Merge pull request #5415 from kumpera/wasm-support
[mono.git] / mono / metadata / sgen-mono.c
index 1964c55b064373fa05d69c01e5e3221f3cd6e8c3..8604d9321a0aa47e35178ebb6013b3e48fb5cd6c 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"
@@ -71,7 +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;
 }
@@ -127,7 +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)
@@ -152,6 +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)
 {
@@ -167,6 +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)
 {
@@ -174,9 +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
@@ -206,33 +219,13 @@ sgen_has_critical_method (void)
        return sgen_has_managed_allocator ();
 }
 
-static gboolean
-ip_in_critical_region (MonoDomain *domain, gpointer ip)
-{
-       MonoJitInfo *ji;
-       MonoMethod *method;
-
-       /*
-        * We pass false for 'try_aot' so this becomes async safe.
-        * It won't find aot methods whose jit info is not yet loaded,
-        * so we preload their jit info in the JIT.
-        */
-       ji = mono_jit_info_table_find_internal (domain, ip, FALSE, FALSE);
-       if (!ji)
-               return FALSE;
-
-       method = mono_jit_info_get_method (ji);
-
-       return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
-}
-
 gboolean
 mono_gc_is_critical_method (MonoMethod *method)
 {
        return sgen_is_critical_method (method);
 }
 
-#ifndef DISABLE_JIT
+#ifdef ENABLE_ILGEN
 
 static void
 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels, gboolean is_concurrent)
@@ -304,7 +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);
        /*
@@ -519,12 +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)
 {
@@ -556,12 +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)
@@ -875,6 +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);
@@ -944,10 +946,8 @@ mono_gc_alloc_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 {
        MonoObject *obj = sgen_alloc_obj (vtable, size);
 
-       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)) {
-               if (obj)
-                       mono_profiler_allocation (obj);
-       }
+       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_allocations_enabled ()) && obj)
+               MONO_PROFILER_RAISE (gc_allocation, (obj));
 
        return obj;
 }
@@ -957,10 +957,8 @@ mono_gc_alloc_pinned_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
 {
        MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_pinned (vtable, size);
 
-       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)) {
-               if (obj)
-                       mono_profiler_allocation (obj);
-       }
+       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_allocations_enabled ()) && obj)
+               MONO_PROFILER_RAISE (gc_allocation, (obj));
 
        return obj;
 }
@@ -970,14 +968,15 @@ mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable, size_t size)
 {
        MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_mature (vtable, size);
 
-       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)) {
-               if (obj)
-                       mono_profiler_allocation (obj);
-       }
+       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_allocations_enabled ()) && obj)
+               MONO_PROFILER_RAISE (gc_allocation, (obj));
 
        return obj;
 }
 
+/**
+ * mono_gc_alloc_fixed:
+ */
 void*
 mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
 {
@@ -992,6 +991,9 @@ mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource sourc
        return res;
 }
 
+/**
+ * mono_gc_free_fixed:
+ */
 void
 mono_gc_free_fixed (void* addr)
 {
@@ -1005,6 +1007,7 @@ mono_gc_free_fixed (void* addr)
 
 static MonoMethod* alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 static MonoMethod* slowpath_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
+static MonoMethod* profiler_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
 static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
 
 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
@@ -1051,6 +1054,7 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
 {
        int p_var, size_var, real_size_var, thread_var G_GNUC_UNUSED;
        gboolean slowpath = variant == MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH;
+       gboolean profiler = variant == MANAGED_ALLOCATOR_PROFILER;
        guint32 fastpath_branch, max_size_branch, no_oom_branch;
        MonoMethodBuilder *mb;
        MonoMethod *res;
@@ -1065,17 +1069,18 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
                mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_obj, "mono_gc_alloc_obj", mono_create_icall_signature ("object ptr int"), FALSE);
                mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_vector, "mono_gc_alloc_vector", mono_create_icall_signature ("object ptr int int"), FALSE);
                mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_string, "mono_gc_alloc_string", mono_create_icall_signature ("object ptr int int32"), FALSE);
+               mono_register_jit_icall (mono_profiler_raise_gc_allocation, "mono_profiler_raise_gc_allocation", mono_create_icall_signature ("void object"), FALSE);
                registered = TRUE;
        }
 
        if (atype == ATYPE_SMALL) {
-               name = slowpath ? "SlowAllocSmall" : "AllocSmall";
+               name = slowpath ? "SlowAllocSmall" : (profiler ? "ProfilerAllocSmall" : "AllocSmall");
        } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
-               name = slowpath ? "SlowAlloc" : "Alloc";
+               name = slowpath ? "SlowAlloc" : (profiler ? "ProfilerAlloc" : "Alloc");
        } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
-               name = slowpath ? "SlowAllocVector" : "AllocVector";
+               name = slowpath ? "SlowAllocVector" : (profiler ? "ProfilerAllocVector" : "AllocVector");
        } else if (atype == ATYPE_STRING) {
-               name = slowpath ? "SlowAllocString" : "AllocString";
+               name = slowpath ? "SlowAllocString" : (profiler ? "ProfilerAllocString" : "AllocString");
        } else {
                g_assert_not_reached ();
        }
@@ -1098,7 +1103,7 @@ 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:
@@ -1426,6 +1431,32 @@ create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
        mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
 
  done:
+
+       /*
+        * It's important that we do this outside of the critical region as we
+        * will be invoking arbitrary code.
+        */
+       if (profiler) {
+               /*
+                * if (G_UNLIKELY (*&mono_profiler_state.gc_allocation_count)) {
+                *      mono_profiler_raise_gc_allocation (p);
+                * }
+                */
+
+               mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
+               mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_PROFILER_ALLOCATION_COUNT);
+               mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
+
+               int prof_br = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BRFALSE_S);
+
+               mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
+               mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
+               mono_mb_emit_byte (mb, CEE_DUP);
+               mono_mb_emit_icall (mb, mono_profiler_raise_gc_allocation);
+
+               mono_mb_patch_short_branch (mb, prof_br);
+       }
+
        mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
 #endif
 
@@ -1433,7 +1464,7 @@ 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
 
@@ -1460,6 +1491,9 @@ MonoMethod*
 mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean known_instance_size)
 {
 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
+       ManagedAllocatorVariant variant = mono_profiler_allocations_enabled () ?
+               MANAGED_ALLOCATOR_PROFILER : MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR;
+
        if (collect_before_allocs)
                return NULL;
        if (klass->instance_size > tlab_size)
@@ -1470,15 +1504,13 @@ mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean know
                return NULL;
        if (klass->rank)
                return NULL;
-       if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
-               return NULL;
        if (klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_STRING)
-               return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_STRING, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
+               return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_STRING, variant);
        /* Generic classes have dynamic field and can go above MAX_SMALL_OBJ_SIZE. */
        if (known_instance_size)
-               return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_SMALL, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
+               return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_SMALL, variant);
        else
-               return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_NORMAL, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
+               return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_NORMAL, variant);
 #else
        return NULL;
 #endif
@@ -1490,13 +1522,12 @@ mono_gc_get_managed_array_allocator (MonoClass *klass)
 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
        if (klass->rank != 1)
                return NULL;
-       if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
-               return NULL;
        if (has_per_allocation_action)
                return NULL;
        g_assert (!mono_class_has_finalizer (klass) && !mono_class_is_marshalbyref (klass));
 
-       return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_VECTOR, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
+       return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_VECTOR, mono_profiler_allocations_enabled () ?
+               MANAGED_ALLOCATOR_PROFILER : MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
 #else
        return NULL;
 #endif
@@ -1515,12 +1546,13 @@ mono_gc_get_managed_allocator_by_type (int atype, ManagedAllocatorVariant varian
        MonoMethod *res;
        MonoMethod **cache;
 
-       if (variant == MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR && !use_managed_allocator)
+       if (variant != MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH && !use_managed_allocator)
                return NULL;
 
        switch (variant) {
        case MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR: cache = alloc_method_cache; break;
        case MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH: cache = slowpath_alloc_method_cache; break;
+       case MANAGED_ALLOCATOR_PROFILER: cache = profiler_alloc_method_cache; break;
        default: g_assert_not_reached (); break;
        }
 
@@ -1557,7 +1589,7 @@ sgen_is_managed_allocator (MonoMethod *method)
        int i;
 
        for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
-               if (method == alloc_method_cache [i] || method == slowpath_alloc_method_cache [i])
+               if (method == alloc_method_cache [i] || method == slowpath_alloc_method_cache [i] || method == profiler_alloc_method_cache [i])
                        return TRUE;
        return FALSE;
 }
@@ -1568,7 +1600,7 @@ sgen_has_managed_allocator (void)
        int i;
 
        for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
-               if (alloc_method_cache [i] || slowpath_alloc_method_cache [i])
+               if (alloc_method_cache [i] || slowpath_alloc_method_cache [i] || profiler_alloc_method_cache [i])
                        return TRUE;
        return FALSE;
 }
@@ -1719,8 +1751,8 @@ mono_gc_alloc_vector (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length)
        UNLOCK_GC;
 
  done:
-       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
-               mono_profiler_allocation (&arr->obj);
+       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_allocations_enabled ()))
+               MONO_PROFILER_RAISE (gc_allocation, (&arr->obj));
 
        SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Vector has incorrect size.");
        return arr;
@@ -1767,8 +1799,8 @@ mono_gc_alloc_array (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length, uint
        UNLOCK_GC;
 
  done:
-       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
-               mono_profiler_allocation (&arr->obj);
+       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_allocations_enabled ()))
+               MONO_PROFILER_RAISE (gc_allocation, (&arr->obj));
 
        SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Array has incorrect size.");
        return arr;
@@ -1808,8 +1840,8 @@ mono_gc_alloc_string (MonoVTable *vtable, size_t size, gint32 len)
        UNLOCK_GC;
 
  done:
-       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
-               mono_profiler_allocation (&str->object);
+       if (G_UNLIKELY (mono_profiler_allocations_enabled ()))
+               MONO_PROFILER_RAISE (gc_allocation, (&str->object));
 
        return str;
 }
@@ -1854,7 +1886,7 @@ notify_gc_roots (GCRootReport *report)
 {
        if (!report->count)
                return;
-       mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
+       MONO_PROFILER_RAISE (gc_roots, ((MonoObject **) report->objects, (MonoProfilerGCRootType *) report->root_types, report->extra_info, report->count));
        report->count = 0;
 }
 
@@ -1871,12 +1903,12 @@ add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t ex
 void
 sgen_client_nursery_objects_pinned (void **definitely_pinned, int count)
 {
-       if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
+       if (MONO_PROFILER_ENABLED (gc_roots)) {
                GCRootReport report;
                int idx;
                report.count = 0;
                for (idx = 0; idx < count; ++idx)
-                       add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
+                       add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILER_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILER_GC_ROOT_MISC, 0);
                notify_gc_roots (&report);
        }
 }
@@ -1892,7 +1924,7 @@ report_finalizer_roots_from_queue (SgenPointerQueue *queue)
                void *obj = queue->data [i];
                if (!obj)
                        continue;
-               add_profile_gc_root (&report, obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
+               add_profile_gc_root (&report, obj, MONO_PROFILER_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
        }
        notify_gc_roots (&report);
 }
@@ -1910,7 +1942,7 @@ static void
 single_arg_report_root (MonoObject **obj, void *gc_data)
 {
        if (*obj)
-               add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
+               add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILER_GC_ROOT_OTHER, 0);
 }
 
 static void
@@ -1921,7 +1953,7 @@ precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end
                desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
                while (desc) {
                        if ((desc & 1) && *start_root) {
-                               add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
+                               add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILER_GC_ROOT_OTHER, 0);
                        }
                        desc >>= 1;
                        start_root++;
@@ -1937,7 +1969,7 @@ precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end
                        void **objptr = start_run;
                        while (bmap) {
                                if ((bmap & 1) && *objptr) {
-                                       add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
+                                       add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILER_GC_ROOT_OTHER, 0);
                                }
                                bmap >>= 1;
                                ++objptr;
@@ -1951,7 +1983,7 @@ precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end
 
                for (p = start_root; p < end_root; p++) {
                        if (*p)
-                               add_profile_gc_root (report, *p, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
+                               add_profile_gc_root (report, *p, MONO_PROFILER_GC_ROOT_OTHER, 0);
                }
                break;
        }
@@ -1992,9 +2024,10 @@ report_registered_roots (void)
 void
 sgen_client_collecting_minor (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
 {
-       if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
+       if (MONO_PROFILER_ENABLED (gc_roots))
                report_registered_roots ();
-       if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
+
+       if (MONO_PROFILER_ENABLED (gc_roots))
                report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
 }
 
@@ -2004,7 +2037,7 @@ static gboolean profile_roots;
 void
 sgen_client_collecting_major_1 (void)
 {
-       profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
+       profile_roots = MONO_PROFILER_ENABLED (gc_roots);
        memset (&major_root_report, 0, sizeof (GCRootReport));
 }
 
@@ -2012,7 +2045,7 @@ void
 sgen_client_pinned_los_object (GCObject *obj)
 {
        if (profile_roots)
-               add_profile_gc_root (&major_root_report, (char*)obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
+               add_profile_gc_root (&major_root_report, (char*)obj, MONO_PROFILER_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILER_GC_ROOT_MISC, 0);
 }
 
 void
@@ -2021,14 +2054,14 @@ sgen_client_collecting_major_2 (void)
        if (profile_roots)
                notify_gc_roots (&major_root_report);
 
-       if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
+       if (MONO_PROFILER_ENABLED (gc_roots))
                report_registered_roots ();
 }
 
 void
 sgen_client_collecting_major_3 (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
 {
-       if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
+       if (MONO_PROFILER_ENABLED (gc_roots))
                report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
 }
 
@@ -2051,12 +2084,12 @@ 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 {
                if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
-                       mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
+                       MONO_PROFILER_RAISE (gc_moves, ((MonoObject **) moved_objects, moved_objects_idx));
                        moved_objects_idx = 0;
                }
 
@@ -2076,7 +2109,7 @@ mono_sgen_gc_event_moves (void)
        }
 
        if (moved_objects_idx) {
-               mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
+               MONO_PROFILER_RAISE (gc_moves, ((MonoObject **) moved_objects, moved_objects_idx));
                moved_objects_idx = 0;
        }
 }
@@ -2131,22 +2164,20 @@ 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)
@@ -2182,12 +2213,15 @@ 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);
+}
 
+void
+sgen_client_thread_attach (SgenThreadInfo* info)
+{
        mono_tls_set_sgen_thread_info (info);
 
        info->client_info.skip = 0;
@@ -2199,17 +2233,6 @@ 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)
@@ -2217,13 +2240,19 @@ 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;
 
@@ -2265,38 +2294,15 @@ mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
        }
 }
 
-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 ());
-}
-
 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)
 {
@@ -2331,6 +2337,22 @@ 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.
  */
@@ -2345,20 +2367,20 @@ 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 (precise) {
@@ -2373,7 +2395,7 @@ sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean p
                }
 
                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
@@ -2393,16 +2415,16 @@ 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) {
@@ -2412,7 +2434,7 @@ 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),
@@ -2420,8 +2442,21 @@ 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
 }
@@ -2440,8 +2475,8 @@ 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;
 }
@@ -2608,7 +2643,7 @@ 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 ();
 }
 
@@ -2632,10 +2667,9 @@ 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)
@@ -2646,7 +2680,7 @@ 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.
@@ -2693,7 +2727,8 @@ sgen_client_gchandle_created (int handle_type, GCObject *obj, guint32 handle)
 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
        mono_perfcounters->gc_num_handles++;
 #endif
-       mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_CREATED, handle_type, handle, obj);
+
+       MONO_PROFILER_RAISE (gc_handle_created, (handle, handle_type, obj));
 }
 
 void
@@ -2702,7 +2737,8 @@ sgen_client_gchandle_destroyed (int handle_type, guint32 handle)
 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
        mono_perfcounters->gc_num_handles--;
 #endif
-       mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_DESTROYED, handle_type, handle, NULL);
+
+       MONO_PROFILER_RAISE (gc_handle_deleted, (handle, handle_type));
 }
 
 void
@@ -2763,18 +2799,19 @@ mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value)
  */
 
 void
-sgen_client_degraded_allocation (size_t size)
+sgen_client_degraded_allocation (void)
 {
-       static int last_major_gc_warned = -1;
-       static int num_degraded = 0;
+       static gint32 last_major_gc_warned = -1;
+       static gint32 num_degraded = 0;
 
-       if (last_major_gc_warned < (int)gc_stats.major_gc_count) {
-               ++num_degraded;
-               if (num_degraded == 1 || num_degraded == 3)
+       gint32 major_gc_count = InterlockedRead (&gc_stats.major_gc_count);
+       if (InterlockedRead (&last_major_gc_warned) < major_gc_count) {
+               gint32 num = InterlockedIncrement (&num_degraded);
+               if (num == 1 || num == 3)
                        mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Degraded allocation.  Consider increasing nursery-size if the warning persists.");
-               else if (num_degraded == 10)
+               else if (num == 10)
                        mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Repeated degraded allocation.  Consider increasing nursery-size.");
-               last_major_gc_warned = gc_stats.major_gc_count;
+               InterlockedWrite (&last_major_gc_warned, major_gc_count);
        }
 }
 
@@ -2827,17 +2864,8 @@ 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_thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
-       cb.ip_in_critical_region = ip_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. */
@@ -2849,7 +2877,7 @@ sgen_client_init (void)
 
        mono_tls_init_gc_keys ();
 
-       mono_gc_register_thread (&dummy);
+       mono_thread_info_attach ();
 }
 
 gboolean
@@ -2940,6 +2968,9 @@ sgen_client_describe_invalid_pointer (GCObject *ptr)
 
 static gboolean gc_inited;
 
+/**
+ * mono_gc_base_init:
+ */
 void
 mono_gc_base_init (void)
 {