OSDN Git Service

2007-01-19 Andreas Tobler <a.tobler@schweiz.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / boehm-gc / darwin_stop_world.c
1 #include "private/pthread_support.h"
2
3 /* This probably needs more porting work to ppc64. */
4
5 # if defined(GC_DARWIN_THREADS)
6
7 /* From "Inside Mac OS X - Mach-O Runtime Architecture" published by Apple
8    Page 49:
9    "The space beneath the stack pointer, where a new stack frame would normally
10    be allocated, is called the red zone. This area as shown in Figure 3-2 may
11    be used for any purpose as long as a new stack frame does not need to be
12    added to the stack."
13
14    Page 50: "If a leaf procedure's red zone usage would exceed 224 bytes, then
15    it must set up a stack frame just like routines that call other routines."
16 */
17 #if defined(__ppc__)
18 # define PPC_RED_ZONE_SIZE 224
19 #elif defined(__ppc64__)
20 # define PPC_RED_ZONE_SIZE 320
21 #endif
22
23 typedef struct StackFrame {
24   unsigned long savedSP;
25   unsigned long savedCR;
26   unsigned long savedLR;
27   unsigned long reserved[2];
28   unsigned long savedRTOC;
29 } StackFrame;
30
31 unsigned long FindTopOfStack(unsigned long stack_start) {
32   StackFrame    *frame;
33   
34   if (stack_start == 0) {
35 # ifdef POWERPC
36 #   if CPP_WORDSZ == 32
37       __asm__ volatile("lwz     %0,0(r1)" : "=r" (frame));
38 #   else
39       __asm__ volatile("ld      %0,0(r1)" : "=r" (frame));
40 #   endif
41 # endif
42   } else {
43     frame = (StackFrame *)stack_start;
44   }
45
46 # ifdef DEBUG_THREADS
47     /* GC_printf1("FindTopOfStack start at sp = %p\n", frame); */
48 # endif
49   do {
50     if (frame->savedSP == 0) break;
51                 /* if there are no more stack frames, stop */
52
53     frame = (StackFrame*)frame->savedSP;
54
55     /* we do these next two checks after going to the next frame
56        because the LR for the first stack frame in the loop
57        is not set up on purpose, so we shouldn't check it. */
58     if ((frame->savedLR & ~3) == 0) break; /* if the next LR is bogus, stop */
59     if ((~(frame->savedLR) & ~3) == 0) break; /* ditto */
60   } while (1); 
61
62 # ifdef DEBUG_THREADS
63     /* GC_printf1("FindTopOfStack finish at sp = %p\n", frame); */
64 # endif
65
66   return (unsigned long)frame;
67 }       
68
69 #ifdef DARWIN_DONT_PARSE_STACK
70 void GC_push_all_stacks() {
71   int i;
72   kern_return_t r;
73   GC_thread p;
74   pthread_t me;
75   ptr_t lo, hi;
76   GC_THREAD_STATE_T state;
77   mach_msg_type_number_t thread_state_count = GC_MACH_THREAD_STATE_COUNT;
78   
79   me = pthread_self();
80   if (!GC_thr_initialized) GC_thr_init();
81   
82   for(i=0;i<THREAD_TABLE_SZ;i++) {
83     for(p=GC_threads[i];p!=0;p=p->next) {
84       if(p -> flags & FINISHED) continue;
85       if(pthread_equal(p->id,me)) {
86         lo = GC_approx_sp();
87       } else {
88         /* Get the thread state (registers, etc) */
89         r = thread_get_state(p->stop_info.mach_thread, GC_MACH_THREAD_STATE,
90                              (natural_t*)&state, &thread_state_count);
91         if(r != KERN_SUCCESS) ABORT("thread_get_state failed");
92
93 #if defined(I386)
94         lo = (void*)state . THREAD_FLD (esp);
95
96         GC_push_one(state . THREAD_FLD (eax)); 
97         GC_push_one(state . THREAD_FLD (ebx)); 
98         GC_push_one(state . THREAD_FLD (ecx)); 
99         GC_push_one(state . THREAD_FLD (edx)); 
100         GC_push_one(state . THREAD_FLD (edi)); 
101         GC_push_one(state . THREAD_FLD (esi)); 
102         GC_push_one(state . THREAD_FLD (ebp));
103
104 #elif defined(X86_64)
105         lo = (void*)state . THREAD_FLD (rsp);
106
107         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rax));
108         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rbx));
109         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rcx));
110         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rdx));
111         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rdi));
112         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rsi));
113         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rbp));
114         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rsp));
115         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r8));
116         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r9));
117         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r10));
118         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r11));
119         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r12));
120         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r13));
121         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r14));
122         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r15));
123         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rip));
124         GC_push_one(state . THREAD_FLD (rflags));
125         GC_push_one(state . THREAD_FLD (cs));
126         GC_push_one(state . THREAD_FLD (fs));
127         GC_push_one(state . THREAD_FLD (gs));
128
129 #elif defined(POWERPC)
130         lo = (void*)(state . THREAD_FLD (r1) - PPC_RED_ZONE_SIZE);
131         
132         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r0)); 
133         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r2)); 
134         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r3)); 
135         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r4)); 
136         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r5)); 
137         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r6)); 
138         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r7)); 
139         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r8)); 
140         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r9)); 
141         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r10)); 
142         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r11)); 
143         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r12)); 
144         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r13)); 
145         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r14)); 
146         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r15)); 
147         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r16)); 
148         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r17)); 
149         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r18)); 
150         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r19)); 
151         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r20)); 
152         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r21)); 
153         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r22)); 
154         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r23)); 
155         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r24)); 
156         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r25)); 
157         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r26)); 
158         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r27)); 
159         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r28)); 
160         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r29)); 
161         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r30)); 
162         GC_push_one(state . THREAD_FLD (r31));
163 #else
164 # error FIXME for non-x86 || ppc architectures
165 #endif
166       } /* p != me */
167       if(p->flags & MAIN_THREAD)
168         hi = GC_stackbottom;
169       else
170         hi = p->stack_end;
171 #if DEBUG_THREADS
172       GC_printf3("Darwin: Stack for thread 0x%lx = [%lx,%lx)\n",
173                  (unsigned long) p -> id,
174                  (unsigned long) lo,
175                  (unsigned long) hi
176                  );
177 #endif
178       GC_push_all_stack(lo,hi);
179     } /* for(p=GC_threads[i]...) */
180   } /* for(i=0;i<THREAD_TABLE_SZ...) */
181 }
182
183 #else /* !DARWIN_DONT_PARSE_STACK; Use FindTopOfStack() */
184
185 void GC_push_all_stacks() {
186     int i;
187     kern_return_t r;
188     mach_port_t me;
189     ptr_t lo, hi;
190     thread_act_array_t act_list = 0;
191     mach_msg_type_number_t listcount = 0;
192
193     me = mach_thread_self();
194     if (!GC_thr_initialized) GC_thr_init();
195     
196     r = task_threads(current_task(), &act_list, &listcount);
197     if(r != KERN_SUCCESS) ABORT("task_threads failed");
198     for(i = 0; i < listcount; i++) {
199       thread_act_t thread = act_list[i];
200       if (thread == me) {
201         lo = GC_approx_sp();
202         hi = (ptr_t)FindTopOfStack(0);
203       } else {
204 #     if defined(__ppc__) || defined(__ppc64__)
205         GC_THREAD_STATE_T info;
206         mach_msg_type_number_t outCount = THREAD_STATE_MAX;
207         r = thread_get_state(thread, GC_MACH_THREAD_STATE,
208                              (natural_t *)&info, &outCount);
209         if(r != KERN_SUCCESS) ABORT("task_get_state failed");
210
211         lo = (void*)(info . THREAD_FLD (r1) - PPC_RED_ZONE_SIZE);
212         hi = (ptr_t)FindTopOfStack(info . THREAD_FLD (r1));
213
214         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r0)); 
215         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r2)); 
216         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r3)); 
217         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r4)); 
218         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r5)); 
219         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r6)); 
220         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r7)); 
221         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r8)); 
222         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r9)); 
223         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r10)); 
224         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r11)); 
225         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r12)); 
226         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r13)); 
227         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r14)); 
228         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r15)); 
229         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r16)); 
230         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r17)); 
231         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r18)); 
232         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r19)); 
233         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r20)); 
234         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r21)); 
235         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r22)); 
236         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r23)); 
237         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r24)); 
238         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r25)); 
239         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r26)); 
240         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r27)); 
241         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r28)); 
242         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r29)); 
243         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r30)); 
244         GC_push_one(info . THREAD_FLD (r31));
245 #      else
246         /* FIXME: Remove after testing: */
247         WARN("This is completely untested and likely will not work\n", 0);
248         GC_THREAD_STATE_T info;
249         mach_msg_type_number_t outCount = THREAD_STATE_MAX;
250         r = thread_get_state(thread, GC_MACH_THREAD_STATE, (natural_t *)&info,
251                              &outCount);
252         if(r != KERN_SUCCESS) ABORT("task_get_state failed");
253
254         lo = (void*)info . THREAD_FLD (esp);
255         hi = (ptr_t)FindTopOfStack(info . THREAD_FLD (esp));
256
257         GC_push_one(info . THREAD_FLD (eax)); 
258         GC_push_one(info . THREAD_FLD (ebx)); 
259         GC_push_one(info . THREAD_FLD (ecx)); 
260         GC_push_one(info . THREAD_FLD (edx)); 
261         GC_push_one(info . THREAD_FLD (edi)); 
262         GC_push_one(info . THREAD_FLD (esi)); 
263         /* GC_push_one(info . THREAD_FLD (ebp));  */
264         /* GC_push_one(info . THREAD_FLD (esp));  */
265         GC_push_one(info . THREAD_FLD (ss)); 
266         GC_push_one(info . THREAD_FLD (eip)); 
267         GC_push_one(info . THREAD_FLD (cs)); 
268         GC_push_one(info . THREAD_FLD (ds)); 
269         GC_push_one(info . THREAD_FLD (es)); 
270         GC_push_one(info . THREAD_FLD (fs)); 
271         GC_push_one(info . THREAD_FLD (gs)); 
272 #      endif /* !POWERPC */
273       }
274 #     if DEBUG_THREADS
275        GC_printf3("Darwin: Stack for thread 0x%lx = [%lx,%lx)\n",
276                   (unsigned long) thread,
277                   (unsigned long) lo,
278                   (unsigned long) hi
279                  );
280 #     endif
281       GC_push_all_stack(lo, hi); 
282     } /* for(p=GC_threads[i]...) */
283     vm_deallocate(current_task(), (vm_address_t)act_list, sizeof(thread_t) * listcount);
284 }
285 #endif /* !DARWIN_DONT_PARSE_STACK */
286
287 static mach_port_t GC_mach_handler_thread;
288 static int GC_use_mach_handler_thread = 0;
289
290 static struct GC_mach_thread GC_mach_threads[THREAD_TABLE_SZ];
291 static int GC_mach_threads_count;
292
293 void GC_stop_init() {
294   int i;
295
296   for (i = 0; i < THREAD_TABLE_SZ; i++) {
297     GC_mach_threads[i].thread = 0;
298     GC_mach_threads[i].already_suspended = 0;
299   }
300   GC_mach_threads_count = 0;
301 }
302
303 /* returns true if there's a thread in act_list that wasn't in old_list */
304 int GC_suspend_thread_list(thread_act_array_t act_list, int count, 
305                            thread_act_array_t old_list, int old_count) {
306   mach_port_t my_thread = mach_thread_self();
307   int i, j;
308
309   int changed = 0;
310
311   for(i = 0; i < count; i++) {
312     thread_act_t thread = act_list[i];
313 #   if DEBUG_THREADS 
314       GC_printf1("Attempting to suspend thread %p\n", thread);
315 #   endif
316     /* find the current thread in the old list */
317     int found = 0;
318     for(j = 0; j < old_count; j++) {
319       thread_act_t old_thread = old_list[j];
320       if (old_thread == thread) {
321         found = 1;
322         break;
323       }
324     }
325     if (!found) {
326       /* add it to the GC_mach_threads list */
327       GC_mach_threads[GC_mach_threads_count].thread = thread;
328       /* default is not suspended */
329       GC_mach_threads[GC_mach_threads_count].already_suspended = 0;
330       changed = 1;
331     }      
332
333     if (thread != my_thread &&
334         (!GC_use_mach_handler_thread
335          || (GC_use_mach_handler_thread
336              && GC_mach_handler_thread != thread))) {
337       struct thread_basic_info info;
338       mach_msg_type_number_t outCount = THREAD_INFO_MAX;
339       kern_return_t kern_result = thread_info(thread, THREAD_BASIC_INFO,
340                                 (thread_info_t)&info, &outCount);
341       if(kern_result != KERN_SUCCESS) {
342         /* the thread may have quit since the thread_threads () call 
343          * we mark already_suspended so it's not dealt with anymore later
344          */
345         if (!found) {
346           GC_mach_threads[GC_mach_threads_count].already_suspended = TRUE;
347           GC_mach_threads_count++;
348         }
349         continue;
350       }
351 #     if DEBUG_THREADS
352         GC_printf2("Thread state for 0x%lx = %d\n", thread, info.run_state);
353 #     endif
354       if (!found) {
355         GC_mach_threads[GC_mach_threads_count].already_suspended = info.suspend_count;
356       }
357       if (info.suspend_count) continue;
358       
359 #     if DEBUG_THREADS
360         GC_printf1("Suspending 0x%lx\n", thread);
361 #     endif
362       /* Suspend the thread */
363       kern_result = thread_suspend(thread);
364       if(kern_result != KERN_SUCCESS) {
365         /* the thread may have quit since the thread_threads () call 
366          * we mark already_suspended so it's not dealt with anymore later
367          */
368         if (!found) {
369           GC_mach_threads[GC_mach_threads_count].already_suspended = TRUE;
370           GC_mach_threads_count++;
371         }
372         continue;
373       }
374     } 
375     if (!found) GC_mach_threads_count++;
376   }
377   return changed;
378 }
379
380
381 /* Caller holds allocation lock.        */
382 void GC_stop_world()
383 {
384   int i, changes;
385     GC_thread p;
386     mach_port_t my_thread = mach_thread_self();
387     kern_return_t kern_result;
388     thread_act_array_t act_list, prev_list;
389     mach_msg_type_number_t listcount, prevcount;
390     
391 #   if DEBUG_THREADS
392       GC_printf1("Stopping the world from 0x%lx\n", mach_thread_self());
393 #   endif
394
395     /* clear out the mach threads list table */
396     GC_stop_init(); 
397        
398     /* Make sure all free list construction has stopped before we start. */
399     /* No new construction can start, since free list construction is   */
400     /* required to acquire and release the GC lock before it starts,    */
401     /* and we have the lock.                                            */
402 #   ifdef PARALLEL_MARK
403       GC_acquire_mark_lock();
404       GC_ASSERT(GC_fl_builder_count == 0);
405       /* We should have previously waited for it to become zero. */
406 #   endif /* PARALLEL_MARK */
407
408       /* Loop stopping threads until you have gone over the whole list
409          twice without a new one appearing. thread_create() won't
410          return (and thus the thread stop) until the new thread
411          exists, so there is no window whereby you could stop a
412          thread, recognise it is stopped, but then have a new thread
413          it created before stopping show up later.
414       */
415       
416       changes = 1;
417       prev_list = NULL;
418       prevcount = 0;
419       do {
420         int result;
421         kern_result = task_threads(current_task(), &act_list, &listcount);
422         result = GC_suspend_thread_list(act_list, listcount,
423                                         prev_list, prevcount);
424         changes = result;
425         prev_list = act_list;
426         prevcount = listcount;
427         vm_deallocate(current_task(), (vm_address_t)act_list, sizeof(thread_t) * listcount);
428       } while (changes);
429       
430  
431 #   ifdef MPROTECT_VDB
432       if(GC_incremental) {
433         extern void GC_mprotect_stop();
434         GC_mprotect_stop();
435       }
436 #   endif
437     
438 #   ifdef PARALLEL_MARK
439       GC_release_mark_lock();
440 #   endif
441     #if DEBUG_THREADS
442       GC_printf1("World stopped from 0x%lx\n", my_thread);
443     #endif
444 }
445
446 /* Caller holds allocation lock, and has held it continuously since     */
447 /* the world stopped.                                                   */
448 void GC_start_world()
449 {
450   mach_port_t my_thread = mach_thread_self();
451   int i, j;
452   GC_thread p;
453   kern_return_t kern_result;
454   thread_act_array_t act_list;
455   mach_msg_type_number_t listcount;
456   struct thread_basic_info info;
457   mach_msg_type_number_t outCount = THREAD_INFO_MAX;
458   
459 #   if DEBUG_THREADS
460       GC_printf0("World starting\n");
461 #   endif
462
463 #   ifdef MPROTECT_VDB
464       if(GC_incremental) {
465         extern void GC_mprotect_resume();
466         GC_mprotect_resume();
467       }
468 #   endif
469
470     kern_result = task_threads(current_task(), &act_list, &listcount);
471     for(i = 0; i < listcount; i++) {
472       thread_act_t thread = act_list[i];
473       if (thread != my_thread &&
474           (!GC_use_mach_handler_thread ||
475            (GC_use_mach_handler_thread && GC_mach_handler_thread != thread))) {
476         for(j = 0; j < GC_mach_threads_count; j++) {
477           if (thread == GC_mach_threads[j].thread) {
478             if (GC_mach_threads[j].already_suspended) {
479 #             if DEBUG_THREADS
480                 GC_printf1("Not resuming already suspended thread %p\n", thread);
481 #             endif
482               continue;
483             }
484             kern_result = thread_info(thread, THREAD_BASIC_INFO,
485                                       (thread_info_t)&info, &outCount);
486             if(kern_result != KERN_SUCCESS) ABORT("thread_info failed");
487 #           if DEBUG_THREADS
488               GC_printf2("Thread state for 0x%lx = %d\n", thread,
489                          info.run_state);
490               GC_printf1("Resuming 0x%lx\n", thread);
491 #           endif
492             /* Resume the thread */
493             kern_result = thread_resume(thread);
494             if(kern_result != KERN_SUCCESS) ABORT("thread_resume failed");
495           } 
496         }
497       }
498     }
499     vm_deallocate(current_task(), (vm_address_t)act_list, sizeof(thread_t) * listcount);
500 #   if DEBUG_THREADS
501      GC_printf0("World started\n");
502 #   endif
503 }
504
505 void GC_darwin_register_mach_handler_thread(mach_port_t thread) {
506   GC_mach_handler_thread = thread;
507   GC_use_mach_handler_thread = 1;
508 }
509
510 #endif