO (map->nref_regs, 8) / 8;
 918                         guint8 *ref_bitmap = &bitmaps [map->reg_ref_bitmap_offset + (bitmap_width * cindex)];
 919                         int bindex = 0;
 920                         for (i = 0; i < NREGS; ++i) {
 921                                 if (!(map->reg_ref_mask & (1 << i)))
 922                                         continue;
 923
 924                                 if (reg_locations [i] && (ref_bitmap [bindex / 8] & (1 << (bindex % 8)))) {
 925                                         DEBUG_PRECISE (fi->regs [fi->nreg_locations] = i);
 926                                         DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at 0x%p is ref.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i]));
 927                                         fi->reg_locations [fi->nreg_locations] = (guint8*)reg_locations [i] - stack_start;
 928                                         fi->nreg_locations ++;
 929                                 }
 930                                 bindex ++;
 931                         }
 932                 }
 933
 934                 /*
 935                  * Clear locations of precisely stacked registers.
 936                  */
 937                 if (precise_regmask) {
 938                         for (i = 0; i < NREGS; ++i) {
 939                                 if (precise_regmask & (1 << i)) {
 940                                         /*
 941                                          * The method uses this register, and we have precise info for it.
 942                                          * This means the location will be scanned precisely.
 943                                          * Tell the code at the beginning of the loop that this location is
 944                                          * processed.
 945                                          */
 946                                         if (reg_locations [i])
 947                                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s at location %p (==%p) is precise.\n", mono_arch_regname (i), reg_locations [i], (gpointer)*reg_locations [i]));
 948                                         reg_locations [i] = NULL;
 949                                 }
 950                         }
 951                 }
 952
 953                 tls->nframes ++;
 954         }
 955
 956         /* Scan the remaining register save locations */
 957         for (i = 0; i < MONO_MAX_IREGS; ++i) {
 958                 if (reg_locations [i]) {
 959                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan saved reg location %p.\n", reg_locations [i]));
 960                         mono_gc_conservatively_scan_area (reg_locations [i], reg_locations [i] + sizeof (mgreg_t));
 961                         scanned_registers += sizeof (mgreg_t);
 962                 }
 963                 if (new_reg_locations [i]) {
 964                         DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan saved reg location %p.\n", new_reg_locations [i]));
 965                         mono_gc_conservatively_scan_area (new_reg_locations [i], new_reg_locations [i] + sizeof (mgreg_t));
 966                         scanned_registers += sizeof (mgreg_t);
 967                 }
 968         }
 969
 970         if (stack_limit < stack_end) {
 971                 DEBUG (fprintf (logfile, "\tscan remaining stack %p-%p (%d).\n", stack_limit, stack_end, (int)(stack_end - stack_limit)));
 972                 mono_gc_conservatively_scan_area (stack_limit, stack_end);
 973                 stats.scanned_native += stack_end - stack_limit;
 974         }
 975
 976         DEBUG (fprintf (logfile, "Marked %d bytes, p=%d,c=%d out of %d.\n", scanned, scanned_precisely, scanned_conservatively, (int)(stack_end - stack_start)));
 977
 978         stats.scanned_stacks += stack_end - stack_start;
 979         stats.scanned += scanned;
 980         stats.scanned_precisely += scanned_precisely;
 981         stats.scanned_conservatively += scanned_conservatively;
 982         stats.scanned_registers += scanned_registers;
 983
 984         //mono_gc_conservatively_scan_area (stack_start, stack_end);
 985 }
 986
 987 /*
 988  * precise_pass:
 989  *
 990  *   Mark a thread stack precisely based on information saved during the conservative
 991  * pass.
 992  */
 993 static void
 994 precise_pass (TlsData *tls, guint8 *stack_start, guint8 *stack_end)
 995 {
 996         int findex, i;
 997         FrameInfo *fi;
 998         guint8 *frame_start;
 999
1000         if (!tls)
1001                 return;
1002
1003         for (findex = 0; findex < tls->nframes; findex ++) {
1004                 /* Load information saved by the !precise pass */
1005                 fi = &tls->frames [findex];
1006                 frame_start = stack_start + fi->frame_start_offset;
1007
1008                 DEBUG (char *fname = mono_method_full_name (fi->ji->method, TRUE); fprintf (logfile, "Mark(1): %s\n", fname); g_free (fname));
1009
1010                 /*
1011                  * FIXME: Add a function to mark using a bitmap, to avoid doing a
1012                  * call for each object.
1013                  */
1014
1015                 /* Mark stack slots */
1016                 if (fi->bitmap) {
1017                         guint8 *ref_bitmap = fi->bitmap;
1018                         gboolean live;
1019
1020                         for (i = 0; i < fi->nslots; ++i) {
1021                                 MonoObject **ptr = (MonoObject**)(frame_start + (i * sizeof (mgreg_t)));
1022
1023                                 live = ref_bitmap [i / 8] & (1 << (i % 8));
1024
1025                                 if (live) {
1026                                         MonoObject *obj = *ptr;
1027                                         if (obj) {
1028                                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\tref %s0x%x(fp)=%p: %p ->", (guint8*)ptr >= (guint8*)fi->fp ? "" : "-", ABS ((int)((gssize)ptr - (gssize)fi->fp)), ptr, obj));
1029                                                 *ptr = mono_gc_scan_object (obj);
1030                                                 DEBUG (fprintf (logfile, " %p.\n", *ptr));
1031                                         } else {
1032                                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\tref %s0x%x(fp)=%p: %p.\n", (guint8*)ptr >= (guint8*)fi->fp ? "" : "-", ABS ((int)((gssize)ptr - (gssize)fi->fp)), ptr, obj));
1033                                         }
1034                                 } else {
1035 #if 0
1036                                         /*
1037                                          * This is disabled because the pointer takes up a lot of space.
1038                                          * Stack slots might be shared between ref and non-ref variables ?
1039                                          */
1040                                         if (map->ref_slots [i / 8] & (1 << (i % 8))) {
1041                                                 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));
1042                                                 /*
1043                                                  * Fail fast if the live range is incorrect, and
1044                                                  * the JITted code tries to access this object
1045                                                  */
1046                                                 *ptr = DEAD_REF;
1047                                         }
1048 #endif
1049                                 }
1050                         }
1051                 }
1052
1053                 /* Mark registers */
1054
1055                 /*
1056                  * Registers are different from stack slots, they have no address where they
1057                  * are stored. Instead, some frame below this frame in the stack saves them
1058                  * in its prolog to the stack. We can mark this location precisely.
1059                  */
1060                 for (i = 0; i < fi->nreg_locations; ++i) {
1061                         /*
1062                          * reg_locations [i] contains the address of the stack slot where
1063                          * a reg was last saved, so mark that slot.
1064                          */
1065                         MonoObject **ptr = (MonoObject**)((guint8*)stack_start + fi->reg_locations [i]);
1066                         MonoObject *obj = *ptr;
1067
1068                         if (obj) {
1069                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at %p: %p ->", mono_arch_regname (fi->regs [i]), ptr, obj));
1070                                 *ptr = mono_gc_scan_object (obj);
1071                                 DEBUG (fprintf (logfile, " %p.\n", *ptr));
1072                         } else {
1073                                 DEBUG (fprintf (logfile, "\treg %s saved at %p: %p\n", mono_arch_regname (fi->regs [i]), ptr, obj));
1074                         }
1075                 }
1076         }
1077
1078         /*
1079          * Debugging aid to check for missed refs.
1080          */
1081         if (tls->ref_to_track) {
1082                 mgreg_t *p;
1083
1084                 for (p = (mgreg_t*)stack_start; p < (mgreg_t*)stack_end; ++p)
1085                         if (*p == (mgreg_t)tls->ref_to_track)
1086                                 printf ("REF AT %p.\n", p);
1087         }
1088 }
1089
1090 /*
1091  * thread_mark_func:
1092  *
1093  *   This is called by the GC twice to mark a thread stack. PRECISE is FALSE at the first
1094  * call, and TRUE at the second. USER_DATA points to a TlsData
1095  * structure filled up by thread_suspend_func.
1096  */
1097 static void
1098 thread_mark_func (gpointer user_data, guint8 *stack_start, guint8 *stack_end, gboolean precise)
1099 {
1100         TlsData *tls = user_data;
1101
1102         DEBUG (fprintf (logfile, "****************************************\n"));
1103         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));
1104         DEBUG (fprintf (logfile, "****************************************\n"));
1105
1106         if (!precise)
1107                 conservative_pass (tls, stack_start, stack_end);
1108         else
1109                 precise_pass (tls, stack_start, stack_end);
1110 }
1111
1112 static void
1113 mini_gc_init_gc_map (MonoCompile *cfg)
1114 {
1115         if (COMPILE_LLVM (cfg))
1116                 return;
1117
1118 #if 1
1119         /* Debugging support */
1120         {
1121                 static int precise_count;
1122
1123                 precise_count ++;
1124                 if (getenv ("MONO_GCMAP_COUNT")) {
1125                         if (precise_count == atoi (getenv ("MONO_GCMAP_COUNT")))
1126                                 printf ("LAST: %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
1127                         if (precise_count > atoi (getenv ("MONO_GCMAP_COUNT")))
1128                                 return;
1129                 }
1130         }
1131 #endif
1132
1133         cfg->compute_gc_maps = TRUE;
1134
1135         cfg->gc_info = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoCompileGC));
1136 }
1137
1138 /*
1139  * mini_gc_set_slot_type_from_fp:
1140  *
1141  *   Set the GC slot type of the stack slot identified by SLOT_OFFSET, which should be
1142  * relative to the frame pointer. By default, all stack slots are type PIN, so there is no
1143  * need to call this function for those slots.
1144  */
1145 void
1146 mini_gc_set_slot_type_from_fp (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
1147 {
1148         MonoCompileGC *gcfg = (MonoCompileGC*)cfg->gc_info;
1149
1150         if (!cfg->compute_gc_maps)
1151                 return;
1152
1153         g_assert (slot_offset % sizeof (mgreg_t) == 0);
1154
1155         gcfg->stack_slots_from_fp = g_slist_prepend_mempool (cfg->mempool, gcfg->stack_slots_from_fp, GINT_TO_POINTER (((slot_offset) << 16) | type));
1156 }
1157
1158 /*
1159  * mini_gc_set_slot_type_from_cfa:
1160  *
1161  *   Set the GC slot type of the stack slot identified by SLOT_OFFSET, which should be
1162  * relative to the DWARF CFA value. This should be called from mono_arch_emit_prolog ().
1163  * If type is STACK_REF, the slot is assumed to be live from the end of the prolog until
1164  * the end of the method. By default, all stack slots are type PIN, so there is no need to
1165  * call this function for those slots.
1166  */
1167 void
1168 mini_gc_set_slot_type_from_cfa (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
1169 {
1170         MonoCompileGC *gcfg = (MonoCompileGC*)cfg->gc_info;
1171         int slot = - (slot_offset / sizeof (mgreg_t));
1172
1173         if (!cfg->compute_gc_maps)
1174                 return;
1175
1176         g_assert (slot_offset <= 0);
1177         g_assert (slot_offset % sizeof (mgreg_t) == 0);
1178
1179         gcfg->stack_slots_from_cfa = g_slist_prepend_mempool (cfg->mempool, gcfg->stack_slots_from_cfa, GUINT_TO_POINTER (((slot) << 16) | type));
1180 }
1181
1182 static inline int
1183 fp_offset_to_slot (MonoCompile *cfg, int offset)
1184 {
1185         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1186
1187         return (offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1188 }
1189
1190 static inline int
1191 slot_to_fp_offset (MonoCompile *cfg, int slot)
1192 {
1193         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1194
1195         return (slot * sizeof (mgreg_t)) + gcfg->min_offset;
1196 }
1197
1198 static inline void
1199 set_slot (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int callsite_index, GCSlotType type)
1200 {
1201         g_assert (slot >= 0 && slot < gcfg->nslots);
1202
1203         if (type == SLOT_PIN) {
1204                 clear_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1205                 set_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1206         } else if (type == SLOT_REF) {
1207                 set_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1208                 clear_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1209         } else if (type == SLOT_NOREF) {
1210                 clear_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1211                 clear_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, callsite_index, slot);
1212         }
1213 }
1214
1215 static inline void
1216 set_slot_everywhere (MonoCompileGC *gcfg, int slot, GCSlotType type)
1217 {
1218         int cindex;
1219
1220         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1221                 set_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1222 }
1223
1224 static inline void
1225 set_slot_in_range (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int from, int to, GCSlotType type)
1226 {
1227         int cindex;
1228
1229         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex) {
1230                 int callsite_offset = gcfg->callsites [cindex]->pc_offset;
1231                 if (callsite_offset >= from && callsite_offset < to)
1232                         set_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1233         }
1234 }
1235
1236 static inline void
1237 set_reg_slot (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int callsite_index, GCSlotType type)
1238 {
1239         g_assert (slot >= 0 && slot < gcfg->nregs);
1240
1241         if (type == SLOT_PIN) {
1242                 clear_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1243                 set_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1244         } else if (type == SLOT_REF) {
1245                 set_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1246                 clear_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1247         } else if (type == SLOT_NOREF) {
1248                 clear_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1249                 clear_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, callsite_index, slot);
1250         }
1251 }
1252
1253 static inline void
1254 set_reg_slot_everywhere (MonoCompileGC *gcfg, int slot, GCSlotType type)
1255 {
1256         int cindex;
1257
1258         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1259                 set_reg_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1260 }
1261
1262 static inline void
1263 set_reg_slot_in_range (MonoCompileGC *gcfg, int slot, int from, int to, GCSlotType type)
1264 {
1265         int cindex;
1266
1267         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex) {
1268                 int callsite_offset = gcfg->callsites [cindex]->pc_offset;
1269                 if (callsite_offset >= from && callsite_offset < to)
1270                         set_reg_slot (gcfg, slot, cindex, type);
1271         }
1272 }
1273
1274 static void
1275 process_spill_slots (MonoCompile *cfg)
1276 {
1277         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1278         MonoBasicBlock *bb;
1279         GSList *l;
1280         int i;
1281
1282         /* Mark all ref/pin spill slots as NOREF by default outside of their live range */
1283         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1284                 for (l = bb->spill_slot_defs; l; l = l->next) {
1285                         MonoInst *def = l->data;
1286                         int spill_slot = def->inst_c0;
1287                         int bank = def->inst_c1;
1288                         int offset = cfg->spill_info [bank][spill_slot].offset;
1289                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1290
1291                         if (bank == MONO_REG_INT_MP || bank == MONO_REG_INT_REF)
1292                                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, SLOT_NOREF);
1293                 }
1294         }
1295
1296         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1297                 for (l = bb->spill_slot_defs; l; l = l->next) {
1298                         MonoInst *def = l->data;
1299                         int spill_slot = def->inst_c0;
1300                         int bank = def->inst_c1;
1301                         int offset = cfg->spill_info [bank][spill_slot].offset;
1302                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1303                         GCSlotType type;
1304
1305                         if (bank == MONO_REG_INT_MP)
1306                                 type = SLOT_PIN;
1307                         else
1308                                 type = SLOT_REF;
1309
1310                         /*
1311                          * Extend the live interval for the GC tracked spill slots
1312                          * defined in this bblock.
1313                          * FIXME: This is not needed.
1314                          */
1315                         set_slot_in_range (gcfg, slot, def->backend.pc_offset, bb->native_offset + bb->native_length, type);
1316
1317                         if (cfg->verbose_level > 1)
1318                                 printf ("\t%s spill slot at %s0x%x(fp) (slot = %d)\n", slot_type_to_string (type), offset >= 0 ? "" : "-", ABS (offset), slot);
1319                 }
1320         }
1321
1322         /* Set fp spill slots to NOREF */
1323         for (i = 0; i < cfg->spill_info_len [MONO_REG_DOUBLE]; ++i) {
1324                 int offset = cfg->spill_info [MONO_REG_DOUBLE][i].offset;
1325                 int slot;
1326
1327                 if (offset == -1)
1328                         continue;
1329
1330                 slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1331
1332                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, SLOT_NOREF);
1333                 /* FIXME: 32 bit */
1334                 if (cfg->verbose_level > 1)
1335                         printf ("\tfp spill slot at %s0x%x(fp) (slot = %d)\n", offset >= 0 ? "" : "-", ABS (offset), slot);
1336         }
1337
1338         /* Set int spill slots to NOREF */
1339         for (i = 0; i < cfg->spill_info_len [MONO_REG_INT]; ++i) {
1340                 int offset = cfg->spill_info [MONO_REG_INT][i].offset;
1341                 int slot;
1342
1343                 if (offset == -1)
1344                         continue;
1345
1346                 slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1347
1348                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, SLOT_NOREF);
1349                 if (cfg->verbose_level > 1)
1350                         printf ("\tint spill slot at %s0x%x(fp) (slot = %d)\n", offset >= 0 ? "" : "-", ABS (offset), slot);
1351         }
1352 }
1353
1354 /*
1355  * process_other_slots:
1356  *
1357  *   Process stack slots registered using mini_gc_set_slot_type_... ().
1358  */
1359 static void
1360 process_other_slots (MonoCompile *cfg)
1361 {
1362         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1363         GSList *l;
1364
1365         /* Relative to the CFA */
1366         for (l = gcfg->stack_slots_from_cfa; l; l = l->next) {
1367                 guint data = GPOINTER_TO_UINT (l->data);
1368                 int cfa_slot = data >> 16;
1369                 GCSlotType type = data & 0xff;
1370                 int slot;
1371
1372                 /*
1373                  * Map the cfa relative slot to an fp relative slot.
1374                  * slot_addr == cfa - <cfa_slot>*4/8
1375                  * fp + cfa_offset == cfa
1376                  * -> slot_addr == fp + (cfa_offset - <cfa_slot>*4/8)
1377                  */
1378                 slot = (cfg->cfa_offset / sizeof (mgreg_t)) - cfa_slot - (gcfg->min_offset / sizeof (mgreg_t));
1379
1380                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, type);
1381
1382                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1383                         int fp_offset = slot_to_fp_offset (cfg, slot);
1384                         if (type == SLOT_NOREF)
1385                                 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)));
1386                 }
1387         }
1388
1389         /* Relative to the FP */
1390         for (l = gcfg->stack_slots_from_fp; l; l = l->next) {
1391                 gint data = GPOINTER_TO_INT (l->data);
1392                 int offset = data >> 16;
1393                 GCSlotType type = data & 0xff;
1394                 int slot;
1395
1396                 slot = fp_offset_to_slot (cfg, offset);
1397
1398                 set_slot_everywhere (gcfg, slot, type);
1399
1400                 /* Liveness for these slots is handled by process_spill_slots () */
1401
1402                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1403                         if (type == SLOT_REF)
1404                                 printf ("\tref slot at fp+0x%x (slot = %d)\n", offset, slot);
1405                 }
1406         }
1407 }
1408
1409 static void
1410 process_variables (MonoCompile *cfg)
1411 {
1412         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1413         MonoMethodSignature *sig = mono_method_signature (cfg->method);
1414         int i, locals_min_slot, locals_max_slot, cindex;
1415         MonoBasicBlock *bb;
1416         MonoInst *tmp;
1417         int *pc_offsets;
1418         int locals_min_offset = gcfg->locals_min_offset;
1419         int locals_max_offset = gcfg->locals_max_offset;
1420
1421         /* Slots for locals are NOREF by default */
1422         locals_min_slot = (locals_min_offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1423         locals_max_slot = (locals_max_offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1424         for (i = locals_min_slot; i < locals_max_slot; ++i) {
1425                 set_slot_everywhere (gcfg, i, SLOT_NOREF);
1426         }
1427
1428         /*
1429          * Compute the offset where variables are initialized in the first bblock, if any.
1430          */
1431         pc_offsets = g_new0 (int, cfg->next_vreg);
1432
1433         bb = cfg->bb_entry->next_bb;
1434         MONO_BB_FOR_EACH_INS (bb, tmp) {
1435                 if (tmp->opcode == OP_GC_LIVENESS_DEF) {
1436                         int vreg = tmp->inst_c1;
1437                         if (pc_offsets [vreg] == 0) {
1438                                 g_assert (tmp->backend.pc_offset > 0);
1439                                 pc_offsets [vreg] = tmp->backend.pc_offset;
1440                         }
1441                 }
1442         }
1443
1444         /*
1445          * Stack slots holding arguments are initialized in the prolog.
1446          * This means we can treat them alive for the whole method.
1447          */
1448         for (i = 0; i < cfg->num_varinfo; i++) {
1449                 MonoInst *ins = cfg->varinfo [i];
1450                 MonoType *t = ins->inst_vtype;
1451                 MonoMethodVar *vmv;
1452                 guint32 pos;
1453                 gboolean byref, is_this = FALSE;
1454                 gboolean is_arg = i < cfg->locals_start;
1455
1456                 if (ins == cfg->ret)
1457                         continue;
1458
1459                 vmv = MONO_VARINFO (cfg, i);
1460
1461                 /* For some reason, 'this' is byref */
1462                 if (sig->hasthis && ins == cfg->args [0] && !cfg->method->klass->valuetype) {
1463                         t = &cfg->method->klass->byval_arg;
1464                         is_this = TRUE;
1465                 }
1466
1467                 byref = t->byref;
1468
1469                 if (ins->opcode == OP_REGVAR) {
1470                         int hreg;
1471                         GCSlotType slot_type;
1472
1473                         t = mini_type_get_underlying_type (NULL, t);
1474
1475                         hreg = ins->dreg;
1476                         g_assert (hreg < MONO_MAX_IREGS);
1477
1478                         if (byref)
1479                                 slot_type = SLOT_PIN;
1480                         else
1481                                 slot_type = MONO_TYPE_IS_REFERENCE (t) ? SLOT_REF : SLOT_NOREF;
1482
1483                         if (slot_type == SLOT_PIN) {
1484                                 /* These have no live interval, be conservative */
1485                                 set_reg_slot_everywhere (gcfg, hreg, slot_type);
1486                         } else {
1487                                 /*
1488                                  * Unlike variables allocated to the stack, we generate liveness info
1489                                  * for noref vars in registers in mono_spill_global_vars (), because
1490                                  * knowing that a register doesn't contain a ref allows us to mark its save
1491                                  * locations precisely.
1492                                  */
1493                                 for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1494                                         if (gcfg->callsites [cindex]->liveness [i / 8] & (1 << (i % 8)))
1495                                                 set_reg_slot (gcfg, hreg, cindex, slot_type);
1496                         }
1497
1498                         if (cfg->verbose_level > 1) {
1499                                 printf ("\t%s %sreg %s(R%d)\n", slot_type_to_string (slot_type), is_arg ? "arg " : "", mono_arch_regname (hreg), vmv->vreg);
1500                         }
1501
1502                         continue;
1503                 }
1504
1505                 if (ins->opcode != OP_REGOFFSET)
1506                         continue;
1507
1508                 if (ins->inst_offset % sizeof (mgreg_t) != 0)
1509                         continue;
1510
1511                 if (is_arg && ins->inst_offset >= gcfg->max_offset)
1512                         /* In parent frame */
1513                         continue;
1514
1515                 pos = fp_offset_to_slot (cfg, ins->inst_offset);
1516
1517                 if (is_arg && ins->flags & MONO_INST_IS_DEAD) {
1518                         /* These do not get stored in the prolog */
1519                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_NOREF);
1520
1521                         if (cfg->verbose_level > 1) {
1522                                 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));
1523                         }
1524                         continue;
1525                 }
1526
1527                 if (MONO_TYPE_ISSTRUCT (t)) {
1528                         int numbits = 0, j;
1529                         gsize *bitmap = NULL;
1530                         gboolean pin = FALSE;
1531                         int size;
1532                         int size_in_slots;
1533
1534                         if (ins->backend.is_pinvoke)
1535                                 size = mono_class_native_size (ins->klass, NULL);
1536                         else
1537                                 size = mono_class_value_size (ins->klass, NULL);
1538                         size_in_slots = ALIGN_TO (size, sizeof (mgreg_t)) / sizeof (mgreg_t);
1539
1540                         if (!ins->klass->has_references) {
1541                                 if (is_arg) {
1542                                         for (j = 0; j < size_in_slots; ++j)
1543                                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos + j, SLOT_NOREF);
1544                                 }
1545                                 continue;
1546                         }
1547
1548                         if (ins->klass->generic_container || mono_class_is_open_constructed_type (t)) {
1549                                 /* FIXME: Generic sharing */
1550                                 pin = TRUE;
1551                         } else {
1552                                 mono_class_compute_gc_descriptor (ins->klass);
1553
1554                                 bitmap = mono_gc_get_bitmap_for_descr (ins->klass->gc_descr, &numbits);
1555                                 g_assert (bitmap);
1556
1557                                 /*
1558                                  * Most vtypes are marked volatile because of the LDADDR instructions,
1559                                  * and they have no liveness information since they are decomposed
1560                                  * before the liveness pass. We emit OP_GC_LIVENESS_DEF instructions for
1561                                  * them during VZERO decomposition.
1562                                  */
1563                                 if (!pc_offsets [vmv->vreg])
1564                                         pin = TRUE;
1565                         }
1566
1567                         if (ins->backend.is_pinvoke)
1568                                 pin = TRUE;
1569
1570                         if (cfg->verbose_level > 1)
1571                                 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));
1572
1573                         if (bitmap) {
1574                                 for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex) {
1575                                         if (gcfg->callsites [cindex]->pc_offset > pc_offsets [vmv->vreg]) {
1576                                                 for (j = 0; j < numbits; ++j) {
1577                                                         if (bitmap [j / GC_BITS_PER_WORD] & ((gsize)1 << (j % GC_BITS_PER_WORD))) {
1578                                                                 /* The descriptor is for the boxed object */
1579                                                                 set_slot (gcfg, (pos + j - (sizeof (MonoObject) / sizeof (mgreg_t))), cindex, pin ? SLOT_PIN : SLOT_REF);
1580                                                         }
1581                                                 }
1582                                         }
1583                                 }
1584
1585                                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1586                                         for (j = 0; j < numbits; ++j) {
1587                                                 if (bitmap [j / GC_BITS_PER_WORD] & ((gsize)1 << (j % GC_BITS_PER_WORD)))
1588                                                         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))));
1589                                         }
1590                                 }
1591                         } else {
1592                                 if (cfg->verbose_level > 1)
1593                                         printf ("\t\tpinned\n");
1594                                 for (j = 0; j < size_in_slots; ++j) {
1595                                         set_slot_everywhere (gcfg, pos + j, SLOT_PIN);
1596                                 }
1597                         }
1598
1599                         g_free (bitmap);
1600
1601                         continue;
1602                 }
1603
1604                 if (!is_arg && (ins->inst_offset < gcfg->min_offset || ins->inst_offset >= gcfg->max_offset))
1605                         /* Vret addr etc. */
1606                         continue;
1607
1608                 if (t->byref) {
1609                         if (is_arg) {
1610                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_PIN);
1611                         } else {
1612                                 for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1613                                         if (gcfg->callsites [cindex]->liveness [i / 8] & (1 << (i % 8)))
1614                                                 set_slot (gcfg, pos, cindex, SLOT_PIN);
1615                         }
1616                         if (cfg->verbose_level > 1)
1617                                 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));
1618                         continue;
1619                 }
1620
1621                 /*
1622                  * This is currently disabled, but could be enabled to debug crashes.
1623                  */
1624 #if 0
1625                 if (t->type == MONO_TYPE_I) {
1626                         /*
1627                          * Variables created in mono_handle_global_vregs have type I, but they
1628                          * could hold GC refs since the vregs they were created from might not been
1629                          * marked as holding a GC ref. So be conservative.
1630                          */
1631                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_PIN);
1632                         continue;
1633                 }
1634 #endif
1635
1636                 t = mini_type_get_underlying_type (NULL, t);
1637
1638                 if (!MONO_TYPE_IS_REFERENCE (t)) {
1639                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_NOREF);
1640                         if (cfg->verbose_level > 1)
1641                                 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));
1642                         continue;
1643                 }
1644
1645                 /* 'this' is marked INDIRECT for gshared methods */
1646                 if (ins->flags & (MONO_INST_VOLATILE | MONO_INST_INDIRECT) && !is_this) {
1647                         /*
1648                          * For volatile variables, treat them alive from the point they are
1649                          * initialized in the first bblock until the end of the method.
1650                          */
1651                         if (is_arg) {
1652                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_REF);
1653                         } else if (pc_offsets [vmv->vreg]) {
1654                                 set_slot_in_range (gcfg, pos, 0, pc_offsets [vmv->vreg], SLOT_PIN);
1655                                 set_slot_in_range (gcfg, pos, pc_offsets [vmv->vreg], cfg->code_size, SLOT_REF);
1656                         } else {
1657                                 set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_PIN);
1658                         }
1659                         if (cfg->verbose_level > 1)
1660                                 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));
1661                         continue;
1662                 }
1663
1664                 if (is_arg) {
1665                         /* Live for the whole method */
1666                         set_slot_everywhere (gcfg, pos, SLOT_REF);
1667                 } else {
1668                         for (cindex = 0; cindex < gcfg->ncallsites; ++cindex)
1669                                 if (gcfg->callsites [cindex]->liveness [i / 8] & (1 << (i % 8)))
1670                                         set_slot (gcfg, pos, cindex, SLOT_REF);
1671                 }
1672
1673                 if (cfg->verbose_level > 1) {
1674                         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));
1675                 }
1676         }
1677
1678         g_free (pc_offsets);
1679 }
1680
1681 static int
1682 sp_offset_to_fp_offset (MonoCompile *cfg, int sp_offset)
1683 {
1684         /*
1685          * Convert a sp relative offset to a slot index. This is
1686          * platform specific.
1687          */
1688 #ifdef TARGET_AMD64
1689         /* fp = sp + offset */
1690         g_assert (cfg->frame_reg == AMD64_RBP);
1691         return (- cfg->arch.sp_fp_offset + sp_offset);
1692 #else
1693         NOT_IMPLEMENTED;
1694         return -1;
1695 #endif
1696 }
1697
1698 static GCSlotType
1699 type_to_gc_slot_type (MonoType *t)
1700 {
1701         if (t->byref)
1702                 return SLOT_PIN;
1703         t = mini_type_get_underlying_type (NULL, t);
1704         if (MONO_TYPE_IS_REFERENCE (t))
1705                 return SLOT_REF;
1706         else {
1707                 if (MONO_TYPE_ISSTRUCT (t)) {
1708                         MonoClass *klass = mono_class_from_mono_type (t);
1709                         if (!klass->has_references) {
1710                                 return SLOT_NOREF;
1711                         } else {
1712                                 // FIXME:
1713                                 return SLOT_PIN;
1714                         }
1715                 }
1716                 return SLOT_NOREF;
1717         }
1718 }
1719
1720 static void
1721 process_param_area_slots (MonoCompile *cfg)
1722 {
1723         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1724         int i;
1725         gboolean *is_param;
1726
1727         /*
1728          * These slots are used for passing parameters during calls. They are sp relative, not
1729          * fp relative, so they are harder to handle.
1730          */
1731         if (cfg->flags & MONO_CFG_HAS_ALLOCA)
1732                 /* The distance between fp and sp is not constant */
1733                 return;
1734
1735         is_param = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->nslots * sizeof (gboolean));
1736
1737         for (i = 0; i < gcfg->ncallsites; ++i) {
1738                 GCCallSite *callsite = gcfg->callsites [i];
1739                 GSList *l;
1740
1741                 for (l = callsite->param_slots; l; l = l->next) {
1742                         MonoInst *def = l->data;
1743                         int sp_offset = def->inst_offset;
1744                         int fp_offset = sp_offset_to_fp_offset (cfg, sp_offset);
1745                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, fp_offset);
1746
1747                         g_assert (slot >= 0 && slot < gcfg->nslots);
1748                         is_param [slot] = TRUE;
1749                 }
1750         }
1751
1752         /* All param area slots are noref by default */
1753         for (i = 0; i < gcfg->nslots; ++i) {
1754                 if (is_param [i])
1755                         set_slot_everywhere (gcfg, i, SLOT_NOREF);
1756         }
1757
1758         for (i = 0; i < gcfg->ncallsites; ++i) {
1759                 GCCallSite *callsite = gcfg->callsites [i];
1760                 GSList *l;
1761
1762                 for (l = callsite->param_slots; l; l = l->next) {
1763                         MonoInst *def = l->data;
1764                         MonoType *t = def->inst_vtype;
1765                         int sp_offset = def->inst_offset;
1766                         int fp_offset = sp_offset_to_fp_offset (cfg, sp_offset);
1767                         int slot = fp_offset_to_slot (cfg, fp_offset);
1768                         GCSlotType type = type_to_gc_slot_type (t);
1769
1770                         /* The slot is live between the def instruction and the call */
1771                         set_slot_in_range (gcfg, slot, def->backend.pc_offset, callsite->pc_offset + 1, type);
1772                         if (cfg->verbose_level > 1)
1773                                 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);
1774                 }
1775         }
1776 }
1777
1778 static void
1779 process_finally_clauses (MonoCompile *cfg)
1780 {
1781         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1782         GCCallSite **callsites;
1783         int ncallsites;
1784         gboolean has_finally;
1785         int i, j, nslots, nregs;
1786
1787         ncallsites = gcfg->ncallsites;
1788         nslots = gcfg->nslots;
1789         nregs = gcfg->nregs;
1790         callsites = gcfg->callsites;
1791
1792         /*
1793          * The calls to the finally clauses don't show up in the cfg. See
1794          * test_0_liveness_8 ().
1795          * Variables accessed inside the finally clause are already marked VOLATILE by
1796          * mono_liveness_handle_exception_clauses (). Variables not accessed inside the finally clause have
1797          * correct liveness outside the finally clause. So mark them PIN inside the finally clauses.
1798          */
1799         has_finally = FALSE;
1800         for (i = 0; i < cfg->header->num_clauses; ++i) {
1801                 MonoExceptionClause *clause = &cfg->header->clauses [i];
1802
1803                 if (clause->flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY) {
1804                         has_finally = TRUE;
1805                 }
1806         }
1807         if (has_finally) {
1808                 if (cfg->verbose_level > 1)
1809                         printf ("\tMethod has finally clauses, pessimizing live ranges.\n");
1810                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
1811                         MonoBasicBlock *bb = callsites [j]->bb;
1812                         MonoExceptionClause *clause;
1813                         gboolean is_in_finally = FALSE;
1814
1815                         for (i = 0; i < cfg->header->num_clauses; ++i) {
1816                                 clause = &cfg->header->clauses [i];
1817
1818                                 if (MONO_OFFSET_IN_HANDLER (clause, bb->real_offset)) {
1819                                         if (clause->flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY) {
1820                                                 is_in_finally = TRUE;
1821                                                 break;
1822                                         }
1823                                 }
1824                         }
1825
1826                         if (is_in_finally) {
1827                                 for (i = 0; i < nslots; ++i)
1828                                         set_slot (gcfg, i, j, SLOT_PIN);
1829                                 for (i = 0; i < nregs; ++i)
1830                                         set_reg_slot (gcfg, i, j, SLOT_PIN);
1831                         }
1832                 }
1833         }
1834 }
1835
1836 static void
1837 compute_frame_size (MonoCompile *cfg)
1838 {
1839         int i, locals_min_offset, locals_max_offset, cfa_min_offset, cfa_max_offset;
1840         int min_offset, max_offset;
1841         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1842         MonoMethodSignature *sig = mono_method_signature (cfg->method);
1843         GSList *l;
1844
1845         /* Compute min/max offsets from the fp */
1846
1847         /* Locals */
1848 #if defined(TARGET_AMD64) || defined(TARGET_X86)
1849         locals_min_offset = ALIGN_TO (cfg->locals_min_stack_offset, sizeof (mgreg_t));
1850         locals_max_offset = cfg->locals_max_stack_offset;
1851 #else
1852         /* min/max stack offset needs to be computed in mono_arch_allocate_vars () */
1853         NOT_IMPLEMENTED;
1854 #endif
1855
1856         locals_min_offset = ALIGN_TO (locals_min_offset, sizeof (mgreg_t));
1857         locals_max_offset = ALIGN_TO (locals_max_offset, sizeof (mgreg_t));
1858
1859         min_offset = locals_min_offset;
1860         max_offset = locals_max_offset;
1861
1862         /* Arguments */
1863         for (i = 0; i < sig->param_count + sig->hasthis; ++i) {
1864                 MonoInst *ins = cfg->args [i];
1865
1866                 if (ins->opcode == OP_REGOFFSET)
1867                         min_offset = MIN (min_offset, ins->inst_offset);
1868         }
1869
1870         /* Cfa slots */
1871         g_assert (cfg->frame_reg == cfg->cfa_reg);
1872         g_assert (cfg->cfa_offset > 0);
1873         cfa_min_offset = 0;
1874         cfa_max_offset = cfg->cfa_offset;
1875
1876         min_offset = MIN (min_offset, cfa_min_offset);
1877         max_offset = MAX (max_offset, cfa_max_offset);
1878
1879         /* Fp relative slots */
1880         for (l = gcfg->stack_slots_from_fp; l; l = l->next) {
1881                 gint data = GPOINTER_TO_INT (l->data);
1882                 int offset = data >> 16;
1883
1884                 min_offset = MIN (min_offset, offset);
1885         }
1886
1887         /* Spill slots */
1888         if (!(cfg->flags & MONO_CFG_HAS_SPILLUP)) {
1889                 int stack_offset = ALIGN_TO (cfg->stack_offset, sizeof (mgreg_t));
1890                 min_offset = MIN (min_offset, (-stack_offset));
1891         }
1892
1893         /* Param area slots */
1894 #ifdef TARGET_AMD64
1895         min_offset = MIN (min_offset, -cfg->arch.sp_fp_offset);
1896 #endif
1897
1898         gcfg->min_offset = min_offset;
1899         gcfg->max_offset = max_offset;
1900         gcfg->locals_min_offset = locals_min_offset;
1901         gcfg->locals_max_offset = locals_max_offset;
1902 }
1903
1904 static void
1905 init_gcfg (MonoCompile *cfg)
1906 {
1907         int i, nregs, nslots;
1908         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1909         GCCallSite **callsites;
1910         int ncallsites;
1911         MonoBasicBlock *bb;
1912         GSList *l;
1913
1914         /*
1915          * Collect callsites
1916          */
1917         ncallsites = 0;
1918         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1919                 ncallsites += g_slist_length (bb->gc_callsites);
1920         }
1921         callsites = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, ncallsites * sizeof (GCCallSite*));
1922         i = 0;
1923         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1924                 for (l = bb->gc_callsites; l; l = l->next)
1925                         callsites [i++] = l->data;
1926         }
1927
1928         /* The callsites should already be ordered by pc offset */
1929         for (i = 1; i < ncallsites; ++i)
1930                 g_assert (callsites [i - 1]->pc_offset < callsites [i]->pc_offset);
1931
1932         /*
1933          * The stack frame looks like this:
1934          *
1935          * <fp + max_offset> == cfa ->  <end of previous frame>
1936          *                              <other stack slots>
1937          *                              <locals>
1938          *                              <other stack slots>
1939          * fp + min_offset          ->
1940          * ...
1941          * fp                       ->
1942          */
1943
1944         if (cfg->verbose_level > 1)
1945                 printf ("GC Map for %s: 0x%x-0x%x\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE), gcfg->min_offset, gcfg->max_offset);
1946
1947         nslots = (gcfg->max_offset - gcfg->min_offset) / sizeof (mgreg_t);
1948         nregs = NREGS;
1949
1950         gcfg->nslots = nslots;
1951         gcfg->nregs = nregs;
1952         gcfg->callsites = callsites;
1953         gcfg->ncallsites = ncallsites;
1954         gcfg->stack_bitmap_width = ALIGN_TO (nslots, 8) / 8;
1955         gcfg->reg_bitmap_width = ALIGN_TO (nregs, 8) / 8;
1956         gcfg->stack_ref_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->stack_bitmap_width * ncallsites);
1957         gcfg->stack_pin_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->stack_bitmap_width * ncallsites);
1958         gcfg->reg_ref_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->reg_bitmap_width * ncallsites);
1959         gcfg->reg_pin_bitmap = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, gcfg->reg_bitmap_width * ncallsites);
1960
1961         /* All slots start out as PIN */
1962         memset (gcfg->stack_pin_bitmap, 0xff, gcfg->stack_bitmap_width * ncallsites);
1963         for (i = 0; i < nregs; ++i) {
1964                 /*
1965                  * By default, registers are NOREF.
1966                  * It is possible for a callee to save them before being defined in this method,
1967                  * but the saved value is dead too, so it doesn't need to be marked.
1968                  */
1969                 if ((cfg->used_int_regs & (1 << i)))
1970                         set_reg_slot_everywhere (gcfg, i, SLOT_NOREF);
1971         }
1972 }
1973
1974 static void
1975 create_map (MonoCompile *cfg)
1976 {
1977         GCMap *map;
1978         int i, j, nregs, nslots, nref_regs, npin_regs, alloc_size, bitmaps_size, bitmaps_offset;
1979         int ntypes [16];
1980         int stack_bitmap_width, stack_bitmap_size, reg_ref_bitmap_width, reg_ref_bitmap_size;
1981         int reg_pin_bitmap_width, reg_pin_bitmap_size, bindex;
1982         int start, end;
1983         gboolean has_ref_slots, has_pin_slots, has_ref_regs, has_pin_regs;
1984         MonoCompileGC *gcfg = cfg->gc_info;
1985         GCCallSite **callsites;
1986         int ncallsites;
1987         guint8 *bitmap, *bitmaps;
1988         guint32 reg_ref_mask, reg_pin_mask;
1989
1990         ncallsites = gcfg->ncallsites;
1991         nslots = gcfg->nslots;
1992         nregs = gcfg->nregs;
1993         callsites = gcfg->callsites;
1994
1995         /*
1996          * Compute the real size of the bitmap i.e. ignore NOREF columns at the beginning and at
1997          * the end. Also, compute whenever the map needs ref/pin bitmaps, and collect stats.
1998          */
1999         has_ref_slots = FALSE;
2000         has_pin_slots = FALSE;
2001         start = -1;
2002         end = -1;
2003         memset (ntypes, 0, sizeof (ntypes));
2004         for (i = 0; i < nslots; ++i) {
2005                 gboolean has_ref = FALSE;
2006                 gboolean has_pin = FALSE;
2007
2008                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2009                         if (get_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2010                                 has_pin = TRUE;
2011                         if (get_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2012                                 has_ref = TRUE;
2013                 }
2014
2015                 if (has_ref)
2016                         has_ref_slots = TRUE;
2017                 if (has_pin)
2018                         has_pin_slots = TRUE;
2019
2020                 if (has_ref)
2021                         ntypes [SLOT_REF] ++;
2022                 else if (has_pin)
2023                         ntypes [SLOT_PIN] ++;
2024                 else
2025                         ntypes [SLOT_NOREF] ++;
2026
2027                 if (has_ref || has_pin) {
2028                         if (start == -1)
2029                                 start = i;
2030                         end = i + 1;
2031                 }
2032         }
2033         if (start == -1) {
2034                 start = end = nslots;
2035         } else {
2036                 g_assert (start != -1);
2037                 g_assert (start < end);
2038         }
2039
2040         has_ref_regs = FALSE;
2041         has_pin_regs = FALSE;
2042         reg_ref_mask = 0;
2043         reg_pin_mask = 0;
2044         nref_regs = 0;
2045         npin_regs = 0;
2046         for (i = 0; i < nregs; ++i) {
2047                 gboolean has_ref = FALSE;
2048                 gboolean has_pin = FALSE;
2049
2050                 if (!(cfg->used_int_regs & (1 << i)))
2051                         continue;
2052
2053                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2054                         if (get_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i)) {
2055                                 has_ref = TRUE;
2056                                 break;
2057                         }
2058                 }
2059                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2060                         if (get_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i)) {
2061                                 has_pin = TRUE;
2062                                 break;
2063                         }
2064                 }
2065
2066                 if (has_ref) {
2067                         reg_ref_mask |= (1 << i);
2068                         has_ref_regs = TRUE;
2069                         nref_regs ++;
2070                 }
2071                 if (has_pin) {
2072                         reg_pin_mask |= (1 << i);
2073                         has_pin_regs = TRUE;
2074                         npin_regs ++;
2075                 }
2076         }
2077
2078         if (cfg->verbose_level > 1)
2079                 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);
2080
2081         /* Create the GC Map */
2082
2083         stack_bitmap_width = ALIGN_TO (end - start, 8) / 8;
2084         stack_bitmap_size = stack_bitmap_width * ncallsites;
2085         reg_ref_bitmap_width = ALIGN_TO (nref_regs, 8) / 8;
2086         reg_ref_bitmap_size = reg_ref_bitmap_width * ncallsites;
2087         reg_pin_bitmap_width = ALIGN_TO (npin_regs, 8) / 8;
2088         reg_pin_bitmap_size = reg_pin_bitmap_width * ncallsites;
2089         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);
2090
2091         map = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (GCMap));
2092
2093         map->frame_reg = cfg->frame_reg;
2094         map->start_offset = gcfg->min_offset;
2095         map->end_offset = gcfg->min_offset + (nslots * sizeof (mgreg_t));
2096         map->map_offset = start * sizeof (mgreg_t);
2097         map->nslots = end - start;
2098         map->has_ref_slots = has_ref_slots;
2099         map->has_pin_slots = has_pin_slots;
2100         map->has_ref_regs = has_ref_regs;
2101         map->has_pin_regs = has_pin_regs;
2102         g_assert (nregs < 32);
2103         map->used_int_regs = cfg->used_int_regs;
2104         map->reg_ref_mask = reg_ref_mask;
2105         map->reg_pin_mask = reg_pin_mask;
2106         map->nref_regs = nref_regs;
2107         map->npin_regs = npin_regs;
2108
2109         bitmaps = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, bitmaps_size);
2110
2111         bitmaps_offset = 0;
2112         if (has_ref_slots) {
2113                 map->stack_ref_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2114                 bitmaps_offset += stack_bitmap_size;
2115
2116                 bitmap = &bitmaps [map->stack_ref_bitmap_offset];
2117                 for (i = 0; i < nslots; ++i) {
2118                         for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2119                                 if (get_bit (gcfg->stack_ref_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2120                                         set_bit (bitmap, stack_bitmap_width, j, i - start);
2121                         }
2122                 }
2123         }
2124         if (has_pin_slots) {
2125                 map->stack_pin_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2126                 bitmaps_offset += stack_bitmap_size;
2127
2128                 bitmap = &bitmaps [map->stack_pin_bitmap_offset];
2129                 for (i = 0; i < nslots; ++i) {
2130                         for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2131                                 if (get_bit (gcfg->stack_pin_bitmap, gcfg->stack_bitmap_width, j, i))
2132                                         set_bit (bitmap, stack_bitmap_width, j, i - start);
2133                         }
2134                 }
2135         }
2136         if (has_ref_regs) {
2137                 map->reg_ref_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2138                 bitmaps_offset += reg_ref_bitmap_size;
2139
2140                 bitmap = &bitmaps [map->reg_ref_bitmap_offset];
2141                 bindex = 0;
2142                 for (i = 0; i < nregs; ++i) {
2143                         if (reg_ref_mask & (1 << i)) {
2144                                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2145                                         if (get_bit (gcfg->reg_ref_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i))
2146                                                 set_bit (bitmap, reg_ref_bitmap_width, j, bindex);
2147                                 }
2148                                 bindex ++;
2149                         }
2150                 }
2151         }
2152         if (has_pin_regs) {
2153                 map->reg_pin_bitmap_offset = bitmaps_offset;
2154                 bitmaps_offset += reg_pin_bitmap_size;
2155
2156                 bitmap = &bitmaps [map->reg_pin_bitmap_offset];
2157                 bindex = 0;
2158                 for (i = 0; i < nregs; ++i) {
2159                         if (reg_pin_mask & (1 << i)) {
2160                                 for (j = 0; j < ncallsites; ++j) {
2161                                         if (get_bit (gcfg->reg_pin_bitmap, gcfg->reg_bitmap_width, j, i))
2162                                                 set_bit (bitmap, reg_pin_bitmap_width, j, bindex);
2163                                 }
2164                                 bindex ++;
2165                         }
2166                 }
2167         }
2168
2169         /* Call sites */
2170         map->ncallsites = ncallsites;
2171         if (cfg->code_len < 256)
2172                 map->callsite_entry_size = 1;
2173         else if (cfg->code_len < 65536)
2174                 map->callsite_entry_size = 2;
2175         else
2176                 map->callsite_entry_size = 4;
2177
2178         /* Encode the GC Map */
2179         {
2180                 guint8 buf [256];
2181                 guint8 *endbuf;
2182                 GCEncodedMap *emap;
2183                 int encoded_size;
2184                 guint8 *p;
2185
2186                 encode_gc_map (map, buf, &endbuf);
2187                 g_assert (endbuf - buf < 256);
2188
2189                 encoded_size = endbuf - buf;
2190                 alloc_size = sizeof (GCEncodedMap) + ALIGN_TO (encoded_size, map->callsite_entry_size) + (map->callsite_entry_size * map->ncallsites) + bitmaps_size;
2191
2192                 emap = mono_domain_alloc0 (cfg->domain, alloc_size);
2193                 //emap->ref_slots = map->ref_slots;
2194
2195                 /* Encoded fixed fields */
2196                 p = &emap->encoded [0];
2197                 //emap->encoded_size = encoded_size;
2198                 memcpy (p, buf, encoded_size);
2199                 p += encoded_size;
2200
2201                 /* Callsite table */
2202                 p = (guint8*)ALIGN_TO ((mgreg_t)p, map->callsite_entry_size);
2203                 if (map->callsite_entry_size == 1) {
2204                         guint8 *offsets = p;
2205                         for (i = 0; i < ncallsites; ++i)
2206                                 offsets [i] = callsites [i]->pc_offset;
2207                         stats.gc_callsites8_size += ncallsites * sizeof (guint8);
2208                 } else if (map->callsite_entry_size == 2) {
2209                         guint16 *offsets = (guint16*)p;
2210                         for (i = 0; i < ncallsites; ++i)
2211                                 offsets [i] = callsites [i]->pc_offset;
2212                         stats.gc_callsites16_size += ncallsites * sizeof (guint16);
2213                 } else {
2214                         guint32 *offsets = (guint32*)p;
2215                         for (i = 0; i < ncallsites; ++i)
2216                                 offsets [i] = callsites [i]->pc_offset;
2217                         stats.gc_callsites32_size += ncallsites * sizeof (guint32);
2218                 }
2219                 p += ncallsites * map->callsite_entry_size;
2220
2221                 /* Bitmaps */
2222                 memcpy (p, bitmaps, bitmaps_size);
2223
2224                 stats.gc_maps_size += alloc_size;
2225                 stats.gc_callsites_size += ncallsites * map->callsite_entry_size;
2226                 stats.gc_bitmaps_size += bitmaps_size;
2227                 stats.gc_map_struct_size += sizeof (GCEncodedMap) + encoded_size;
2228
2229                 cfg->jit_info->gc_info = emap;
2230         }
2231
2232         stats.all_slots += nslots;
2233         stats.ref_slots += ntypes [SLOT_REF];
2234         stats.noref_slots += ntypes [SLOT_NOREF];
2235         stats.pin_slots += ntypes [SLOT_PIN];
2236 }
2237
2238 void
2239 mini_gc_create_gc_map (MonoCompile *cfg)
2240 {
2241         if (!cfg->compute_gc_maps)
2242                 return;
2243
2244         /*
2245          * During marking, all frames except the top frame are at a call site, and we mark the
2246          * top frame conservatively. This means that we only need to compute and record
2247          * GC maps for call sites.
2248          */
2249
2250         if (!(cfg->comp_done & MONO_COMP_LIVENESS))
2251                 /* Without liveness info, the live ranges are not precise enough */
2252                 return;
2253
2254         mono_analyze_liveness_gc (cfg);
2255
2256         compute_frame_size (cfg);
2257
2258         init_gcfg (cfg);
2259
2260         process_spill_slots (cfg);
2261         process_other_slots (cfg);
2262         process_param_area_slots (cfg);
2263         process_variables (cfg);
2264         process_finally_clauses (cfg);
2265
2266         create_map (cfg);
2267 }
2268
2269 static void
2270 parse_debug_options (void)
2271 {
2272         char **opts, **ptr;
2273         char *env;
2274
2275         env = getenv ("MONO_GCMAP_DEBUG");
2276         if (!env)
2277                 return;
2278
2279         opts = g_strsplit (env, ",", -1);
2280         for (ptr = opts; ptr && *ptr; ptr ++) {
2281                 /* No options yet */
2282                 fprintf (stderr, "Invalid format for the MONO_GCMAP_DEBUG env variable: '%s'\n", env);
2283                 exit (1);
2284         }
2285         g_strfreev (opts);
2286 }
2287
2288 void
2289 mini_gc_init (void)
2290 {
2291         MonoGCCallbacks cb;
2292
2293         memset (&cb, 0, sizeof (cb));
2294         cb.thread_attach_func = thread_attach_func;
2295         cb.thread_detach_func = thread_detach_func;
2296         cb.thread_suspend_func = thread_suspend_func;
2297         /* Comment this out to disable precise stack marking */
2298         cb.thread_mark_func = thread_mark_func;
2299         mono_gc_set_gc_callbacks (&cb);
2300
2301         logfile = mono_sgen_get_logfile ();
2302
2303         parse_debug_options ();
2304
2305         mono_counters_register ("GC Maps size",
2306                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_maps_size);
2307         mono_counters_register ("GC Call Sites size",
2308                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites_size);
2309         mono_counters_register ("GC Bitmaps size",
2310                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_bitmaps_size);
2311         mono_counters_register ("GC Map struct size",
2312                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_map_struct_size);
2313         mono_counters_register ("GC Call Sites encoded using 8 bits",
2314                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites8_size);
2315         mono_counters_register ("GC Call Sites encoded using 16 bits",
2316                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites16_size);
2317         mono_counters_register ("GC Call Sites encoded using 32 bits",
2318                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.gc_callsites32_size);
2319
2320         mono_counters_register ("GC Map slots (all)",
2321                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.all_slots);
2322         mono_counters_register ("GC Map slots (ref)",
2323                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.ref_slots);
2324         mono_counters_register ("GC Map slots (noref)",
2325                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.noref_slots);
2326         mono_counters_register ("GC Map slots (pin)",
2327                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.pin_slots);
2328
2329         mono_counters_register ("GC TLS Data size",
2330                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.tlsdata_size);
2331
2332         mono_counters_register ("Stack space scanned (all)",
2333                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_stacks);
2334         mono_counters_register ("Stack space scanned (native)",
2335                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_native);
2336         mono_counters_register ("Stack space scanned (other)",
2337                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_other);
2338         mono_counters_register ("Stack space scanned (using GC Maps)",
2339                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned);
2340         mono_counters_register ("Stack space scanned (precise)",
2341                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_precisely);
2342         mono_counters_register ("Stack space scanned (pin)",
2343                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_conservatively);
2344         mono_counters_register ("Stack space scanned (pin registers)",
2345                                                         MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_INT, &stats.scanned_registers);
2346 }
2347
2348 #else
2349
2350 void
2351 mini_gc_init (void)
2352 {
2353 }
2354
2355 static void
2356 mini_gc_init_gc_map (MonoCompile *cfg)
2357 {
2358 }
2359
2360 void
2361 mini_gc_create_gc_map (MonoCompile *cfg)
2362 {
2363 }
2364
2365 void
2366 mini_gc_set_slot_type_from_fp (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
2367 {
2368 }
2369
2370 void
2371 mini_gc_set_slot_type_from_cfa (MonoCompile *cfg, int slot_offset, GCSlotType type)
2372 {
2373 }
2374
2375 #endif
2376
2377 /*
2378  * mini_gc_init_cfg:
2379  *
2380  *   Set GC specific options in CFG.
2381  */
2382 void
2383 mini_gc_init_cfg (MonoCompile *cfg)
2384 {
2385         if (mono_gc_is_moving ()) {
2386                 cfg->disable_ref_noref_stack_slot_share = TRUE;
2387                 cfg->gen_write_barriers = TRUE;
2388         }
2389
2390         mini_gc_init_gc_map (cfg);
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Problems with the current code:
2395  * - the stack walk is slow
2396  * - vtypes/refs used in EH regions are treated conservatively
2397  * - if the code is finished, less pinning will be done, causing problems because
2398  *   we promote all surviving objects to old-gen.
2399  * - the unwind code can't handle a method stopped inside a finally region, it thinks the caller is
2400  *   another method, but in reality it is either the exception handling code or the CALL_HANDLER opcode.
2401  *   This manifests in "Unable to find ip offset x in callsite list" assertions.
2402  * - the unwind code also can't handle frames which are in the epilog, since the unwind info is not
2403  *   precise there.
2404  */
2405
2406 /*
2407  * Ideas for creating smaller GC maps:
2408  * - remove empty columns from the bitmaps. This requires adding a mask bit array for
2409  *   each bitmap.
2410  * - merge reg and stack slot bitmaps, so the unused bits at the end of the reg bitmap are
2411  *   not wasted.
2412  * - if the bitmap width is not a multiple of 8, the remaining bits are wasted.
2413  * - group ref and non-ref stack slots together in mono_allocate_stack_slots ().
2414  * - add an index for the callsite table so that each entry can be encoded as a 1 byte difference
2415  *   from an index entry.
2416  */