mono/utils/mono-codeman.c

   1 #include "config.h"
   2 #include <unistd.h>
   3 #include <stdlib.h>
   4 #include <string.h>
   5 #include <assert.h>
   6
   7 #ifdef PLATFORM_WIN32
   8 #include <windows.h>
   9 #include <io.h>
  10 #else
  11 #include <sys/types.h>
  12 #include <sys/stat.h>
  13 #include <sys/mman.h>
  14 #include <fcntl.h>
  15 #endif
  16
  17 #include "mono-codeman.h"
  18
  19 #ifdef PLATFORM_WIN32
  20 #define FORCE_MALLOC
  21 #endif
  22
  23 #define MIN_PAGES 16
  24
  25 #ifdef __ia64__
  26 #define MIN_ALIGN 16
  27 #else
  28 #define MIN_ALIGN 8
  29 #endif
  30
  31 /* if a chunk has less than this amount of free space it's considered full */
  32 #define MAX_WASTAGE 32
  33 #define MIN_BSIZE 32
  34
  35 #ifndef MAP_ANONYMOUS
  36 #ifdef MAP_ANON
  37 #define MAP_ANONYMOUS MAP_ANON
  38 #else
  39 #define FORCE_MALLOC
  40 #endif
  41 #endif
  42
  43 #ifdef __x86_64__
  44 #define ARCH_MAP_FLAGS MAP_32BIT
  45 #else
  46 #define ARCH_MAP_FLAGS 0
  47 #endif
  48
  49 typedef struct _CodeChunck CodeChunk;
  50
  51 enum {
  52         CODE_FLAG_MMAP,
  53         CODE_FLAG_MALLOC
  54 };
  55
  56 struct _CodeChunck {
  57         char *data;
  58         int pos;
  59         int size;
  60         CodeChunk *next;
  61         unsigned int flags: 8;
  62         /* this number of bytes is available to resolve addresses far in memory */
  63         unsigned int bsize: 24;
  64 };
  65
  66 struct _MonoCodeManager {
  67         int dynamic;
  68         CodeChunk *current;
  69         CodeChunk *full;
  70 };
  71
  72 MonoCodeManager*
  73 mono_code_manager_new (void)
  74 {
  75         MonoCodeManager *cman = malloc (sizeof (MonoCodeManager));
  76         if (!cman)
  77                 return NULL;
  78         cman->current = NULL;
  79         cman->full = NULL;
  80         cman->dynamic = 0;
  81         return cman;
  82 }
  83
  84 MonoCodeManager*
  85 mono_code_manager_new_dynamic (void)
  86 {
  87         MonoCodeManager *cman = mono_code_manager_new ();
  88         cman->dynamic = 1;
  89         return cman;
  90 }
  91
  92
  93 static void
  94 free_chunklist (CodeChunk *chunk)
  95 {
  96         CodeChunk *dead;
  97         for (; chunk; ) {
  98                 dead = chunk;
  99                 chunk = chunk->next;
 100                 if (dead->flags == CODE_FLAG_MMAP) {
 101 #ifndef FORCE_MALLOC
 102                         munmap (dead->data, dead->size);
 103 #endif
 104                 } else if (dead->flags == CODE_FLAG_MALLOC) {
 105                         free (dead->data);
 106                 }
 107                 free (dead);
 108         }
 109 }
 110
 111 void
 112 mono_code_manager_destroy (MonoCodeManager *cman)
 113 {
 114         free_chunklist (cman->full);
 115         free_chunklist (cman->current);
 116         free (cman);
 117 }
 118
 119 /* fill all the memory with the 0x2a (42) value */
 120 void
 121 mono_code_manager_invalidate (MonoCodeManager *cman)
 122 {
 123         CodeChunk *chunk;
 124
 125 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__)
 126         int fill_value = 0xcc; /* x86 break */
 127 #else
 128         int fill_value = 0x2a;
 129 #endif
 130
 131         for (chunk = cman->current; chunk; chunk = chunk->next)
 132                 memset (chunk->data, fill_value, chunk->size);
 133         for (chunk = cman->full; chunk; chunk = chunk->next)
 134                 memset (chunk->data, fill_value, chunk->size);
 135 }
 136
 137 void
 138 mono_code_manager_foreach (MonoCodeManager *cman, MonoCodeManagerFunc func, void *user_data)
 139 {
 140         CodeChunk *chunk;
 141         for (chunk = cman->current; chunk; chunk = chunk->next) {
 142                 if (func (chunk->data, chunk->size, chunk->bsize, user_data))
 143                         return;
 144         }
 145         for (chunk = cman->full; chunk; chunk = chunk->next) {
 146                 if (func (chunk->data, chunk->size, chunk->bsize, user_data))
 147                         return;
 148         }
 149 }
 150
 151 static int
 152 query_pagesize (void)
 153 {
 154 #ifdef PLATFORM_WIN32
 155         SYSTEM_INFO info;
 156         GetSystemInfo (&info);
 157         return info.dwAllocationGranularity;
 158 #else
 159         return getpagesize ();
 160 #endif
 161 }
 162
 163 /* BIND_ROOM is the divisor for the chunck of code size dedicated
 164  * to binding branches (branches not reachable with the immediate displacement)
 165  * bind_size = size/BIND_ROOM;
 166  * we should reduce it and make MIN_PAGES bigger for such systems
 167  */
 168 #if defined(__ppc__) || defined(__powerpc__)
 169 #define BIND_ROOM 4
 170 #endif
 171 #if defined(__arm__)
 172 #define BIND_ROOM 8
 173 #endif
 174
 175 static CodeChunk*
 176 new_codechunk (int dynamic, int size)
 177 {
 178         static int pagesize = 0;
 179         int minsize, flags = CODE_FLAG_MMAP;
 180         int chunk_size, bsize = 0;
 181         CodeChunk *chunk;
 182         void *ptr;
 183
 184 #ifdef FORCE_MALLOC
 185         flags = CODE_FLAG_MALLOC;
 186 #endif
 187
 188         if (!pagesize)
 189                 pagesize = query_pagesize ();
 190
 191         if (dynamic) {
 192                 chunk_size = size;
 193                 flags = CODE_FLAG_MALLOC;
 194         }
 195         else {
 196                 minsize = pagesize * MIN_PAGES;
 197                 if (size < minsize)
 198                         chunk_size = minsize;
 199                 else {
 200                         chunk_size = size;
 201                         chunk_size += pagesize - 1;
 202                         chunk_size &= ~ (pagesize - 1);
 203                 }
 204         }
 205 #ifdef BIND_ROOM
 206         bsize = chunk_size / BIND_ROOM;
 207         if (bsize < MIN_BSIZE)
 208                 bsize = MIN_BSIZE;
 209         bsize += MIN_ALIGN -1;
 210         bsize &= ~ (MIN_ALIGN - 1);
 211         if (chunk_size - size < bsize) {
 212                 if (dynamic)
 213                         chunk_size = size + bsize;
 214                 else
 215                         chunk_size += pagesize;
 216         }
 217 #endif
 218
 219         /* does it make sense to use the mmap-like API? */
 220         if (flags == CODE_FLAG_MALLOC) {
 221                 ptr = malloc (chunk_size);
 222                 if (!ptr)
 223                         return NULL;
 224
 225         }
 226         else {
 227 #ifndef FORCE_MALLOC
 228                 ptr = mmap (0, chunk_size, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|ARCH_MAP_FLAGS, -1, 0);
 229                 if (ptr == (void*)-1) {
 230                         int fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
 231                         if (fd != -1) {
 232                                 ptr = mmap (0, chunk_size, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|ARCH_MAP_FLAGS, fd, 0);
 233                                 close (fd);
 234                         }
 235                         if (ptr == (void*)-1) {
 236                                 ptr = malloc (chunk_size);
 237                                 if (!ptr)
 238                                         return NULL;
 239                                 flags = CODE_FLAG_MALLOC;
 240                         }
 241                 }
 242 #else
 243                 return NULL;
 244 #endif
 245         }
 246
 247         if (flags == CODE_FLAG_MALLOC) {
 248                 /*
 249                  * AMD64 processors maintain icache coherency only for pages which are
 250                  * marked executable.
 251                  */
 252 #ifndef PLATFORM_WIN32
 253                 {
 254                         char *page_start = (char *) (((unsigned long long) (ptr)) & ~ (pagesize - 1));
 255                         int pages = ((char*)ptr + chunk_size - page_start + pagesize - 1) / pagesize;
 256                         int err = mprotect (page_start, pages * pagesize, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC);
 257                         assert (!err);
 258                 }
 259 #else
 260                 {
 261                         DWORD oldp;
 262                         int err = VirtualProtect (ptr, chunk_size, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &oldp);
 263                         assert (err);
 264                 }
 265 #endif
 266
 267                         /* Make sure the thunks area is zeroed */
 268                         memset (ptr, 0, bsize);
 269         }
 270
 271         chunk = malloc (sizeof (CodeChunk));
 272         if (!chunk) {
 273                 if (flags == CODE_FLAG_MALLOC)
 274                         free (ptr);
 275 #ifndef FORCE_MALLOC
 276                 else
 277                         munmap (ptr, chunk_size);
 278 #endif
 279                 return NULL;
 280         }
 281         chunk->next = NULL;
 282         chunk->size = chunk_size;
 283         chunk->data = ptr;
 284         chunk->flags = flags;
 285         chunk->pos = bsize;
 286         chunk->bsize = bsize;
 287
 288         /*printf ("code chunk at: %p\n", ptr);*/
 289         return chunk;
 290 }
 291
 292 void*
 293 mono_code_manager_reserve (MonoCodeManager *cman, int size)
 294 {
 295         CodeChunk *chunk, *prev;
 296         void *ptr;
 297
 298         size += MIN_ALIGN;
 299         size &= ~ (MIN_ALIGN - 1);
 300
 301         if (!cman->current) {
 302                 cman->current = new_codechunk (cman->dynamic, size);
 303                 if (!cman->current)
 304                         return NULL;
 305         }
 306
 307         for (chunk = cman->current; chunk; chunk = chunk->next) {
 308                 if (chunk->pos + size <= chunk->size) {
 309                         ptr = chunk->data + chunk->pos;
 310                         chunk->pos += size;
 311                         return ptr;
 312                 }
 313         }
 314         /*
 315          * no room found, move one filled chunk to cman->full
 316          * to keep cman->current from growing too much
 317          */
 318         prev = NULL;
 319         for (chunk = cman->current; chunk; prev = chunk, chunk = chunk->next) {
 320                 if (chunk->pos + MIN_ALIGN * 4 <= chunk->size)
 321                         continue;
 322                 if (prev) {
 323                         prev->next = chunk->next;
 324                 } else {
 325                         cman->current = chunk->next;
 326                 }
 327                 chunk->next = cman->full;
 328                 cman->full = chunk;
 329                 break;
 330         }
 331         chunk = new_codechunk (cman->dynamic, size);
 332         if (!chunk)
 333                 return NULL;
 334         chunk->next = cman->current;
 335         cman->current = chunk;
 336         chunk->pos += size;
 337         return chunk->data;
 338 }
 339
 340 /*
 341  * if we reserved too much room for a method and we didn't allocate
 342  * already from the code manager, we can get back the excess allocation.
 343  */
 344 void
 345 mono_code_manager_commit (MonoCodeManager *cman, void *data, int size, int newsize)
 346 {
 347         newsize += MIN_ALIGN;
 348         newsize &= ~ (MIN_ALIGN - 1);
 349         size += MIN_ALIGN;
 350         size &= ~ (MIN_ALIGN - 1);
 351
 352         if (cman->current && (size != newsize) && (data == cman->current->data + cman->current->pos - size)) {
 353                 cman->current->pos -= size - newsize;
 354         }
 355 }
 356