OSDN Git Service

2003-02-15 Michael Koch <konqueror@gmx.de>
[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  Free Software Foundation
4
5    This file is part of libgcj.
6
7 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
8 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
9 details.  */
10
11 #include <config.h>
12
13 #include <stdio.h>
14
15 #include <jvm.h>
16 #include <gcj/cni.h>
17
18 #include <java/lang/Class.h>
19 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
20 #include <java-interp.h>
21
22 // More nastiness: the GC wants to define TRUE and FALSE.  We don't
23 // need the Java definitions (themselves a hack), so we undefine them.
24 #undef TRUE
25 #undef FALSE
26
27 extern "C"
28 {
29 #include <private/gc_pmark.h>
30 #include <gc_gcj.h>
31
32 #ifdef THREAD_LOCAL_ALLOC
33 # define GC_REDIRECT_TO_LOCAL
34 # include <gc_local_alloc.h>
35 #endif
36
37   // These aren't declared in any Boehm GC header.
38   void GC_finalize_all (void);
39   ptr_t GC_debug_generic_malloc (size_t size, int k, GC_EXTRA_PARAMS);
40 };
41
42 #define MAYBE_MARK(Obj, Top, Limit, Source, Exit)  \
43         Top=GC_MARK_AND_PUSH((GC_PTR)Obj, Top, Limit, (GC_PTR *)Source)
44
45 // `kind' index used when allocating Java arrays.
46 static int array_kind_x;
47
48 // Freelist used for Java arrays.
49 static ptr_t *array_free_list;
50
51 // Lock used to protect access to Boehm's GC_enable/GC_disable functions.
52 static _Jv_Mutex_t disable_gc_mutex;
53
54 \f
55
56 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
57 // object.  We use `void *' arguments and return, and not what the
58 // Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
59 void *
60 _Jv_MarkObj (void *addr, void *msp, void *msl, void * /* env */)
61 {
62   mse *mark_stack_ptr = (mse *) msp;
63   mse *mark_stack_limit = (mse *) msl;
64   jobject obj = (jobject) addr;
65
66   // FIXME: if env is 1, this object was allocated through the debug
67   // interface, and addr points to the beginning of the debug header.
68   // In that case, we should really add the size of the header to addr.
69
70   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
71   // The object might not yet have its vtable set, or it might
72   // really be an object on the freelist.  In either case, the vtable slot
73   // will either be 0, or it will point to a cleared object.
74   // This assumes Java objects have size at least 3 words,
75   // including the header.   But this should remain true, since this
76   // should only be used with debugging allocation or with large objects.
77   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
78     return mark_stack_ptr;
79   jclass klass = dt->clas;
80   ptr_t p;
81
82 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
83     // Every object has a sync_info pointer.
84     p = (ptr_t) obj->sync_info;
85     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj, o1label);
86 # endif
87   // Mark the object's class.
88   p = (ptr_t) klass;
89   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj, o2label);
90
91   if (__builtin_expect (klass == &java::lang::Class::class$, false))
92     {
93       // Currently we allocate some of the memory referenced from class objects
94       // as pointerfree memory, and then mark it more intelligently here.
95       // We ensure that the ClassClass mark descriptor forces invocation of
96       // this procedure.
97       // Correctness of this is subtle, but it looks OK to me for now.  For the incremental
98       // collector, we need to make sure that the class object is written whenever
99       // any of the subobjects are altered and may need rescanning.  This may be tricky
100       // during construction, and this may not be the right way to do this with
101       // incremental collection.
102       // If we overflow the mark stack, we will rescan the class object, so we should
103       // be OK.  The same applies if we redo the mark phase because win32 unmapped part
104       // of our root set.               - HB
105       jclass c = (jclass) addr;
106
107       p = (ptr_t) c->name;
108       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c3label);
109       p = (ptr_t) c->superclass;
110       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c4label);
111       for (int i = 0; i < c->constants.size; ++i)
112         {
113           /* FIXME: We could make this more precise by using the tags -KKT */
114           p = (ptr_t) c->constants.data[i].p;
115           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5label);
116         }
117
118 #ifdef INTERPRETER
119       if (_Jv_IsInterpretedClass (c))
120         {
121           p = (ptr_t) c->constants.tags;
122           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5alabel);
123           p = (ptr_t) c->constants.data;
124           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5blabel);
125           p = (ptr_t) c->vtable;
126           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5clabel);
127         }
128 #endif
129
130       // If the class is an array, then the methods field holds a
131       // pointer to the element class.  If the class is primitive,
132       // then the methods field holds a pointer to the array class.
133       p = (ptr_t) c->methods;
134       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c6label);
135
136       // The vtable might have been set, but the rest of the class
137       // could still be uninitialized.  If this is the case, then
138       // c.isArray will SEGV.  We check for this, and if it is the
139       // case we just return.
140       if (__builtin_expect (c->name == NULL, false))
141         return mark_stack_ptr;
142
143       if (! c->isArray() && ! c->isPrimitive())
144         {
145           // Scan each method in the cases where `methods' really
146           // points to a methods structure.
147           for (int i = 0; i < c->method_count; ++i)
148             {
149               p = (ptr_t) c->methods[i].name;
150               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
151                              cm1label);
152               p = (ptr_t) c->methods[i].signature;
153               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
154                              cm2label);
155             }
156         }
157
158       // Mark all the fields.
159       p = (ptr_t) c->fields;
160       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8label);
161       for (int i = 0; i < c->field_count; ++i)
162         {
163           _Jv_Field* field = &c->fields[i];
164
165 #ifndef COMPACT_FIELDS
166           p = (ptr_t) field->name;
167           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8alabel);
168 #endif
169           p = (ptr_t) field->type;
170           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8blabel);
171
172           // For the interpreter, we also need to mark the memory
173           // containing static members
174           if ((field->flags & java::lang::reflect::Modifier::STATIC))
175             {
176               p = (ptr_t) field->u.addr;
177               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8clabel);
178
179               // also, if the static member is a reference,
180               // mark also the value pointed to.  We check for isResolved
181               // since marking can happen before memory is allocated for
182               // static members.
183               if (JvFieldIsRef (field) && field->isResolved()) 
184                 {
185                   jobject val = *(jobject*) field->u.addr;
186                   p = (ptr_t) val;
187                   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit,
188                               c, c8elabel);
189                 }
190             }
191         }
192
193       p = (ptr_t) c->vtable;
194       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c9label);
195       p = (ptr_t) c->interfaces;
196       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cAlabel);
197       for (int i = 0; i < c->interface_count; ++i)
198         {
199           p = (ptr_t) c->interfaces[i];
200           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cClabel);
201         }
202       p = (ptr_t) c->loader;
203       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cBlabel);
204       p = (ptr_t) c->arrayclass;
205       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cDlabel);
206       p = (ptr_t) c->protectionDomain;
207       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cPlabel);
208
209 #ifdef INTERPRETER
210       if (_Jv_IsInterpretedClass (c))
211         {
212           _Jv_InterpClass* ic = (_Jv_InterpClass*) c;
213
214           p = (ptr_t) ic->interpreted_methods;
215           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, cElabel);
216
217           for (int i = 0; i < c->method_count; i++)
218             {
219               p = (ptr_t) ic->interpreted_methods[i];
220               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, \
221                           cFlabel);
222
223               // Mark the direct-threaded code.
224               if ((c->methods[i].accflags
225                    & java::lang::reflect::Modifier::NATIVE) == 0)
226                 {
227                   _Jv_InterpMethod *im
228                     = (_Jv_InterpMethod *) ic->interpreted_methods[i];
229                   if (im)
230                     {
231                       p = (ptr_t) im->prepared;
232                       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, \
233                                   cFlabel);
234                     }
235                 }
236
237               // The interpreter installs a heap-allocated trampoline
238               // here, so we'll mark it.
239               p = (ptr_t) c->methods[i].ncode;
240               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
241                           cm3label);
242             }
243
244           p = (ptr_t) ic->field_initializers;
245           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, cGlabel);
246           
247         }
248 #endif
249
250     }
251   else
252     {
253       // NOTE: each class only holds information about the class
254       // itself.  So we must do the marking for the entire inheritance
255       // tree in order to mark all fields.  FIXME: what about
256       // interfaces?  We skip Object here, because Object only has a
257       // sync_info, and we handled that earlier.
258       // Note: occasionally `klass' can be null.  For instance, this
259       // can happen if a GC occurs between the point where an object
260       // is allocated and where the vtbl slot is set.
261       while (klass && klass != &java::lang::Object::class$)
262         {
263           jfieldID field = JvGetFirstInstanceField (klass);
264           jint max = JvNumInstanceFields (klass);
265
266           for (int i = 0; i < max; ++i)
267             {
268               if (JvFieldIsRef (field))
269                 {
270                   jobject val = JvGetObjectField (obj, field);
271                   p = (ptr_t) val;
272                   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit,
273                               obj, elabel);
274                 }
275               field = field->getNextField ();
276             }
277           klass = klass->getSuperclass();
278         }
279     }
280
281   return mark_stack_ptr;
282 }
283
284 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
285 // array (of objects).  We use `void *' arguments and return, and not
286 // what the Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
287 void *
288 _Jv_MarkArray (void *addr, void *msp, void *msl, void * /*env*/)
289 {
290   mse *mark_stack_ptr = (mse *) msp;
291   mse *mark_stack_limit = (mse *) msl;
292   jobjectArray array = (jobjectArray) addr;
293
294   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
295   // Assumes size >= 3 words.  That's currently true since arrays have
296   // a vtable, sync pointer, and size.  If the sync pointer goes away,
297   // we may need to round up the size.
298   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
299     return mark_stack_ptr;
300   jclass klass = dt->clas;
301   ptr_t p;
302
303 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
304     // Every object has a sync_info pointer.
305     p = (ptr_t) array->sync_info;
306     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array, e1label);
307 # endif
308   // Mark the object's class.
309   p = (ptr_t) klass;
310   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, &(dt -> clas), o2label);
311
312   for (int i = 0; i < JvGetArrayLength (array); ++i)
313     {
314       jobject obj = elements (array)[i];
315       p = (ptr_t) obj;
316       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array, e2label);
317     }
318
319   return mark_stack_ptr;
320 }
321
322 // Generate a GC marking descriptor for a class.
323 //
324 // We assume that the gcj mark proc has index 0.  This is a dubious assumption,
325 // since another one could be registered first.  But the compiler also
326 // knows this, so in that case everything else will break, too.
327 #define GCJ_DEFAULT_DESCR GC_MAKE_PROC(GC_GCJ_RESERVED_MARK_PROC_INDEX,0)
328 void *
329 _Jv_BuildGCDescr(jclass)
330 {
331   /* FIXME: We should really look at the class and build the descriptor. */
332   return (void *)(GCJ_DEFAULT_DESCR);
333 }
334
335 // Allocate some space that is known to be pointer-free.
336 void *
337 _Jv_AllocBytes (jsize size)
338 {
339   void *r = GC_MALLOC_ATOMIC (size);
340   // We have to explicitly zero memory here, as the GC doesn't
341   // guarantee that PTRFREE allocations are zeroed.  Note that we
342   // don't have to do this for other allocation types because we set
343   // the `ok_init' flag in the type descriptor.
344   memset (r, 0, size);
345   return r;
346 }
347
348 // Allocate space for a new Java array.
349 // Used only for arrays of objects.
350 void *
351 _Jv_AllocArray (jsize size, jclass klass)
352 {
353   void *obj;
354   const jsize min_heap_addr = 16*1024;
355   // A heuristic.  If size is less than this value, the size
356   // stored in the array can't possibly be misinterpreted as
357   // a pointer.   Thus we lose nothing by scanning the object
358   // completely conservatively, since no misidentification can
359   // take place.
360   
361 #ifdef GC_DEBUG
362   // There isn't much to lose by scanning this conservatively.
363   // If we didn't, the mark proc would have to understand that
364   // it needed to skip the header.
365   obj = GC_MALLOC(size);
366 #else
367   if (size < min_heap_addr) 
368     obj = GC_MALLOC(size);
369   else 
370     obj = GC_generic_malloc (size, array_kind_x);
371 #endif
372   *((_Jv_VTable **) obj) = klass->vtable;
373   return obj;
374 }
375
376 /* Allocate space for a new non-Java object, which does not have the usual 
377    Java object header but may contain pointers to other GC'ed objects. */
378 void *
379 _Jv_AllocRawObj (jsize size)
380 {
381   return (void *) GC_MALLOC (size);
382 }
383
384 static void
385 call_finalizer (GC_PTR obj, GC_PTR client_data)
386 {
387   _Jv_FinalizerFunc *fn = (_Jv_FinalizerFunc *) client_data;
388   jobject jobj = (jobject) obj;
389
390   (*fn) (jobj);
391 }
392
393 void
394 _Jv_RegisterFinalizer (void *object, _Jv_FinalizerFunc *meth)
395 {
396   GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (object, call_finalizer, (GC_PTR) meth,
397                                   NULL, NULL);
398 }
399
400 void
401 _Jv_RunFinalizers (void)
402 {
403   GC_invoke_finalizers ();
404 }
405
406 void
407 _Jv_RunAllFinalizers (void)
408 {
409   GC_finalize_all ();
410 }
411
412 void
413 _Jv_RunGC (void)
414 {
415   GC_gcollect ();
416 }
417
418 long
419 _Jv_GCTotalMemory (void)
420 {
421   return GC_get_heap_size ();
422 }
423
424 long
425 _Jv_GCFreeMemory (void)
426 {
427   return GC_get_free_bytes ();
428 }
429
430 void
431 _Jv_GCSetInitialHeapSize (size_t size)
432 {
433   size_t current = GC_get_heap_size ();
434   if (size > current)
435     GC_expand_hp (size - current);
436 }
437
438 void
439 _Jv_GCSetMaximumHeapSize (size_t size)
440 {
441   GC_set_max_heap_size ((GC_word) size);
442 }
443
444 // From boehm's misc.c 
445 extern "C" void GC_enable();
446 extern "C" void GC_disable();
447
448 void
449 _Jv_DisableGC (void)
450 {
451   _Jv_MutexLock (&disable_gc_mutex); 
452   GC_disable();
453   _Jv_MutexUnlock (&disable_gc_mutex); 
454 }
455
456 void
457 _Jv_EnableGC (void)
458 {
459   _Jv_MutexLock (&disable_gc_mutex); 
460   GC_enable();
461   _Jv_MutexUnlock (&disable_gc_mutex); 
462 }
463
464 static void * handle_out_of_memory(size_t)
465 {
466   _Jv_ThrowNoMemory();
467 }
468
469 void
470 _Jv_InitGC (void)
471 {
472   int proc;
473
474   // Ignore pointers that do not point to the start of an object.
475   GC_all_interior_pointers = 0;
476
477   // Configure the collector to use the bitmap marking descriptors that we
478   // stash in the class vtable.
479   GC_init_gcj_malloc (0, (void *) _Jv_MarkObj);  
480
481   // Cause an out of memory error to be thrown from the allocators,
482   // instead of returning 0.  This is cheaper than checking on allocation.
483   GC_oom_fn = handle_out_of_memory;
484
485   GC_java_finalization = 1;
486
487   // We use a different mark procedure for object arrays. This code 
488   // configures a different object `kind' for object array allocation and
489   // marking. FIXME: see above.
490   array_free_list = (ptr_t *) GC_generic_malloc_inner ((MAXOBJSZ + 1)
491                                                        * sizeof (ptr_t),
492                                                        PTRFREE);
493   memset (array_free_list, 0, (MAXOBJSZ + 1) * sizeof (ptr_t));
494
495   proc = GC_n_mark_procs++;
496   GC_mark_procs[proc] = (GC_mark_proc) _Jv_MarkArray;
497
498   array_kind_x = GC_n_kinds++;
499   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_freelist = array_free_list;
500   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_reclaim_list = 0;
501   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_descriptor = GC_MAKE_PROC (proc, 0);
502   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_relocate_descr = FALSE;
503   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_init = TRUE;
504
505   _Jv_MutexInit (&disable_gc_mutex);
506 }
507
508 #ifdef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
509 // Allocate an object with a fake vtable pointer, which causes only
510 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
511 // Eventually this should probably be generalized.
512
513 static _Jv_VTable trace_one_vtable = {
514     0,                  // class pointer
515     (void *)(2 * sizeof(void *)),
516                         // descriptor; scan 2 words incl. vtable ptr.
517                         // Least significant bits must be zero to
518                         // identify this as a length descriptor
519     {0}                 // First method
520 };
521
522 void *
523 _Jv_AllocTraceOne (jsize size /* includes vtable slot */) 
524 {
525   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_one_vtable);
526 }
527
528 // Ditto for two words.
529 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
530 // Eventually this should probably be generalized.
531
532 static _Jv_VTable trace_two_vtable =
533 {
534   0,                    // class pointer
535   (void *)(3 * sizeof(void *)),
536                         // descriptor; scan 3 words incl. vtable ptr.
537   {0}                   // First method
538 };
539
540 void *
541 _Jv_AllocTraceTwo (jsize size /* includes vtable slot */) 
542 {
543   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_two_vtable);
544 }
545
546 #endif /* JV_HASH_SYNCHRONIZATION */
547
548 void
549 _Jv_GCInitializeFinalizers (void (*notifier) (void))
550 {
551   GC_finalize_on_demand = 1;
552   GC_finalizer_notifier = notifier;
553 }
554
555 void
556 _Jv_GCRegisterDisappearingLink (jobject *objp)
557 {
558   GC_general_register_disappearing_link ((GC_PTR *) objp, (GC_PTR) *objp);
559 }
560
561 jboolean
562 _Jv_GCCanReclaimSoftReference (jobject)
563 {
564   // For now, always reclaim soft references.  FIXME.
565   return true;
566 }