[sgen] Add sgen modes
authorVlad Brezae <brezaevlad@gmail.com>
Mon, 1 May 2017 20:56:34 +0000 (23:56 +0300)
committerVlad Brezae <brezaevlad@gmail.com>
Mon, 12 Jun 2017 23:33:19 +0000 (02:33 +0300)
Group gc params configurations into general gc modes. The default mode (SGEN_MODE_NONE) is what we've been using so far, meaning old default features. The other modes can include experimental features.

mono/sgen/sgen-conf.h
mono/sgen/sgen-gc.c

index 63e922c470e0745f5e16340a858be806b08deb2b..ce724e656a2e22c614f707145fc68c6d1a13fac3 100644 (file)
@@ -216,7 +216,10 @@ typedef mword SgenDescriptor;
  * sizing heuristics. We are keeping leeway in order to be prepared for work-load
  * variations.
  */
-#define SGEN_MAX_PAUSE_TIME 30
-#define SGEN_MAX_PAUSE_MARGIN 0.66f
+#define SGEN_DEFAULT_MAX_PAUSE_TIME 30
+#define SGEN_DEFAULT_MAX_PAUSE_MARGIN 0.66f
+
+
+#define SGEN_PAUSE_MODE_MAX_PAUSE_MARGIN 0.5f
 
 #endif
index 66eb9ab194bb76293336041dfca14767efe3fb3a..b87bb300fe5c4a5fafa7cdc16cc87ba9e0b3635f 100644 (file)
@@ -236,6 +236,9 @@ static gboolean do_dump_nursery_content = FALSE;
 static gboolean enable_nursery_canaries = FALSE;
 
 static gboolean precleaning_enabled = TRUE;
+static gboolean dynamic_nursery = FALSE;
+static size_t min_nursery_size = 0;
+static size_t max_nursery_size = 0;
 
 #ifdef HEAVY_STATISTICS
 guint64 stat_objects_alloced_degraded = 0;
@@ -288,8 +291,8 @@ static guint64 time_major_fragment_creation = 0;
 
 static guint64 time_max = 0;
 
-static int sgen_max_pause_time = SGEN_MAX_PAUSE_TIME;
-static float sgen_max_pause_margin = SGEN_MAX_PAUSE_MARGIN;
+static int sgen_max_pause_time = SGEN_DEFAULT_MAX_PAUSE_TIME;
+static float sgen_max_pause_margin = SGEN_DEFAULT_MAX_PAUSE_MARGIN;
 
 static SGEN_TV_DECLARE (time_major_conc_collection_start);
 static SGEN_TV_DECLARE (time_major_conc_collection_end);
@@ -333,13 +336,32 @@ nursery_canaries_enabled (void)
 
 #if defined(HAVE_CONC_GC_AS_DEFAULT)
 /* Use concurrent major on deskstop platforms */
-#define DEFAULT_MAJOR_INIT sgen_marksweep_conc_init
-#define DEFAULT_MAJOR_NAME "marksweep-conc"
+#define DEFAULT_MAJOR SGEN_MAJOR_CONCURRENT
 #else
-#define DEFAULT_MAJOR_INIT sgen_marksweep_init
-#define DEFAULT_MAJOR_NAME "marksweep"
+#define DEFAULT_MAJOR SGEN_MAJOR_SERIAL
 #endif
 
+typedef enum {
+       SGEN_MAJOR_DEFAULT,
+       SGEN_MAJOR_SERIAL,
+       SGEN_MAJOR_CONCURRENT,
+       SGEN_MAJOR_CONCURRENT_PARALLEL
+} SgenMajor;
+
+typedef enum {
+       SGEN_MINOR_DEFAULT,
+       SGEN_MINOR_SIMPLE,
+       SGEN_MINOR_SIMPLE_PARALLEL,
+       SGEN_MINOR_SPLIT
+} SgenMinor;
+
+typedef enum {
+       SGEN_MODE_NONE,
+       SGEN_MODE_BALANCED,
+       SGEN_MODE_THROUGHPUT,
+       SGEN_MODE_PAUSE
+} SgenMode;
+
 /*
  * ######################################################################
  * ########  Global data.
@@ -1622,7 +1644,6 @@ collect_nursery (const char *reason, gboolean is_overflow, SgenGrayQueue *unpin_
        SgenGrayQueue gc_thread_gray_queue;
        SgenObjectOperations *object_ops_nopar, *object_ops_par = NULL;
        ScanCopyContext ctx;
-       int duration;
        TV_DECLARE (atv);
        TV_DECLARE (btv);
        SGEN_TV_DECLARE (last_minor_collection_start_tv);
@@ -1755,12 +1776,18 @@ collect_nursery (const char *reason, gboolean is_overflow, SgenGrayQueue *unpin_
                sgen_check_remset_consistency ();
 
 
-       TV_GETTIME (btv);
-       duration = (int)(TV_ELAPSED (last_minor_collection_start_tv, btv) / 10000);
-       if (duration > (sgen_max_pause_time * sgen_max_pause_margin))
-               sgen_resize_nursery (TRUE);
-       else
-               sgen_resize_nursery (FALSE);
+       if (sgen_max_pause_time) {
+               int duration;
+
+               TV_GETTIME (btv);
+               duration = (int)(TV_ELAPSED (last_minor_collection_start_tv, btv) / 10000);
+               if (duration > (sgen_max_pause_time * sgen_max_pause_margin))
+                       sgen_resize_nursery (TRUE);
+               else
+                       sgen_resize_nursery (FALSE);
+       } else {
+                       sgen_resize_nursery (FALSE);
+       }
 
        /* walk the pin_queue, build up the fragment list of free memory, unmark
         * pinned objects as we go, memzero() the empty fragments so they are ready for the
@@ -2999,13 +3026,162 @@ parse_double_in_interval (const char *env_var, const char *opt_name, const char
        return TRUE;
 }
 
+static SgenMinor
+parse_sgen_minor (const char *opt)
+{
+       if (!opt)
+               return SGEN_MINOR_DEFAULT;
+
+       if (!strcmp (opt, "simple")) {
+               return SGEN_MINOR_SIMPLE;
+       } else if (!strcmp (opt, "simple-par")) {
+               return SGEN_MINOR_SIMPLE_PARALLEL;
+       } else if (!strcmp (opt, "split")) {
+               return SGEN_MINOR_SPLIT;
+       } else {
+               sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default instead.", "Unknown minor collector `%s'.", opt);
+               return SGEN_MINOR_DEFAULT;
+       }
+}
+
+static SgenMajor
+parse_sgen_major (const char *opt)
+{
+       if (!opt)
+               return SGEN_MAJOR_DEFAULT;
+
+       if (!strcmp (opt, "marksweep")) {
+               return SGEN_MAJOR_SERIAL;
+       } else if (!strcmp (opt, "marksweep-conc")) {
+               return SGEN_MAJOR_CONCURRENT;
+       } else if (!strcmp (opt, "marksweep-conc-par")) {
+               return SGEN_MAJOR_CONCURRENT_PARALLEL;
+       } else {
+               sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default instead.", "Unknown major collector `%s'.", opt);
+               return SGEN_MAJOR_DEFAULT;
+       }
+
+}
+
+static SgenMode
+parse_sgen_mode (const char *opt)
+{
+       if (!opt)
+               return SGEN_MODE_NONE;
+
+       if (!strcmp (opt, "balanced")) {
+               return SGEN_MODE_BALANCED;
+       } else if (!strcmp (opt, "throughput")) {
+               return SGEN_MODE_THROUGHPUT;
+       } else if (!strcmp (opt, "pause") || g_str_has_prefix (opt, "pause:")) {
+               return SGEN_MODE_PAUSE;
+       } else {
+               sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default configurations.", "Unknown mode `%s'.", opt);
+               return SGEN_MODE_NONE;
+       }
+}
+
+static void
+init_sgen_minor (SgenMinor minor)
+{
+       switch (minor) {
+       case SGEN_MINOR_DEFAULT:
+       case SGEN_MINOR_SIMPLE:
+               sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector, FALSE);
+               break;
+       case SGEN_MINOR_SIMPLE_PARALLEL:
+               sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector, TRUE);
+               break;
+       case SGEN_MINOR_SPLIT:
+               sgen_split_nursery_init (&sgen_minor_collector);
+               break;
+       default:
+               g_assert_not_reached ();
+       }
+}
+
+static void
+init_sgen_major (SgenMajor major)
+{
+       if (major == SGEN_MAJOR_DEFAULT)
+               major = DEFAULT_MAJOR;
+
+       switch (major) {
+       case SGEN_MAJOR_SERIAL:
+               sgen_marksweep_init (&major_collector);
+               break;
+       case SGEN_MAJOR_CONCURRENT:
+               sgen_marksweep_conc_init (&major_collector);
+               break;
+       case SGEN_MAJOR_CONCURRENT_PARALLEL:
+               sgen_marksweep_conc_par_init (&major_collector);
+               break;
+       default:
+               g_assert_not_reached ();
+       }
+}
+
+/*
+ * If sgen mode is set, major/minor configuration is fixed. The other gc_params
+ * are parsed and processed after major/minor initialization, so it can potentially
+ * override some knobs set by the sgen mode. We can consider locking out additional
+ * configurations when gc_modes are used.
+ */
+static void
+init_sgen_mode (SgenMode mode)
+{
+       SgenMinor minor = SGEN_MINOR_DEFAULT;
+       SgenMajor major = SGEN_MAJOR_DEFAULT;
+
+       switch (mode) {
+       case SGEN_MODE_BALANCED:
+               /*
+                * Use a dynamic parallel nursery with a major concurrent collector.
+                * This uses the default values for max pause time and nursery size.
+                */
+               minor = SGEN_MINOR_SIMPLE;
+               major = SGEN_MAJOR_CONCURRENT;
+               dynamic_nursery = TRUE;
+               break;
+       case SGEN_MODE_THROUGHPUT:
+               /*
+                * Use concurrent major to let the mutator do more work. Use a larger
+                * nursery, without pause time constraints, in order to collect more
+                * objects in parallel and avoid repetitive collection tasks (pinning,
+                * root scanning etc)
+                */
+               minor = SGEN_MINOR_SIMPLE_PARALLEL;
+               major = SGEN_MAJOR_CONCURRENT;
+               dynamic_nursery = TRUE;
+               sgen_max_pause_time = 0;
+               break;
+       case SGEN_MODE_PAUSE:
+               /*
+                * Use concurrent major and dynamic nursery with a more
+                * aggressive shrinking relative to pause times.
+                * FIXME use parallel minors
+                */
+               minor = SGEN_MINOR_SIMPLE;
+               major = SGEN_MAJOR_CONCURRENT;
+               dynamic_nursery = TRUE;
+               sgen_max_pause_margin = SGEN_PAUSE_MODE_MAX_PAUSE_MARGIN;
+               break;
+       default:
+               g_assert_not_reached ();
+       }
+
+       init_sgen_minor (minor);
+       init_sgen_major (major);
+}
+
 void
 sgen_gc_init (void)
 {
        char *env;
        char **opts, **ptr;
-       char *major_collector_opt = NULL;
-       char *minor_collector_opt = NULL;
+       SgenMajor sgen_major = SGEN_MAJOR_DEFAULT;
+       SgenMinor sgen_minor = SGEN_MINOR_DEFAULT;
+       SgenMode sgen_mode = SGEN_MODE_NONE;
        char *params_opts = NULL;
        char *debug_opts = NULL;
        size_t max_heap = 0;
@@ -3014,8 +3190,6 @@ sgen_gc_init (void)
        gboolean debug_print_allowance = FALSE;
        double allowance_ratio = 0, save_target = 0;
        gboolean cement_enabled = TRUE;
-       gboolean dynamic_nursery = FALSE;
-       size_t min_nursery_size = 0, max_nursery_size = 0;
 
        do {
                result = InterlockedCompareExchange (&gc_initialized, -1, 0);
@@ -3058,10 +3232,13 @@ sgen_gc_init (void)
                        char *opt = *ptr;
                        if (g_str_has_prefix (opt, "major=")) {
                                opt = strchr (opt, '=') + 1;
-                               major_collector_opt = g_strdup (opt);
+                               sgen_major = parse_sgen_major (opt);
                        } else if (g_str_has_prefix (opt, "minor=")) {
                                opt = strchr (opt, '=') + 1;
-                               minor_collector_opt = g_strdup (opt);
+                               sgen_minor = parse_sgen_minor (opt);
+                       } else if (g_str_has_prefix (opt, "mode=")) {
+                               opt = strchr (opt, '=') + 1;
+                               sgen_mode = parse_sgen_mode (opt);
                        }
                }
        } else {
@@ -3083,34 +3260,13 @@ sgen_gc_init (void)
 
        sgen_client_init ();
 
-       if (!minor_collector_opt) {
-               sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector, FALSE);
-       } else {
-               if (!strcmp (minor_collector_opt, "simple")) {
-               use_simple_nursery:
-                       sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector, FALSE);
-               } else if (!strcmp (minor_collector_opt, "simple-par")) {
-                       sgen_simple_nursery_init (&sgen_minor_collector, TRUE);
-               } else if (!strcmp (minor_collector_opt, "split")) {
-                       sgen_split_nursery_init (&sgen_minor_collector);
-               } else {
-                       sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using `simple` instead.", "Unknown minor collector `%s'.", minor_collector_opt);
-                       goto use_simple_nursery;
-               }
-       }
-
-       if (!major_collector_opt) {
-       use_default_major:
-               DEFAULT_MAJOR_INIT (&major_collector);
-       } else if (!strcmp (major_collector_opt, "marksweep")) {
-               sgen_marksweep_init (&major_collector);
-       } else if (!strcmp (major_collector_opt, "marksweep-conc")) {
-               sgen_marksweep_conc_init (&major_collector);
-       } else if (!strcmp (major_collector_opt, "marksweep-conc-par")) {
-               sgen_marksweep_conc_par_init (&major_collector);
+       if (sgen_mode != SGEN_MODE_NONE) {
+               if (sgen_minor != SGEN_MINOR_DEFAULT || sgen_major != SGEN_MAJOR_DEFAULT)
+                       sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Ignoring major/minor configuration", "Major/minor configurations cannot be used with sgen modes");
+               init_sgen_mode (sgen_mode);
        } else {
-               sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using `" DEFAULT_MAJOR_NAME "` instead.", "Unknown major collector `%s'.", major_collector_opt);
-               goto use_default_major;
+               init_sgen_minor (sgen_minor);
+               init_sgen_major (sgen_major);
        }
 
        if (opts) {
@@ -3124,6 +3280,17 @@ sgen_gc_init (void)
                                continue;
                        if (g_str_has_prefix (opt, "minor="))
                                continue;
+                       if (g_str_has_prefix (opt, "mode=")) {
+                               if (g_str_has_prefix (opt, "mode=pause:")) {
+                                       char *str_pause = strchr (opt, ':') + 1;
+                                       int pause = atoi (str_pause);
+                                       if (pause)
+                                               sgen_max_pause_time = pause;
+                                       else
+                                               sgen_env_var_error (MONO_GC_PARAMS_NAME, "Using default", "Invalid maximum pause time for `pause` sgen mode");
+                               }
+                               continue;
+                       }
                        if (g_str_has_prefix (opt, "max-heap-size=")) {
                                size_t page_size = mono_pagesize ();
                                size_t max_heap_candidate = 0;
@@ -3239,6 +3406,7 @@ sgen_gc_init (void)
                        fprintf (stderr, "\n%s must be a comma-delimited list of one or more of the following:\n", MONO_GC_PARAMS_NAME);
                        fprintf (stderr, "  max-heap-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
                        fprintf (stderr, "  soft-heap-limit=n (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
+                       fprintf (stderr, "  mode=MODE (where MODE is 'balanced', 'throughput' or 'pause[:N]' and N is maximum pause in milliseconds)\n");
                        fprintf (stderr, "  nursery-size=N (where N is an integer, possibly with a k, m or a g suffix)\n");
                        fprintf (stderr, "  major=COLLECTOR (where COLLECTOR is `marksweep', `marksweep-conc', `marksweep-par')\n");
                        fprintf (stderr, "  minor=COLLECTOR (where COLLECTOR is `simple' or `split')\n");
@@ -3260,12 +3428,6 @@ sgen_gc_init (void)
                g_strfreev (opts);
        }
 
-       if (major_collector_opt)
-               g_free (major_collector_opt);
-
-       if (minor_collector_opt)
-               g_free (minor_collector_opt);
-
        if (params_opts)
                g_free (params_opts);