OSDN Git Service

9ee633b34c35893708cb611afce9c4754e941ded
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libjava / boehm.cc
1 // boehm.cc - interface between libjava and Boehm GC.
2
3 /* Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006
4    Free Software Foundation
5
6    This file is part of libgcj.
7
8 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
9 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
10 details.  */
11
12 #include <config.h>
13
14 #include <stdio.h>
15 #include <limits.h>
16
17 #include <jvm.h>
18 #include <gcj/cni.h>
19
20 #include <java/lang/Class.h>
21 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
22 #include <java-interp.h>
23
24 // More nastiness: the GC wants to define TRUE and FALSE.  We don't
25 // need the Java definitions (themselves a hack), so we undefine them.
26 #undef TRUE
27 #undef FALSE
28
29 // We include two autoconf headers. Avoid multiple definition warnings.
30 #undef PACKAGE_NAME
31 #undef PACKAGE_STRING
32 #undef PACKAGE_TARNAME
33 #undef PACKAGE_VERSION
34
35 #ifdef HAVE_DLFCN_H
36 #undef _GNU_SOURCE
37 #define _GNU_SOURCE
38 #include <dlfcn.h>
39 #include <link.h>
40 #endif
41
42 extern "C"
43 {
44 #include <gc_config.h>
45
46 // Set GC_DEBUG before including gc.h!
47 #ifdef LIBGCJ_GC_DEBUG
48 # define GC_DEBUG
49 #endif
50
51 #include <gc_mark.h>
52 #include <gc_gcj.h>
53 #include <javaxfc.h>  // GC_finalize_all declaration.  
54
55 #ifdef THREAD_LOCAL_ALLOC
56 # define GC_REDIRECT_TO_LOCAL
57 # include <gc_local_alloc.h>
58 #endif
59
60   // From boehm's misc.c 
61   void GC_enable();
62   void GC_disable();
63 };
64
65 #define MAYBE_MARK(Obj, Top, Limit, Source)  \
66         Top=GC_MARK_AND_PUSH((GC_PTR) Obj, Top, Limit, (GC_PTR *) Source)
67
68 // `kind' index used when allocating Java arrays.
69 static int array_kind_x;
70
71 // Freelist used for Java arrays.
72 static void **array_free_list;
73
74 static int _Jv_GC_has_static_roots (const char *filename, void *, size_t);
75
76 \f
77
78 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
79 // object.  We use `void *' arguments and return, and not what the
80 // Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
81 void *
82 _Jv_MarkObj (void *addr, void *msp, void *msl, void *env)
83 {
84   struct GC_ms_entry *mark_stack_ptr = (struct GC_ms_entry *)msp;
85   struct GC_ms_entry *mark_stack_limit = (struct GC_ms_entry *)msl;
86
87   if (env == (void *)1) /* Object allocated with debug allocator.       */
88     addr = (GC_PTR)GC_USR_PTR_FROM_BASE(addr);
89   jobject obj = (jobject) addr;
90
91   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
92   // The object might not yet have its vtable set, or it might
93   // really be an object on the freelist.  In either case, the vtable slot
94   // will either be 0, or it will point to a cleared object.
95   // This assumes Java objects have size at least 3 words,
96   // including the header.   But this should remain true, since this
97   // should only be used with debugging allocation or with large objects.
98   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
99     return mark_stack_ptr;
100   jclass klass = dt->clas;
101   GC_PTR p;
102
103   p = (GC_PTR) dt;
104   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj);
105
106 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
107     // Every object has a sync_info pointer.
108     p = (GC_PTR) obj->sync_info;
109     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj);
110 # endif
111
112   if (__builtin_expect (klass == &java::lang::Class::class$, false))
113     {
114       // Currently we allocate some of the memory referenced from class objects
115       // as pointerfree memory, and then mark it more intelligently here.
116       // We ensure that the ClassClass mark descriptor forces invocation of
117       // this procedure.
118       // Correctness of this is subtle, but it looks OK to me for now.  For the incremental
119       // collector, we need to make sure that the class object is written whenever
120       // any of the subobjects are altered and may need rescanning.  This may be tricky
121       // during construction, and this may not be the right way to do this with
122       // incremental collection.
123       // If we overflow the mark stack, we will rescan the class object, so we should
124       // be OK.  The same applies if we redo the mark phase because win32 unmapped part
125       // of our root set.               - HB
126       jclass c = (jclass) addr;
127
128       p = (GC_PTR) c->name;
129       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
130       p = (GC_PTR) c->superclass;
131       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
132
133       p = (GC_PTR) c->constants.tags;
134       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
135       p = (GC_PTR) c->constants.data;
136       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
137
138       // If the class is an array, then the methods field holds a
139       // pointer to the element class.  If the class is primitive,
140       // then the methods field holds a pointer to the array class.
141       p = (GC_PTR) c->methods;
142       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
143
144       p = (GC_PTR) c->fields;
145       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
146
147       // The vtable might be allocated even for compiled code.
148       p = (GC_PTR) c->vtable;
149       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
150
151       p = (GC_PTR) c->interfaces;
152       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
153       p = (GC_PTR) c->loader;
154       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
155
156       // The dispatch tables can be allocated at runtime.
157       p = (GC_PTR) c->ancestors;
158       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
159
160       p = (GC_PTR) c->idt;
161       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
162
163       p = (GC_PTR) c->arrayclass;
164       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
165       p = (GC_PTR) c->protectionDomain;
166       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
167       p = (GC_PTR) c->hack_signers;
168       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
169       p = (GC_PTR) c->aux_info;
170       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c);
171     }
172   else
173     {
174       // NOTE: each class only holds information about the class
175       // itself.  So we must do the marking for the entire inheritance
176       // tree in order to mark all fields.  FIXME: what about
177       // interfaces?  We skip Object here, because Object only has a
178       // sync_info, and we handled that earlier.
179       // Note: occasionally `klass' can be null.  For instance, this
180       // can happen if a GC occurs between the point where an object
181       // is allocated and where the vtbl slot is set.
182       while (klass && klass != &java::lang::Object::class$)
183         {
184           jfieldID field = JvGetFirstInstanceField (klass);
185           jint max = JvNumInstanceFields (klass);
186
187           for (int i = 0; i < max; ++i)
188             {
189               if (JvFieldIsRef (field))
190                 {
191                   jobject val = JvGetObjectField (obj, field);
192                   p = (GC_PTR) val;
193                   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj);
194                 }
195               field = field->getNextField ();
196             }
197           klass = klass->getSuperclass();
198         }
199     }
200
201   return mark_stack_ptr;
202 }
203
204 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
205 // array (of objects).  We use `void *' arguments and return, and not
206 // what the Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
207 void *
208 _Jv_MarkArray (void *addr, void *msp, void *msl, void *env)
209 {
210   struct GC_ms_entry *mark_stack_ptr = (struct GC_ms_entry *)msp;
211   struct GC_ms_entry *mark_stack_limit = (struct GC_ms_entry *)msl;
212
213   if (env == (void *)1) /* Object allocated with debug allocator.       */
214     addr = (void *)GC_USR_PTR_FROM_BASE(addr);
215   jobjectArray array = (jobjectArray) addr;
216
217   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
218   // Assumes size >= 3 words.  That's currently true since arrays have
219   // a vtable, sync pointer, and size.  If the sync pointer goes away,
220   // we may need to round up the size.
221   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
222     return mark_stack_ptr;
223   GC_PTR p;
224
225   p = (GC_PTR) dt;
226   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array);
227
228 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
229     // Every object has a sync_info pointer.
230     p = (GC_PTR) array->sync_info;
231     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array);
232 # endif
233
234   for (int i = 0; i < JvGetArrayLength (array); ++i)
235     {
236       jobject obj = elements (array)[i];
237       p = (GC_PTR) obj;
238       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array);
239     }
240
241   return mark_stack_ptr;
242 }
243
244 // Generate a GC marking descriptor for a class.
245 //
246 // We assume that the gcj mark proc has index 0.  This is a dubious assumption,
247 // since another one could be registered first.  But the compiler also
248 // knows this, so in that case everything else will break, too.
249 #define GCJ_DEFAULT_DESCR GC_MAKE_PROC(GC_GCJ_RESERVED_MARK_PROC_INDEX,0)
250
251 void *
252 _Jv_BuildGCDescr(jclass self)
253 {
254   jlong desc = 0;
255   jint bits_per_word = CHAR_BIT * sizeof (void *);
256
257   // Note: for now we only consider a bitmap mark descriptor.  We
258   // could also handle the case where the first N fields of a type are
259   // references.  However, this is not very likely to be used by many
260   // classes, and it is easier to compute things this way.
261
262   // The vtable pointer.
263   desc |= 1ULL << (bits_per_word - 1);
264 #ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
265   // The sync_info field.
266   desc |= 1ULL << (bits_per_word - 2);
267 #endif
268
269   for (jclass klass = self; klass != NULL; klass = klass->getSuperclass())
270     {
271       jfieldID field = JvGetFirstInstanceField(klass);
272       int count = JvNumInstanceFields(klass);
273
274       for (int i = 0; i < count; ++i)
275         {
276           if (field->isRef())
277             {
278               unsigned int off = field->getOffset();
279               // If we run into a weird situation, we bail.
280               if (off % sizeof (void *) != 0)
281                 return (void *) (GCJ_DEFAULT_DESCR);
282               off /= sizeof (void *);
283               // If we find a field outside the range of our bitmap,
284               // fall back to procedure marker. The bottom 2 bits are
285               // reserved.
286               if (off >= (unsigned) bits_per_word - 2)
287                 return (void *) (GCJ_DEFAULT_DESCR);
288               desc |= 1ULL << (bits_per_word - off - 1);
289             }
290
291           field = field->getNextField();
292         }
293     }
294
295   // For bitmap mark type, bottom bits are 01.
296   desc |= 1;
297   // Bogus warning avoidance (on many platforms).
298   return (void *) (unsigned long) desc;
299 }
300
301 // Allocate some space that is known to be pointer-free.
302 void *
303 _Jv_AllocBytes (jsize size)
304 {
305   void *r = GC_MALLOC_ATOMIC (size);
306   // We have to explicitly zero memory here, as the GC doesn't
307   // guarantee that PTRFREE allocations are zeroed.  Note that we
308   // don't have to do this for other allocation types because we set
309   // the `ok_init' flag in the type descriptor.
310   memset (r, 0, size);
311   return r;
312 }
313
314 #ifdef LIBGCJ_GC_DEBUG
315
316 void *
317 _Jv_AllocObj (jsize size, jclass klass)
318 {
319   return GC_GCJ_MALLOC (size, klass->vtable);
320 }
321
322 void *
323 _Jv_AllocPtrFreeObj (jsize size, jclass klass)
324 {
325 #ifdef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
326   void * obj = GC_MALLOC_ATOMIC(size);
327   *((_Jv_VTable **) obj) = klass->vtable;
328 #else
329   void * obj = GC_GCJ_MALLOC(size, klass->vtable);
330 #endif
331   return obj;
332 }
333
334 #endif /* LIBGCJ_GC_DEBUG */
335 // In the non-debug case, the above two functions are defined
336 // as inline functions in boehm-gc.h.  In the debug case we
337 // really want to take advantage of the definitions in gc_gcj.h.
338
339 // Allocate space for a new Java array.
340 // Used only for arrays of objects.
341 void *
342 _Jv_AllocArray (jsize size, jclass klass)
343 {
344   void *obj;
345
346 #ifdef LIBGCJ_GC_DEBUG
347   // There isn't much to lose by scanning this conservatively.
348   // If we didn't, the mark proc would have to understand that
349   // it needed to skip the header.
350   obj = GC_MALLOC(size);
351 #else
352   const jsize min_heap_addr = 16*1024;
353   // A heuristic.  If size is less than this value, the size
354   // stored in the array can't possibly be misinterpreted as
355   // a pointer.   Thus we lose nothing by scanning the object
356   // completely conservatively, since no misidentification can
357   // take place.
358   
359   if (size < min_heap_addr) 
360     obj = GC_MALLOC(size);
361   else 
362     obj = GC_generic_malloc (size, array_kind_x);
363 #endif
364   *((_Jv_VTable **) obj) = klass->vtable;
365   return obj;
366 }
367
368 /* Allocate space for a new non-Java object, which does not have the usual 
369    Java object header but may contain pointers to other GC'ed objects. */
370 void *
371 _Jv_AllocRawObj (jsize size)
372 {
373   return (void *) GC_MALLOC (size ? size : 1);
374 }
375
376 static void
377 call_finalizer (GC_PTR obj, GC_PTR client_data)
378 {
379   _Jv_FinalizerFunc *fn = (_Jv_FinalizerFunc *) client_data;
380   jobject jobj = (jobject) obj;
381
382   (*fn) (jobj);
383 }
384
385 void
386 _Jv_RegisterFinalizer (void *object, _Jv_FinalizerFunc *meth)
387 {
388   GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (object, call_finalizer, (GC_PTR) meth,
389                                   NULL, NULL);
390 }
391
392 void
393 _Jv_RunFinalizers (void)
394 {
395   GC_invoke_finalizers ();
396 }
397
398 void
399 _Jv_RunAllFinalizers (void)
400 {
401   GC_finalize_all ();
402 }
403
404 void
405 _Jv_RunGC (void)
406 {
407   GC_gcollect ();
408 }
409
410 long
411 _Jv_GCTotalMemory (void)
412 {
413   return GC_get_heap_size ();
414 }
415
416 long
417 _Jv_GCFreeMemory (void)
418 {
419   return GC_get_free_bytes ();
420 }
421
422 void
423 _Jv_GCSetInitialHeapSize (size_t size)
424 {
425   size_t current = GC_get_heap_size ();
426   if (size > current)
427     GC_expand_hp (size - current);
428 }
429
430 void
431 _Jv_GCSetMaximumHeapSize (size_t size)
432 {
433   GC_set_max_heap_size ((GC_word) size);
434 }
435
436 void
437 _Jv_DisableGC (void)
438 {
439   GC_disable();
440 }
441
442 void
443 _Jv_EnableGC (void)
444 {
445   GC_enable();
446 }
447
448 static void * handle_out_of_memory(size_t)
449 {
450   _Jv_ThrowNoMemory();
451 }
452
453 static void
454 gcj_describe_type_fn(void *obj, char *out_buf)
455 {
456   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) obj;
457
458   if (! dt /* Shouldn't happen */)
459     {
460       strcpy(out_buf, "GCJ (bad)");
461       return;
462     }
463   jclass klass = dt->clas;
464   if (!klass /* shouldn't happen */)
465     {
466       strcpy(out_buf, "GCJ (bad)");
467       return;
468     }
469   jstring name = klass -> getName();
470   size_t len = name -> length();
471   if (len >= GC_TYPE_DESCR_LEN) len = GC_TYPE_DESCR_LEN - 1;
472   JvGetStringUTFRegion (name, 0, len, out_buf);
473   out_buf[len] = '\0';
474 }
475
476 void
477 _Jv_InitGC (void)
478 {
479   int proc;
480   static bool gc_initialized;
481
482   if (gc_initialized)
483     return;
484
485   gc_initialized = 1;
486
487   // Ignore pointers that do not point to the start of an object.
488   GC_all_interior_pointers = 0;
489
490 #ifdef HAVE_DLFCN_H
491   // Tell the collector to ask us before scanning DSOs.
492   GC_register_has_static_roots_callback (_Jv_GC_has_static_roots);
493 #endif
494
495   // Configure the collector to use the bitmap marking descriptors that we
496   // stash in the class vtable.
497   // We always use mark proc descriptor 0, since the compiler knows
498   // about it.
499   GC_init_gcj_malloc (0, (void *) _Jv_MarkObj);  
500
501   // Cause an out of memory error to be thrown from the allocators,
502   // instead of returning 0.  This is cheaper than checking on allocation.
503   GC_oom_fn = handle_out_of_memory;
504
505   GC_java_finalization = 1;
506
507   // We use a different mark procedure for object arrays. This code 
508   // configures a different object `kind' for object array allocation and
509   // marking.
510   array_free_list = GC_new_free_list();
511   proc = GC_new_proc((GC_mark_proc)_Jv_MarkArray);
512   array_kind_x = GC_new_kind(array_free_list, GC_MAKE_PROC (proc, 0), 0, 1);
513
514   // Arrange to have the GC print Java class names in backtraces, etc.
515   GC_register_describe_type_fn(GC_gcj_kind, gcj_describe_type_fn);
516   GC_register_describe_type_fn(GC_gcj_debug_kind, gcj_describe_type_fn);
517 }
518
519 #ifdef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
520 // Allocate an object with a fake vtable pointer, which causes only
521 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
522 // Eventually this should probably be generalized.
523
524 static _Jv_VTable trace_one_vtable = {
525     0,                  // class pointer
526     (void *)(2 * sizeof(void *)),
527                         // descriptor; scan 2 words incl. vtable ptr.
528                         // Least significant bits must be zero to
529                         // identify this as a length descriptor
530     {0}                 // First method
531 };
532
533 void *
534 _Jv_AllocTraceOne (jsize size /* includes vtable slot */) 
535 {
536   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_one_vtable);
537 }
538
539 // Ditto for two words.
540 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
541 // Eventually this should probably be generalized.
542
543 static _Jv_VTable trace_two_vtable =
544 {
545   0,                    // class pointer
546   (void *)(3 * sizeof(void *)),
547                         // descriptor; scan 3 words incl. vtable ptr.
548   {0}                   // First method
549 };
550
551 void *
552 _Jv_AllocTraceTwo (jsize size /* includes vtable slot */) 
553 {
554   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_two_vtable);
555 }
556
557 #endif /* JV_HASH_SYNCHRONIZATION */
558
559 void
560 _Jv_GCInitializeFinalizers (void (*notifier) (void))
561 {
562   GC_finalize_on_demand = 1;
563   GC_finalizer_notifier = notifier;
564 }
565
566 void
567 _Jv_GCRegisterDisappearingLink (jobject *objp)
568 {
569   // This test helps to ensure that we meet a precondition of
570   // GC_general_register_disappearing_link, viz. "Obj must be a
571   // pointer to the first word of an object we allocated."
572   if (GC_base(*objp))
573     GC_general_register_disappearing_link ((GC_PTR *) objp, (GC_PTR) *objp);
574 }
575
576 jboolean
577 _Jv_GCCanReclaimSoftReference (jobject)
578 {
579   // For now, always reclaim soft references.  FIXME.
580   return true;
581 }
582
583 \f
584
585 #ifdef HAVE_DLFCN_H
586
587 // We keep a store of the filenames of DSOs that need to be
588 // conservatively scanned by the garbage collector.  During collection
589 // the gc calls _Jv_GC_has_static_roots() to see if the data segment
590 // of a DSO should be scanned.
591 typedef struct filename_node
592 {
593   char *name;
594   struct filename_node *link;
595 } filename_node;
596
597 #define FILENAME_STORE_SIZE 17
598 static filename_node *filename_store[FILENAME_STORE_SIZE];
599
600 // Find a filename in filename_store.
601 static filename_node **
602 find_file (const char *filename)
603 {
604   int index = strlen (filename) % FILENAME_STORE_SIZE;
605   filename_node **node = &filename_store[index];
606   
607   while (*node)
608     {
609       if (strcmp ((*node)->name, filename) == 0)
610         return node;
611       node = &(*node)->link;
612     }
613
614   return node;
615 }  
616
617 // Print the store of filenames of DSOs that need collection.
618 void
619 _Jv_print_gc_store (void)
620 {
621   for (int i = 0; i < FILENAME_STORE_SIZE; i++)
622     {
623       filename_node *node = filename_store[i];
624       while (node)
625         {
626           fprintf (stderr, "%s\n", node->name);
627           node = node->link;
628         }
629     }
630 }
631
632 // Create a new node in the store of libraries to collect.
633 static filename_node *
634 new_node (const char *filename)
635 {
636   filename_node *node = (filename_node*)_Jv_Malloc (sizeof (filename_node));
637   node->name = (char *)_Jv_Malloc (strlen (filename) + 1);
638   node->link = NULL;
639   strcpy (node->name, filename);
640   
641   return node;
642 }
643
644 // Nonzero if the gc should scan this lib.
645 static int 
646 _Jv_GC_has_static_roots (const char *filename, void *, size_t)
647 {
648   if (filename == NULL || strlen (filename) == 0)
649     // No filename; better safe than sorry.
650     return 1;
651
652   filename_node **node = find_file (filename);
653   if (*node)
654     return 1;
655
656   return 0;
657 }
658
659 #endif
660
661 // Register the DSO that contains p for collection.
662 void
663 _Jv_RegisterLibForGc (const void *p __attribute__ ((__unused__)))
664 {
665 #ifdef HAVE_DLFCN_H
666   Dl_info info;
667   
668   if (dladdr (p, &info) != 0)
669     {
670       filename_node **node = find_file (info.dli_fname);
671       if (! *node)
672         *node = new_node (info.dli_fname);
673     }
674 #endif
675 }
676