[sgen] Generational mono g hashtable
[mono.git] / mono / metadata / sgen-mono.c
1 /*
2  * sgen-mono.c: SGen features specific to Mono.
3  *
4  * Copyright (C) 2014 Xamarin Inc
5  *
6  * Licensed under the MIT license. See LICENSE file in the project root for full license information.
7  */
8
9 #include "config.h"
10 #ifdef HAVE_SGEN_GC
11
12 #include "sgen/sgen-gc.h"
13 #include "sgen/sgen-protocol.h"
14 #include "metadata/monitor.h"
15 #include "sgen/sgen-layout-stats.h"
16 #include "sgen/sgen-client.h"
17 #include "sgen/sgen-cardtable.h"
18 #include "sgen/sgen-pinning.h"
19 #include "sgen/sgen-thread-pool.h"
20 #include "metadata/marshal.h"
21 #include "metadata/method-builder.h"
22 #include "metadata/abi-details.h"
23 #include "metadata/mono-gc.h"
24 #include "metadata/runtime.h"
25 #include "metadata/sgen-bridge-internals.h"
26 #include "metadata/gc-internals.h"
27 #include "metadata/handle.h"
28 #include "utils/mono-memory-model.h"
29 #include "utils/mono-logger-internals.h"
30 #include "utils/mono-threads-coop.h"
31 #include "utils/mono-threads.h"
32 #include "metadata/w32handle.h"
33
34 #ifdef HEAVY_STATISTICS
35 static guint64 stat_wbarrier_set_arrayref = 0;
36 static guint64 stat_wbarrier_value_copy = 0;
37 static guint64 stat_wbarrier_object_copy = 0;
38
39 static guint64 los_marked_cards;
40 static guint64 los_array_cards;
41 static guint64 los_array_remsets;
42 #endif
43
44 /* If set, mark stacks conservatively, even if precise marking is possible */
45 static gboolean conservative_stack_mark = FALSE;
46 /* If set, check that there are no references to the domain left at domain unload */
47 gboolean sgen_mono_xdomain_checks = FALSE;
48
49 /* Functions supplied by the runtime to be called by the GC */
50 static MonoGCCallbacks gc_callbacks;
51
52 #define ALIGN_TO(val,align) ((((guint64)val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
53
54 #define OPDEF(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) \
55         a = i,
56
57 enum {
58 #include "mono/cil/opcode.def"
59         CEE_LAST
60 };
61
62 #undef OPDEF
63
64 /*
65  * Write barriers
66  */
67
68 static gboolean
69 ptr_on_stack (void *ptr)
70 {
71         gpointer stack_start = &stack_start;
72         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
73
74         if (ptr >= stack_start && ptr < (gpointer)info->client_info.stack_end)
75                 return TRUE;
76         return FALSE;
77 }
78
79 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
80 #undef HANDLE_PTR
81 #define HANDLE_PTR(ptr,obj) do {                                        \
82                 gpointer o = *(gpointer*)(ptr);                         \
83                 if ((o)) {                                              \
84                         gpointer d = ((char*)dest) + ((char*)(ptr) - (char*)(obj)); \
85                         binary_protocol_wbarrier (d, o, (gpointer) SGEN_LOAD_VTABLE (o)); \
86                 }                                                       \
87         } while (0)
88
89 static void
90 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (gpointer dest, char *start, mword desc)
91 {
92 #define SCAN_OBJECT_NOVTABLE
93 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
94 }
95 #endif
96
97 void
98 mono_gc_wbarrier_value_copy (gpointer dest, gpointer src, int count, MonoClass *klass)
99 {
100         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_value_copy);
101         g_assert (klass->valuetype);
102
103         SGEN_LOG (8, "Adding value remset at %p, count %d, descr %p for class %s (%p)", dest, count, (gpointer)klass->gc_descr, klass->name, klass);
104
105         if (sgen_ptr_in_nursery (dest) || ptr_on_stack (dest) || !sgen_gc_descr_has_references ((mword)klass->gc_descr)) {
106                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
107                 size_t size = count * element_size;
108                 mono_gc_memmove_atomic (dest, src, size);               
109                 return;
110         }
111
112 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
113         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ()) {
114                 size_t element_size = mono_class_value_size (klass, NULL);
115                 int i;
116                 for (i = 0; i < count; ++i) {
117                         scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier ((char*)dest + i * element_size,
118                                         (char*)src + i * element_size - sizeof (MonoObject),
119                                         (mword) klass->gc_descr);
120                 }
121         }
122 #endif
123
124         sgen_get_remset ()->wbarrier_value_copy (dest, src, count, mono_class_value_size (klass, NULL));
125 }
126
127 /**
128  * mono_gc_wbarrier_object_copy:
129  *
130  * Write barrier to call when obj is the result of a clone or copy of an object.
131  */
132 void
133 mono_gc_wbarrier_object_copy (MonoObject* obj, MonoObject *src)
134 {
135         int size;
136
137         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_object_copy);
138
139         SGEN_ASSERT (6, !ptr_on_stack (obj), "Why is this called for a non-reference type?");
140         if (sgen_ptr_in_nursery (obj) || !SGEN_OBJECT_HAS_REFERENCES (src)) {
141                 size = mono_object_class (obj)->instance_size;
142                 mono_gc_memmove_aligned ((char*)obj + sizeof (MonoObject), (char*)src + sizeof (MonoObject),
143                                 size - sizeof (MonoObject));
144                 return; 
145         }
146
147 #ifdef SGEN_HEAVY_BINARY_PROTOCOL
148         if (binary_protocol_is_heavy_enabled ())
149                 scan_object_for_binary_protocol_copy_wbarrier (obj, (char*)src, (mword) src->vtable->gc_descr);
150 #endif
151
152         sgen_get_remset ()->wbarrier_object_copy (obj, src);
153 }
154
155 void
156 mono_gc_wbarrier_set_arrayref (MonoArray *arr, gpointer slot_ptr, MonoObject* value)
157 {
158         HEAVY_STAT (++stat_wbarrier_set_arrayref);
159         if (sgen_ptr_in_nursery (slot_ptr)) {
160                 *(void**)slot_ptr = value;
161                 return;
162         }
163         SGEN_LOG (8, "Adding remset at %p", slot_ptr);
164         if (value)
165                 binary_protocol_wbarrier (slot_ptr, value, value->vtable);
166
167         sgen_get_remset ()->wbarrier_set_field ((GCObject*)arr, slot_ptr, value);
168 }
169
170 void
171 mono_gc_wbarrier_set_field (MonoObject *obj, gpointer field_ptr, MonoObject* value)
172 {
173         mono_gc_wbarrier_set_arrayref ((MonoArray*)obj, field_ptr, value);
174 }
175
176 void
177 mono_gc_wbarrier_value_copy_bitmap (gpointer _dest, gpointer _src, int size, unsigned bitmap)
178 {
179         sgen_wbarrier_value_copy_bitmap (_dest, _src, size, bitmap);
180 }
181
182 int
183 mono_gc_get_suspend_signal (void)
184 {
185         return mono_threads_suspend_get_suspend_signal ();
186 }
187
188 int
189 mono_gc_get_restart_signal (void)
190 {
191         return mono_threads_suspend_get_restart_signal ();
192 }
193
194 static MonoMethod *write_barrier_conc_method;
195 static MonoMethod *write_barrier_noconc_method;
196
197 gboolean
198 sgen_is_critical_method (MonoMethod *method)
199 {
200         return sgen_is_managed_allocator (method);
201 }
202
203 gboolean
204 sgen_has_critical_method (void)
205 {
206         return sgen_has_managed_allocator ();
207 }
208
209 static gboolean
210 ip_in_critical_region (MonoDomain *domain, gpointer ip)
211 {
212         MonoJitInfo *ji;
213         MonoMethod *method;
214
215         /*
216          * We pass false for 'try_aot' so this becomes async safe.
217          * It won't find aot methods whose jit info is not yet loaded,
218          * so we preload their jit info in the JIT.
219          */
220         ji = mono_jit_info_table_find_internal (domain, ip, FALSE, FALSE);
221         if (!ji)
222                 return FALSE;
223
224         method = mono_jit_info_get_method (ji);
225
226         return mono_runtime_is_critical_method (method) || sgen_is_critical_method (method);
227 }
228
229 gboolean
230 mono_gc_is_critical_method (MonoMethod *method)
231 {
232         return sgen_is_critical_method (method);
233 }
234
235 #ifndef DISABLE_JIT
236
237 static void
238 emit_nursery_check (MonoMethodBuilder *mb, int *nursery_check_return_labels, gboolean is_concurrent)
239 {
240         int shifted_nursery_start = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
241
242         memset (nursery_check_return_labels, 0, sizeof (int) * 2);
243         // if (ptr_in_nursery (ptr)) return;
244         /*
245          * Masking out the bits might be faster, but we would have to use 64 bit
246          * immediates, which might be slower.
247          */
248         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
249         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_START);
250         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
251         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
252         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
253         mono_mb_emit_stloc (mb, shifted_nursery_start);
254
255         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
256         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
257         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
258         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
259         mono_mb_emit_ldloc (mb, shifted_nursery_start);
260         nursery_check_return_labels [0] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BEQ);
261
262         if (!is_concurrent) {
263                 // if (!ptr_in_nursery (*ptr)) return;
264                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
265                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
266                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
267                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_NURSERY_BITS);
268                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
269                 mono_mb_emit_ldloc (mb, shifted_nursery_start);
270                 nursery_check_return_labels [1] = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_BNE_UN);
271         }
272 }
273 #endif
274
275 MonoMethod*
276 mono_gc_get_specific_write_barrier (gboolean is_concurrent)
277 {
278         MonoMethod *res;
279         MonoMethodBuilder *mb;
280         MonoMethodSignature *sig;
281         MonoMethod **write_barrier_method_addr;
282         WrapperInfo *info;
283 #ifdef MANAGED_WBARRIER
284         int i, nursery_check_labels [2];
285 #endif
286
287         // FIXME: Maybe create a separate version for ctors (the branch would be
288         // correctly predicted more times)
289         if (is_concurrent)
290                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_conc_method;
291         else
292                 write_barrier_method_addr = &write_barrier_noconc_method;
293
294         if (*write_barrier_method_addr)
295                 return *write_barrier_method_addr;
296
297         /* Create the IL version of mono_gc_barrier_generic_store () */
298         sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, 1);
299         sig->ret = &mono_defaults.void_class->byval_arg;
300         sig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
301
302         if (is_concurrent)
303                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_conc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
304         else
305                 mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, "wbarrier_noconc", MONO_WRAPPER_WRITE_BARRIER);
306
307 #ifndef DISABLE_JIT
308 #ifdef MANAGED_WBARRIER
309         emit_nursery_check (mb, nursery_check_labels, is_concurrent);
310         /*
311         addr = sgen_cardtable + ((address >> CARD_BITS) & CARD_MASK)
312         *addr = 1;
313
314         sgen_cardtable:
315                 LDC_PTR sgen_cardtable
316
317         address >> CARD_BITS
318                 LDARG_0
319                 LDC_I4 CARD_BITS
320                 SHR_UN
321         if (SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS) {
322                 LDC_PTR card_table_mask
323                 AND
324         }
325         AND
326         ldc_i4_1
327         stind_i1
328         */
329         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
330         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_LDPTR_CARD_TABLE);
331         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
332         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_BITS);
333         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_SHR_UN);
334         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
335 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
336 #if SIZEOF_VOID_P == 8
337         mono_mb_emit_icon8 (mb, CARD_MASK);
338 #else
339         mono_mb_emit_icon (mb, CARD_MASK);
340 #endif
341         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
342         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
343 #endif
344         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
345         mono_mb_emit_icon (mb, 1);
346         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I1);
347
348         // return;
349         for (i = 0; i < 2; ++i) {
350                 if (nursery_check_labels [i])
351                         mono_mb_patch_branch (mb, nursery_check_labels [i]);
352         }
353         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
354 #else
355         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
356         mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_wbarrier_generic_nostore);
357         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
358 #endif
359 #endif
360         res = mono_mb_create_method (mb, sig, 16);
361         info = mono_wrapper_info_create (mb, WRAPPER_SUBTYPE_NONE);
362         mono_marshal_set_wrapper_info (res, info);
363         mono_mb_free (mb);
364
365         LOCK_GC;
366         if (*write_barrier_method_addr) {
367                 /* Already created */
368                 mono_free_method (res);
369         } else {
370                 /* double-checked locking */
371                 mono_memory_barrier ();
372                 *write_barrier_method_addr = res;
373         }
374         UNLOCK_GC;
375
376         return *write_barrier_method_addr;
377 }
378
379 MonoMethod*
380 mono_gc_get_write_barrier (void)
381 {
382         return mono_gc_get_specific_write_barrier (major_collector.is_concurrent);
383 }
384
385 /*
386  * Dummy filler objects
387  */
388
389 /* Vtable of the objects used to fill out nursery fragments before a collection */
390 static GCVTable array_fill_vtable;
391
392 static GCVTable
393 get_array_fill_vtable (void)
394 {
395         if (!array_fill_vtable) {
396                 static MonoClass klass;
397                 static char _vtable[sizeof(MonoVTable)+8];
398                 MonoVTable* vtable = (MonoVTable*) ALIGN_TO((mword)_vtable, 8);
399                 gsize bmap;
400
401                 MonoDomain *domain = mono_get_root_domain ();
402                 g_assert (domain);
403
404                 klass.element_class = mono_defaults.byte_class;
405                 klass.rank = 1;
406                 klass.instance_size = MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY;
407                 klass.sizes.element_size = 1;
408                 klass.name = "array_filler_type";
409
410                 vtable->klass = &klass;
411                 bmap = 0;
412                 vtable->gc_descr = mono_gc_make_descr_for_array (TRUE, &bmap, 0, 1);
413                 vtable->rank = 1;
414
415                 array_fill_vtable = vtable;
416         }
417         return array_fill_vtable;
418 }
419
420 gboolean
421 sgen_client_array_fill_range (char *start, size_t size)
422 {
423         MonoArray *o;
424
425         if (size < MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY) {
426                 memset (start, 0, size);
427                 return FALSE;
428         }
429
430         o = (MonoArray*)start;
431         o->obj.vtable = (MonoVTable*)get_array_fill_vtable ();
432         /* Mark this as not a real object */
433         o->obj.synchronisation = (MonoThreadsSync *)GINT_TO_POINTER (-1);
434         o->bounds = NULL;
435         o->max_length = (mono_array_size_t)(size - MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
436
437         return TRUE;
438 }
439
440 void
441 sgen_client_zero_array_fill_header (void *p, size_t size)
442 {
443         if (size >= MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY) {
444                 memset (p, 0, MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
445         } else {
446                 static guint8 zeros [MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY];
447
448                 SGEN_ASSERT (0, !memcmp (p, zeros, size), "TLAB segment must be zeroed out.");
449         }
450 }
451
452 /*
453  * Finalization
454  */
455
456 static MonoGCFinalizerCallbacks fin_callbacks;
457
458 guint
459 mono_gc_get_vtable_bits (MonoClass *klass)
460 {
461         guint res = 0;
462         /* FIXME move this to the bridge code */
463         if (sgen_need_bridge_processing ()) {
464                 switch (sgen_bridge_class_kind (klass)) {
465                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_BRIDGE_CLASS:
466                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_BRIDGE_CLASS:
467                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OBJECT;
468                         break;
469                 case GC_BRIDGE_OPAQUE_CLASS:
470                         res = SGEN_GC_BIT_BRIDGE_OPAQUE_OBJECT;
471                         break;
472                 case GC_BRIDGE_TRANSPARENT_CLASS:
473                         break;
474                 }
475         }
476         if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware) {
477                 if (fin_callbacks.is_class_finalization_aware (klass))
478                         res |= SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
479         }
480         return res;
481 }
482
483 static gboolean
484 is_finalization_aware (MonoObject *obj)
485 {
486         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
487         return (vt->gc_bits & SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE) == SGEN_GC_BIT_FINALIZER_AWARE;
488 }
489
490 void
491 sgen_client_object_queued_for_finalization (GCObject *obj)
492 {
493         if (fin_callbacks.object_queued_for_finalization && is_finalization_aware (obj))
494                 fin_callbacks.object_queued_for_finalization (obj);
495
496 #ifdef ENABLE_DTRACE
497         if (G_UNLIKELY (MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE_ENABLED ())) {
498                 int gen = sgen_ptr_in_nursery (obj) ? GENERATION_NURSERY : GENERATION_OLD;
499                 GCVTable vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
500                 MONO_GC_FINALIZE_ENQUEUE ((mword)obj, sgen_safe_object_get_size (obj),
501                                 sgen_client_vtable_get_namespace (vt), sgen_client_vtable_get_name (vt), gen,
502                                 sgen_client_object_has_critical_finalizer (obj));
503         }
504 #endif
505 }
506
507 void
508 mono_gc_register_finalizer_callbacks (MonoGCFinalizerCallbacks *callbacks)
509 {
510         if (callbacks->version != MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION)
511                 g_error ("Invalid finalizer callback version. Expected %d but got %d\n", MONO_GC_FINALIZER_EXTENSION_VERSION, callbacks->version);
512
513         fin_callbacks = *callbacks;
514 }
515
516 void
517 sgen_client_run_finalize (MonoObject *obj)
518 {
519         mono_gc_run_finalize (obj, NULL);
520 }
521
522 int
523 mono_gc_invoke_finalizers (void)
524 {
525         return sgen_gc_invoke_finalizers ();
526 }
527
528 MonoBoolean
529 mono_gc_pending_finalizers (void)
530 {
531         return sgen_have_pending_finalizers ();
532 }
533
534 void
535 sgen_client_finalize_notify (void)
536 {
537         mono_gc_finalize_notify ();
538 }
539
540 void
541 mono_gc_register_for_finalization (MonoObject *obj, void *user_data)
542 {
543         sgen_object_register_for_finalization (obj, user_data);
544 }
545
546 static gboolean
547 object_in_domain_predicate (MonoObject *obj, void *user_data)
548 {
549         MonoDomain *domain = (MonoDomain *)user_data;
550         if (mono_object_domain (obj) == domain) {
551                 SGEN_LOG (5, "Unregistering finalizer for object: %p (%s)", obj, sgen_client_vtable_get_name (SGEN_LOAD_VTABLE (obj)));
552                 return TRUE;
553         }
554         return FALSE;
555 }
556
557 /**
558  * mono_gc_finalizers_for_domain:
559  * @domain: the unloading appdomain
560  * @out_array: output array
561  * @out_size: size of output array
562  *
563  * Enqueue for finalization all objects that belong to the unloading appdomain @domain
564  * @suspend is used for early termination of the enqueuing process.
565  */
566 void
567 mono_gc_finalize_domain (MonoDomain *domain)
568 {
569         sgen_finalize_if (object_in_domain_predicate, domain);
570 }
571
572 void
573 mono_gc_suspend_finalizers (void)
574 {
575         sgen_set_suspend_finalizers ();
576 }
577
578 /*
579  * Ephemerons
580  */
581
582 typedef struct _EphemeronLinkNode EphemeronLinkNode;
583
584 struct _EphemeronLinkNode {
585         EphemeronLinkNode *next;
586         MonoArray *array;
587 };
588
589 typedef struct {
590        GCObject *key;
591        GCObject *value;
592 } Ephemeron;
593
594 static EphemeronLinkNode *ephemeron_list;
595
596 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
597 static void
598 null_ephemerons_for_domain (MonoDomain *domain)
599 {
600         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
601
602         while (current) {
603                 MonoObject *object = (MonoObject*)current->array;
604
605                 if (object)
606                         SGEN_ASSERT (0, object->vtable, "Can't have objects without vtables.");
607
608                 if (object && object->vtable->domain == domain) {
609                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
610
611                         if (prev)
612                                 prev->next = current->next;
613                         else
614                                 ephemeron_list = current->next;
615
616                         current = current->next;
617                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
618                 } else {
619                         prev = current;
620                         current = current->next;
621                 }
622         }
623 }
624
625 /* LOCKING: requires that the GC lock is held */
626 void
627 sgen_client_clear_unreachable_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
628 {
629         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
630         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
631         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list, *prev = NULL;
632         Ephemeron *cur, *array_end;
633         GCObject *tombstone;
634
635         while (current) {
636                 MonoArray *array = current->array;
637
638                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
639                         EphemeronLinkNode *tmp = current;
640
641                         SGEN_LOG (5, "Dead Ephemeron array at %p", array);
642
643                         if (prev)
644                                 prev->next = current->next;
645                         else
646                                 ephemeron_list = current->next;
647
648                         current = current->next;
649                         sgen_free_internal (tmp, INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
650
651                         continue;
652                 }
653
654                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
655                 current->array = array;
656
657                 SGEN_LOG (5, "Clearing unreachable entries for ephemeron array at %p", array);
658
659                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
660                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
661                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
662
663                 for (; cur < array_end; ++cur) {
664                         GCObject *key = cur->key;
665
666                         if (!key || key == tombstone)
667                                 continue;
668
669                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
670                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
671                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
672
673                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
674                                 cur->key = tombstone;
675                                 cur->value = NULL;
676                                 continue;
677                         }
678                 }
679                 prev = current;
680                 current = current->next;
681         }
682 }
683
684 /*
685 LOCKING: requires that the GC lock is held
686
687 Limitations: We scan all ephemerons on every collection since the current design doesn't allow for a simple nursery/mature split.
688 */
689 gboolean
690 sgen_client_mark_ephemerons (ScanCopyContext ctx)
691 {
692         CopyOrMarkObjectFunc copy_func = ctx.ops->copy_or_mark_object;
693         SgenGrayQueue *queue = ctx.queue;
694         gboolean nothing_marked = TRUE;
695         EphemeronLinkNode *current = ephemeron_list;
696         Ephemeron *cur, *array_end;
697         GCObject *tombstone;
698
699         for (current = ephemeron_list; current; current = current->next) {
700                 MonoArray *array = current->array;
701                 SGEN_LOG (5, "Ephemeron array at %p", array);
702
703                 /*It has to be alive*/
704                 if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen ((GCObject*)array)) {
705                         SGEN_LOG (5, "\tnot reachable");
706                         continue;
707                 }
708
709                 copy_func ((GCObject**)&array, queue);
710
711                 cur = mono_array_addr (array, Ephemeron, 0);
712                 array_end = cur + mono_array_length_fast (array);
713                 tombstone = SGEN_LOAD_VTABLE ((GCObject*)array)->domain->ephemeron_tombstone;
714
715                 for (; cur < array_end; ++cur) {
716                         GCObject *key = cur->key;
717
718                         if (!key || key == tombstone)
719                                 continue;
720
721                         SGEN_LOG (5, "[%zd] key %p (%s) value %p (%s)", cur - mono_array_addr (array, Ephemeron, 0),
722                                 key, sgen_is_object_alive_for_current_gen (key) ? "reachable" : "unreachable",
723                                 cur->value, cur->value && sgen_is_object_alive_for_current_gen (cur->value) ? "reachable" : "unreachable");
724
725                         if (sgen_is_object_alive_for_current_gen (key)) {
726                                 GCObject *value = cur->value;
727
728                                 copy_func (&cur->key, queue);
729                                 if (value) {
730                                         if (!sgen_is_object_alive_for_current_gen (value))
731                                                 nothing_marked = FALSE;
732                                         copy_func (&cur->value, queue);
733                                 }
734                         }
735                 }
736         }
737
738         SGEN_LOG (5, "Ephemeron run finished. Is it done %d", nothing_marked);
739         return nothing_marked;
740 }
741
742 gboolean
743 mono_gc_ephemeron_array_add (MonoObject *obj)
744 {
745         EphemeronLinkNode *node;
746
747         LOCK_GC;
748
749         node = (EphemeronLinkNode *)sgen_alloc_internal (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK);
750         if (!node) {
751                 UNLOCK_GC;
752                 return FALSE;
753         }
754         node->array = (MonoArray*)obj;
755         node->next = ephemeron_list;
756         ephemeron_list = node;
757
758         SGEN_LOG (5, "Registered ephemeron array %p", obj);
759
760         UNLOCK_GC;
761         return TRUE;
762 }
763
764 /*
765  * Appdomain handling
766  */
767
768 static gboolean
769 need_remove_object_for_domain (GCObject *start, MonoDomain *domain)
770 {
771         if (mono_object_domain (start) == domain) {
772                 SGEN_LOG (4, "Need to cleanup object %p", start);
773                 binary_protocol_cleanup (start, (gpointer)SGEN_LOAD_VTABLE (start), sgen_safe_object_get_size ((GCObject*)start));
774                 return TRUE;
775         }
776         return FALSE;
777 }
778
779 static void
780 process_object_for_domain_clearing (GCObject *start, MonoDomain *domain)
781 {
782         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (start);
783         if (vt->klass == mono_defaults.internal_thread_class)
784                 g_assert (mono_object_domain (start) == mono_get_root_domain ());
785         /* The object could be a proxy for an object in the domain
786            we're deleting. */
787 #ifndef DISABLE_REMOTING
788         if (mono_defaults.real_proxy_class->supertypes && mono_class_has_parent_fast (vt->klass, mono_defaults.real_proxy_class)) {
789                 MonoObject *server = ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server;
790
791                 /* The server could already have been zeroed out, so
792                    we need to check for that, too. */
793                 if (server && (!SGEN_LOAD_VTABLE (server) || mono_object_domain (server) == domain)) {
794                         SGEN_LOG (4, "Cleaning up remote pointer in %p to object %p", start, server);
795                         ((MonoRealProxy*)start)->unwrapped_server = NULL;
796                 }
797         }
798 #endif
799 }
800
801 static gboolean
802 clear_domain_process_object (GCObject *obj, MonoDomain *domain)
803 {
804         gboolean remove;
805
806         process_object_for_domain_clearing (obj, domain);
807         remove = need_remove_object_for_domain (obj, domain);
808
809         if (remove && obj->synchronisation) {
810                 guint32 dislink = mono_monitor_get_object_monitor_gchandle (obj);
811                 if (dislink)
812                         mono_gchandle_free (dislink);
813         }
814
815         return remove;
816 }
817
818 static void
819 clear_domain_process_minor_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
820 {
821         if (clear_domain_process_object (obj, domain)) {
822                 CANARIFY_SIZE (size);
823                 memset (obj, 0, size);
824         }
825 }
826
827 static void
828 clear_domain_process_major_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
829 {
830         clear_domain_process_object (obj, domain);
831 }
832
833 static void
834 clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
835 {
836         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
837                 major_collector.free_non_pinned_object (obj, size);
838 }
839
840 static void
841 clear_domain_free_major_pinned_object_callback (GCObject *obj, size_t size, MonoDomain *domain)
842 {
843         if (need_remove_object_for_domain (obj, domain))
844                 major_collector.free_pinned_object (obj, size);
845 }
846
847 /*
848  * When appdomains are unloaded we can easily remove objects that have finalizers,
849  * but all the others could still be present in random places on the heap.
850  * We need a sweep to get rid of them even though it's going to be costly
851  * with big heaps.
852  * The reason we need to remove them is because we access the vtable and class
853  * structures to know the object size and the reference bitmap: once the domain is
854  * unloaded the point to random memory.
855  */
856 void
857 mono_gc_clear_domain (MonoDomain * domain)
858 {
859         LOSObject *bigobj, *prev;
860         int i;
861
862         LOCK_GC;
863
864         binary_protocol_domain_unload_begin (domain);
865
866         sgen_stop_world (0);
867
868         if (sgen_concurrent_collection_in_progress ())
869                 sgen_perform_collection (0, GENERATION_OLD, "clear domain", TRUE, FALSE);
870         SGEN_ASSERT (0, !sgen_concurrent_collection_in_progress (), "We just ordered a synchronous collection.  Why are we collecting concurrently?");
871
872         major_collector.finish_sweeping ();
873
874         sgen_process_fin_stage_entries ();
875
876         sgen_clear_nursery_fragments ();
877
878         if (sgen_mono_xdomain_checks && domain != mono_get_root_domain ()) {
879                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_NORMAL);
880                 sgen_scan_for_registered_roots_in_domain (domain, ROOT_TYPE_WBARRIER);
881                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
882         }
883
884         /*Ephemerons and dislinks must be processed before LOS since they might end up pointing
885         to memory returned to the OS.*/
886         null_ephemerons_for_domain (domain);
887         sgen_null_links_for_domain (domain);
888
889         for (i = GENERATION_NURSERY; i < GENERATION_MAX; ++i)
890                 sgen_remove_finalizers_if (object_in_domain_predicate, domain, i);
891
892         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data,
893                         (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_minor_object_callback, domain, FALSE, TRUE);
894
895         /* We need two passes over major and large objects because
896            freeing such objects might give their memory back to the OS
897            (in the case of large objects) or obliterate its vtable
898            (pinned objects with major-copying or pinned and non-pinned
899            objects with major-mark&sweep), but we might need to
900            dereference a pointer from an object to another object if
901            the first object is a proxy. */
902         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_process_major_object_callback, domain);
903         for (bigobj = los_object_list; bigobj; bigobj = bigobj->next)
904                 clear_domain_process_object ((GCObject*)bigobj->data, domain);
905
906         prev = NULL;
907         for (bigobj = los_object_list; bigobj;) {
908                 if (need_remove_object_for_domain ((GCObject*)bigobj->data, domain)) {
909                         LOSObject *to_free = bigobj;
910                         if (prev)
911                                 prev->next = bigobj->next;
912                         else
913                                 los_object_list = bigobj->next;
914                         bigobj = bigobj->next;
915                         SGEN_LOG (4, "Freeing large object %p", bigobj->data);
916                         sgen_los_free_object (to_free);
917                         continue;
918                 }
919                 prev = bigobj;
920                 bigobj = bigobj->next;
921         }
922         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_NON_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_non_pinned_object_callback, domain);
923         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_PINNED, (IterateObjectCallbackFunc)clear_domain_free_major_pinned_object_callback, domain);
924
925         if (domain == mono_get_root_domain ()) {
926                 sgen_pin_stats_report ();
927                 sgen_object_layout_dump (stdout);
928         }
929
930         sgen_restart_world (0);
931
932         binary_protocol_domain_unload_end (domain);
933         binary_protocol_flush_buffers (FALSE);
934
935         UNLOCK_GC;
936 }
937
938 /*
939  * Allocation
940  */
941
942 void*
943 mono_gc_alloc_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
944 {
945         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj (vtable, size);
946
947         if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)) {
948                 if (obj)
949                         mono_profiler_allocation (obj);
950         }
951
952         return obj;
953 }
954
955 void*
956 mono_gc_alloc_pinned_obj (MonoVTable *vtable, size_t size)
957 {
958         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_pinned (vtable, size);
959
960         if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)) {
961                 if (obj)
962                         mono_profiler_allocation (obj);
963         }
964
965         return obj;
966 }
967
968 void*
969 mono_gc_alloc_mature (MonoVTable *vtable, size_t size)
970 {
971         MonoObject *obj = sgen_alloc_obj_mature (vtable, size);
972
973         if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)) {
974                 if (obj)
975                         mono_profiler_allocation (obj);
976         }
977
978         return obj;
979 }
980
981 void*
982 mono_gc_alloc_fixed (size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
983 {
984         /* FIXME: do a single allocation */
985         void *res = g_calloc (1, size);
986         if (!res)
987                 return NULL;
988         if (!mono_gc_register_root ((char *)res, size, descr, source, msg)) {
989                 g_free (res);
990                 res = NULL;
991         }
992         return res;
993 }
994
995 void
996 mono_gc_free_fixed (void* addr)
997 {
998         mono_gc_deregister_root ((char *)addr);
999         g_free (addr);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Managed allocator
1004  */
1005
1006 static MonoMethod* alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
1007 static MonoMethod* slowpath_alloc_method_cache [ATYPE_NUM];
1008 static gboolean use_managed_allocator = TRUE;
1009
1010 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1011 // Cache the SgenThreadInfo pointer in a local 'var'.
1012 #define EMIT_TLS_ACCESS_VAR(mb, var) \
1013         do { \
1014                 var = mono_mb_add_local ((mb), &mono_defaults.int_class->byval_arg); \
1015                 mono_mb_emit_byte ((mb), MONO_CUSTOM_PREFIX); \
1016                 mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_MONO_TLS); \
1017                 mono_mb_emit_i4 ((mb), TLS_KEY_SGEN_THREAD_INFO); \
1018                 mono_mb_emit_stloc ((mb), (var)); \
1019         } while (0)
1020
1021 #define EMIT_TLS_ACCESS_IN_CRITICAL_REGION_ADDR(mb, var) \
1022         do { \
1023                 mono_mb_emit_ldloc ((mb), (var)); \
1024                 mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenClientThreadInfo, in_critical_region)); \
1025                 mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD); \
1026         } while (0)
1027
1028 #define EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR(mb, var)      do {    \
1029         mono_mb_emit_ldloc ((mb), (var));               \
1030         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_next));       \
1031         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1032         } while (0)
1033
1034 #define EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END(mb, var)       do {    \
1035         mono_mb_emit_ldloc ((mb), (var));               \
1036         mono_mb_emit_icon ((mb), MONO_STRUCT_OFFSET (SgenThreadInfo, tlab_temp_end));   \
1037         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_ADD);              \
1038         mono_mb_emit_byte ((mb), CEE_LDIND_I);          \
1039         } while (0)
1040
1041 /* FIXME: Do this in the JIT, where specialized allocation sequences can be created
1042  * for each class. This is currently not easy to do, as it is hard to generate basic 
1043  * blocks + branches, but it is easy with the linear IL codebase.
1044  *
1045  * For this to work we'd need to solve the TLAB race, first.  Now we
1046  * require the allocator to be in a few known methods to make sure
1047  * that they are executed atomically via the restart mechanism.
1048  */
1049 static MonoMethod*
1050 create_allocator (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
1051 {
1052         int p_var, size_var, real_size_var, thread_var G_GNUC_UNUSED;
1053         gboolean slowpath = variant == MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH;
1054         guint32 slowpath_branch, max_size_branch;
1055         MonoMethodBuilder *mb;
1056         MonoMethod *res;
1057         MonoMethodSignature *csig;
1058         static gboolean registered = FALSE;
1059         int tlab_next_addr_var, new_next_var;
1060         const char *name = NULL;
1061         WrapperInfo *info;
1062         int num_params, i;
1063
1064         if (!registered) {
1065                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_obj, "mono_gc_alloc_obj", mono_create_icall_signature ("object ptr int"), FALSE);
1066                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_vector, "mono_gc_alloc_vector", mono_create_icall_signature ("object ptr int int"), FALSE);
1067                 mono_register_jit_icall (mono_gc_alloc_string, "mono_gc_alloc_string", mono_create_icall_signature ("object ptr int int32"), FALSE);
1068                 registered = TRUE;
1069         }
1070
1071         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1072                 name = slowpath ? "SlowAllocSmall" : "AllocSmall";
1073         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1074                 name = slowpath ? "SlowAlloc" : "Alloc";
1075         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1076                 name = slowpath ? "SlowAllocVector" : "AllocVector";
1077         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1078                 name = slowpath ? "SlowAllocString" : "AllocString";
1079         } else {
1080                 g_assert_not_reached ();
1081         }
1082
1083         if (atype == ATYPE_NORMAL)
1084                 num_params = 1;
1085         else
1086                 num_params = 2;
1087
1088         csig = mono_metadata_signature_alloc (mono_defaults.corlib, num_params);
1089         if (atype == ATYPE_STRING) {
1090                 csig->ret = &mono_defaults.string_class->byval_arg;
1091                 csig->params [0] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1092                 csig->params [1] = &mono_defaults.int32_class->byval_arg;
1093         } else {
1094                 csig->ret = &mono_defaults.object_class->byval_arg;
1095                 for (i = 0; i < num_params; i++)
1096                         csig->params [i] = &mono_defaults.int_class->byval_arg;
1097         }
1098
1099         mb = mono_mb_new (mono_defaults.object_class, name, MONO_WRAPPER_ALLOC);
1100
1101 #ifndef DISABLE_JIT
1102         if (slowpath) {
1103                 switch (atype) {
1104                 case ATYPE_NORMAL:
1105                 case ATYPE_SMALL:
1106                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1107                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_object_new_specific);
1108                         break;
1109                 case ATYPE_VECTOR:
1110                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1111                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1112                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_array_new_specific);
1113                         break;
1114                 case ATYPE_STRING:
1115                         mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1116                         mono_mb_emit_icall (mb, ves_icall_string_alloc);
1117                         break;
1118                 default:
1119                         g_assert_not_reached ();
1120                 }
1121
1122                 goto done;
1123         }
1124
1125         /*
1126          * Tls access might call foreign code or code without jinfo. This can
1127          * only happen if we are outside of the critical region.
1128          */
1129         EMIT_TLS_ACCESS_VAR (mb, thread_var);
1130
1131         size_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1132         if (atype == ATYPE_SMALL) {
1133                 /* size_var = size_arg */
1134                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1135                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1136         } else if (atype == ATYPE_NORMAL) {
1137                 /* size = vtable->klass->instance_size; */
1138                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1139                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1140                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1141                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1142                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, instance_size));
1143                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1144                 /* FIXME: assert instance_size stays a 4 byte integer */
1145                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1146                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1147                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1148         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1149                 MonoExceptionClause *clause;
1150                 int pos, pos_leave, pos_error;
1151                 MonoClass *oom_exc_class;
1152                 MonoMethod *ctor;
1153
1154                 /*
1155                  * n > MONO_ARRAY_MAX_INDEX => OutOfMemoryException
1156                  * n < 0                    => OverflowException
1157                  *
1158                  * We can do an unsigned comparison to catch both cases, then in the error
1159                  * case compare signed to distinguish between them.
1160                  */
1161                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1162                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_ARRAY_MAX_INDEX);
1163                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_U);
1164                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLE_UN_S);
1165
1166                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1167                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1168                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1169                 mono_mb_emit_icon (mb, 0);
1170                 pos_error = mono_mb_emit_short_branch (mb, CEE_BLT_S);
1171                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1172                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos_error);
1173                 mono_mb_emit_exception (mb, "OverflowException", NULL);
1174
1175                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1176
1177                 clause = (MonoExceptionClause *)mono_image_alloc0 (mono_defaults.corlib, sizeof (MonoExceptionClause));
1178                 clause->try_offset = mono_mb_get_label (mb);
1179
1180                 /* vtable->klass->sizes.element_size */
1181                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1182                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, klass));
1183                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1184                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1185                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoClass, sizes));
1186                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1187                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_U4);
1188                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1189
1190                 /* * n */
1191                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1192                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MUL_OVF_UN);
1193                 /* + sizeof (MonoArray) */
1194                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_SIZEOF_MONO_ARRAY);
1195                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD_OVF_UN);
1196                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1197
1198                 pos_leave = mono_mb_emit_branch (mb, CEE_LEAVE);
1199
1200                 /* catch */
1201                 clause->flags = MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE;
1202                 clause->try_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->try_offset;
1203                 clause->data.catch_class = mono_class_load_from_name (mono_defaults.corlib,
1204                                 "System", "OverflowException");
1205                 clause->handler_offset = mono_mb_get_label (mb);
1206
1207                 oom_exc_class = mono_class_load_from_name (mono_defaults.corlib,
1208                                 "System", "OutOfMemoryException");
1209                 ctor = mono_class_get_method_from_name (oom_exc_class, ".ctor", 0);
1210                 g_assert (ctor);
1211
1212                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_POP);
1213                 mono_mb_emit_op (mb, CEE_NEWOBJ, ctor);
1214                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_THROW);
1215
1216                 clause->handler_len = mono_mb_get_pos (mb) - clause->handler_offset;
1217                 mono_mb_set_clauses (mb, 1, clause);
1218                 mono_mb_patch_branch (mb, pos_leave);
1219                 /* end catch */
1220         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1221                 int pos;
1222
1223                 /*
1224                  * a string allocator method takes the args: (vtable, len)
1225                  *
1226                  * bytes = offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2)
1227                  *
1228                  * condition:
1229                  *
1230                  * bytes <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1231                  *
1232                  * therefore:
1233                  *
1234                  * offsetof (MonoString, chars) + ((len + 1) * 2) <= INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1)
1235                  * len <= (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - offsetof (MonoString, chars)) / 2 - 1
1236                  */
1237                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1238                 mono_mb_emit_icon (mb, (INT32_MAX - (SGEN_ALLOC_ALIGN - 1) - MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars)) / 2 - 1);
1239                 pos = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLE_UN_S);
1240
1241                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1242                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1243                 mono_mb_emit_exception (mb, "OutOfMemoryException", NULL);
1244                 mono_mb_patch_short_branch (mb, pos);
1245
1246                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1247                 mono_mb_emit_icon (mb, 1);
1248                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_SHL);
1249                 //WE manually fold the above + 2 here
1250                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, chars) + 2);
1251                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1252                 mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1253         } else {
1254                 g_assert_not_reached ();
1255         }
1256
1257 #ifdef MANAGED_ALLOCATOR_CAN_USE_CRITICAL_REGION
1258         EMIT_TLS_ACCESS_IN_CRITICAL_REGION_ADDR (mb, thread_var);
1259         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDC_I4_1);
1260         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1261         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_ATOMIC_STORE_I4);
1262         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_NONE);
1263 #endif
1264
1265         if (nursery_canaries_enabled ()) {
1266                 real_size_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1267                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1268                 mono_mb_emit_stloc(mb, real_size_var);
1269         }
1270         else
1271                 real_size_var = size_var;
1272
1273         /* size += ALLOC_ALIGN - 1; */
1274         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1275         mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_ALLOC_ALIGN - 1);
1276         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1277         /* size &= ~(ALLOC_ALIGN - 1); */
1278         mono_mb_emit_icon (mb, ~(SGEN_ALLOC_ALIGN - 1));
1279         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_AND);
1280         mono_mb_emit_stloc (mb, size_var);
1281
1282         /* if (size > MAX_SMALL_OBJ_SIZE) goto slowpath */
1283         if (atype != ATYPE_SMALL) {
1284                 mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1285                 mono_mb_emit_icon (mb, SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE);
1286                 max_size_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BGT_UN_S);
1287         }
1288
1289         /*
1290          * We need to modify tlab_next, but the JIT only supports reading, so we read
1291          * another tls var holding its address instead.
1292          */
1293
1294         /* tlab_next_addr (local) = tlab_next_addr (TLS var) */
1295         tlab_next_addr_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1296         EMIT_TLS_ACCESS_NEXT_ADDR (mb, thread_var);
1297         mono_mb_emit_stloc (mb, tlab_next_addr_var);
1298
1299         /* p = (void**)tlab_next; */
1300         p_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1301         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1302         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDIND_I);
1303         mono_mb_emit_stloc (mb, p_var);
1304         
1305         /* new_next = (char*)p + size; */
1306         new_next_var = mono_mb_add_local (mb, &mono_defaults.int_class->byval_arg);
1307         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1308         mono_mb_emit_ldloc (mb, size_var);
1309         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CONV_I);
1310         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1311
1312         if (nursery_canaries_enabled ()) {
1313                         mono_mb_emit_icon (mb, CANARY_SIZE);
1314                         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_ADD);
1315         }
1316         mono_mb_emit_stloc (mb, new_next_var);
1317
1318         /* if (G_LIKELY (new_next < tlab_temp_end)) */
1319         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1320         EMIT_TLS_ACCESS_TEMP_END (mb, thread_var);
1321         slowpath_branch = mono_mb_emit_short_branch (mb, MONO_CEE_BLT_UN_S);
1322
1323         /* Slowpath */
1324         if (atype != ATYPE_SMALL)
1325                 mono_mb_patch_short_branch (mb, max_size_branch);
1326
1327         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1328         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_NOT_TAKEN);
1329         /*
1330          * We are no longer in a critical section. We need to do this before calling
1331          * to unmanaged land in order to avoid stw deadlocks since unmanaged code
1332          * might take locks.
1333          */
1334 #ifdef MANAGED_ALLOCATOR_CAN_USE_CRITICAL_REGION
1335         EMIT_TLS_ACCESS_IN_CRITICAL_REGION_ADDR (mb, thread_var);
1336         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDC_I4_0);
1337         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1338         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_ATOMIC_STORE_I4);
1339         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_NONE);
1340 #endif
1341
1342         /* FIXME: mono_gc_alloc_obj takes a 'size_t' as an argument, not an int32 */
1343         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1344         mono_mb_emit_ldloc (mb, real_size_var);
1345         if (atype == ATYPE_NORMAL || atype == ATYPE_SMALL) {
1346                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_obj);
1347         } else if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1348                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1349                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_vector);
1350         } else if (atype == ATYPE_STRING) {
1351                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1352                 mono_mb_emit_icall (mb, mono_gc_alloc_string);
1353         } else {
1354                 g_assert_not_reached ();
1355         }
1356         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1357
1358         /* Fastpath */
1359         mono_mb_patch_short_branch (mb, slowpath_branch);
1360
1361         /* FIXME: Memory barrier */
1362
1363         /* tlab_next = new_next */
1364         mono_mb_emit_ldloc (mb, tlab_next_addr_var);
1365         mono_mb_emit_ldloc (mb, new_next_var);
1366         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1367
1368         /* *p = vtable; */
1369         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1370         mono_mb_emit_ldarg (mb, 0);
1371         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1372
1373         /* mark object end with nursery word */
1374         if (nursery_canaries_enabled ()) {
1375                         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1376                         mono_mb_emit_ldloc (mb, real_size_var);
1377                         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1378                         mono_mb_emit_icon8 (mb, (mword) CANARY_STRING);
1379                         mono_mb_emit_icon (mb, CANARY_SIZE);
1380                         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_PREFIX1);
1381                         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_CPBLK);
1382         }
1383
1384         if (atype == ATYPE_VECTOR) {
1385                 /* arr->max_length = max_length; */
1386                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1387                 mono_mb_emit_ldflda (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoArray, max_length));
1388                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1389 #ifdef MONO_BIG_ARRAYS
1390                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I);
1391 #else
1392                 mono_mb_emit_byte (mb, CEE_STIND_I4);
1393 #endif
1394         } else  if (atype == ATYPE_STRING) {
1395                 /* need to set length and clear the last char */
1396                 /* s->length = len; */
1397                 mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1398                 mono_mb_emit_icon (mb, MONO_STRUCT_OFFSET (MonoString, length));
1399                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_ADD);
1400                 mono_mb_emit_ldarg (mb, 1);
1401                 mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CEE_STIND_I4);
1402         }
1403
1404 #ifdef MANAGED_ALLOCATOR_CAN_USE_CRITICAL_REGION
1405         EMIT_TLS_ACCESS_IN_CRITICAL_REGION_ADDR (mb, thread_var);
1406         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_LDC_I4_0);
1407         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1408         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_ATOMIC_STORE_I4);
1409 #else
1410         mono_mb_emit_byte (mb, MONO_CUSTOM_PREFIX);
1411         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_MONO_MEMORY_BARRIER);
1412 #endif
1413         /*
1414         We must make sure both vtable and max_length are globaly visible before returning to managed land.
1415         */
1416         mono_mb_emit_i4 (mb, MONO_MEMORY_BARRIER_REL);
1417
1418         /* return p */
1419         mono_mb_emit_ldloc (mb, p_var);
1420
1421  done:
1422         mono_mb_emit_byte (mb, CEE_RET);
1423 #endif
1424
1425         info = mono_wrapper_info_create (mb, WRAPPER_SUBTYPE_NONE);
1426         info->d.alloc.gc_name = "sgen";
1427         info->d.alloc.alloc_type = atype;
1428
1429 #ifndef DISABLE_JIT
1430         mb->init_locals = FALSE;
1431 #endif
1432
1433         res = mono_mb_create (mb, csig, 8, info);
1434         mono_mb_free (mb);
1435
1436
1437         return res;
1438 }
1439 #endif
1440
1441 int
1442 mono_gc_get_aligned_size_for_allocator (int size)
1443 {
1444         return SGEN_ALIGN_UP (size);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Generate an allocator method implementing the fast path of mono_gc_alloc_obj ().
1449  * The signature of the called method is:
1450  *      object allocate (MonoVTable *vtable)
1451  */
1452 MonoMethod*
1453 mono_gc_get_managed_allocator (MonoClass *klass, gboolean for_box, gboolean known_instance_size)
1454 {
1455 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1456         if (collect_before_allocs)
1457                 return NULL;
1458         if (klass->instance_size > tlab_size)
1459                 return NULL;
1460         if (known_instance_size && ALIGN_TO (klass->instance_size, SGEN_ALLOC_ALIGN) >= SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE)
1461                 return NULL;
1462         if (mono_class_has_finalizer (klass) || mono_class_is_marshalbyref (klass))
1463                 return NULL;
1464         if (klass->rank)
1465                 return NULL;
1466         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
1467                 return NULL;
1468         if (klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_STRING)
1469                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_STRING, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
1470         /* Generic classes have dynamic field and can go above MAX_SMALL_OBJ_SIZE. */
1471         if (known_instance_size)
1472                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_SMALL, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
1473         else
1474                 return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_NORMAL, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
1475 #else
1476         return NULL;
1477 #endif
1478 }
1479
1480 MonoMethod*
1481 mono_gc_get_managed_array_allocator (MonoClass *klass)
1482 {
1483 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1484         if (klass->rank != 1)
1485                 return NULL;
1486         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS)
1487                 return NULL;
1488         if (has_per_allocation_action)
1489                 return NULL;
1490         g_assert (!mono_class_has_finalizer (klass) && !mono_class_is_marshalbyref (klass));
1491
1492         return mono_gc_get_managed_allocator_by_type (ATYPE_VECTOR, MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR);
1493 #else
1494         return NULL;
1495 #endif
1496 }
1497
1498 void
1499 sgen_set_use_managed_allocator (gboolean flag)
1500 {
1501         use_managed_allocator = flag;
1502 }
1503
1504 MonoMethod*
1505 mono_gc_get_managed_allocator_by_type (int atype, ManagedAllocatorVariant variant)
1506 {
1507 #ifdef MANAGED_ALLOCATION
1508         MonoMethod *res;
1509         MonoMethod **cache;
1510
1511         if (variant == MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR && !use_managed_allocator)
1512                 return NULL;
1513
1514         switch (variant) {
1515         case MANAGED_ALLOCATOR_REGULAR: cache = alloc_method_cache; break;
1516         case MANAGED_ALLOCATOR_SLOW_PATH: cache = slowpath_alloc_method_cache; break;
1517         default: g_assert_not_reached (); break;
1518         }
1519
1520         res = cache [atype];
1521         if (res)
1522                 return res;
1523
1524         res = create_allocator (atype, variant);
1525         LOCK_GC;
1526         if (cache [atype]) {
1527                 mono_free_method (res);
1528                 res = cache [atype];
1529         } else {
1530                 mono_memory_barrier ();
1531                 cache [atype] = res;
1532         }
1533         UNLOCK_GC;
1534
1535         return res;
1536 #else
1537         return NULL;
1538 #endif
1539 }
1540
1541 guint32
1542 mono_gc_get_managed_allocator_types (void)
1543 {
1544         return ATYPE_NUM;
1545 }
1546
1547 gboolean
1548 sgen_is_managed_allocator (MonoMethod *method)
1549 {
1550         int i;
1551
1552         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1553                 if (method == alloc_method_cache [i] || method == slowpath_alloc_method_cache [i])
1554                         return TRUE;
1555         return FALSE;
1556 }
1557
1558 gboolean
1559 sgen_has_managed_allocator (void)
1560 {
1561         int i;
1562
1563         for (i = 0; i < ATYPE_NUM; ++i)
1564                 if (alloc_method_cache [i] || slowpath_alloc_method_cache [i])
1565                         return TRUE;
1566         return FALSE;
1567 }
1568
1569 #define ARRAY_OBJ_INDEX(ptr,array,elem_size) (((char*)(ptr) - ((char*)(array) + G_STRUCT_OFFSET (MonoArray, vector))) / (elem_size))
1570
1571 gboolean
1572 sgen_client_cardtable_scan_object (GCObject *obj, guint8 *cards, ScanCopyContext ctx)
1573 {
1574         MonoVTable *vt = SGEN_LOAD_VTABLE (obj);
1575         MonoClass *klass = vt->klass;
1576
1577         SGEN_ASSERT (0, SGEN_VTABLE_HAS_REFERENCES (vt), "Why would we ever call this on reference-free objects?");
1578
1579         if (vt->rank) {
1580                 MonoArray *arr = (MonoArray*)obj;
1581                 guint8 *card_data, *card_base;
1582                 guint8 *card_data_end;
1583                 char *obj_start = (char *)sgen_card_table_align_pointer (obj);
1584                 mword bounds_size;
1585                 mword obj_size = sgen_mono_array_size (vt, arr, &bounds_size, sgen_vtable_get_descriptor (vt));
1586                 /* We don't want to scan the bounds entries at the end of multidimensional arrays */
1587                 char *obj_end = (char*)obj + obj_size - bounds_size;
1588                 size_t card_count;
1589                 size_t extra_idx = 0;
1590
1591                 mword desc = (mword)klass->element_class->gc_descr;
1592                 int elem_size = mono_array_element_size (klass);
1593
1594 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1595                 guint8 *overflow_scan_end = NULL;
1596 #endif
1597
1598 #ifdef SGEN_OBJECT_LAYOUT_STATISTICS
1599                 if (klass->element_class->valuetype)
1600                         sgen_object_layout_scanned_vtype_array ();
1601                 else
1602                         sgen_object_layout_scanned_ref_array ();
1603 #endif
1604
1605                 if (cards)
1606                         card_data = cards;
1607                 else
1608                         card_data = sgen_card_table_get_card_scan_address ((mword)obj);
1609
1610                 card_base = card_data;
1611                 card_count = sgen_card_table_number_of_cards_in_range ((mword)obj, obj_size);
1612                 card_data_end = card_data + card_count;
1613
1614
1615 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1616                 /*Check for overflow and if so, setup to scan in two steps*/
1617                 if (!cards && card_data_end >= SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END) {
1618                         overflow_scan_end = sgen_shadow_cardtable + (card_data_end - SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END);
1619                         card_data_end = SGEN_SHADOW_CARDTABLE_END;
1620                 }
1621
1622 LOOP_HEAD:
1623 #endif
1624
1625                 card_data = sgen_find_next_card (card_data, card_data_end);
1626                 for (; card_data < card_data_end; card_data = sgen_find_next_card (card_data + 1, card_data_end)) {
1627                         size_t index;
1628                         size_t idx = (card_data - card_base) + extra_idx;
1629                         char *start = (char*)(obj_start + idx * CARD_SIZE_IN_BYTES);
1630                         char *card_end = start + CARD_SIZE_IN_BYTES;
1631                         char *first_elem, *elem;
1632
1633                         HEAVY_STAT (++los_marked_cards);
1634
1635                         if (!cards)
1636                                 sgen_card_table_prepare_card_for_scanning (card_data);
1637
1638                         card_end = MIN (card_end, obj_end);
1639
1640                         if (start <= (char*)arr->vector)
1641                                 index = 0;
1642                         else
1643                                 index = ARRAY_OBJ_INDEX (start, obj, elem_size);
1644
1645                         elem = first_elem = (char*)mono_array_addr_with_size_fast ((MonoArray*)obj, elem_size, index);
1646                         if (klass->element_class->valuetype) {
1647                                 ScanVTypeFunc scan_vtype_func = ctx.ops->scan_vtype;
1648
1649                                 for (; elem < card_end; elem += elem_size)
1650                                         scan_vtype_func (obj, elem, desc, ctx.queue BINARY_PROTOCOL_ARG (elem_size));
1651                         } else {
1652                                 ScanPtrFieldFunc scan_ptr_field_func = ctx.ops->scan_ptr_field;
1653
1654                                 HEAVY_STAT (++los_array_cards);
1655                                 for (; elem < card_end; elem += SIZEOF_VOID_P)
1656                                         scan_ptr_field_func (obj, (GCObject**)elem, ctx.queue);
1657                         }
1658
1659                         binary_protocol_card_scan (first_elem, elem - first_elem);
1660                 }
1661
1662 #ifdef SGEN_HAVE_OVERLAPPING_CARDS
1663                 if (overflow_scan_end) {
1664                         extra_idx = card_data - card_base;
1665                         card_base = card_data = sgen_shadow_cardtable;
1666                         card_data_end = overflow_scan_end;
1667                         overflow_scan_end = NULL;
1668                         goto LOOP_HEAD;
1669                 }
1670 #endif
1671                 return TRUE;
1672         }
1673
1674         return FALSE;
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Array and string allocation
1679  */
1680
1681 void*
1682 mono_gc_alloc_vector (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length)
1683 {
1684         MonoArray *arr;
1685         TLAB_ACCESS_INIT;
1686
1687         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1688                 return NULL;
1689
1690 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1691         ENTER_CRITICAL_REGION;
1692         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1693         if (arr) {
1694                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1695                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1696                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1697                 goto done;
1698         }
1699         EXIT_CRITICAL_REGION;
1700 #endif
1701
1702         LOCK_GC;
1703
1704         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1705         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1706                 UNLOCK_GC;
1707                 return NULL;
1708         }
1709
1710         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1711
1712         UNLOCK_GC;
1713
1714  done:
1715         if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
1716                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1717
1718         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Vector has incorrect size.");
1719         return arr;
1720 }
1721
1722 void*
1723 mono_gc_alloc_array (MonoVTable *vtable, size_t size, uintptr_t max_length, uintptr_t bounds_size)
1724 {
1725         MonoArray *arr;
1726         MonoArrayBounds *bounds;
1727         TLAB_ACCESS_INIT;
1728
1729         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1730                 return NULL;
1731
1732 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1733         ENTER_CRITICAL_REGION;
1734         arr = (MonoArray*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1735         if (arr) {
1736                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1737                 arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1738
1739                 bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1740                 arr->bounds = bounds;
1741                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1742                 goto done;
1743         }
1744         EXIT_CRITICAL_REGION;
1745 #endif
1746
1747         LOCK_GC;
1748
1749         arr = (MonoArray*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1750         if (G_UNLIKELY (!arr)) {
1751                 UNLOCK_GC;
1752                 return NULL;
1753         }
1754
1755         arr->max_length = (mono_array_size_t)max_length;
1756
1757         bounds = (MonoArrayBounds*)((char*)arr + size - bounds_size);
1758         arr->bounds = bounds;
1759
1760         UNLOCK_GC;
1761
1762  done:
1763         if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
1764                 mono_profiler_allocation (&arr->obj);
1765
1766         SGEN_ASSERT (6, SGEN_ALIGN_UP (size) == SGEN_ALIGN_UP (sgen_client_par_object_get_size (vtable, (GCObject*)arr)), "Array has incorrect size.");
1767         return arr;
1768 }
1769
1770 void*
1771 mono_gc_alloc_string (MonoVTable *vtable, size_t size, gint32 len)
1772 {
1773         MonoString *str;
1774         TLAB_ACCESS_INIT;
1775
1776         if (!SGEN_CAN_ALIGN_UP (size))
1777                 return NULL;
1778
1779 #ifndef DISABLE_CRITICAL_REGION
1780         ENTER_CRITICAL_REGION;
1781         str = (MonoString*)sgen_try_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1782         if (str) {
1783                 /*This doesn't require fencing since EXIT_CRITICAL_REGION already does it for us*/
1784                 str->length = len;
1785                 EXIT_CRITICAL_REGION;
1786                 goto done;
1787         }
1788         EXIT_CRITICAL_REGION;
1789 #endif
1790
1791         LOCK_GC;
1792
1793         str = (MonoString*)sgen_alloc_obj_nolock (vtable, size);
1794         if (G_UNLIKELY (!str)) {
1795                 UNLOCK_GC;
1796                 return NULL;
1797         }
1798
1799         str->length = len;
1800
1801         UNLOCK_GC;
1802
1803  done:
1804         if (G_UNLIKELY (mono_profiler_events & MONO_PROFILE_ALLOCATIONS))
1805                 mono_profiler_allocation (&str->object);
1806
1807         return str;
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Strings
1812  */
1813
1814 void
1815 mono_gc_set_string_length (MonoString *str, gint32 new_length)
1816 {
1817         mono_unichar2 *new_end = str->chars + new_length;
1818
1819         /* zero the discarded string. This null-delimits the string and allows
1820          * the space to be reclaimed by SGen. */
1821
1822         if (nursery_canaries_enabled () && sgen_ptr_in_nursery (str)) {
1823                 CHECK_CANARY_FOR_OBJECT ((GCObject*)str, TRUE);
1824                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2) + CANARY_SIZE);
1825                 memcpy (new_end + 1 , CANARY_STRING, CANARY_SIZE);
1826         } else {
1827                 memset (new_end, 0, (str->length - new_length + 1) * sizeof (mono_unichar2));
1828         }
1829
1830         str->length = new_length;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Profiling
1835  */
1836
1837 #define GC_ROOT_NUM 32
1838 typedef struct {
1839         int count;              /* must be the first field */
1840         void *objects [GC_ROOT_NUM];
1841         int root_types [GC_ROOT_NUM];
1842         uintptr_t extra_info [GC_ROOT_NUM];
1843 } GCRootReport;
1844
1845 static void
1846 notify_gc_roots (GCRootReport *report)
1847 {
1848         if (!report->count)
1849                 return;
1850         mono_profiler_gc_roots (report->count, report->objects, report->root_types, report->extra_info);
1851         report->count = 0;
1852 }
1853
1854 static void
1855 add_profile_gc_root (GCRootReport *report, void *object, int rtype, uintptr_t extra_info)
1856 {
1857         if (report->count == GC_ROOT_NUM)
1858                 notify_gc_roots (report);
1859         report->objects [report->count] = object;
1860         report->root_types [report->count] = rtype;
1861         report->extra_info [report->count++] = (uintptr_t)SGEN_LOAD_VTABLE (object)->klass;
1862 }
1863
1864 void
1865 sgen_client_nursery_objects_pinned (void **definitely_pinned, int count)
1866 {
1867         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS) {
1868                 GCRootReport report;
1869                 int idx;
1870                 report.count = 0;
1871                 for (idx = 0; idx < count; ++idx)
1872                         add_profile_gc_root (&report, definitely_pinned [idx], MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
1873                 notify_gc_roots (&report);
1874         }
1875 }
1876
1877 static void
1878 report_finalizer_roots_from_queue (SgenPointerQueue *queue)
1879 {
1880         GCRootReport report;
1881         size_t i;
1882
1883         report.count = 0;
1884         for (i = 0; i < queue->next_slot; ++i) {
1885                 void *obj = queue->data [i];
1886                 if (!obj)
1887                         continue;
1888                 add_profile_gc_root (&report, obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_FINALIZER, 0);
1889         }
1890         notify_gc_roots (&report);
1891 }
1892
1893 static void
1894 report_finalizer_roots (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
1895 {
1896         report_finalizer_roots_from_queue (fin_ready_queue);
1897         report_finalizer_roots_from_queue (critical_fin_queue);
1898 }
1899
1900 static GCRootReport *root_report;
1901
1902 static void
1903 single_arg_report_root (MonoObject **obj, void *gc_data)
1904 {
1905         if (*obj)
1906                 add_profile_gc_root (root_report, *obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1907 }
1908
1909 static void
1910 precisely_report_roots_from (GCRootReport *report, void** start_root, void** end_root, mword desc)
1911 {
1912         switch (desc & ROOT_DESC_TYPE_MASK) {
1913         case ROOT_DESC_BITMAP:
1914                 desc >>= ROOT_DESC_TYPE_SHIFT;
1915                 while (desc) {
1916                         if ((desc & 1) && *start_root) {
1917                                 add_profile_gc_root (report, *start_root, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1918                         }
1919                         desc >>= 1;
1920                         start_root++;
1921                 }
1922                 return;
1923         case ROOT_DESC_COMPLEX: {
1924                 gsize *bitmap_data = (gsize *)sgen_get_complex_descriptor_bitmap (desc);
1925                 gsize bwords = (*bitmap_data) - 1;
1926                 void **start_run = start_root;
1927                 bitmap_data++;
1928                 while (bwords-- > 0) {
1929                         gsize bmap = *bitmap_data++;
1930                         void **objptr = start_run;
1931                         while (bmap) {
1932                                 if ((bmap & 1) && *objptr) {
1933                                         add_profile_gc_root (report, *objptr, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1934                                 }
1935                                 bmap >>= 1;
1936                                 ++objptr;
1937                         }
1938                         start_run += GC_BITS_PER_WORD;
1939                 }
1940                 break;
1941         }
1942         case ROOT_DESC_VECTOR: {
1943                 void **p;
1944
1945                 for (p = start_root; p < end_root; p++) {
1946                         if (*p)
1947                                 add_profile_gc_root (report, *p, MONO_PROFILE_GC_ROOT_OTHER, 0);
1948                 }
1949                 break;
1950         }
1951         case ROOT_DESC_USER: {
1952                 MonoGCRootMarkFunc marker = (MonoGCRootMarkFunc)sgen_get_user_descriptor_func (desc);
1953                 root_report = report;
1954                 marker ((MonoObject**)start_root, single_arg_report_root, NULL);
1955                 break;
1956         }
1957         case ROOT_DESC_RUN_LEN:
1958                 g_assert_not_reached ();
1959         default:
1960                 g_assert_not_reached ();
1961         }
1962 }
1963
1964 static void
1965 report_registered_roots_by_type (int root_type)
1966 {
1967         GCRootReport report;
1968         void **start_root;
1969         RootRecord *root;
1970         report.count = 0;
1971         SGEN_HASH_TABLE_FOREACH (&roots_hash [root_type], void **, start_root, RootRecord *, root) {
1972                 SGEN_LOG (6, "Precise root scan %p-%p (desc: %p)", start_root, root->end_root, (void*)root->root_desc);
1973                 precisely_report_roots_from (&report, start_root, (void**)root->end_root, root->root_desc);
1974         } SGEN_HASH_TABLE_FOREACH_END;
1975         notify_gc_roots (&report);
1976 }
1977
1978 static void
1979 report_registered_roots (void)
1980 {
1981         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_NORMAL);
1982         report_registered_roots_by_type (ROOT_TYPE_WBARRIER);
1983 }
1984
1985 void
1986 sgen_client_collecting_minor (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
1987 {
1988         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
1989                 report_registered_roots ();
1990         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
1991                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
1992 }
1993
1994 static GCRootReport major_root_report;
1995 static gboolean profile_roots;
1996
1997 void
1998 sgen_client_collecting_major_1 (void)
1999 {
2000         profile_roots = mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS;
2001         memset (&major_root_report, 0, sizeof (GCRootReport));
2002 }
2003
2004 void
2005 sgen_client_pinned_los_object (GCObject *obj)
2006 {
2007         if (profile_roots)
2008                 add_profile_gc_root (&major_root_report, (char*)obj, MONO_PROFILE_GC_ROOT_PINNING | MONO_PROFILE_GC_ROOT_MISC, 0);
2009 }
2010
2011 void
2012 sgen_client_collecting_major_2 (void)
2013 {
2014         if (profile_roots)
2015                 notify_gc_roots (&major_root_report);
2016
2017         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2018                 report_registered_roots ();
2019 }
2020
2021 void
2022 sgen_client_collecting_major_3 (SgenPointerQueue *fin_ready_queue, SgenPointerQueue *critical_fin_queue)
2023 {
2024         if (mono_profiler_get_events () & MONO_PROFILE_GC_ROOTS)
2025                 report_finalizer_roots (fin_ready_queue, critical_fin_queue);
2026 }
2027
2028 #define MOVED_OBJECTS_NUM 64
2029 static void *moved_objects [MOVED_OBJECTS_NUM];
2030 static int moved_objects_idx = 0;
2031
2032 static SgenPointerQueue moved_objects_queue = SGEN_POINTER_QUEUE_INIT (INTERNAL_MEM_MOVED_OBJECT);
2033
2034 void
2035 mono_sgen_register_moved_object (void *obj, void *destination)
2036 {
2037         /*
2038          * This function can be called from SGen's worker threads. We want to try
2039          * and avoid exposing those threads to the profiler API, so queue up move
2040          * events and send them later when the main GC thread calls
2041          * mono_sgen_gc_event_moves ().
2042          *
2043          * TODO: Once SGen has multiple worker threads, we need to switch to a
2044          * lock-free data structure for the queue as multiple threads will be
2045          * adding to it at the same time.
2046          */
2047         if (sgen_thread_pool_is_thread_pool_thread (mono_native_thread_id_get ())) {
2048                 sgen_pointer_queue_add (&moved_objects_queue, obj);
2049                 sgen_pointer_queue_add (&moved_objects_queue, destination);
2050         } else {
2051                 if (moved_objects_idx == MOVED_OBJECTS_NUM) {
2052                         mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2053                         moved_objects_idx = 0;
2054                 }
2055
2056                 moved_objects [moved_objects_idx++] = obj;
2057                 moved_objects [moved_objects_idx++] = destination;
2058         }
2059 }
2060
2061 void
2062 mono_sgen_gc_event_moves (void)
2063 {
2064         while (!sgen_pointer_queue_is_empty (&moved_objects_queue)) {
2065                 void *dst = sgen_pointer_queue_pop (&moved_objects_queue);
2066                 void *src = sgen_pointer_queue_pop (&moved_objects_queue);
2067
2068                 mono_sgen_register_moved_object (src, dst);
2069         }
2070
2071         if (moved_objects_idx) {
2072                 mono_profiler_gc_moves (moved_objects, moved_objects_idx);
2073                 moved_objects_idx = 0;
2074         }
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Heap walking
2079  */
2080
2081 #define REFS_SIZE 128
2082 typedef struct {
2083         void *data;
2084         MonoGCReferences callback;
2085         int flags;
2086         int count;
2087         int called;
2088         MonoObject *refs [REFS_SIZE];
2089         uintptr_t offsets [REFS_SIZE];
2090 } HeapWalkInfo;
2091
2092 #undef HANDLE_PTR
2093 #define HANDLE_PTR(ptr,obj)     do {    \
2094                 if (*(ptr)) {   \
2095                         if (hwi->count == REFS_SIZE) {  \
2096                                 hwi->callback ((MonoObject*)start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);    \
2097                                 hwi->count = 0; \
2098                                 hwi->called = 1;        \
2099                         }       \
2100                         hwi->offsets [hwi->count] = (char*)(ptr)-(char*)start;  \
2101                         hwi->refs [hwi->count++] = *(ptr);      \
2102                 }       \
2103         } while (0)
2104
2105 static void
2106 collect_references (HeapWalkInfo *hwi, GCObject *obj, size_t size)
2107 {
2108         char *start = (char*)obj;
2109         mword desc = sgen_obj_get_descriptor (obj);
2110
2111 #include "sgen/sgen-scan-object.h"
2112 }
2113
2114 static void
2115 walk_references (GCObject *start, size_t size, void *data)
2116 {
2117         HeapWalkInfo *hwi = (HeapWalkInfo *)data;
2118         hwi->called = 0;
2119         hwi->count = 0;
2120         collect_references (hwi, start, size);
2121         if (hwi->count || !hwi->called)
2122                 hwi->callback (start, mono_object_class (start), hwi->called? 0: size, hwi->count, hwi->refs, hwi->offsets, hwi->data);
2123 }
2124
2125 /**
2126  * mono_gc_walk_heap:
2127  * @flags: flags for future use
2128  * @callback: a function pointer called for each object in the heap
2129  * @data: a user data pointer that is passed to callback
2130  *
2131  * This function can be used to iterate over all the live objects in the heap:
2132  * for each object, @callback is invoked, providing info about the object's
2133  * location in memory, its class, its size and the objects it references.
2134  * For each referenced object it's offset from the object address is
2135  * reported in the offsets array.
2136  * The object references may be buffered, so the callback may be invoked
2137  * multiple times for the same object: in all but the first call, the size
2138  * argument will be zero.
2139  * Note that this function can be only called in the #MONO_GC_EVENT_PRE_START_WORLD
2140  * profiler event handler.
2141  *
2142  * Returns: a non-zero value if the GC doesn't support heap walking
2143  */
2144 int
2145 mono_gc_walk_heap (int flags, MonoGCReferences callback, void *data)
2146 {
2147         HeapWalkInfo hwi;
2148
2149         hwi.flags = flags;
2150         hwi.callback = callback;
2151         hwi.data = data;
2152
2153         sgen_clear_nursery_fragments ();
2154         sgen_scan_area_with_callback (nursery_section->data, nursery_section->end_data, walk_references, &hwi, FALSE, TRUE);
2155
2156         major_collector.iterate_objects (ITERATE_OBJECTS_SWEEP_ALL, walk_references, &hwi);
2157         sgen_los_iterate_objects (walk_references, &hwi);
2158
2159         return 0;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Threads
2164  */
2165
2166 void
2167 mono_gc_set_gc_callbacks (MonoGCCallbacks *callbacks)
2168 {
2169         gc_callbacks = *callbacks;
2170 }
2171
2172 MonoGCCallbacks *
2173 mono_gc_get_gc_callbacks ()
2174 {
2175         return &gc_callbacks;
2176 }
2177
2178 void
2179 sgen_client_thread_register (SgenThreadInfo* info, void *stack_bottom_fallback)
2180 {
2181         size_t stsize = 0;
2182         guint8 *staddr = NULL;
2183
2184         mono_tls_set_sgen_thread_info (info);
2185
2186         info->client_info.skip = 0;
2187
2188         info->client_info.stack_start = NULL;
2189
2190 #ifdef SGEN_POSIX_STW
2191         info->client_info.stop_count = -1;
2192         info->client_info.signal = 0;
2193 #endif
2194
2195         mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
2196         if (staddr) {
2197                 info->client_info.stack_start_limit = staddr;
2198                 info->client_info.stack_end = staddr + stsize;
2199         } else {
2200                 gsize stack_bottom = (gsize)stack_bottom_fallback;
2201                 stack_bottom += 4095;
2202                 stack_bottom &= ~4095;
2203                 info->client_info.stack_end = (char*)stack_bottom;
2204         }
2205
2206         memset (&info->client_info.ctx, 0, sizeof (MonoContext));
2207
2208         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func)
2209                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2210
2211         binary_protocol_thread_register ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info));
2212
2213         SGEN_LOG (3, "registered thread %p (%p) stack end %p", info, (gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_end);
2214
2215         info->client_info.info.handle_stack = mono_handle_stack_alloc ();
2216 }
2217
2218 void
2219 sgen_client_thread_unregister (SgenThreadInfo *p)
2220 {
2221         MonoNativeThreadId tid;
2222
2223         mono_tls_set_sgen_thread_info (NULL);
2224
2225         tid = mono_thread_info_get_tid (p);
2226
2227         if (p->client_info.info.runtime_thread)
2228                 mono_threads_add_joinable_thread ((gpointer)tid);
2229
2230         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func) {
2231                 mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_detach_func (p->client_info.runtime_data);
2232                 p->client_info.runtime_data = NULL;
2233         }
2234
2235         binary_protocol_thread_unregister ((gpointer)tid);
2236         SGEN_LOG (3, "unregister thread %p (%p)", p, (gpointer)tid);
2237
2238         HandleStack *handles = (HandleStack*) p->client_info.info.handle_stack;
2239         p->client_info.info.handle_stack = NULL;
2240         mono_handle_stack_free (handles);
2241 }
2242
2243 void
2244 mono_gc_set_skip_thread (gboolean skip)
2245 {
2246         SgenThreadInfo *info = mono_thread_info_current ();
2247
2248         LOCK_GC;
2249         info->client_info.gc_disabled = skip;
2250         UNLOCK_GC;
2251
2252         if (skip) {
2253                 /* If we skip scanning a thread with a non-empty handle stack, we may move an
2254                  * object but fail to update the reference in the handle.
2255                  */
2256                 HandleStack *stack = info->client_info.info.handle_stack;
2257                 g_assert (stack == NULL || mono_handle_stack_is_empty (stack));
2258         }
2259 }
2260
2261 static gboolean
2262 thread_in_critical_region (SgenThreadInfo *info)
2263 {
2264         return info->client_info.in_critical_region;
2265 }
2266
2267 static void
2268 sgen_thread_attach (SgenThreadInfo *info)
2269 {
2270         if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func && !info->client_info.runtime_data)
2271                 info->client_info.runtime_data = mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_attach_func ();
2272 }
2273
2274 static void
2275 sgen_thread_detach (SgenThreadInfo *p)
2276 {
2277         /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
2278          * know about, marshal will register it with mono_threads_attach_coop, but
2279          * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
2280          * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
2281          * the thread
2282          */
2283         if (mono_thread_internal_current_is_attached ())
2284                 mono_thread_detach_internal (mono_thread_internal_current ());
2285 }
2286
2287 gboolean
2288 mono_gc_register_thread (void *baseptr)
2289 {
2290         return mono_thread_info_attach (baseptr) != NULL;
2291 }
2292
2293 gboolean
2294 mono_gc_is_gc_thread (void)
2295 {
2296         gboolean result;
2297         LOCK_GC;
2298         result = mono_thread_info_current () != NULL;
2299         UNLOCK_GC;
2300         return result;
2301 }
2302
2303 void
2304 sgen_client_thread_register_worker (void)
2305 {
2306         mono_thread_info_register_small_id ();
2307         mono_native_thread_set_name (mono_native_thread_id_get (), "SGen worker");
2308 }
2309
2310 /* Variables holding start/end nursery so it won't have to be passed at every call */
2311 static void *scan_area_arg_start, *scan_area_arg_end;
2312
2313 void
2314 mono_gc_conservatively_scan_area (void *start, void *end)
2315 {
2316         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)start, (void **)end, scan_area_arg_start, scan_area_arg_end, PIN_TYPE_STACK);
2317 }
2318
2319 void*
2320 mono_gc_scan_object (void *obj, void *gc_data)
2321 {
2322         ScanCopyContext *ctx = (ScanCopyContext *)gc_data;
2323         ctx->ops->copy_or_mark_object ((GCObject**)&obj, ctx->queue);
2324         return obj;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Mark from thread stacks and registers.
2329  */
2330 void
2331 sgen_client_scan_thread_data (void *start_nursery, void *end_nursery, gboolean precise, ScanCopyContext ctx)
2332 {
2333         scan_area_arg_start = start_nursery;
2334         scan_area_arg_end = end_nursery;
2335
2336         FOREACH_THREAD (info) {
2337                 int skip_reason = 0;
2338                 void *aligned_stack_start;
2339
2340                 if (info->client_info.skip) {
2341                         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);
2342                         skip_reason = 1;
2343                 } else if (info->client_info.gc_disabled) {
2344                         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);
2345                         skip_reason = 2;
2346                 } else if (!mono_thread_info_is_live (info)) {
2347                         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);
2348                         skip_reason = 3;
2349                 } else if (!info->client_info.stack_start) {
2350                         SGEN_LOG (3, "Skipping starting or detaching thread %p", info);
2351                         skip_reason = 4;
2352                 }
2353
2354                 binary_protocol_scan_stack ((gpointer)mono_thread_info_get_tid (info), info->client_info.stack_start, info->client_info.stack_end, skip_reason);
2355
2356                 if (skip_reason) {
2357                         if (precise) {
2358                                 /* If we skip a thread with a non-empty handle stack and then it
2359                                  * resumes running we may potentially move an object but fail to
2360                                  * update the reference in the handle.
2361                                  */
2362                                 HandleStack *stack = info->client_info.info.handle_stack;
2363                                 g_assert (stack == NULL || mono_handle_stack_is_empty (stack));
2364                         }
2365                         continue;
2366                 }
2367
2368                 g_assert (info->client_info.stack_start);
2369                 g_assert (info->client_info.stack_end);
2370
2371                 aligned_stack_start = (void*)(mword) ALIGN_TO ((mword)info->client_info.stack_start, SIZEOF_VOID_P);
2372 #ifdef HOST_WIN32
2373                 /* Windows uses a guard page before the committed stack memory pages to detect when the
2374                    stack needs to be grown. If we suspend a thread just after a function prolog has
2375                    decremented the stack pointer to point into the guard page but before the thread has
2376                    been able to read or write to that page, starting the stack scan at aligned_stack_start
2377                    will raise a STATUS_GUARD_PAGE_VIOLATION and the process will crash. This code uses
2378                    VirtualQuery() to determine whether stack_start points into the guard page and then
2379                    updates aligned_stack_start to point at the next non-guard page. */
2380                 MEMORY_BASIC_INFORMATION mem_info;
2381                 SIZE_T result = VirtualQuery(info->client_info.stack_start, &mem_info, sizeof(mem_info));
2382                 g_assert (result != 0);
2383                 if (mem_info.Protect & PAGE_GUARD) {
2384                         aligned_stack_start = ((char*) mem_info.BaseAddress) + mem_info.RegionSize;
2385                 }
2386 #endif
2387
2388                 g_assert (info->client_info.suspend_done);
2389                 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 ());
2390                 if (mono_gc_get_gc_callbacks ()->thread_mark_func && !conservative_stack_mark) {
2391                         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);
2392                 } else if (!precise) {
2393                         if (!conservative_stack_mark) {
2394                                 fprintf (stderr, "Precise stack mark not supported - disabling.\n");
2395                                 conservative_stack_mark = TRUE;
2396                         }
2397                         //FIXME we should eventually use the new stack_mark from coop
2398                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)aligned_stack_start, (void **)info->client_info.stack_end, start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2399                 }
2400
2401                 if (!precise) {
2402                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void**)&info->client_info.ctx, (void**)(&info->client_info.ctx + 1),
2403                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2404
2405                         {
2406                                 // This is used on Coop GC for platforms where we cannot get the data for individual registers.
2407                                 // We force a spill of all registers into the stack and pass a chunk of data into sgen.
2408                                 //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
2409                                 MonoThreadUnwindState *state = &info->client_info.info.thread_saved_state [SELF_SUSPEND_STATE_INDEX];
2410                                 if (state && state->gc_stackdata) {
2411                                         sgen_conservatively_pin_objects_from ((void **)state->gc_stackdata, (void**)((char*)state->gc_stackdata + state->gc_stackdata_size),
2412                                                 start_nursery, end_nursery, PIN_TYPE_STACK);
2413                                 }
2414                         }
2415                 }
2416                 if (precise && info->client_info.info.handle_stack) {
2417                         mono_handle_stack_scan ((HandleStack*)info->client_info.info.handle_stack, (GcScanFunc)ctx.ops->copy_or_mark_object, ctx.queue);
2418                 }
2419         } FOREACH_THREAD_END
2420 }
2421
2422 /*
2423  * mono_gc_set_stack_end:
2424  *
2425  *   Set the end of the current threads stack to STACK_END. The stack space between 
2426  * STACK_END and the real end of the threads stack will not be scanned during collections.
2427  */
2428 void
2429 mono_gc_set_stack_end (void *stack_end)
2430 {
2431         SgenThreadInfo *info;
2432
2433         LOCK_GC;
2434         info = mono_thread_info_current ();
2435         if (info) {
2436                 SGEN_ASSERT (0, stack_end < info->client_info.stack_end, "Can only lower stack end");
2437                 info->client_info.stack_end = stack_end;
2438         }
2439         UNLOCK_GC;
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Roots
2444  */
2445
2446 int
2447 mono_gc_register_root (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2448 {
2449         return sgen_register_root (start, size, descr, descr ? ROOT_TYPE_NORMAL : ROOT_TYPE_PINNED, source, msg);
2450 }
2451
2452 int
2453 mono_gc_register_root_wbarrier (char *start, size_t size, MonoGCDescriptor descr, MonoGCRootSource source, const char *msg)
2454 {
2455         return sgen_register_root (start, size, descr, ROOT_TYPE_WBARRIER, source, msg);
2456 }
2457
2458 void
2459 mono_gc_deregister_root (char* addr)
2460 {
2461         sgen_deregister_root (addr);
2462 }
2463
2464 /*
2465  * PThreads
2466  */
2467
2468 #ifndef HOST_WIN32
2469 int
2470 mono_gc_pthread_create (pthread_t *new_thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg)
2471 {
2472         int res;
2473
2474         mono_threads_join_lock ();
2475         res = pthread_create (new_thread, attr, start_routine, arg);
2476         mono_threads_join_unlock ();
2477
2478         return res;
2479 }
2480 #endif
2481
2482 /*
2483  * Miscellaneous
2484  */
2485
2486 void
2487 sgen_client_total_allocated_heap_changed (size_t allocated_heap)
2488 {
2489         mono_runtime_resource_check_limit (MONO_RESOURCE_GC_HEAP, allocated_heap);
2490 }
2491
2492 gboolean
2493 mono_gc_user_markers_supported (void)
2494 {
2495         return TRUE;
2496 }
2497
2498 gboolean
2499 mono_object_is_alive (MonoObject* o)
2500 {
2501         return TRUE;
2502 }
2503
2504 int
2505 mono_gc_get_generation (MonoObject *obj)
2506 {
2507         if (sgen_ptr_in_nursery (obj))
2508                 return 0;
2509         return 1;
2510 }
2511
2512 const char *
2513 mono_gc_get_gc_name (void)
2514 {
2515         return "sgen";
2516 }
2517
2518 char*
2519 mono_gc_get_description (void)
2520 {
2521 #ifdef HAVE_CONC_GC_AS_DEFAULT
2522         return g_strdup ("sgen (concurrent by default)");
2523 #else
2524         return g_strdup ("sgen");
2525 #endif
2526 }
2527
2528 void
2529 mono_gc_set_desktop_mode (void)
2530 {
2531 }
2532
2533 gboolean
2534 mono_gc_is_moving (void)
2535 {
2536         return TRUE;
2537 }
2538
2539 gboolean
2540 mono_gc_is_disabled (void)
2541 {
2542         return FALSE;
2543 }
2544
2545 #ifdef HOST_WIN32
2546 BOOL APIENTRY mono_gc_dllmain (HMODULE module_handle, DWORD reason, LPVOID reserved)
2547 {
2548         return TRUE;
2549 }
2550 #endif
2551
2552 int
2553 mono_gc_max_generation (void)
2554 {
2555         return 1;
2556 }
2557
2558 gboolean
2559 mono_gc_precise_stack_mark_enabled (void)
2560 {
2561         return !conservative_stack_mark;
2562 }
2563
2564 void
2565 mono_gc_collect (int generation)
2566 {
2567         sgen_gc_collect (generation);
2568 }
2569
2570 int
2571 mono_gc_collection_count (int generation)
2572 {
2573         return sgen_gc_collection_count (generation);
2574 }
2575
2576 int64_t
2577 mono_gc_get_used_size (void)
2578 {
2579         return (int64_t)sgen_gc_get_used_size ();
2580 }
2581
2582 int64_t
2583 mono_gc_get_heap_size (void)
2584 {
2585         return (int64_t)sgen_gc_get_total_heap_allocation ();
2586 }
2587
2588 MonoGCDescriptor
2589 mono_gc_make_root_descr_user (MonoGCRootMarkFunc marker)
2590 {
2591         return sgen_make_user_root_descriptor (marker);
2592 }
2593
2594 MonoGCDescriptor
2595 mono_gc_make_descr_for_string (gsize *bitmap, int numbits)
2596 {
2597         return SGEN_DESC_STRING;
2598 }
2599
2600 void*
2601 mono_gc_get_nursery (int *shift_bits, size_t *size)
2602 {
2603         *size = sgen_nursery_size;
2604         *shift_bits = DEFAULT_NURSERY_BITS;
2605         return sgen_get_nursery_start ();
2606 }
2607
2608 int
2609 mono_gc_get_los_limit (void)
2610 {
2611         return SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE;
2612 }
2613
2614 gpointer
2615 sgen_client_default_metadata (void)
2616 {
2617         return mono_domain_get ();
2618 }
2619
2620 gpointer
2621 sgen_client_metadata_for_object (GCObject *obj)
2622 {
2623         return mono_object_domain (obj);
2624 }
2625
2626 /**
2627  * mono_gchandle_is_in_domain:
2628  * @gchandle: a GCHandle's handle.
2629  * @domain: An application domain.
2630  *
2631  * Returns: TRUE if the object wrapped by the @gchandle belongs to the specific @domain.
2632  */
2633 gboolean
2634 mono_gchandle_is_in_domain (guint32 gchandle, MonoDomain *domain)
2635 {
2636         MonoDomain *gchandle_domain = (MonoDomain *)sgen_gchandle_get_metadata (gchandle);
2637         return domain->domain_id == gchandle_domain->domain_id;
2638 }
2639
2640 /**
2641  * mono_gchandle_free_domain:
2642  * @unloading: domain that is unloading
2643  *
2644  * Function used internally to cleanup any GC handle for objects belonging
2645  * to the specified domain during appdomain unload.
2646  */
2647 void
2648 mono_gchandle_free_domain (MonoDomain *unloading)
2649 {
2650 }
2651
2652 static gpointer
2653 null_link_if_in_domain (gpointer hidden, GCHandleType handle_type, int max_generation, gpointer user)
2654 {
2655         MonoDomain *unloading_domain = (MonoDomain *)user;
2656         MonoDomain *obj_domain;
2657         gboolean is_weak = MONO_GC_HANDLE_TYPE_IS_WEAK (handle_type);
2658         if (MONO_GC_HANDLE_IS_OBJECT_POINTER (hidden)) {
2659                 MonoObject *obj = (MonoObject *)MONO_GC_REVEAL_POINTER (hidden, is_weak);
2660                 obj_domain = mono_object_domain (obj);
2661         } else {
2662                 obj_domain = (MonoDomain *)MONO_GC_REVEAL_POINTER (hidden, is_weak);
2663         }
2664         if (unloading_domain->domain_id == obj_domain->domain_id)
2665                 return NULL;
2666         return hidden;
2667 }
2668
2669 void
2670 sgen_null_links_for_domain (MonoDomain *domain)
2671 {
2672         guint type;
2673         for (type = HANDLE_TYPE_MIN; type < HANDLE_TYPE_MAX; ++type)
2674                 sgen_gchandle_iterate ((GCHandleType)type, GENERATION_OLD, null_link_if_in_domain, domain);
2675 }
2676
2677 void
2678 mono_gchandle_set_target (guint32 gchandle, MonoObject *obj)
2679 {
2680         sgen_gchandle_set_target (gchandle, obj);
2681 }
2682
2683 void
2684 sgen_client_gchandle_created (int handle_type, GCObject *obj, guint32 handle)
2685 {
2686 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2687         mono_perfcounters->gc_num_handles++;
2688 #endif
2689         mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_CREATED, handle_type, handle, obj);
2690 }
2691
2692 void
2693 sgen_client_gchandle_destroyed (int handle_type, guint32 handle)
2694 {
2695 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
2696         mono_perfcounters->gc_num_handles--;
2697 #endif
2698         mono_profiler_gc_handle (MONO_PROFILER_GC_HANDLE_DESTROYED, handle_type, handle, NULL);
2699 }
2700
2701 void
2702 sgen_client_ensure_weak_gchandles_accessible (void)
2703 {
2704         /*
2705          * During the second bridge processing step the world is
2706          * running again.  That step processes all weak links once
2707          * more to null those that refer to dead objects.  Before that
2708          * is completed, those links must not be followed, so we
2709          * conservatively wait for bridge processing when any weak
2710          * link is dereferenced.
2711          */
2712         /* FIXME: A GC can occur after this check fails, in which case we
2713          * should wait for bridge processing but would fail to do so.
2714          */
2715         if (G_UNLIKELY (bridge_processing_in_progress))
2716                 mono_gc_wait_for_bridge_processing ();
2717 }
2718
2719 void*
2720 mono_gc_invoke_with_gc_lock (MonoGCLockedCallbackFunc func, void *data)
2721 {
2722         void *result;
2723         LOCK_INTERRUPTION;
2724         result = func (data);
2725         UNLOCK_INTERRUPTION;
2726         return result;
2727 }
2728
2729 void
2730 mono_gc_register_altstack (gpointer stack, gint32 stack_size, gpointer altstack, gint32 altstack_size)
2731 {
2732         // FIXME:
2733 }
2734
2735 guint8*
2736 mono_gc_get_card_table (int *shift_bits, gpointer *mask)
2737 {
2738         return sgen_get_card_table_configuration (shift_bits, mask);
2739 }
2740
2741 gboolean
2742 mono_gc_card_table_nursery_check (void)
2743 {
2744         return !sgen_get_major_collector ()->is_concurrent;
2745 }
2746
2747 /* Negative value to remove */
2748 void
2749 mono_gc_add_memory_pressure (gint64 value)
2750 {
2751         /* FIXME: Implement at some point? */
2752 }
2753
2754 /*
2755  * Logging
2756  */
2757
2758 void
2759 sgen_client_degraded_allocation (size_t size)
2760 {
2761         static int last_major_gc_warned = -1;
2762         static int num_degraded = 0;
2763
2764         if (last_major_gc_warned < (int)gc_stats.major_gc_count) {
2765                 ++num_degraded;
2766                 if (num_degraded == 1 || num_degraded == 3)
2767                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Degraded allocation.  Consider increasing nursery-size if the warning persists.");
2768                 else if (num_degraded == 10)
2769                         mono_trace (G_LOG_LEVEL_INFO, MONO_TRACE_GC, "Warning: Repeated degraded allocation.  Consider increasing nursery-size.");
2770                 last_major_gc_warned = gc_stats.major_gc_count;
2771         }
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Debugging
2776  */
2777
2778 const char*
2779 sgen_client_description_for_internal_mem_type (int type)
2780 {
2781         switch (type) {
2782         case INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK: return "ephemeron-link";
2783         case INTERNAL_MEM_MOVED_OBJECT: return "moved-object";
2784         default:
2785                 return NULL;
2786         }
2787 }
2788
2789 void
2790 sgen_client_pre_collection_checks (void)
2791 {
2792         if (sgen_mono_xdomain_checks) {
2793                 sgen_clear_nursery_fragments ();
2794                 sgen_check_for_xdomain_refs ();
2795         }
2796 }
2797
2798 gboolean
2799 sgen_client_vtable_is_inited (MonoVTable *vt)
2800 {
2801         return vt->klass->inited;
2802 }
2803
2804 const char*
2805 sgen_client_vtable_get_namespace (MonoVTable *vt)
2806 {
2807         return vt->klass->name_space;
2808 }
2809
2810 const char*
2811 sgen_client_vtable_get_name (MonoVTable *vt)
2812 {
2813         return vt->klass->name;
2814 }
2815
2816 /*
2817  * Initialization
2818  */
2819
2820 void
2821 sgen_client_init (void)
2822 {
2823         int dummy;
2824         MonoThreadInfoCallbacks cb;
2825
2826         cb.thread_register = sgen_thread_register;
2827         cb.thread_detach = sgen_thread_detach;
2828         cb.thread_unregister = sgen_thread_unregister;
2829         cb.thread_attach = sgen_thread_attach;
2830         cb.mono_thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
2831         cb.ip_in_critical_region = ip_in_critical_region;
2832
2833         mono_threads_init (&cb, sizeof (SgenThreadInfo));
2834
2835         ///* Keep this the default for now */
2836         /* Precise marking is broken on all supported targets. Disable until fixed. */
2837         conservative_stack_mark = TRUE;
2838
2839         sgen_register_fixed_internal_mem_type (INTERNAL_MEM_EPHEMERON_LINK, sizeof (EphemeronLinkNode));
2840
2841         mono_sgen_init_stw ();
2842
2843         mono_tls_init_gc_keys ();
2844
2845         mono_gc_register_thread (&dummy);
2846 }
2847
2848 gboolean
2849 sgen_client_handle_gc_param (const char *opt)
2850 {
2851         if (g_str_has_prefix (opt, "stack-mark=")) {
2852                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2853                 if (!strcmp (opt, "precise")) {
2854                         conservative_stack_mark = FALSE;
2855                 } else if (!strcmp (opt, "conservative")) {
2856                         conservative_stack_mark = TRUE;
2857                 } else {
2858                         sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, conservative_stack_mark ? "Using `conservative`." : "Using `precise`.",
2859                                         "Invalid value `%s` for `stack-mark` option, possible values are: `precise`, `conservative`.", opt);
2860                 }
2861         } else if (g_str_has_prefix (opt, "bridge-implementation=")) {
2862                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2863                 sgen_set_bridge_implementation (opt);
2864         } else if (g_str_has_prefix (opt, "toggleref-test")) {
2865                 /* FIXME: This should probably in MONO_GC_DEBUG */
2866                 sgen_register_test_toggleref_callback ();
2867         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_param (opt)) {
2868                 return FALSE;
2869         }
2870         return TRUE;
2871 }
2872
2873 void
2874 sgen_client_print_gc_params_usage (void)
2875 {
2876         fprintf (stderr, "  stack-mark=MARK-METHOD (where MARK-METHOD is 'precise' or 'conservative')\n");
2877 }
2878
2879 gboolean
2880 sgen_client_handle_gc_debug (const char *opt)
2881 {
2882         if (!strcmp (opt, "xdomain-checks")) {
2883                 sgen_mono_xdomain_checks = TRUE;
2884         } else if (!strcmp (opt, "do-not-finalize")) {
2885                 mono_do_not_finalize = TRUE;
2886         } else if (g_str_has_prefix (opt, "do-not-finalize=")) {
2887                 opt = strchr (opt, '=') + 1;
2888                 mono_do_not_finalize = TRUE;
2889                 mono_do_not_finalize_class_names = g_strsplit (opt, ",", 0);
2890         } else if (!strcmp (opt, "log-finalizers")) {
2891                 log_finalizers = TRUE;
2892         } else if (!strcmp (opt, "no-managed-allocator")) {
2893                 sgen_set_use_managed_allocator (FALSE);
2894         } else if (!sgen_bridge_handle_gc_debug (opt)) {
2895                 return FALSE;
2896         }
2897         return TRUE;
2898 }
2899
2900 void
2901 sgen_client_print_gc_debug_usage (void)
2902 {
2903         fprintf (stderr, "  xdomain-checks\n");
2904         fprintf (stderr, "  do-not-finalize\n");
2905         fprintf (stderr, "  log-finalizers\n");
2906         fprintf (stderr, "  no-managed-allocator\n");
2907         sgen_bridge_print_gc_debug_usage ();
2908 }
2909
2910
2911 gpointer
2912 sgen_client_get_provenance (void)
2913 {
2914 #ifdef SGEN_OBJECT_PROVENANCE
2915         MonoGCCallbacks *cb = mono_gc_get_gc_callbacks ();
2916         gpointer (*get_provenance_func) (void);
2917         if (!cb)
2918                 return NULL;
2919         get_provenance_func = cb->get_provenance_func;
2920         if (get_provenance_func)
2921                 return get_provenance_func ();
2922         return NULL;
2923 #else
2924         return NULL;
2925 #endif
2926 }
2927
2928 void
2929 sgen_client_describe_invalid_pointer (GCObject *ptr)
2930 {
2931         sgen_bridge_describe_pointer (ptr);
2932 }
2933
2934 static gboolean gc_inited;
2935
2936 void
2937 mono_gc_base_init (void)
2938 {
2939         if (gc_inited)
2940                 return;
2941
2942         mono_counters_init ();
2943
2944 #ifndef HOST_WIN32
2945         mono_w32handle_init ();
2946 #endif
2947
2948 #ifdef HEAVY_STATISTICS
2949         mono_counters_register ("los marked cards", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_marked_cards);
2950         mono_counters_register ("los array cards scanned ", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_cards);
2951         mono_counters_register ("los array remsets", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &los_array_remsets);
2952
2953         mono_counters_register ("WBarrier set arrayref", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_set_arrayref);
2954         mono_counters_register ("WBarrier value copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_value_copy);
2955         mono_counters_register ("WBarrier object copy", MONO_COUNTER_GC | MONO_COUNTER_ULONG, &stat_wbarrier_object_copy);
2956 #endif
2957
2958         sgen_gc_init ();
2959
2960         gc_inited = TRUE;
2961 }
2962
2963 void
2964 mono_gc_base_cleanup (void)
2965 {
2966         sgen_thread_pool_shutdown ();
2967
2968         // We should have consumed any outstanding moves.
2969         g_assert (sgen_pointer_queue_is_empty (&moved_objects_queue));
2970 }
2971
2972 gboolean
2973 mono_gc_is_null (void)
2974 {
2975         return FALSE;
2976 }
2977
2978 #endif