[threads] Store MonoInternalThread in MonoThreadInfo for use when detaching (#5058)
[mono.git] / mono / metadata / sgen-mono.c
index 6372084d21dfb43b801fd1a0374c5aeb12a463c1..0264158494f283930fde29f68eb244fa42adaf34 100644 (file)
@@ -1,5 +1,6 @@
-/*
- * sgen-mono.c: SGen features specific to Mono.
+/**
+ * \file
+ * SGen features specific to Mono.
  *
  * Copyright (C) 2014 Xamarin Inc
  *
@@ -16,7 +17,7 @@
 #include "sgen/sgen-client.h"
 #include "sgen/sgen-cardtable.h"
 #include "sgen/sgen-pinning.h"
-#include "sgen/sgen-thread-pool.h"
+#include "sgen/sgen-workers.h"
 #include "metadata/marshal.h"
 #include "metadata/method-builder.h"
 #include "metadata/abi-details.h"
@@ -28,8 +29,8 @@
 #include "utils/mono-memory-model.h"
 #include "utils/mono-logger-internals.h"
 #include "utils/mono-threads-coop.h"
-#include "sgen/sgen-thread-pool.h"
 #include "utils/mono-threads.h"
+#include "metadata/w32handle.h"
 
 #ifdef HEAVY_STATISTICS
 static guint64 stat_wbarrier_set_arrayref = 0;
@@ -49,12 +50,6 @@ gboolean sgen_mono_xdomain_checks = FALSE;
 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
 
-#ifdef HAVE_KW_THREAD
-__thread SgenThreadInfo *sgen_thread_info;
-#else
-MonoNativeTlsKey thread_info_key;
-#endif
-
 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
 
 #define OPDEF(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) \
@@ -77,7 +72,7 @@ ptr_on_stack (void *ptr)
        gpointer stack_start = &stack_start;
        SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
 
-       if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->client_info.stack_end)
+       if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->client_info.info.stack_end)
                return TRUE;
        return FALSE;
 }
@@ -133,7 +128,7 @@ mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *
 /**
  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
  *
- * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
+ * Write barrier to call when \p obj is the result of a clone or copy of an object.
  */
 void
 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
@@ -158,6 +153,9 @@ mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
        sgen_get_remset ()->wbarrier_object_copy (obj, src);
 }
 
+/**
+ * mono_gc_wbarrier_set_arrayref:
+ */
 void
 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
 {
@@ -173,6 +171,9 @@ mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* va
        sgen_get_remset ()->wbarrier_set_field ((GCObject*)arr, slot_ptr, value);
 }
 
+/**
+ * mono_gc_wbarrier_set_field:
+ */
 void
 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
 {
@@ -180,9 +181,15 @@ mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* val
 }
 
 void
-mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
+mono_gc_wbarrier_range_copy (gpointer _dest, gpointer _src, int size)
 {
-       sgen_wbarrier_value_copy_bitmap (_dest, _src, size, bitmap);
+       sgen_wbarrier_range_copy (_dest, _src, size);
+}
+
+void*
+mono_gc_get_range_copy_func (void)
+{
+       return sgen_get_remset ()->wbarrier_range_copy;
 }
 
 int
@@ -212,7 +219,13 @@ sgen_has_critical_method (void)
        return sgen_has_managed_allocator ();
 }
 
-#ifndef DISABLE_JIT
+gboolean
+mono_gc_is_critical_method (MonoMethod *method)
+{
+       return sgen_is_critical_method (method);
+}
+
+#ifdef ENABLE_ILGEN
 
 static void
 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels, gboolean is_concurrent)
@@ -284,7 +297,7 @@ mono_gc_get_specific_write_barrier (gboolean is_concurrent)
        else
                mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_noconc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
 
-#ifndef DISABLE_JIT
+#ifdef ENABLE_ILGEN
 #ifdef MANAGED_WBARRIER
        emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels, is_concurrent);
        /*
@@ -499,12 +512,18 @@ sgen_client_run_finalize (MonoObject *obj)
        mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
 }
 
+/**
+ * mono_gc_invoke_finalizers:
+ */
 int
 mono_gc_invoke_finalizers (void)
 {
        return sgen_gc_invoke_finalizers ();
 }
 
+/**
+ * mono_gc_pending_finalizers:
+ */
 MonoBoolean
 mono_gc_pending_finalizers (void)
 {
@@ -536,12 +555,11 @@ object_in_domain_predicate (MonoObject *obj, void *user_data)
 
 /**
  * mono_gc_finalizers_for_domain:
- * @domain: the unloading appdomain
- * @out_array: output array
- * @out_size: size of output array
- *
- * Enqueue for finalization all objects that belong to the unloading appdomain @domain
- * @suspend is used for early termination of the enqueuing process.
+ * \param domain the unloading appdomain
+ * \param out_array output array
+ * \param out_size size of output array
+ * Enqueue for finalization all objects that belong to the unloading appdomain \p domain.
+ * \p suspend is used for early termination of the enqueuing process.
  */
 void
 mono_gc_finalize_domain (MonoDomain *domain)
@@ -855,6 +873,10 @@ mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
 
        sgen_clear_nursery_fragments ();
 
+       FOREACH_THREAD (info) {
+               mono_handle_stack_free_domain ((HandleStack*)info->client_info.info.handle_stack, domain);
+       } FOREACH_THREAD_END
+
        if (sgen_mono_xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
                sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
                sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
@@ -958,6 +980,9 @@ mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable, size_t size)
        return obj;
 }
 
+/**
+ * mono_gc_alloc_fixed:
+ */
 void*
 mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
 {
@@ -972,6 +997,9 @@ mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource sourc
        return res;
 }
 
+/**
+ * mono_gc_free_fixed:
+ */
 void
 mono_gc_free_fixed (void* addr)
 {
@@ -988,9 +1016,6 @@ static MonoMethod* slowpath_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
 
 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
-
-#if defined(HAVE_KW_THREAD) || defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
-
 // Cache the SgenThreadInfo pointer in a local 'var'.
 #define EMIT_TLS_ACCESS_VAR(mb, var) \
        do { \
@@ -1021,14 +1046,6 @@ static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
        mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
        } while (0)
 
-#else
-#define EMIT_TLS_ACCESS_VAR(mb, _var)  do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
-#define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb, _var)    do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
-#define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb, _var)     do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
-#define EMIT_TLS_ACCESS_IN_CRITICAL_REGION_ADDR(mb, _var)      do { g_error ("sgen is not supported when using --with-tls=pthread.\n"); } while (0)
-
-#endif
-
 /* FIXME: Do this in the JIT, where specialized allocation sequences can be created
  * for each class. This is currently not easy to do, as it is hard to generate basic 
  * blocks + branches, but it is easy with the linear IL codebase.
@@ -1040,9 +1057,9 @@ static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
 static MonoMethod*
 create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
 {
-       int p_var, size_var, thread_var G_GNUC_UNUSED;
+       int p_var, size_var, real_size_var, thread_var G_GNUC_UNUSED;
        gboolean slowpath = variant == MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH;
-       guint32 slowpath_branch, max_size_branch;
+       guint32 fastpath_branch, max_size_branch, no_oom_branch;
        MonoMethodBuilder *mb;
        MonoMethod *res;
        MonoMethodSignature *csig;
@@ -1089,7 +1106,7 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
 
        mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, name, MONO_WRAPPER_ALLOC);
 
-#ifndef DISABLE_JIT
+#ifdef ENABLE_ILGEN
        if (slowpath) {
                switch (atype) {
                case ATYPE_NORMAL:
@@ -1253,6 +1270,14 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
        mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_NONE);
 #endif
 
+       if (nursery_canaries_enabled ()) {
+               real_size_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
+               mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
+               mono_mb_emit_stloc(mb, real_size_var);
+       }
+       else
+               real_size_var = size_var;
+
        /* size += ALLOC_ALIGN - 1; */
        mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
        mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_ALLOC_ALIGN - 1);
@@ -1291,12 +1316,17 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
        mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
        mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
        mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
+
+       if (nursery_canaries_enabled ()) {
+                       mono_mb_emit_icon (mb, CANARY_SIZE);
+                       mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
+       }
        mono_mb_emit_stloc (mb, new_next_var);
 
        /* if (G_LIKELY (new_next < tlab_temp_end)) */
        mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
        EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END (mb, thread_var);
-       slowpath_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLT_UN_S);
+       fastpath_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLT_UN_S);
 
        /* Slowpath */
        if (atype != ATYPE_SMALL)
@@ -1319,7 +1349,7 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
 
        /* FIXME: mono_gc_alloc_obj takes a 'size_t' as an argument, not an int32 */
        mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
-       mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
+       mono_mb_emit_ldloc (mb, real_size_var);
        if (atype == ATYPE_NORMAL || atype == ATYPE_SMALL) {
                mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_obj);
        } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
@@ -1331,10 +1361,17 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
        } else {
                g_assert_not_reached ();
        }
+
+       /* if (ret == NULL) throw OOM; */
+       mono_mb_emit_byte (mb, CEE_DUP);
+       no_oom_branch = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BRTRUE);
+       mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
+
+       mono_mb_patch_branch (mb, no_oom_branch);
        mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
 
        /* Fastpath */
-       mono_mb_patch_short_branch (mb, slowpath_branch);
+       mono_mb_patch_short_branch (mb, fastpath_branch);
 
        /* FIXME: Memory barrier */
 
@@ -1348,6 +1385,17 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
        mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
        mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
 
+       /* mark object end with nursery word */
+       if (nursery_canaries_enabled ()) {
+                       mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
+                       mono_mb_emit_ldloc (mb, real_size_var);
+                       mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
+                       mono_mb_emit_icon8 (mb, (mword) CANARY_STRING);
+                       mono_mb_emit_icon (mb, CANARY_SIZE);
+                       mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_PREFIX1);
+                       mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CPBLK);
+       }
+
        if (atype == ATYPE_VECTOR) {
                /* arr->max_length = max_length; */
                mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
@@ -1393,7 +1441,7 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
        info->d.alloc.gc_name = "sgen";
        info->d.alloc.alloc_type = atype;
 
-#ifndef DISABLE_JIT
+#ifdef ENABLE_ILGEN
        mb->init_locals = FALSE;
 #endif
 
@@ -1422,8 +1470,6 @@ mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean know
 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
        if (collect_before_allocs)
                return NULL;
-       if (!mono_runtime_has_tls_get ())
-               return NULL;
        if (klass->instance_size > tlab_size)
                return NULL;
        if (known_instance_size && ALIGN_TO (klass->instance_size, SGEN_ALLOC_ALIGN) >= SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
@@ -1452,8 +1498,6 @@ mono_gc_get_managed_array_allocator (MonoClass *klass)
 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
        if (klass->rank != 1)
                return NULL;
-       if (!mono_runtime_has_tls_get ())
-               return NULL;
        if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
                return NULL;
        if (has_per_allocation_action)
@@ -1482,9 +1526,6 @@ mono_gc_get_managed_allocator_by_type (int atype, ManagedAllocatorVariant varian
        if (variant == MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR && !use_managed_allocator)
                return NULL;
 
-       if (variant == MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR && !mono_runtime_has_tls_get ())
-               return NULL;
-
        switch (variant) {
        case MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR: cache = alloc_method_cache; break;
        case MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH: cache = slowpath_alloc_method_cache; break;
@@ -1540,71 +1581,10 @@ sgen_has_managed_allocator (void)
        return FALSE;
 }
 
-/*
- * Cardtable scanning
- */
-
-#define MWORD_MASK (sizeof (mword) - 1)
-
-static inline int
-find_card_offset (mword card)
-{
-/*XXX Use assembly as this generates some pretty bad code */
-#if defined(__i386__) && defined(__GNUC__)
-       return  (__builtin_ffs (card) - 1) / 8;
-#elif defined(__x86_64__) && defined(__GNUC__)
-       return (__builtin_ffsll (card) - 1) / 8;
-#elif defined(__s390x__)
-       return (__builtin_ffsll (GUINT64_TO_LE(card)) - 1) / 8;
-#else
-       int i;
-       guint8 *ptr = (guint8 *) &card;
-       for (i = 0; i < sizeof (mword); ++i) {
-               if (ptr[i])
-                       return i;
-       }
-       return 0;
-#endif
-}
-
-static guint8*
-find_next_card (guint8 *card_data, guint8 *end)
-{
-       mword *cards, *cards_end;
-       mword card;
-
-       while ((((mword)card_data) & MWORD_MASK) && card_data < end) {
-               if (*card_data)
-                       return card_data;
-               ++card_data;
-       }
-
-       if (card_data == end)
-               return end;
-
-       cards = (mword*)card_data;
-       cards_end = (mword*)((mword)end & ~MWORD_MASK);
-       while (cards < cards_end) {
-               card = *cards;
-               if (card)
-                       return (guint8*)cards + find_card_offset (card);
-               ++cards;
-       }
-
-       card_data = (guint8*)cards_end;
-       while (card_data < end) {
-               if (*card_data)
-                       return card_data;
-               ++card_data;
-       }
-
-       return end;
-}
-
 #define ARRAY_OBJ_INDEX(ptr,array,elem_size) (((char*)(ptr) - ((char*)(array) + G_STRUCT_OFFSET (MonoArray, vector))) / (elem_size))
 
 gboolean
-sgen_client_cardtable_scan_object (GCObject *obj, mword block_obj_size, guint8 *cards, ScanCopyContext ctx)
+sgen_client_cardtable_scan_object (GCObject *obj, guint8 *cards, ScanCopyContext ctx)
 {
        MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
        MonoClass *klass = vt->klass;
@@ -1657,8 +1637,8 @@ sgen_client_cardtable_scan_object (GCObject *obj, mword block_obj_size, guint8 *
 LOOP_HEAD:
 #endif
 
-               card_data = find_next_card (card_data, card_data_end);
-               for (; card_data < card_data_end; card_data = find_next_card (card_data + 1, card_data_end)) {
+               card_data = sgen_find_next_card (card_data, card_data_end);
+               for (; card_data < card_data_end; card_data = sgen_find_next_card (card_data + 1, card_data_end)) {
                        size_t index;
                        size_t idx = (card_data - card_base) + extra_idx;
                        char *start = (char*)(obj_start + idx * CARD_SIZE_IN_BYTES);
@@ -1974,6 +1954,15 @@ precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end
                }
                break;
        }
+       case ROOT_DESC_VECTOR: {
+               void **p;
+
+               for (p = start_root; p < end_root; p++) {
+                       if (*p)
+                               add_profile_gc_root (report, *p, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
+               }
+               break;
+       }
        case ROOT_DESC_USER: {
                MonoGCRootMarkFunc marker = (MonoGCRootMarkFunc)sgen_get_user_descriptor_func (desc);
                root_report = report;
@@ -2070,7 +2059,7 @@ mono_sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
         * lock-free data structure for the queue as multiple threads will be
         * adding to it at the same time.
         */
-       if (sgen_thread_pool_is_thread_pool_thread (mono_native_thread_id_get ())) {
+       if (sgen_workers_is_worker_thread (mono_native_thread_id_get ())) {
                sgen_pointer_queue_add (&moved_objects_queue, obj);
                sgen_pointer_queue_add (&moved_objects_queue, destination);
        } else {
@@ -2150,22 +2139,20 @@ walk_references (GCObject *start, size_t size, void *data)
 
 /**
  * mono_gc_walk_heap:
- * @flags: flags for future use
- * @callback: a function pointer called for each object in the heap
- * @data: a user data pointer that is passed to callback
- *
- * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
- * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
+ * \param flags flags for future use
+ * \param callback a function pointer called for each object in the heap
+ * \param data a user data pointer that is passed to callback
+ * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap;
+ * for each object, \p callback is invoked, providing info about the object's
  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
- * For each referenced object it's offset from the object address is
+ * For each referenced object its offset from the object address is
  * reported in the offsets array.
  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
  * argument will be zero.
- * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
+ * Note that this function can be only called in the \c MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
  * profiler event handler.
- *
- * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
+ * \returns a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
  */
 int
 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
@@ -2201,18 +2188,16 @@ mono_gc_get_gc_callbacks ()
        return &gc_callbacks;
 }
 
-void
-sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
+gpointer
+mono_gc_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
 {
-       size_t stsize = 0;
-       guint8 *staddr = NULL;
+       return sgen_thread_attach (info);
+}
 
-#ifndef HAVE_KW_THREAD
-       g_assert (!mono_native_tls_get_value (thread_info_key));
-       mono_native_tls_set_value (thread_info_key, info);
-#else
-       sgen_thread_info = info;
-#endif
+void
+sgen_client_thread_attach (SgenThreadInfo* info)
+{
+       mono_tls_set_sgen_thread_info (info);
 
        info->client_info.skip = 0;
 
@@ -2223,17 +2208,6 @@ sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
        info->client_info.signal = 0;
 #endif
 
-       mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
-       if (staddr) {
-               info->client_info.stack_start_limit = staddr;
-               info->client_info.stack_end = staddr + stsize;
-       } else {
-               gsize stack_bottom = (gsize)stack_bottom_fallback;
-               stack_bottom += 4095;
-               stack_bottom &= ~4095;
-               info->client_info.stack_end = (char*)stack_bottom;
-       }
-
        memset (&info->client_info.ctx, 0, sizeof (MonoContext));
 
        if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func)
@@ -2241,21 +2215,23 @@ sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
 
        binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
 
-       SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_end);
+       SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.info.stack_end);
 
        info->client_info.info.handle_stack = mono_handle_stack_alloc ();
 }
 
 void
-sgen_client_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
+mono_gc_thread_detach_with_lock (SgenThreadInfo *info)
+{
+       return sgen_thread_detach_with_lock (info);
+}
+
+void
+sgen_client_thread_detach_with_lock (SgenThreadInfo *p)
 {
        MonoNativeThreadId tid;
 
-#ifndef HAVE_KW_THREAD
-       mono_native_tls_set_value (thread_info_key, NULL);
-#else
-       sgen_thread_info = NULL;
-#endif
+       mono_tls_set_sgen_thread_info (NULL);
 
        tid = mono_thread_info_get_tid (p);
 
@@ -2283,46 +2259,25 @@ mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
        LOCK_GC;
        info->client_info.gc_disabled = skip;
        UNLOCK_GC;
-}
-
-static gboolean
-is_critical_method (MonoMethod *method)
-{
-       return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
-}
-
-static gboolean
-thread_in_critical_region (SgenThreadInfo *info)
-{
-       return info->client_info.in_critical_region;
-}
 
-static void
-sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
-{
-       if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func && !info->client_info.runtime_data)
-               info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
-}
-
-static void
-sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
-{
-       /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
-        * know about, marshal will register it with mono_threads_attach_coop, but
-        * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
-        * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
-        * the thread
-        */
-       if (mono_thread_internal_current_is_attached ())
-               mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
+       if (skip) {
+               /* If we skip scanning a thread with a non-empty handle stack, we may move an
+                * object but fail to update the reference in the handle.
+                */
+               HandleStack *stack = info->client_info.info.handle_stack;
+               g_assert (stack == NULL || mono_handle_stack_is_empty (stack));
+       }
 }
 
 gboolean
-mono_gc_register_thread (void *baseptr)
+mono_gc_thread_in_critical_region (SgenThreadInfo *info)
 {
-       return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
+       return info->client_info.in_critical_region;
 }
 
+/**
+ * mono_gc_is_gc_thread:
+ */
 gboolean
 mono_gc_is_gc_thread (void)
 {
@@ -2357,6 +2312,22 @@ mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
        return obj;
 }
 
+typedef struct {
+       void **start_nursery;
+       void **end_nursery;
+} PinHandleStackInteriorPtrData;
+
+/* Called when we're scanning the handle stack imprecisely and we encounter a pointer into the
+   middle of an object.
+ */
+static void
+pin_handle_stack_interior_ptrs (void **ptr_slot, void *user_data)
+{
+       PinHandleStackInteriorPtrData *ud = (PinHandleStackInteriorPtrData *)user_data;
+       sgen_conservatively_pin_objects_from (ptr_slot, ptr_slot+1, ud->start_nursery, ud->end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
+}
+
+
 /*
  * Mark from thread stacks and registers.
  */
@@ -2371,26 +2342,35 @@ sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean p
                void *aligned_stack_start;
 
                if (info->client_info.skip) {
-                       SGEN_LOG (3, "Skipping dead thread %p, range: %p-%p, size: %zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start);
+                       SGEN_LOG (3, "Skipping dead thread %p, range: %p-%p, size: %zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.info.stack_end, (char*)info->client_info.info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start);
                        skip_reason = 1;
                } else if (info->client_info.gc_disabled) {
-                       SGEN_LOG (3, "GC disabled for thread %p, range: %p-%p, size: %zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start);
+                       SGEN_LOG (3, "GC disabled for thread %p, range: %p-%p, size: %zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.info.stack_end, (char*)info->client_info.info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start);
                        skip_reason = 2;
                } else if (!mono_thread_info_is_live (info)) {
-                       SGEN_LOG (3, "Skipping non-running thread %p, range: %p-%p, size: %zd (state %x)", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start, info->client_info.info.thread_state);
+                       SGEN_LOG (3, "Skipping non-running thread %p, range: %p-%p, size: %zd (state %x)", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.info.stack_end, (char*)info->client_info.info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start, info->client_info.info.thread_state);
                        skip_reason = 3;
                } else if (!info->client_info.stack_start) {
                        SGEN_LOG (3, "Skipping starting or detaching thread %p", info);
                        skip_reason = 4;
                }
 
-               binary_protocol_scan_stack ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, skip_reason);
+               binary_protocol_scan_stack ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_start, info->client_info.info.stack_end, skip_reason);
 
-               if (skip_reason)
+               if (skip_reason) {
+                       if (precise) {
+                               /* If we skip a thread with a non-empty handle stack and then it
+                                * resumes running we may potentially move an object but fail to
+                                * update the reference in the handle.
+                                */
+                               HandleStack *stack = info->client_info.info.handle_stack;
+                               g_assert (stack == NULL || mono_handle_stack_is_empty (stack));
+                       }
                        continue;
+               }
 
                g_assert (info->client_info.stack_start);
-               g_assert (info->client_info.stack_end);
+               g_assert (info->client_info.info.stack_end);
 
                aligned_stack_start = (void*)(mword) ALIGN_TO ((mword)info->client_info.stack_start, SIZEOF_VOID_P);
 #ifdef HOST_WIN32
@@ -2410,16 +2390,16 @@ sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean p
 #endif
 
                g_assert (info->client_info.suspend_done);
-               SGEN_LOG (3, "Scanning thread %p, range: %p-%p, size: %zd, pinned=%zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, (char*)info->client_info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start, sgen_get_pinned_count ());
+               SGEN_LOG (3, "Scanning thread %p, range: %p-%p, size: %zd, pinned=%zd", info, info->client_info.stack_start, info->client_info.info.stack_end, (char*)info->client_info.info.stack_end - (char*)info->client_info.stack_start, sgen_get_pinned_count ());
                if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
-                       mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func (info->client_info.runtime_data, (guint8 *)aligned_stack_start, (guint8 *)info->client_info.stack_end, precise, &ctx);
+                       mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func (info->client_info.runtime_data, (guint8 *)aligned_stack_start, (guint8 *)info->client_info.info.stack_end, precise, &ctx);
                } else if (!precise) {
                        if (!conservative_stack_mark) {
                                fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
                                conservative_stack_mark = TRUE;
                        }
                        //FIXME we should eventually use the new stack_mark from coop
-                       sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)aligned_stack_start, (void **)info->client_info.stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
+                       sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)aligned_stack_start, (void **)info->client_info.info.stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
                }
 
                if (!precise) {
@@ -2429,7 +2409,7 @@ sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean p
                        {
                                // This is used on Coop GC for platforms where we cannot get the data for individual registers.
                                // We force a spill of all registers into the stack and pass a chunk of data into sgen.
-                               //FIXME under coop, for now, what we need to ensure is that we scan any extra memory from info->client_info.stack_end to stack_mark
+                               //FIXME under coop, for now, what we need to ensure is that we scan any extra memory from info->client_info.info.stack_end to stack_mark
                                MonoThreadUnwindState *state = &info->client_info.info.thread_saved_state [SELF_SUSPEND_STATE_INDEX];
                                if (state && state->gc_stackdata) {
                                        sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)state->gc_stackdata, (void**)((char*)state->gc_stackdata + state->gc_stackdata_size),
@@ -2437,8 +2417,21 @@ sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean p
                                }
                        }
                }
-               if (precise && info->client_info.info.handle_stack) {
-                       mono_handle_stack_scan ((HandleStack*)info->client_info.info.handle_stack, (GcScanFunc)ctx.ops->copy_or_mark_object, ctx.queue);
+               if (info->client_info.info.handle_stack) {
+                       /*
+                         Make two passes over the handle stack.  On the imprecise pass, pin all
+                         objects where the handle points into the interior of the object. On the
+                         precise pass, copy or mark all the objects that have handles to the
+                         beginning of the object.
+                       */
+                       if (precise)
+                               mono_handle_stack_scan ((HandleStack*)info->client_info.info.handle_stack, (GcScanFunc)ctx.ops->copy_or_mark_object, ctx.queue, precise);
+                       else {
+                               PinHandleStackInteriorPtrData ud = { .start_nursery = start_nursery,
+                                                                    .end_nursery = end_nursery,
+                               };
+                               mono_handle_stack_scan ((HandleStack*)info->client_info.info.handle_stack, pin_handle_stack_interior_ptrs, &ud, precise);
+                       }
                }
        } FOREACH_THREAD_END
 }
@@ -2457,8 +2450,8 @@ mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
        LOCK_GC;
        info = mono_thread_info_current ();
        if (info) {
-               SGEN_ASSERT (0, stack_end < info->client_info.stack_end, "Can only lower stack end");
-               info->client_info.stack_end = stack_end;
+               SGEN_ASSERT (0, stack_end < info->client_info.info.stack_end, "Can only lower stack end");
+               info->client_info.info.stack_end = stack_end;
        }
        UNLOCK_GC;
 }
@@ -2493,7 +2486,13 @@ mono_gc_deregister_root (char* addr)
 int
 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
 {
-       return pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
+       int res;
+
+       mono_threads_join_lock ();
+       res = pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
+       mono_threads_join_unlock ();
+
+       return res;
 }
 #endif
 
@@ -2619,7 +2618,7 @@ void*
 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
 {
        *size = sgen_nursery_size;
-       *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
+       *shift_bits = sgen_nursery_bits;
        return sgen_get_nursery_start ();
 }
 
@@ -2643,10 +2642,9 @@ sgen_client_metadata_for_object (GCObject *obj)
 
 /**
  * mono_gchandle_is_in_domain:
- * @gchandle: a GCHandle's handle.
- * @domain: An application domain.
- *
- * Returns: TRUE if the object wrapped by the @gchandle belongs to the specific @domain.
+ * \param gchandle a GCHandle's handle.
+ * \param domain An application domain.
+ * \returns TRUE if the object wrapped by the \p gchandle belongs to the specific \p domain.
  */
 gboolean
 mono_gchandle_is_in_domain (guint32 gchandle, MonoDomain *domain)
@@ -2657,7 +2655,7 @@ mono_gchandle_is_in_domain (guint32 gchandle, MonoDomain *domain)
 
 /**
  * mono_gchandle_free_domain:
- * @unloading: domain that is unloading
+ * \param unloading domain that is unloading
  *
  * Function used internally to cleanup any GC handle for objects belonging
  * to the specified domain during appdomain unload.
@@ -2838,17 +2836,8 @@ sgen_client_vtable_get_name (MonoVTable *vt)
 void
 sgen_client_init (void)
 {
-       int dummy;
-       MonoThreadInfoCallbacks cb;
-
-       cb.thread_register = sgen_thread_register;
-       cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
-       cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
-       cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
-       cb.mono_method_is_critical = (gboolean (*)(void *))is_critical_method;
-       cb.mono_thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
-
-       mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
+       mono_thread_callbacks_init ();
+       mono_thread_info_init (sizeof (SgenThreadInfo));
 
        ///* Keep this the default for now */
        /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
@@ -2858,24 +2847,9 @@ sgen_client_init (void)
 
        mono_sgen_init_stw ();
 
-#ifndef HAVE_KW_THREAD
-       mono_native_tls_alloc (&thread_info_key, NULL);
-#if defined(TARGET_OSX) || defined(TARGET_WIN32) || defined(TARGET_ANDROID) || defined(TARGET_IOS)
-       /* 
-        * CEE_MONO_TLS requires the tls offset, not the key, so the code below only works on darwin,
-        * where the two are the same.
-        */
-       mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, thread_info_key);
-#endif
-#else
-       {
-               int tls_offset = -1;
-               MONO_THREAD_VAR_OFFSET (sgen_thread_info, tls_offset);
-               mono_tls_key_set_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO, tls_offset);
-       }
-#endif
+       mono_tls_init_gc_keys ();
 
-       mono_gc_register_thread (&dummy);
+       mono_thread_info_attach ();
 }
 
 gboolean
@@ -2966,6 +2940,9 @@ sgen_client_describe_invalid_pointer (GCObject *ptr)
 
 static gboolean gc_inited;
 
+/**
+ * mono_gc_base_init:
+ */
 void
 mono_gc_base_init (void)
 {
@@ -2990,22 +2967,15 @@ mono_gc_base_init (void)
 
        sgen_gc_init ();
 
-       if (nursery_canaries_enabled ())
-               sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
-
-#if defined(HAVE_KW_THREAD)
-       /* This can happen with using libmonosgen.so */
-       if (mono_tls_key_get_offset (TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO) == -1)
-               sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
-#endif
-
        gc_inited = TRUE;
 }
 
 void
 mono_gc_base_cleanup (void)
 {
-       sgen_thread_pool_shutdown ();
+       sgen_thread_pool_shutdown (major_collector.get_sweep_pool ());
+
+       sgen_workers_shutdown ();
 
        // We should have consumed any outstanding moves.
        g_assert (sgen_pointer_queue_is_empty (&moved_objects_queue));