OSDN Git Service

2002-09-10 Frank Ch. Eigler <fche@redhat.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libjava / boehm.cc
1 // boehm.cc - interface between libjava and Boehm GC.
2
3 /* Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001  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 // We must check for plausibility ourselves.
43 #define MAYBE_MARK(Obj, Top, Limit, Source, Exit)  \
44         Top=GC_MARK_AND_PUSH((GC_PTR)Obj, Top, Limit, (GC_PTR *)Source)
45
46 // `kind' index used when allocating Java arrays.
47 static int array_kind_x;
48
49 // Freelist used for Java arrays.
50 static ptr_t *array_free_list;
51
52 // Lock used to protect access to Boehm's GC_enable/GC_disable functions.
53 static _Jv_Mutex_t disable_gc_mutex;
54
55 \f
56
57 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
58 // object.  We use `void *' arguments and return, and not what the
59 // Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
60 void *
61 _Jv_MarkObj (void *addr, void *msp, void *msl, void * /* env */)
62 {
63   mse *mark_stack_ptr = (mse *) msp;
64   mse *mark_stack_limit = (mse *) msl;
65   jobject obj = (jobject) addr;
66
67   // FIXME: if env is 1, this object was allocated through the debug
68   // interface, and addr points to the beginning of the debug header.
69   // In that case, we should really add the size of the header to addr.
70
71   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
72   // The object might not yet have its vtable set, or it might
73   // really be an object on the freelist.  In either case, the vtable slot
74   // will either be 0, or it will point to a cleared object.
75   // This assumes Java objects have size at least 3 words,
76   // including the header.   But this should remain true, since this
77   // should only be used with debugging allocation or with large objects.
78   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
79     return mark_stack_ptr;
80   jclass klass = dt->clas;
81   ptr_t p;
82
83 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
84     // Every object has a sync_info pointer.
85     p = (ptr_t) obj->sync_info;
86     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj, o1label);
87 # endif
88   // Mark the object's class.
89   p = (ptr_t) klass;
90   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj, o2label);
91
92   if (__builtin_expect (klass == &java::lang::Class::class$, false))
93     {
94       // Currently we allocate some of the memory referenced from class objects
95       // as pointerfree memory, and then mark it more intelligently here.
96       // We ensure that the ClassClass mark descriptor forces invocation of
97       // this procedure.
98       // Correctness of this is subtle, but it looks OK to me for now.  For the incremental
99       // collector, we need to make sure that the class object is written whenever
100       // any of the subobjects are altered and may need rescanning.  This may be tricky
101       // during construction, and this may not be the right way to do this with
102       // incremental collection.
103       // If we overflow the mark stack, we will rescan the class object, so we should
104       // be OK.  The same applies if we redo the mark phase because win32 unmapped part
105       // of our root set.               - HB
106       jclass c = (jclass) addr;
107
108       p = (ptr_t) c->name;
109       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c3label);
110       p = (ptr_t) c->superclass;
111       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c4label);
112       for (int i = 0; i < c->constants.size; ++i)
113         {
114           /* FIXME: We could make this more precise by using the tags -KKT */
115           p = (ptr_t) c->constants.data[i].p;
116           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5label);
117         }
118
119 #ifdef INTERPRETER
120       if (_Jv_IsInterpretedClass (c))
121         {
122           p = (ptr_t) c->constants.tags;
123           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5alabel);
124           p = (ptr_t) c->constants.data;
125           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5blabel);
126           p = (ptr_t) c->vtable;
127           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5clabel);
128         }
129 #endif
130
131       // If the class is an array, then the methods field holds a
132       // pointer to the element class.  If the class is primitive,
133       // then the methods field holds a pointer to the array class.
134       p = (ptr_t) c->methods;
135       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c6label);
136
137
138       if (! c->isArray() && ! c->isPrimitive())
139         {
140           // Scan each method in the cases where `methods' really
141           // points to a methods structure.
142           for (int i = 0; i < c->method_count; ++i)
143             {
144               p = (ptr_t) c->methods[i].name;
145               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
146                              cm1label);
147               p = (ptr_t) c->methods[i].signature;
148               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
149                              cm2label);
150
151               // FIXME: `ncode' entry?
152
153 #ifdef INTERPRETER
154               // The interpreter installs a heap-allocated
155               // trampoline here, so we'll mark it. 
156               if (_Jv_IsInterpretedClass (c))
157                   {
158                       p = (ptr_t) c->methods[i].ncode;
159                       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
160                                   cm3label);
161                   }
162 #endif
163             }
164         }
165
166       // Mark all the fields.
167       p = (ptr_t) c->fields;
168       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8label);
169       for (int i = 0; i < c->field_count; ++i)
170         {
171           _Jv_Field* field = &c->fields[i];
172
173 #ifndef COMPACT_FIELDS
174           p = (ptr_t) field->name;
175           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8alabel);
176 #endif
177           p = (ptr_t) field->type;
178           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8blabel);
179
180           // For the interpreter, we also need to mark the memory
181           // containing static members
182           if ((field->flags & java::lang::reflect::Modifier::STATIC))
183             {
184               p = (ptr_t) field->u.addr;
185               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8clabel);
186
187               // also, if the static member is a reference,
188               // mark also the value pointed to.  We check for isResolved
189               // since marking can happen before memory is allocated for
190               // static members.
191               if (JvFieldIsRef (field) && field->isResolved()) 
192                 {
193                   jobject val = *(jobject*) field->u.addr;
194                   p = (ptr_t) val;
195                   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit,
196                               c, c8elabel);
197                 }
198             }
199         }
200
201       p = (ptr_t) c->vtable;
202       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c9label);
203       p = (ptr_t) c->interfaces;
204       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cAlabel);
205       for (int i = 0; i < c->interface_count; ++i)
206         {
207           p = (ptr_t) c->interfaces[i];
208           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cClabel);
209         }
210       p = (ptr_t) c->loader;
211       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cBlabel);
212       p = (ptr_t) c->arrayclass;
213       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cDlabel);
214
215 #ifdef INTERPRETER
216       if (_Jv_IsInterpretedClass (c))
217         {
218           _Jv_InterpClass* ic = (_Jv_InterpClass*)c;
219
220           p = (ptr_t) ic->interpreted_methods;
221           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, cElabel);
222
223           for (int i = 0; i < c->method_count; i++)
224             {
225               p = (ptr_t) ic->interpreted_methods[i];
226               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, \
227                           cFlabel);
228             }
229
230           p = (ptr_t) ic->field_initializers;
231           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, cGlabel);
232           
233         }
234 #endif
235
236     }
237   else
238     {
239       // NOTE: each class only holds information about the class
240       // itself.  So we must do the marking for the entire inheritance
241       // tree in order to mark all fields.  FIXME: what about
242       // interfaces?  We skip Object here, because Object only has a
243       // sync_info, and we handled that earlier.
244       // Note: occasionally `klass' can be null.  For instance, this
245       // can happen if a GC occurs between the point where an object
246       // is allocated and where the vtbl slot is set.
247       while (klass && klass != &java::lang::Object::class$)
248         {
249           jfieldID field = JvGetFirstInstanceField (klass);
250           jint max = JvNumInstanceFields (klass);
251
252           for (int i = 0; i < max; ++i)
253             {
254               if (JvFieldIsRef (field))
255                 {
256                   jobject val = JvGetObjectField (obj, field);
257                   p = (ptr_t) val;
258                   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit,
259                               obj, elabel);
260                 }
261               field = field->getNextField ();
262             }
263           klass = klass->getSuperclass();
264         }
265     }
266
267   return mark_stack_ptr;
268 }
269
270 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
271 // array (of objects).  We use `void *' arguments and return, and not
272 // what the Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
273 void *
274 _Jv_MarkArray (void *addr, void *msp, void *msl, void * /*env*/)
275 {
276   mse *mark_stack_ptr = (mse *) msp;
277   mse *mark_stack_limit = (mse *) msl;
278   jobjectArray array = (jobjectArray) addr;
279
280   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
281   // Assumes size >= 3 words.  That's currently true since arrays have
282   // a vtable, sync pointer, and size.  If the sync pointer goes away,
283   // we may need to round up the size.
284   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
285     return mark_stack_ptr;
286   jclass klass = dt->clas;
287   ptr_t p;
288
289 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
290     // Every object has a sync_info pointer.
291     p = (ptr_t) array->sync_info;
292     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array, e1label);
293 # endif
294   // Mark the object's class.
295   p = (ptr_t) klass;
296   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, &(dt -> clas), o2label);
297
298   for (int i = 0; i < JvGetArrayLength (array); ++i)
299     {
300       jobject obj = elements (array)[i];
301       p = (ptr_t) obj;
302       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array, e2label);
303     }
304
305   return mark_stack_ptr;
306 }
307
308 // Generate a GC marking descriptor for a class.
309 //
310 // We assume that the gcj mark proc has index 0.  This is a dubious assumption,
311 // since another one could be registered first.  But the compiler also
312 // knows this, so in that case everything else will break, too.
313 #define GCJ_DEFAULT_DESCR GC_MAKE_PROC(GC_GCJ_RESERVED_MARK_PROC_INDEX,0)
314 void *
315 _Jv_BuildGCDescr(jclass)
316 {
317   /* FIXME: We should really look at the class and build the descriptor. */
318   return (void *)(GCJ_DEFAULT_DESCR);
319 }
320
321 // Allocate some space that is known to be pointer-free.
322 void *
323 _Jv_AllocBytes (jsize size)
324 {
325   void *r = GC_MALLOC_ATOMIC (size);
326   // We have to explicitly zero memory here, as the GC doesn't
327   // guarantee that PTRFREE allocations are zeroed.  Note that we
328   // don't have to do this for other allocation types because we set
329   // the `ok_init' flag in the type descriptor.
330   memset (r, 0, size);
331   return r;
332 }
333
334 // Allocate space for a new Java array.
335 // Used only for arrays of objects.
336 void *
337 _Jv_AllocArray (jsize size, jclass klass)
338 {
339   void *obj;
340   const jsize min_heap_addr = 16*1024;
341   // A heuristic.  If size is less than this value, the size
342   // stored in the array can't possibly be misinterpreted as
343   // a pointer.   Thus we lose nothing by scanning the object
344   // completely conservatively, since no misidentification can
345   // take place.
346   
347 #ifdef GC_DEBUG
348   // There isn't much to lose by scanning this conservatively.
349   // If we didn't, the mark proc would have to understand that
350   // it needed to skip the header.
351   obj = GC_MALLOC(size);
352 #else
353   if (size < min_heap_addr) 
354     obj = GC_MALLOC(size);
355   else 
356     obj = GC_generic_malloc (size, array_kind_x);
357 #endif
358   *((_Jv_VTable **) obj) = klass->vtable;
359   return obj;
360 }
361
362 /* Allocate space for a new non-Java object, which does not have the usual 
363    Java object header but may contain pointers to other GC'ed objects. */
364 void *
365 _Jv_AllocRawObj (jsize size)
366 {
367   return (void *) GC_MALLOC (size);
368 }
369
370 static void
371 call_finalizer (GC_PTR obj, GC_PTR client_data)
372 {
373   _Jv_FinalizerFunc *fn = (_Jv_FinalizerFunc *) client_data;
374   jobject jobj = (jobject) obj;
375
376   (*fn) (jobj);
377 }
378
379 void
380 _Jv_RegisterFinalizer (void *object, _Jv_FinalizerFunc *meth)
381 {
382   GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (object, call_finalizer, (GC_PTR) meth,
383                                   NULL, NULL);
384 }
385
386 void
387 _Jv_RunFinalizers (void)
388 {
389   GC_invoke_finalizers ();
390 }
391
392 void
393 _Jv_RunAllFinalizers (void)
394 {
395   GC_finalize_all ();
396 }
397
398 void
399 _Jv_RunGC (void)
400 {
401   GC_gcollect ();
402 }
403
404 long
405 _Jv_GCTotalMemory (void)
406 {
407   return GC_get_heap_size ();
408 }
409
410 long
411 _Jv_GCFreeMemory (void)
412 {
413   return GC_get_free_bytes ();
414 }
415
416 void
417 _Jv_GCSetInitialHeapSize (size_t size)
418 {
419   size_t current = GC_get_heap_size ();
420   if (size > current)
421     GC_expand_hp (size - current);
422 }
423
424 void
425 _Jv_GCSetMaximumHeapSize (size_t size)
426 {
427   GC_set_max_heap_size ((GC_word) size);
428 }
429
430 // From boehm's misc.c 
431 extern "C" void GC_enable();
432 extern "C" void GC_disable();
433
434 void
435 _Jv_DisableGC (void)
436 {
437   _Jv_MutexLock (&disable_gc_mutex); 
438   GC_disable();
439   _Jv_MutexUnlock (&disable_gc_mutex); 
440 }
441
442 void
443 _Jv_EnableGC (void)
444 {
445   _Jv_MutexLock (&disable_gc_mutex); 
446   GC_enable();
447   _Jv_MutexUnlock (&disable_gc_mutex); 
448 }
449
450 static void * handle_out_of_memory(size_t)
451 {
452   _Jv_ThrowNoMemory();
453 }
454
455 void
456 _Jv_InitGC (void)
457 {
458   int proc;
459
460   // Ignore pointers that do not point to the start of an object.
461   GC_all_interior_pointers = 0;
462
463   // Configure the collector to use the bitmap marking descriptors that we
464   // stash in the class vtable.
465   GC_init_gcj_malloc (0, (void *) _Jv_MarkObj);  
466
467   // Cause an out of memory error to be thrown from the allocators,
468   // instead of returning 0.  This is cheaper than checking on allocation.
469   GC_oom_fn = handle_out_of_memory;
470
471   GC_java_finalization = 1;
472
473   // We use a different mark procedure for object arrays. This code 
474   // configures a different object `kind' for object array allocation and
475   // marking. FIXME: see above.
476   array_free_list = (ptr_t *) GC_generic_malloc_inner ((MAXOBJSZ + 1)
477                                                        * sizeof (ptr_t),
478                                                        PTRFREE);
479   memset (array_free_list, 0, (MAXOBJSZ + 1) * sizeof (ptr_t));
480
481   proc = GC_n_mark_procs++;
482   GC_mark_procs[proc] = (GC_mark_proc) _Jv_MarkArray;
483
484   array_kind_x = GC_n_kinds++;
485   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_freelist = array_free_list;
486   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_reclaim_list = 0;
487   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_descriptor = GC_MAKE_PROC (proc, 0);
488   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_relocate_descr = FALSE;
489   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_init = TRUE;
490
491   _Jv_MutexInit (&disable_gc_mutex);
492 }
493
494 #ifdef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
495 // Allocate an object with a fake vtable pointer, which causes only
496 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
497 // Eventually this should probably be generalized.
498
499 static _Jv_VTable trace_one_vtable = {
500     0,                  // class pointer
501     (void *)(2 * sizeof(void *)),
502                         // descriptor; scan 2 words incl. vtable ptr.
503                         // Least significant bits must be zero to
504                         // identify this as a length descriptor
505     {0}                 // First method
506 };
507
508 void *
509 _Jv_AllocTraceOne (jsize size /* includes vtable slot */) 
510 {
511   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_one_vtable);
512 }
513
514 // Ditto for two words.
515 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
516 // Eventually this should probably be generalized.
517
518 static _Jv_VTable trace_two_vtable =
519 {
520   0,                    // class pointer
521   (void *)(3 * sizeof(void *)),
522                         // descriptor; scan 3 words incl. vtable ptr.
523   {0}                   // First method
524 };
525
526 void *
527 _Jv_AllocTraceTwo (jsize size /* includes vtable slot */) 
528 {
529   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_two_vtable);
530 }
531
532 #endif /* JV_HASH_SYNCHRONIZATION */
533
534 void
535 _Jv_GCInitializeFinalizers (void (*notifier) (void))
536 {
537   GC_finalize_on_demand = 1;
538   GC_finalizer_notifier = notifier;
539 }
540
541 void
542 _Jv_GCRegisterDisappearingLink (jobject *objp)
543 {
544   GC_general_register_disappearing_link ((GC_PTR *) objp, (GC_PTR) *objp);
545 }
546
547 jboolean
548 _Jv_GCCanReclaimSoftReference (jobject)
549 {
550   // For now, always reclaim soft references.  FIXME.
551   return true;
552 }