4247d28e0533fc505cc3fe55400fa0cd507a8f5e
[ghc-hetmet.git] / rts / sm / Storage.c
1 /* -----------------------------------------------------------------------------
2  *
3  * (c) The GHC Team, 1998-2008
4  *
5  * Storage manager front end
6  *
7  * Documentation on the architecture of the Storage Manager can be
8  * found in the online commentary:
9  * 
10  *   http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/Rts/Storage
11  *
12  * ---------------------------------------------------------------------------*/
13
14 #include "PosixSource.h"
15 #include "Rts.h"
16
17 #include "Storage.h"
18 #include "RtsUtils.h"
19 #include "Stats.h"
20 #include "BlockAlloc.h"
21 #include "Weak.h"
22 #include "Sanity.h"
23 #include "Arena.h"
24 #include "Capability.h"
25 #include "Schedule.h"
26 #include "RetainerProfile.h"    // for counting memory blocks (memInventory)
27 #include "OSMem.h"
28 #include "Trace.h"
29 #include "GC.h"
30 #include "Evac.h"
31
32 #include <string.h>
33
34 #include "ffi.h"
35
36 /* 
37  * All these globals require sm_mutex to access in THREADED_RTS mode.
38  */
39 StgClosure    *caf_list         = NULL;
40 StgClosure    *revertible_caf_list = NULL;
41 rtsBool       keepCAFs;
42
43 nat alloc_blocks_lim;    /* GC if n_large_blocks in any nursery
44                           * reaches this. */
45
46 bdescr *exec_block;
47
48 generation *generations = NULL; /* all the generations */
49 generation *g0          = NULL; /* generation 0, for convenience */
50 generation *oldest_gen  = NULL; /* oldest generation, for convenience */
51
52 nursery *nurseries = NULL;     /* array of nurseries, size == n_capabilities */
53
54 #ifdef THREADED_RTS
55 /*
56  * Storage manager mutex:  protects all the above state from
57  * simultaneous access by two STG threads.
58  */
59 Mutex sm_mutex;
60 #endif
61
62 static void allocNurseries ( void );
63
64 static void
65 initGeneration (generation *gen, int g)
66 {
67     gen->no = g;
68     gen->collections = 0;
69     gen->par_collections = 0;
70     gen->failed_promotions = 0;
71     gen->max_blocks = 0;
72     gen->blocks = NULL;
73     gen->n_blocks = 0;
74     gen->n_words = 0;
75     gen->live_estimate = 0;
76     gen->old_blocks = NULL;
77     gen->n_old_blocks = 0;
78     gen->large_objects = NULL;
79     gen->n_large_blocks = 0;
80     gen->n_new_large_blocks = 0;
81     gen->mut_list = allocBlock();
82     gen->scavenged_large_objects = NULL;
83     gen->n_scavenged_large_blocks = 0;
84     gen->mark = 0;
85     gen->compact = 0;
86     gen->bitmap = NULL;
87 #ifdef THREADED_RTS
88     initSpinLock(&gen->sync_large_objects);
89 #endif
90     gen->threads = END_TSO_QUEUE;
91     gen->old_threads = END_TSO_QUEUE;
92 }
93
94 void
95 initStorage( void )
96 {
97     nat g, n;
98
99   if (generations != NULL) {
100       // multi-init protection
101       return;
102   }
103
104   initMBlocks();
105
106   /* Sanity check to make sure the LOOKS_LIKE_ macros appear to be
107    * doing something reasonable.
108    */
109   /* We use the NOT_NULL variant or gcc warns that the test is always true */
110   ASSERT(LOOKS_LIKE_INFO_PTR_NOT_NULL((StgWord)&stg_BLOCKING_QUEUE_CLEAN_info));
111   ASSERT(LOOKS_LIKE_CLOSURE_PTR(&stg_dummy_ret_closure));
112   ASSERT(!HEAP_ALLOCED(&stg_dummy_ret_closure));
113   
114   if (RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize != 0 &&
115       RtsFlags.GcFlags.heapSizeSuggestion > 
116       RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize) {
117     RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize = RtsFlags.GcFlags.heapSizeSuggestion;
118   }
119
120   if (RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize != 0 &&
121       RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize > 
122       RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize) {
123       errorBelch("maximum heap size (-M) is smaller than minimum alloc area size (-A)");
124       RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize = RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize;
125   }
126
127   initBlockAllocator();
128   
129 #if defined(THREADED_RTS)
130   initMutex(&sm_mutex);
131 #endif
132
133   ACQUIRE_SM_LOCK;
134
135   /* allocate generation info array */
136   generations = (generation *)stgMallocBytes(RtsFlags.GcFlags.generations 
137                                              * sizeof(struct generation_),
138                                              "initStorage: gens");
139
140   /* Initialise all generations */
141   for(g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
142       initGeneration(&generations[g], g);
143   }
144
145   /* A couple of convenience pointers */
146   g0 = &generations[0];
147   oldest_gen = &generations[RtsFlags.GcFlags.generations-1];
148
149   nurseries = stgMallocBytes(n_capabilities * sizeof(struct nursery_),
150                              "initStorage: nurseries");
151   
152   /* Set up the destination pointers in each younger gen. step */
153   for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations-1; g++) {
154       generations[g].to = &generations[g+1];
155   }
156   oldest_gen->to = oldest_gen;
157   
158   /* The oldest generation has one step. */
159   if (RtsFlags.GcFlags.compact || RtsFlags.GcFlags.sweep) {
160       if (RtsFlags.GcFlags.generations == 1) {
161           errorBelch("WARNING: compact/sweep is incompatible with -G1; disabled");
162       } else {
163           oldest_gen->mark = 1;
164           if (RtsFlags.GcFlags.compact)
165               oldest_gen->compact = 1;
166       }
167   }
168
169   generations[0].max_blocks = 0;
170
171   /* The allocation area.  Policy: keep the allocation area
172    * small to begin with, even if we have a large suggested heap
173    * size.  Reason: we're going to do a major collection first, and we
174    * don't want it to be a big one.  This vague idea is borne out by 
175    * rigorous experimental evidence.
176    */
177   allocNurseries();
178
179   weak_ptr_list = NULL;
180   caf_list = END_OF_STATIC_LIST;
181   revertible_caf_list = END_OF_STATIC_LIST;
182    
183   /* initialise the allocate() interface */
184   alloc_blocks_lim = RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize;
185
186   exec_block = NULL;
187
188 #ifdef THREADED_RTS
189   initSpinLock(&gc_alloc_block_sync);
190   whitehole_spin = 0;
191 #endif
192
193   N = 0;
194
195   // allocate a block for each mut list
196   for (n = 0; n < n_capabilities; n++) {
197       for (g = 1; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
198           capabilities[n].mut_lists[g] = allocBlock();
199       }
200   }
201
202   initGcThreads();
203
204   IF_DEBUG(gc, statDescribeGens());
205
206   RELEASE_SM_LOCK;
207 }
208
209 void
210 exitStorage (void)
211 {
212     stat_exit(calcAllocated());
213 }
214
215 void
216 freeStorage (rtsBool free_heap)
217 {
218     stgFree(generations);
219     if (free_heap) freeAllMBlocks();
220 #if defined(THREADED_RTS)
221     closeMutex(&sm_mutex);
222 #endif
223     stgFree(nurseries);
224     freeGcThreads();
225 }
226
227 /* -----------------------------------------------------------------------------
228    CAF management.
229
230    The entry code for every CAF does the following:
231      
232       - builds a BLACKHOLE in the heap
233       - pushes an update frame pointing to the BLACKHOLE
234       - calls newCaf, below
235       - updates the CAF with a static indirection to the BLACKHOLE
236       
237    Why do we build an BLACKHOLE in the heap rather than just updating
238    the thunk directly?  It's so that we only need one kind of update
239    frame - otherwise we'd need a static version of the update frame too.
240
241    newCaf() does the following:
242        
243       - it puts the CAF on the oldest generation's mutable list.
244         This is so that we treat the CAF as a root when collecting
245         younger generations.
246
247    For GHCI, we have additional requirements when dealing with CAFs:
248
249       - we must *retain* all dynamically-loaded CAFs ever entered,
250         just in case we need them again.
251       - we must be able to *revert* CAFs that have been evaluated, to
252         their pre-evaluated form.
253
254       To do this, we use an additional CAF list.  When newCaf() is
255       called on a dynamically-loaded CAF, we add it to the CAF list
256       instead of the old-generation mutable list, and save away its
257       old info pointer (in caf->saved_info) for later reversion.
258
259       To revert all the CAFs, we traverse the CAF list and reset the
260       info pointer to caf->saved_info, then throw away the CAF list.
261       (see GC.c:revertCAFs()).
262
263       -- SDM 29/1/01
264
265    -------------------------------------------------------------------------- */
266
267 void
268 newCAF(StgRegTable *reg, StgClosure* caf)
269 {
270   if(keepCAFs)
271   {
272     // HACK:
273     // If we are in GHCi _and_ we are using dynamic libraries,
274     // then we can't redirect newCAF calls to newDynCAF (see below),
275     // so we make newCAF behave almost like newDynCAF.
276     // The dynamic libraries might be used by both the interpreted
277     // program and GHCi itself, so they must not be reverted.
278     // This also means that in GHCi with dynamic libraries, CAFs are not
279     // garbage collected. If this turns out to be a problem, we could
280     // do another hack here and do an address range test on caf to figure
281     // out whether it is from a dynamic library.
282     ((StgIndStatic *)caf)->saved_info  = (StgInfoTable *)caf->header.info;
283
284     ACQUIRE_SM_LOCK; // caf_list is global, locked by sm_mutex
285     ((StgIndStatic *)caf)->static_link = caf_list;
286     caf_list = caf;
287     RELEASE_SM_LOCK;
288   }
289   else
290   {
291     // Put this CAF on the mutable list for the old generation.
292     ((StgIndStatic *)caf)->saved_info = NULL;
293     if (oldest_gen->no != 0) {
294         recordMutableCap(caf, regTableToCapability(reg), oldest_gen->no);
295     }
296   }
297 }
298
299 // External API for setting the keepCAFs flag. see #3900.
300 void
301 setKeepCAFs (void)
302 {
303     keepCAFs = 1;
304 }
305
306 // An alternate version of newCaf which is used for dynamically loaded
307 // object code in GHCi.  In this case we want to retain *all* CAFs in
308 // the object code, because they might be demanded at any time from an
309 // expression evaluated on the command line.
310 // Also, GHCi might want to revert CAFs, so we add these to the
311 // revertible_caf_list.
312 //
313 // The linker hackily arranges that references to newCaf from dynamic
314 // code end up pointing to newDynCAF.
315 void
316 newDynCAF (StgRegTable *reg STG_UNUSED, StgClosure *caf)
317 {
318     ACQUIRE_SM_LOCK;
319
320     ((StgIndStatic *)caf)->saved_info  = (StgInfoTable *)caf->header.info;
321     ((StgIndStatic *)caf)->static_link = revertible_caf_list;
322     revertible_caf_list = caf;
323
324     RELEASE_SM_LOCK;
325 }
326
327 /* -----------------------------------------------------------------------------
328    Nursery management.
329    -------------------------------------------------------------------------- */
330
331 static bdescr *
332 allocNursery (bdescr *tail, nat blocks)
333 {
334     bdescr *bd = NULL;
335     nat i, n;
336
337     // We allocate the nursery as a single contiguous block and then
338     // divide it into single blocks manually.  This way we guarantee
339     // that the nursery blocks are adjacent, so that the processor's
340     // automatic prefetching works across nursery blocks.  This is a
341     // tiny optimisation (~0.5%), but it's free.
342
343     while (blocks > 0) {
344         n = stg_min(blocks, BLOCKS_PER_MBLOCK);
345         blocks -= n;
346
347         bd = allocGroup(n);
348         for (i = 0; i < n; i++) {
349             initBdescr(&bd[i], g0, g0);
350
351             bd[i].blocks = 1;
352             bd[i].flags = 0;
353
354             if (i > 0) {
355                 bd[i].u.back = &bd[i-1];
356             } else {
357                 bd[i].u.back = NULL;
358             }
359
360             if (i+1 < n) {
361                 bd[i].link = &bd[i+1];
362             } else {
363                 bd[i].link = tail;
364                 if (tail != NULL) {
365                     tail->u.back = &bd[i];
366                 }
367             }
368
369             bd[i].free = bd[i].start;
370         }
371
372         tail = &bd[0];
373     }
374
375     return &bd[0];
376 }
377
378 static void
379 assignNurseriesToCapabilities (void)
380 {
381     nat i;
382
383     for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
384         capabilities[i].r.rNursery        = &nurseries[i];
385         capabilities[i].r.rCurrentNursery = nurseries[i].blocks;
386         capabilities[i].r.rCurrentAlloc   = NULL;
387     }
388 }
389
390 static void
391 allocNurseries( void )
392
393     nat i;
394
395     for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
396         nurseries[i].blocks = 
397             allocNursery(NULL, RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize);
398         nurseries[i].n_blocks =
399             RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize;
400     }
401     assignNurseriesToCapabilities();
402 }
403       
404 void
405 resetNurseries( void )
406 {
407     nat i;
408     bdescr *bd;
409
410     for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
411         for (bd = nurseries[i].blocks; bd; bd = bd->link) {
412             bd->free = bd->start;
413             ASSERT(bd->gen_no == 0);
414             ASSERT(bd->gen == g0);
415             IF_DEBUG(sanity,memset(bd->start, 0xaa, BLOCK_SIZE));
416         }
417     }
418     assignNurseriesToCapabilities();
419 }
420
421 lnat
422 countNurseryBlocks (void)
423 {
424     nat i;
425     lnat blocks = 0;
426
427     for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
428         blocks += nurseries[i].n_blocks;
429     }
430     return blocks;
431 }
432
433 static void
434 resizeNursery ( nursery *nursery, nat blocks )
435 {
436   bdescr *bd;
437   nat nursery_blocks;
438
439   nursery_blocks = nursery->n_blocks;
440   if (nursery_blocks == blocks) return;
441
442   if (nursery_blocks < blocks) {
443       debugTrace(DEBUG_gc, "increasing size of nursery to %d blocks", 
444                  blocks);
445     nursery->blocks = allocNursery(nursery->blocks, blocks-nursery_blocks);
446   } 
447   else {
448     bdescr *next_bd;
449     
450     debugTrace(DEBUG_gc, "decreasing size of nursery to %d blocks", 
451                blocks);
452
453     bd = nursery->blocks;
454     while (nursery_blocks > blocks) {
455         next_bd = bd->link;
456         next_bd->u.back = NULL;
457         nursery_blocks -= bd->blocks; // might be a large block
458         freeGroup(bd);
459         bd = next_bd;
460     }
461     nursery->blocks = bd;
462     // might have gone just under, by freeing a large block, so make
463     // up the difference.
464     if (nursery_blocks < blocks) {
465         nursery->blocks = allocNursery(nursery->blocks, blocks-nursery_blocks);
466     }
467   }
468   
469   nursery->n_blocks = blocks;
470   ASSERT(countBlocks(nursery->blocks) == nursery->n_blocks);
471 }
472
473 // 
474 // Resize each of the nurseries to the specified size.
475 //
476 void
477 resizeNurseriesFixed (nat blocks)
478 {
479     nat i;
480     for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
481         resizeNursery(&nurseries[i], blocks);
482     }
483 }
484
485 // 
486 // Resize the nurseries to the total specified size.
487 //
488 void
489 resizeNurseries (nat blocks)
490 {
491     // If there are multiple nurseries, then we just divide the number
492     // of available blocks between them.
493     resizeNurseriesFixed(blocks / n_capabilities);
494 }
495
496
497 /* -----------------------------------------------------------------------------
498    move_STACK is called to update the TSO structure after it has been
499    moved from one place to another.
500    -------------------------------------------------------------------------- */
501
502 void
503 move_STACK (StgStack *src, StgStack *dest)
504 {
505     ptrdiff_t diff;
506
507     // relocate the stack pointer... 
508     diff = (StgPtr)dest - (StgPtr)src; // In *words* 
509     dest->sp = (StgPtr)dest->sp + diff;
510 }
511
512 /* -----------------------------------------------------------------------------
513    allocate()
514
515    This allocates memory in the current thread - it is intended for
516    use primarily from STG-land where we have a Capability.  It is
517    better than allocate() because it doesn't require taking the
518    sm_mutex lock in the common case.
519
520    Memory is allocated directly from the nursery if possible (but not
521    from the current nursery block, so as not to interfere with
522    Hp/HpLim).
523    -------------------------------------------------------------------------- */
524
525 StgPtr
526 allocate (Capability *cap, lnat n)
527 {
528     bdescr *bd;
529     StgPtr p;
530
531     if (n >= LARGE_OBJECT_THRESHOLD/sizeof(W_)) {
532         lnat req_blocks =  (lnat)BLOCK_ROUND_UP(n*sizeof(W_)) / BLOCK_SIZE;
533
534         // Attempting to allocate an object larger than maxHeapSize
535         // should definitely be disallowed.  (bug #1791)
536         if (RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize > 0 && 
537             req_blocks >= RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize) {
538             heapOverflow();
539             // heapOverflow() doesn't exit (see #2592), but we aren't
540             // in a position to do a clean shutdown here: we
541             // either have to allocate the memory or exit now.
542             // Allocating the memory would be bad, because the user
543             // has requested that we not exceed maxHeapSize, so we
544             // just exit.
545             stg_exit(EXIT_HEAPOVERFLOW);
546         }
547
548         ACQUIRE_SM_LOCK
549         bd = allocGroup(req_blocks);
550         dbl_link_onto(bd, &g0->large_objects);
551         g0->n_large_blocks += bd->blocks; // might be larger than req_blocks
552         g0->n_new_large_blocks += bd->blocks;
553         RELEASE_SM_LOCK;
554         initBdescr(bd, g0, g0);
555         bd->flags = BF_LARGE;
556         bd->free = bd->start + n;
557         return bd->start;
558     }
559
560     /* small allocation (<LARGE_OBJECT_THRESHOLD) */
561
562     TICK_ALLOC_HEAP_NOCTR(n);
563     CCS_ALLOC(CCCS,n);
564     
565     bd = cap->r.rCurrentAlloc;
566     if (bd == NULL || bd->free + n > bd->start + BLOCK_SIZE_W) {
567         
568         // The CurrentAlloc block is full, we need to find another
569         // one.  First, we try taking the next block from the
570         // nursery:
571         bd = cap->r.rCurrentNursery->link;
572         
573         if (bd == NULL || bd->free + n > bd->start + BLOCK_SIZE_W) {
574             // The nursery is empty, or the next block is already
575             // full: allocate a fresh block (we can't fail here).
576             ACQUIRE_SM_LOCK;
577             bd = allocBlock();
578             cap->r.rNursery->n_blocks++;
579             RELEASE_SM_LOCK;
580             initBdescr(bd, g0, g0);
581             bd->flags = 0;
582             // If we had to allocate a new block, then we'll GC
583             // pretty quickly now, because MAYBE_GC() will
584             // notice that CurrentNursery->link is NULL.
585         } else {
586             // we have a block in the nursery: take it and put
587             // it at the *front* of the nursery list, and use it
588             // to allocate() from.
589             cap->r.rCurrentNursery->link = bd->link;
590             if (bd->link != NULL) {
591                 bd->link->u.back = cap->r.rCurrentNursery;
592             }
593         }
594         dbl_link_onto(bd, &cap->r.rNursery->blocks);
595         cap->r.rCurrentAlloc = bd;
596         IF_DEBUG(sanity, checkNurserySanity(cap->r.rNursery));
597     }
598     p = bd->free;
599     bd->free += n;
600
601     IF_DEBUG(sanity, ASSERT(*((StgWord8*)p) == 0xaa));
602     return p;
603 }
604
605 /* ---------------------------------------------------------------------------
606    Allocate a fixed/pinned object.
607
608    We allocate small pinned objects into a single block, allocating a
609    new block when the current one overflows.  The block is chained
610    onto the large_object_list of generation 0.
611
612    NOTE: The GC can't in general handle pinned objects.  This
613    interface is only safe to use for ByteArrays, which have no
614    pointers and don't require scavenging.  It works because the
615    block's descriptor has the BF_LARGE flag set, so the block is
616    treated as a large object and chained onto various lists, rather
617    than the individual objects being copied.  However, when it comes
618    to scavenge the block, the GC will only scavenge the first object.
619    The reason is that the GC can't linearly scan a block of pinned
620    objects at the moment (doing so would require using the
621    mostly-copying techniques).  But since we're restricting ourselves
622    to pinned ByteArrays, not scavenging is ok.
623
624    This function is called by newPinnedByteArray# which immediately
625    fills the allocated memory with a MutableByteArray#.
626    ------------------------------------------------------------------------- */
627
628 StgPtr
629 allocatePinned (Capability *cap, lnat n)
630 {
631     StgPtr p;
632     bdescr *bd;
633
634     // If the request is for a large object, then allocate()
635     // will give us a pinned object anyway.
636     if (n >= LARGE_OBJECT_THRESHOLD/sizeof(W_)) {
637         p = allocate(cap, n);
638         Bdescr(p)->flags |= BF_PINNED;
639         return p;
640     }
641
642     TICK_ALLOC_HEAP_NOCTR(n);
643     CCS_ALLOC(CCCS,n);
644
645     bd = cap->pinned_object_block;
646     
647     // If we don't have a block of pinned objects yet, or the current
648     // one isn't large enough to hold the new object, allocate a new one.
649     if (bd == NULL || (bd->free + n) > (bd->start + BLOCK_SIZE_W)) {
650         ACQUIRE_SM_LOCK;
651         cap->pinned_object_block = bd = allocBlock();
652         dbl_link_onto(bd, &g0->large_objects);
653         g0->n_large_blocks++;
654         g0->n_new_large_blocks++;
655         RELEASE_SM_LOCK;
656         initBdescr(bd, g0, g0);
657         bd->flags  = BF_PINNED | BF_LARGE;
658         bd->free   = bd->start;
659     }
660
661     p = bd->free;
662     bd->free += n;
663     return p;
664 }
665
666 /* -----------------------------------------------------------------------------
667    Write Barriers
668    -------------------------------------------------------------------------- */
669
670 /*
671    This is the write barrier for MUT_VARs, a.k.a. IORefs.  A
672    MUT_VAR_CLEAN object is not on the mutable list; a MUT_VAR_DIRTY
673    is.  When written to, a MUT_VAR_CLEAN turns into a MUT_VAR_DIRTY
674    and is put on the mutable list.
675 */
676 void
677 dirty_MUT_VAR(StgRegTable *reg, StgClosure *p)
678 {
679     Capability *cap = regTableToCapability(reg);
680     if (p->header.info == &stg_MUT_VAR_CLEAN_info) {
681         p->header.info = &stg_MUT_VAR_DIRTY_info;
682         recordClosureMutated(cap,p);
683     }
684 }
685
686 // Setting a TSO's link field with a write barrier.
687 // It is *not* necessary to call this function when
688 //    * setting the link field to END_TSO_QUEUE
689 //    * putting a TSO on the blackhole_queue
690 //    * setting the link field of the currently running TSO, as it
691 //      will already be dirty.
692 void
693 setTSOLink (Capability *cap, StgTSO *tso, StgTSO *target)
694 {
695     if (tso->dirty == 0) {
696         tso->dirty = 1;
697         recordClosureMutated(cap,(StgClosure*)tso);
698     }
699     tso->_link = target;
700 }
701
702 void
703 setTSOPrev (Capability *cap, StgTSO *tso, StgTSO *target)
704 {
705     if (tso->dirty == 0) {
706         tso->dirty = 1;
707         recordClosureMutated(cap,(StgClosure*)tso);
708     }
709     tso->block_info.prev = target;
710 }
711
712 void
713 dirty_TSO (Capability *cap, StgTSO *tso)
714 {
715     if (tso->dirty == 0) {
716         tso->dirty = 1;
717         recordClosureMutated(cap,(StgClosure*)tso);
718     }
719 }
720
721 void
722 dirty_STACK (Capability *cap, StgStack *stack)
723 {
724     if (stack->dirty == 0) {
725         stack->dirty = 1;
726         recordClosureMutated(cap,(StgClosure*)stack);
727     }
728 }
729
730 /*
731    This is the write barrier for MVARs.  An MVAR_CLEAN objects is not
732    on the mutable list; a MVAR_DIRTY is.  When written to, a
733    MVAR_CLEAN turns into a MVAR_DIRTY and is put on the mutable list.
734    The check for MVAR_CLEAN is inlined at the call site for speed,
735    this really does make a difference on concurrency-heavy benchmarks
736    such as Chaneneos and cheap-concurrency.
737 */
738 void
739 dirty_MVAR(StgRegTable *reg, StgClosure *p)
740 {
741     recordClosureMutated(regTableToCapability(reg),p);
742 }
743
744 /* -----------------------------------------------------------------------------
745  * Stats and stuff
746  * -------------------------------------------------------------------------- */
747
748 /* -----------------------------------------------------------------------------
749  * calcAllocated()
750  *
751  * Approximate how much we've allocated: number of blocks in the
752  * nursery + blocks allocated via allocate() - unused nusery blocks.
753  * This leaves a little slop at the end of each block.
754  * -------------------------------------------------------------------------- */
755
756 lnat
757 calcAllocated( void )
758 {
759   nat allocated;
760   bdescr *bd;
761   nat i;
762
763   allocated = countNurseryBlocks() * BLOCK_SIZE_W;
764   
765   for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
766       Capability *cap;
767       for ( bd = capabilities[i].r.rCurrentNursery->link; 
768             bd != NULL; bd = bd->link ) {
769           allocated -= BLOCK_SIZE_W;
770       }
771       cap = &capabilities[i];
772       if (cap->r.rCurrentNursery->free < 
773           cap->r.rCurrentNursery->start + BLOCK_SIZE_W) {
774           allocated -= (cap->r.rCurrentNursery->start + BLOCK_SIZE_W)
775               - cap->r.rCurrentNursery->free;
776       }
777       if (cap->pinned_object_block != NULL) {
778           allocated -= (cap->pinned_object_block->start + BLOCK_SIZE_W) - 
779               cap->pinned_object_block->free;
780       }
781   }
782
783   allocated += g0->n_new_large_blocks * BLOCK_SIZE_W;
784
785   return allocated;
786 }  
787
788 /* Approximate the amount of live data in the heap.  To be called just
789  * after garbage collection (see GarbageCollect()).
790  */
791 lnat calcLiveBlocks (void)
792 {
793   nat g;
794   lnat live = 0;
795   generation *gen;
796
797   for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
798       /* approximate amount of live data (doesn't take into account slop
799        * at end of each block).
800        */
801       gen = &generations[g];
802       live += gen->n_large_blocks + gen->n_blocks;
803   }
804   return live;
805 }
806
807 lnat countOccupied (bdescr *bd)
808 {
809     lnat words;
810
811     words = 0;
812     for (; bd != NULL; bd = bd->link) {
813         ASSERT(bd->free <= bd->start + bd->blocks * BLOCK_SIZE_W);
814         words += bd->free - bd->start;
815     }
816     return words;
817 }
818
819 // Return an accurate count of the live data in the heap, excluding
820 // generation 0.
821 lnat calcLiveWords (void)
822 {
823     nat g;
824     lnat live;
825     generation *gen;
826     
827     live = 0;
828     for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
829         gen = &generations[g];
830         live += gen->n_words + countOccupied(gen->large_objects);
831     }
832     return live;
833 }
834
835 /* Approximate the number of blocks that will be needed at the next
836  * garbage collection.
837  *
838  * Assume: all data currently live will remain live.  Generationss
839  * that will be collected next time will therefore need twice as many
840  * blocks since all the data will be copied.
841  */
842 extern lnat 
843 calcNeeded(void)
844 {
845     lnat needed = 0;
846     nat g;
847     generation *gen;
848     
849     for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
850         gen = &generations[g];
851
852         // we need at least this much space
853         needed += gen->n_blocks + gen->n_large_blocks;
854         
855         // any additional space needed to collect this gen next time?
856         if (g == 0 || // always collect gen 0
857             (gen->n_blocks + gen->n_large_blocks > gen->max_blocks)) {
858             // we will collect this gen next time
859             if (gen->mark) {
860                 //  bitmap:
861                 needed += gen->n_blocks / BITS_IN(W_);
862                 //  mark stack:
863                 needed += gen->n_blocks / 100;
864             }
865             if (gen->compact) {
866                 continue; // no additional space needed for compaction
867             } else {
868                 needed += gen->n_blocks;
869             }
870         }
871     }
872     return needed;
873 }
874
875 /* ----------------------------------------------------------------------------
876    Executable memory
877
878    Executable memory must be managed separately from non-executable
879    memory.  Most OSs these days require you to jump through hoops to
880    dynamically allocate executable memory, due to various security
881    measures.
882
883    Here we provide a small memory allocator for executable memory.
884    Memory is managed with a page granularity; we allocate linearly
885    in the page, and when the page is emptied (all objects on the page
886    are free) we free the page again, not forgetting to make it
887    non-executable.
888
889    TODO: The inability to handle objects bigger than BLOCK_SIZE_W means that
890          the linker cannot use allocateExec for loading object code files
891          on Windows. Once allocateExec can handle larger objects, the linker
892          should be modified to use allocateExec instead of VirtualAlloc.
893    ------------------------------------------------------------------------- */
894
895 #if defined(linux_HOST_OS)
896
897 // On Linux we need to use libffi for allocating executable memory,
898 // because it knows how to work around the restrictions put in place
899 // by SELinux.
900
901 void *allocateExec (nat bytes, void **exec_ret)
902 {
903     void **ret, **exec;
904     ACQUIRE_SM_LOCK;
905     ret = ffi_closure_alloc (sizeof(void *) + (size_t)bytes, (void**)&exec);
906     RELEASE_SM_LOCK;
907     if (ret == NULL) return ret;
908     *ret = ret; // save the address of the writable mapping, for freeExec().
909     *exec_ret = exec + 1;
910     return (ret + 1);
911 }
912
913 // freeExec gets passed the executable address, not the writable address. 
914 void freeExec (void *addr)
915 {
916     void *writable;
917     writable = *((void**)addr - 1);
918     ACQUIRE_SM_LOCK;
919     ffi_closure_free (writable);
920     RELEASE_SM_LOCK
921 }
922
923 #else
924
925 void *allocateExec (nat bytes, void **exec_ret)
926 {
927     void *ret;
928     nat n;
929
930     ACQUIRE_SM_LOCK;
931
932     // round up to words.
933     n  = (bytes + sizeof(W_) + 1) / sizeof(W_);
934
935     if (n+1 > BLOCK_SIZE_W) {
936         barf("allocateExec: can't handle large objects");
937     }
938
939     if (exec_block == NULL || 
940         exec_block->free + n + 1 > exec_block->start + BLOCK_SIZE_W) {
941         bdescr *bd;
942         lnat pagesize = getPageSize();
943         bd = allocGroup(stg_max(1, pagesize / BLOCK_SIZE));
944         debugTrace(DEBUG_gc, "allocate exec block %p", bd->start);
945         bd->gen_no = 0;
946         bd->flags = BF_EXEC;
947         bd->link = exec_block;
948         if (exec_block != NULL) {
949             exec_block->u.back = bd;
950         }
951         bd->u.back = NULL;
952         setExecutable(bd->start, bd->blocks * BLOCK_SIZE, rtsTrue);
953         exec_block = bd;
954     }
955     *(exec_block->free) = n;  // store the size of this chunk
956     exec_block->gen_no += n;  // gen_no stores the number of words allocated
957     ret = exec_block->free + 1;
958     exec_block->free += n + 1;
959
960     RELEASE_SM_LOCK
961     *exec_ret = ret;
962     return ret;
963 }
964
965 void freeExec (void *addr)
966 {
967     StgPtr p = (StgPtr)addr - 1;
968     bdescr *bd = Bdescr((StgPtr)p);
969
970     if ((bd->flags & BF_EXEC) == 0) {
971         barf("freeExec: not executable");
972     }
973
974     if (*(StgPtr)p == 0) {
975         barf("freeExec: already free?");
976     }
977
978     ACQUIRE_SM_LOCK;
979
980     bd->gen_no -= *(StgPtr)p;
981     *(StgPtr)p = 0;
982
983     if (bd->gen_no == 0) {
984         // Free the block if it is empty, but not if it is the block at
985         // the head of the queue.
986         if (bd != exec_block) {
987             debugTrace(DEBUG_gc, "free exec block %p", bd->start);
988             dbl_link_remove(bd, &exec_block);
989             setExecutable(bd->start, bd->blocks * BLOCK_SIZE, rtsFalse);
990             freeGroup(bd);
991         } else {
992             bd->free = bd->start;
993         }
994     }
995
996     RELEASE_SM_LOCK
997 }    
998
999 #endif /* mingw32_HOST_OS */
1000
1001 #ifdef DEBUG
1002
1003 // handy function for use in gdb, because Bdescr() is inlined.
1004 extern bdescr *_bdescr( StgPtr p );
1005
1006 bdescr *
1007 _bdescr( StgPtr p )
1008 {
1009     return Bdescr(p);
1010 }
1011
1012 #endif