New implementation of BLACKHOLEs
[ghc-hetmet.git] / rts / sm / Storage.c
index 3ede82d..0234400 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* -----------------------------------------------------------------------------
  *
- * (c) The GHC Team, 1998-2006
+ * (c) The GHC Team, 1998-2008
  *
  * Storage manager front end
  *
 
 #include "PosixSource.h"
 #include "Rts.h"
+
+#include "Storage.h"
 #include "RtsUtils.h"
-#include "RtsFlags.h"
 #include "Stats.h"
-#include "Hooks.h"
 #include "BlockAlloc.h"
-#include "MBlock.h"
 #include "Weak.h"
 #include "Sanity.h"
 #include "Arena.h"
-#include "OSThreads.h"
 #include "Capability.h"
-#include "Storage.h"
 #include "Schedule.h"
 #include "RetainerProfile.h"   // for counting memory blocks (memInventory)
 #include "OSMem.h"
 #include "Trace.h"
+#include "GC.h"
+#include "Evac.h"
 
-#include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 
+#include "ffi.h"
+
 /* 
  * All these globals require sm_mutex to access in THREADED_RTS mode.
  */
@@ -40,19 +40,16 @@ StgClosure    *caf_list         = NULL;
 StgClosure    *revertible_caf_list = NULL;
 rtsBool       keepCAFs;
 
-bdescr *pinned_object_block;    /* allocate pinned objects into this block */
-nat alloc_blocks;              /* number of allocate()d blocks since GC */
-nat alloc_blocks_lim;          /* approximate limit on alloc_blocks */
+nat alloc_blocks_lim;    /* GC if n_large_blocks in any nursery
+                          * reaches this. */
+
+bdescr *exec_block;
 
 generation *generations = NULL;        /* all the generations */
 generation *g0         = NULL; /* generation 0, for convenience */
 generation *oldest_gen  = NULL; /* oldest generation, for convenience */
-step *g0s0             = NULL; /* generation 0, step 0, for convenience */
 
-ullong total_allocated = 0;    /* total memory allocated during run */
-
-nat n_nurseries         = 0;    /* == RtsFlags.ParFlags.nNodes, convenience */
-step *nurseries         = NULL; /* array of nurseries, >1 only if THREADED_RTS */
+nursery *nurseries = NULL;     /* array of nurseries, size == n_capabilities */
 
 #ifdef THREADED_RTS
 /*
@@ -60,51 +57,44 @@ step *nurseries         = NULL; /* array of nurseries, >1 only if THREADED_RTS *
  * simultaneous access by two STG threads.
  */
 Mutex sm_mutex;
-/*
- * This mutex is used by atomicModifyMutVar# only
- */
-Mutex atomic_modify_mutvar_mutex;
 #endif
 
-
-/*
- * Forward references
- */
-static void *stgAllocForGMP   (size_t size_in_bytes);
-static void *stgReallocForGMP (void *ptr, size_t old_size, size_t new_size);
-static void  stgDeallocForGMP (void *ptr, size_t size);
+static void allocNurseries ( void );
 
 static void
-initStep (step *stp, int g, int s)
+initGeneration (generation *gen, int g)
 {
-    stp->no = s;
-    stp->blocks = NULL;
-    stp->n_blocks = 0;
-    stp->old_blocks = NULL;
-    stp->n_old_blocks = 0;
-    stp->gen = &generations[g];
-    stp->gen_no = g;
-    stp->hp = NULL;
-    stp->hpLim = NULL;
-    stp->hp_bd = NULL;
-    stp->scavd_hp = NULL;
-    stp->scavd_hpLim = NULL;
-    stp->scan = NULL;
-    stp->scan_bd = NULL;
-    stp->large_objects = NULL;
-    stp->n_large_blocks = 0;
-    stp->new_large_objects = NULL;
-    stp->scavenged_large_objects = NULL;
-    stp->n_scavenged_large_blocks = 0;
-    stp->is_compacted = 0;
-    stp->bitmap = NULL;
+    gen->no = g;
+    gen->collections = 0;
+    gen->par_collections = 0;
+    gen->failed_promotions = 0;
+    gen->max_blocks = 0;
+    gen->blocks = NULL;
+    gen->n_blocks = 0;
+    gen->n_words = 0;
+    gen->live_estimate = 0;
+    gen->old_blocks = NULL;
+    gen->n_old_blocks = 0;
+    gen->large_objects = NULL;
+    gen->n_large_blocks = 0;
+    gen->n_new_large_blocks = 0;
+    gen->mut_list = allocBlock();
+    gen->scavenged_large_objects = NULL;
+    gen->n_scavenged_large_blocks = 0;
+    gen->mark = 0;
+    gen->compact = 0;
+    gen->bitmap = NULL;
+#ifdef THREADED_RTS
+    initSpinLock(&gen->sync_large_objects);
+#endif
+    gen->threads = END_TSO_QUEUE;
+    gen->old_threads = END_TSO_QUEUE;
 }
 
 void
 initStorage( void )
 {
-  nat g, s;
-  generation *gen;
+    nat g, n;
 
   if (generations != NULL) {
       // multi-init protection
@@ -117,7 +107,7 @@ initStorage( void )
    * doing something reasonable.
    */
   /* We use the NOT_NULL variant or gcc warns that the test is always true */
-  ASSERT(LOOKS_LIKE_INFO_PTR_NOT_NULL(&stg_BLACKHOLE_info));
+  ASSERT(LOOKS_LIKE_INFO_PTR_NOT_NULL((StgWord)&stg_BLOCKING_QUEUE_CLEAN_info));
   ASSERT(LOOKS_LIKE_CLOSURE_PTR(&stg_dummy_ret_closure));
   ASSERT(!HEAP_ALLOCED(&stg_dummy_ret_closure));
   
@@ -138,7 +128,6 @@ initStorage( void )
   
 #if defined(THREADED_RTS)
   initMutex(&sm_mutex);
-  initMutex(&atomic_modify_mutvar_mutex);
 #endif
 
   ACQUIRE_SM_LOCK;
@@ -150,84 +139,34 @@ initStorage( void )
 
   /* Initialise all generations */
   for(g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-    gen = &generations[g];
-    gen->no = g;
-    gen->mut_list = allocBlock();
-    gen->collections = 0;
-    gen->failed_promotions = 0;
-    gen->max_blocks = 0;
+      initGeneration(&generations[g], g);
   }
 
   /* A couple of convenience pointers */
   g0 = &generations[0];
   oldest_gen = &generations[RtsFlags.GcFlags.generations-1];
 
-  /* Allocate step structures in each generation */
-  if (RtsFlags.GcFlags.generations > 1) {
-    /* Only for multiple-generations */
-
-    /* Oldest generation: one step */
-    oldest_gen->n_steps = 1;
-    oldest_gen->steps = 
-      stgMallocBytes(1 * sizeof(struct step_), "initStorage: last step");
-
-    /* set up all except the oldest generation with 2 steps */
-    for(g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations-1; g++) {
-      generations[g].n_steps = RtsFlags.GcFlags.steps;
-      generations[g].steps  = 
-       stgMallocBytes (RtsFlags.GcFlags.steps * sizeof(struct step_),
-                       "initStorage: steps");
-    }
-    
-  } else {
-    /* single generation, i.e. a two-space collector */
-    g0->n_steps = 1;
-    g0->steps = stgMallocBytes (sizeof(struct step_), "initStorage: steps");
-  }
-
-#ifdef THREADED_RTS
-  n_nurseries = n_capabilities;
-#else
-  n_nurseries = 1;
-#endif
-  nurseries = stgMallocBytes (n_nurseries * sizeof(struct step_),
-                             "initStorage: nurseries");
-
-  /* Initialise all steps */
-  for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-    for (s = 0; s < generations[g].n_steps; s++) {
-       initStep(&generations[g].steps[s], g, s);
-    }
-  }
-  
-  for (s = 0; s < n_nurseries; s++) {
-      initStep(&nurseries[s], 0, s);
-  }
+  nurseries = stgMallocBytes(n_capabilities * sizeof(struct nursery_),
+                             "initStorage: nurseries");
   
   /* Set up the destination pointers in each younger gen. step */
   for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations-1; g++) {
-    for (s = 0; s < generations[g].n_steps-1; s++) {
-      generations[g].steps[s].to = &generations[g].steps[s+1];
-    }
-    generations[g].steps[s].to = &generations[g+1].steps[0];
-  }
-  oldest_gen->steps[0].to = &oldest_gen->steps[0];
-  
-  for (s = 0; s < n_nurseries; s++) {
-      nurseries[s].to = generations[0].steps[0].to;
+      generations[g].to = &generations[g+1];
   }
+  oldest_gen->to = oldest_gen;
   
   /* The oldest generation has one step. */
-  if (RtsFlags.GcFlags.compact) {
+  if (RtsFlags.GcFlags.compact || RtsFlags.GcFlags.sweep) {
       if (RtsFlags.GcFlags.generations == 1) {
-         errorBelch("WARNING: compaction is incompatible with -G1; disabled");
+         errorBelch("WARNING: compact/sweep is incompatible with -G1; disabled");
       } else {
-         oldest_gen->steps[0].is_compacted = 1;
+         oldest_gen->mark = 1;
+          if (RtsFlags.GcFlags.compact)
+              oldest_gen->compact = 1;
       }
   }
 
   generations[0].max_blocks = 0;
-  g0s0 = &generations[0].steps[0];
 
   /* The allocation area.  Policy: keep the allocation area
    * small to begin with, even if we have a large suggested heap
@@ -242,11 +181,25 @@ initStorage( void )
   revertible_caf_list = NULL;
    
   /* initialise the allocate() interface */
-  alloc_blocks = 0;
   alloc_blocks_lim = RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize;
 
-  /* Tell GNU multi-precision pkg about our custom alloc functions */
-  mp_set_memory_functions(stgAllocForGMP, stgReallocForGMP, stgDeallocForGMP);
+  exec_block = NULL;
+
+#ifdef THREADED_RTS
+  initSpinLock(&gc_alloc_block_sync);
+  whitehole_spin = 0;
+#endif
+
+  N = 0;
+
+  // allocate a block for each mut list
+  for (n = 0; n < n_capabilities; n++) {
+      for (g = 1; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
+          capabilities[n].mut_lists[g] = allocBlock();
+      }
+  }
+
+  initGcThreads();
 
   IF_DEBUG(gc, statDescribeGens());
 
@@ -262,17 +215,13 @@ exitStorage (void)
 void
 freeStorage (void)
 {
-    nat g;
-
-    for(g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++)
-      stgFree(generations[g].steps);
     stgFree(generations);
     freeAllMBlocks();
 #if defined(THREADED_RTS)
     closeMutex(&sm_mutex);
-    closeMutex(&atomic_modify_mutvar_mutex);
 #endif
     stgFree(nurseries);
+    freeGcThreads();
 }
 
 /* -----------------------------------------------------------------------------
@@ -280,20 +229,20 @@ freeStorage (void)
 
    The entry code for every CAF does the following:
      
-      - builds a CAF_BLACKHOLE in the heap
-      - pushes an update frame pointing to the CAF_BLACKHOLE
+      - builds a BLACKHOLE in the heap
+      - pushes an update frame pointing to the BLACKHOLE
       - invokes UPD_CAF(), which:
           - calls newCaf, below
-         - updates the CAF with a static indirection to the CAF_BLACKHOLE
+         - updates the CAF with a static indirection to the BLACKHOLE
       
-   Why do we build a BLACKHOLE in the heap rather than just updating
+   Why do we build an BLACKHOLE in the heap rather than just updating
    the thunk directly?  It's so that we only need one kind of update
    frame - otherwise we'd need a static version of the update frame too.
 
    newCaf() does the following:
        
-      - it puts the CAF on the oldest generation's mut-once list.
-        This is so that we can treat the CAF as a root when collecting
+      - it puts the CAF on the oldest generation's mutable list.
+        This is so that we treat the CAF as a root when collecting
        younger generations.
 
    For GHCI, we have additional requirements when dealing with CAFs:
@@ -317,10 +266,8 @@ freeStorage (void)
    -------------------------------------------------------------------------- */
 
 void
-newCAF(StgClosure* caf)
+newCAF(StgRegTable *reg, StgClosure* caf)
 {
-  ACQUIRE_SM_LOCK;
-
   if(keepCAFs)
   {
     // HACK:
@@ -334,23 +281,25 @@ newCAF(StgClosure* caf)
     // do another hack here and do an address range test on caf to figure
     // out whether it is from a dynamic library.
     ((StgIndStatic *)caf)->saved_info  = (StgInfoTable *)caf->header.info;
+
+    ACQUIRE_SM_LOCK; // caf_list is global, locked by sm_mutex
     ((StgIndStatic *)caf)->static_link = caf_list;
     caf_list = caf;
+    RELEASE_SM_LOCK;
   }
   else
   {
-    /* Put this CAF on the mutable list for the old generation.
-    * This is a HACK - the IND_STATIC closure doesn't really have
-    * a mut_link field, but we pretend it has - in fact we re-use
-    * the STATIC_LINK field for the time being, because when we
-    * come to do a major GC we won't need the mut_link field
-    * any more and can use it as a STATIC_LINK.
-    */
+    // Put this CAF on the mutable list for the old generation.
     ((StgIndStatic *)caf)->saved_info = NULL;
-    recordMutableGen(caf, oldest_gen);
+    recordMutableCap(caf, regTableToCapability(reg), oldest_gen->no);
   }
-  
-  RELEASE_SM_LOCK;
+}
+
+// External API for setting the keepCAFs flag. see #3900.
+void
+setKeepCAFs (void)
+{
+    keepCAFs = 1;
 }
 
 // An alternate version of newCaf which is used for dynamically loaded
@@ -363,7 +312,7 @@ newCAF(StgClosure* caf)
 // The linker hackily arranges that references to newCaf from dynamic
 // code end up pointing to newDynCAF.
 void
-newDynCAF(StgClosure *caf)
+newDynCAF (StgRegTable *reg STG_UNUSED, StgClosure *caf)
 {
     ACQUIRE_SM_LOCK;
 
@@ -379,7 +328,7 @@ newDynCAF(StgClosure *caf)
    -------------------------------------------------------------------------- */
 
 static bdescr *
-allocNursery (step *stp, bdescr *tail, nat blocks)
+allocNursery (bdescr *tail, nat blocks)
 {
     bdescr *bd;
     nat i;
@@ -400,8 +349,7 @@ allocNursery (step *stp, bdescr *tail, nat blocks)
        if (tail != NULL) {
            tail->u.back = bd;
        }
-       bd->step = stp;
-       bd->gen_no = 0;
+        initBdescr(bd, g0, g0);
        bd->flags = 0;
        bd->free = bd->start;
        tail = bd;
@@ -413,33 +361,25 @@ allocNursery (step *stp, bdescr *tail, nat blocks)
 static void
 assignNurseriesToCapabilities (void)
 {
-#ifdef THREADED_RTS
     nat i;
 
-    for (i = 0; i < n_nurseries; i++) {
+    for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
        capabilities[i].r.rNursery        = &nurseries[i];
        capabilities[i].r.rCurrentNursery = nurseries[i].blocks;
        capabilities[i].r.rCurrentAlloc   = NULL;
     }
-#else /* THREADED_RTS */
-    MainCapability.r.rNursery        = &nurseries[0];
-    MainCapability.r.rCurrentNursery = nurseries[0].blocks;
-    MainCapability.r.rCurrentAlloc   = NULL;
-#endif
 }
 
-void
+static void
 allocNurseries( void )
 { 
     nat i;
 
-    for (i = 0; i < n_nurseries; i++) {
+    for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
        nurseries[i].blocks = 
-           allocNursery(&nurseries[i], NULL, 
-                        RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize);
-       nurseries[i].n_blocks    = RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize;
-       nurseries[i].old_blocks   = NULL;
-       nurseries[i].n_old_blocks = 0;
+            allocNursery(NULL, RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize);
+       nurseries[i].n_blocks =
+            RtsFlags.GcFlags.minAllocAreaSize;
     }
     assignNurseriesToCapabilities();
 }
@@ -449,14 +389,12 @@ resetNurseries( void )
 {
     nat i;
     bdescr *bd;
-    step *stp;
 
-    for (i = 0; i < n_nurseries; i++) {
-       stp = &nurseries[i];
-       for (bd = stp->blocks; bd; bd = bd->link) {
+    for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
+       for (bd = nurseries[i].blocks; bd; bd = bd->link) {
            bd->free = bd->start;
            ASSERT(bd->gen_no == 0);
-           ASSERT(bd->step == stp);
+           ASSERT(bd->gen == g0);
            IF_DEBUG(sanity,memset(bd->start, 0xaa, BLOCK_SIZE));
        }
     }
@@ -469,25 +407,25 @@ countNurseryBlocks (void)
     nat i;
     lnat blocks = 0;
 
-    for (i = 0; i < n_nurseries; i++) {
+    for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
        blocks += nurseries[i].n_blocks;
     }
     return blocks;
 }
 
 static void
-resizeNursery ( step *stp, nat blocks )
+resizeNursery ( nursery *nursery, nat blocks )
 {
   bdescr *bd;
   nat nursery_blocks;
 
-  nursery_blocks = stp->n_blocks;
+  nursery_blocks = nursery->n_blocks;
   if (nursery_blocks == blocks) return;
 
   if (nursery_blocks < blocks) {
       debugTrace(DEBUG_gc, "increasing size of nursery to %d blocks", 
                 blocks);
-    stp->blocks = allocNursery(stp, stp->blocks, blocks-nursery_blocks);
+    nursery->blocks = allocNursery(nursery->blocks, blocks-nursery_blocks);
   } 
   else {
     bdescr *next_bd;
@@ -495,7 +433,7 @@ resizeNursery ( step *stp, nat blocks )
     debugTrace(DEBUG_gc, "decreasing size of nursery to %d blocks", 
               blocks);
 
-    bd = stp->blocks;
+    bd = nursery->blocks;
     while (nursery_blocks > blocks) {
        next_bd = bd->link;
        next_bd->u.back = NULL;
@@ -503,16 +441,16 @@ resizeNursery ( step *stp, nat blocks )
        freeGroup(bd);
        bd = next_bd;
     }
-    stp->blocks = bd;
+    nursery->blocks = bd;
     // might have gone just under, by freeing a large block, so make
     // up the difference.
     if (nursery_blocks < blocks) {
-       stp->blocks = allocNursery(stp, stp->blocks, blocks-nursery_blocks);
+       nursery->blocks = allocNursery(nursery->blocks, blocks-nursery_blocks);
     }
   }
   
-  stp->n_blocks = blocks;
-  ASSERT(countBlocks(stp->blocks) == stp->n_blocks);
+  nursery->n_blocks = blocks;
+  ASSERT(countBlocks(nursery->blocks) == nursery->n_blocks);
 }
 
 // 
@@ -522,7 +460,7 @@ void
 resizeNurseriesFixed (nat blocks)
 {
     nat i;
-    for (i = 0; i < n_nurseries; i++) {
+    for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
        resizeNursery(&nurseries[i], blocks);
     }
 }
@@ -535,99 +473,66 @@ resizeNurseries (nat blocks)
 {
     // If there are multiple nurseries, then we just divide the number
     // of available blocks between them.
-    resizeNurseriesFixed(blocks / n_nurseries);
+    resizeNurseriesFixed(blocks / n_capabilities);
 }
 
+
 /* -----------------------------------------------------------------------------
-   The allocate() interface
+   move_TSO is called to update the TSO structure after it has been
+   moved from one place to another.
+   -------------------------------------------------------------------------- */
 
-   allocateInGen() function allocates memory directly into a specific
-   generation.  It always succeeds, and returns a chunk of memory n
-   words long.  n can be larger than the size of a block if necessary,
-   in which case a contiguous block group will be allocated.
+void
+move_TSO (StgTSO *src, StgTSO *dest)
+{
+    ptrdiff_t diff;
+
+    // relocate the stack pointer... 
+    diff = (StgPtr)dest - (StgPtr)src; // In *words* 
+    dest->sp = (StgPtr)dest->sp + diff;
+}
 
-   allocate(n) is equivalent to allocateInGen(g0).
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   split N blocks off the front of the given bdescr, returning the
+   new block group.  We add the remainder to the large_blocks list
+   in the same step as the original block.
    -------------------------------------------------------------------------- */
 
-StgPtr
-allocateInGen (generation *g, nat n)
+bdescr *
+splitLargeBlock (bdescr *bd, nat blocks)
 {
-    step *stp;
-    bdescr *bd;
-    StgPtr ret;
+    bdescr *new_bd;
 
     ACQUIRE_SM_LOCK;
-    
-    TICK_ALLOC_HEAP_NOCTR(n);
-    CCS_ALLOC(CCCS,n);
 
-    stp = &g->steps[0];
+    ASSERT(countBlocks(bd->gen->large_objects) == bd->gen->n_large_blocks);
 
-    if (n >= LARGE_OBJECT_THRESHOLD/sizeof(W_))
-    {
-       nat req_blocks =  (lnat)BLOCK_ROUND_UP(n*sizeof(W_)) / BLOCK_SIZE;
+    // subtract the original number of blocks from the counter first
+    bd->gen->n_large_blocks -= bd->blocks;
 
-        // Attempting to allocate an object larger than maxHeapSize
-        // should definitely be disallowed.  (bug #1791)
-        if (RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize > 0 && 
-            req_blocks >= RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize) {
-            heapOverflow();
-        }
-
-       bd = allocGroup(req_blocks);
-       dbl_link_onto(bd, &stp->large_objects);
-       stp->n_large_blocks += bd->blocks; // might be larger than req_blocks
-       bd->gen_no  = g->no;
-       bd->step = stp;
-       bd->flags = BF_LARGE;
-       bd->free = bd->start + n;
-       ret = bd->start;
-    }
-    else
-    {
-        // small allocation (<LARGE_OBJECT_THRESHOLD) */
-        bd = stp->blocks;
-       if (bd == NULL || bd->free + n > bd->start + BLOCK_SIZE_W) {
-            bd = allocBlock();
-            bd->gen_no = g->no;
-            bd->step = stp;
-            bd->flags = 0;
-            bd->link = stp->blocks;
-            stp->blocks = bd;
-            stp->n_blocks++;
-            alloc_blocks++;
-        }
-        ret = bd->free;
-        bd->free += n;
-    }
+    new_bd = splitBlockGroup (bd, blocks);
+    initBdescr(new_bd, bd->gen, bd->gen->to);
+    new_bd->flags   = BF_LARGE | (bd->flags & BF_EVACUATED); 
+    // if new_bd is in an old generation, we have to set BF_EVACUATED
+    new_bd->free    = bd->free;
+    dbl_link_onto(new_bd, &bd->gen->large_objects);
 
-    RELEASE_SM_LOCK;
+    ASSERT(new_bd->free <= new_bd->start + new_bd->blocks * BLOCK_SIZE_W);
 
-    return ret;
-}
+    // add the new number of blocks to the counter.  Due to the gaps
+    // for block descriptors, new_bd->blocks + bd->blocks might not be
+    // equal to the original bd->blocks, which is why we do it this way.
+    bd->gen->n_large_blocks += bd->blocks + new_bd->blocks;
 
-StgPtr
-allocate (nat n)
-{
-    return allocateInGen(g0,n);
-}
+    ASSERT(countBlocks(bd->gen->large_objects) == bd->gen->n_large_blocks);
 
-lnat
-allocatedBytes( void )
-{
-    lnat allocated;
+    RELEASE_SM_LOCK;
 
-    allocated = alloc_blocks * BLOCK_SIZE_W;
-    if (pinned_object_block != NULL) {
-       allocated -= (pinned_object_block->start + BLOCK_SIZE_W) - 
-           pinned_object_block->free;
-    }
-       
-    return allocated;
+    return new_bd;
 }
 
 /* -----------------------------------------------------------------------------
-   allocateLocal()
+   allocate()
 
    This allocates memory in the current thread - it is intended for
    use primarily from STG-land where we have a Capability.  It is
@@ -640,13 +545,38 @@ allocatedBytes( void )
    -------------------------------------------------------------------------- */
 
 StgPtr
-allocateLocal (Capability *cap, nat n)
+allocate (Capability *cap, lnat n)
 {
     bdescr *bd;
     StgPtr p;
 
     if (n >= LARGE_OBJECT_THRESHOLD/sizeof(W_)) {
-        return allocateInGen(g0,n);
+       lnat req_blocks =  (lnat)BLOCK_ROUND_UP(n*sizeof(W_)) / BLOCK_SIZE;
+
+        // Attempting to allocate an object larger than maxHeapSize
+        // should definitely be disallowed.  (bug #1791)
+        if (RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize > 0 && 
+            req_blocks >= RtsFlags.GcFlags.maxHeapSize) {
+            heapOverflow();
+            // heapOverflow() doesn't exit (see #2592), but we aren't
+            // in a position to do a clean shutdown here: we
+            // either have to allocate the memory or exit now.
+            // Allocating the memory would be bad, because the user
+            // has requested that we not exceed maxHeapSize, so we
+            // just exit.
+           stg_exit(EXIT_HEAPOVERFLOW);
+        }
+
+        ACQUIRE_SM_LOCK
+       bd = allocGroup(req_blocks);
+       dbl_link_onto(bd, &g0->large_objects);
+       g0->n_large_blocks += bd->blocks; // might be larger than req_blocks
+       g0->n_new_large_blocks += bd->blocks;
+        RELEASE_SM_LOCK;
+        initBdescr(bd, g0, g0);
+       bd->flags = BF_LARGE;
+       bd->free = bd->start + n;
+       return bd->start;
     }
 
     /* small allocation (<LARGE_OBJECT_THRESHOLD) */
@@ -669,12 +599,11 @@ allocateLocal (Capability *cap, nat n)
             bd = allocBlock();
             cap->r.rNursery->n_blocks++;
             RELEASE_SM_LOCK;
-            bd->gen_no = 0;
-            bd->step = cap->r.rNursery;
+            initBdescr(bd, g0, g0);
             bd->flags = 0;
-            // NO: alloc_blocks++;
-            // calcAllocated() uses the size of the nursery, and we've
-            // already bumpted nursery->n_blocks above.
+            // If we had to allocate a new block, then we'll GC
+            // pretty quickly now, because MAYBE_GC() will
+            // notice that CurrentNursery->link is NULL.
         } else {
             // we have a block in the nursery: take it and put
             // it at the *front* of the nursery list, and use it
@@ -690,6 +619,8 @@ allocateLocal (Capability *cap, nat n)
     }
     p = bd->free;
     bd->free += n;
+
+    IF_DEBUG(sanity, ASSERT(*((StgWord8*)p) == 0xaa));
     return p;
 }
 
@@ -698,7 +629,7 @@ allocateLocal (Capability *cap, nat n)
 
    We allocate small pinned objects into a single block, allocating a
    new block when the current one overflows.  The block is chained
-   onto the large_object_list of generation 0 step 0.
+   onto the large_object_list of generation 0.
 
    NOTE: The GC can't in general handle pinned objects.  This
    interface is only safe to use for ByteArrays, which have no
@@ -717,45 +648,40 @@ allocateLocal (Capability *cap, nat n)
    ------------------------------------------------------------------------- */
 
 StgPtr
-allocatePinned( nat n )
+allocatePinned (Capability *cap, lnat n)
 {
     StgPtr p;
-    bdescr *bd = pinned_object_block;
+    bdescr *bd;
 
     // If the request is for a large object, then allocate()
     // will give us a pinned object anyway.
     if (n >= LARGE_OBJECT_THRESHOLD/sizeof(W_)) {
-       return allocate(n);
+       p = allocate(cap, n);
+        Bdescr(p)->flags |= BF_PINNED;
+        return p;
     }
 
-    ACQUIRE_SM_LOCK;
-    
     TICK_ALLOC_HEAP_NOCTR(n);
     CCS_ALLOC(CCCS,n);
 
-    // we always return 8-byte aligned memory.  bd->free must be
-    // 8-byte aligned to begin with, so we just round up n to
-    // the nearest multiple of 8 bytes.
-    if (sizeof(StgWord) == 4) {
-       n = (n+1) & ~1;
-    }
-
+    bd = cap->pinned_object_block;
+    
     // If we don't have a block of pinned objects yet, or the current
     // one isn't large enough to hold the new object, allocate a new one.
     if (bd == NULL || (bd->free + n) > (bd->start + BLOCK_SIZE_W)) {
-       pinned_object_block = bd = allocBlock();
-       dbl_link_onto(bd, &g0s0->large_objects);
-       g0s0->n_large_blocks++;
-       bd->gen_no = 0;
-       bd->step   = g0s0;
+        ACQUIRE_SM_LOCK;
+       cap->pinned_object_block = bd = allocBlock();
+       dbl_link_onto(bd, &g0->large_objects);
+       g0->n_large_blocks++;
+       g0->n_new_large_blocks++;
+        RELEASE_SM_LOCK;
+        initBdescr(bd, g0, g0);
        bd->flags  = BF_PINNED | BF_LARGE;
        bd->free   = bd->start;
-       alloc_blocks++;
     }
 
     p = bd->free;
     bd->free += n;
-    RELEASE_SM_LOCK;
     return p;
 }
 
@@ -773,12 +699,35 @@ void
 dirty_MUT_VAR(StgRegTable *reg, StgClosure *p)
 {
     Capability *cap = regTableToCapability(reg);
-    bdescr *bd;
     if (p->header.info == &stg_MUT_VAR_CLEAN_info) {
        p->header.info = &stg_MUT_VAR_DIRTY_info;
-       bd = Bdescr((StgPtr)p);
-       if (bd->gen_no > 0) recordMutableCap(p,cap,bd->gen_no);
+        recordClosureMutated(cap,p);
+    }
+}
+
+// Setting a TSO's link field with a write barrier.
+// It is *not* necessary to call this function when
+//    * setting the link field to END_TSO_QUEUE
+//    * putting a TSO on the blackhole_queue
+//    * setting the link field of the currently running TSO, as it
+//      will already be dirty.
+void
+setTSOLink (Capability *cap, StgTSO *tso, StgTSO *target)
+{
+    if (tso->dirty == 0 && (tso->flags & TSO_LINK_DIRTY) == 0) {
+        tso->flags |= TSO_LINK_DIRTY;
+        recordClosureMutated(cap,(StgClosure*)tso);
+    }
+    tso->_link = target;
+}
+
+void
+dirty_TSO (Capability *cap, StgTSO *tso)
+{
+    if (tso->dirty == 0 && (tso->flags & TSO_LINK_DIRTY) == 0) {
+        recordClosureMutated(cap,(StgClosure*)tso);
     }
+    tso->dirty = 1;
 }
 
 /*
@@ -792,65 +741,7 @@ dirty_MUT_VAR(StgRegTable *reg, StgClosure *p)
 void
 dirty_MVAR(StgRegTable *reg, StgClosure *p)
 {
-    Capability *cap = regTableToCapability(reg);
-    bdescr *bd;
-    bd = Bdescr((StgPtr)p);
-    if (bd->gen_no > 0) recordMutableCap(p,cap,bd->gen_no);
-}
-
-/* -----------------------------------------------------------------------------
-   Allocation functions for GMP.
-
-   These all use the allocate() interface - we can't have any garbage
-   collection going on during a gmp operation, so we use allocate()
-   which always succeeds.  The gmp operations which might need to
-   allocate will ask the storage manager (via doYouWantToGC()) whether
-   a garbage collection is required, in case we get into a loop doing
-   only allocate() style allocation.
-   -------------------------------------------------------------------------- */
-
-static void *
-stgAllocForGMP (size_t size_in_bytes)
-{
-  StgArrWords* arr;
-  nat data_size_in_words, total_size_in_words;
-  
-  /* round up to a whole number of words */
-  data_size_in_words  = (size_in_bytes + sizeof(W_) + 1) / sizeof(W_);
-  total_size_in_words = sizeofW(StgArrWords) + data_size_in_words;
-  
-  /* allocate and fill it in. */
-#if defined(THREADED_RTS)
-  arr = (StgArrWords *)allocateLocal(myTask()->cap, total_size_in_words);
-#else
-  arr = (StgArrWords *)allocateLocal(&MainCapability, total_size_in_words);
-#endif
-  SET_ARR_HDR(arr, &stg_ARR_WORDS_info, CCCS, data_size_in_words);
-  
-  /* and return a ptr to the goods inside the array */
-  return arr->payload;
-}
-
-static void *
-stgReallocForGMP (void *ptr, size_t old_size, size_t new_size)
-{
-    void *new_stuff_ptr = stgAllocForGMP(new_size);
-    nat i = 0;
-    char *p = (char *) ptr;
-    char *q = (char *) new_stuff_ptr;
-
-    for (; i < old_size; i++, p++, q++) {
-       *q = *p;
-    }
-
-    return(new_stuff_ptr);
-}
-
-static void
-stgDeallocForGMP (void *ptr STG_UNUSED, 
-                 size_t size STG_UNUSED)
-{
-    /* easy for us: the garbage collector does the dealloc'n */
+    recordClosureMutated(regTableToCapability(reg),p);
 }
 
 /* -----------------------------------------------------------------------------
@@ -862,8 +753,7 @@ stgDeallocForGMP (void *ptr STG_UNUSED,
  *
  * Approximate how much we've allocated: number of blocks in the
  * nursery + blocks allocated via allocate() - unused nusery blocks.
- * This leaves a little slop at the end of each block, and doesn't
- * take into account large objects (ToDo).
+ * This leaves a little slop at the end of each block.
  * -------------------------------------------------------------------------- */
 
 lnat
@@ -871,14 +761,11 @@ calcAllocated( void )
 {
   nat allocated;
   bdescr *bd;
+  nat i;
 
-  allocated = allocatedBytes();
-  allocated += countNurseryBlocks() * BLOCK_SIZE_W;
+  allocated = countNurseryBlocks() * BLOCK_SIZE_W;
   
-  {
-#ifdef THREADED_RTS
-  nat i;
-  for (i = 0; i < n_nurseries; i++) {
+  for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
       Capability *cap;
       for ( bd = capabilities[i].r.rCurrentNursery->link; 
            bd != NULL; bd = bd->link ) {
@@ -890,80 +777,100 @@ calcAllocated( void )
          allocated -= (cap->r.rCurrentNursery->start + BLOCK_SIZE_W)
              - cap->r.rCurrentNursery->free;
       }
+      if (cap->pinned_object_block != NULL) {
+          allocated -= (cap->pinned_object_block->start + BLOCK_SIZE_W) - 
+              cap->pinned_object_block->free;
+      }
   }
-#else
-  bdescr *current_nursery = MainCapability.r.rCurrentNursery;
 
-  for ( bd = current_nursery->link; bd != NULL; bd = bd->link ) {
-      allocated -= BLOCK_SIZE_W;
-  }
-  if (current_nursery->free < current_nursery->start + BLOCK_SIZE_W) {
-      allocated -= (current_nursery->start + BLOCK_SIZE_W)
-         - current_nursery->free;
-  }
-#endif
-  }
+  allocated += g0->n_new_large_blocks * BLOCK_SIZE_W;
 
-  total_allocated += allocated;
   return allocated;
 }  
 
 /* Approximate the amount of live data in the heap.  To be called just
  * after garbage collection (see GarbageCollect()).
  */
-extern lnat 
-calcLive(void)
+lnat calcLiveBlocks (void)
 {
-  nat g, s;
+  nat g;
   lnat live = 0;
-  step *stp;
-
-  if (RtsFlags.GcFlags.generations == 1) {
-      return (g0s0->n_large_blocks + g0s0->n_blocks) * BLOCK_SIZE_W;
-  }
+  generation *gen;
 
   for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-    for (s = 0; s < generations[g].n_steps; s++) {
       /* approximate amount of live data (doesn't take into account slop
        * at end of each block).
        */
-      if (g == 0 && s == 0) { 
-         continue; 
-      }
-      stp = &generations[g].steps[s];
-      live += (stp->n_large_blocks + stp->n_blocks) * BLOCK_SIZE_W;
-    }
+      gen = &generations[g];
+      live += gen->n_large_blocks + gen->n_blocks;
   }
   return live;
 }
 
+lnat countOccupied (bdescr *bd)
+{
+    lnat words;
+
+    words = 0;
+    for (; bd != NULL; bd = bd->link) {
+        ASSERT(bd->free <= bd->start + bd->blocks * BLOCK_SIZE_W);
+        words += bd->free - bd->start;
+    }
+    return words;
+}
+
+// Return an accurate count of the live data in the heap, excluding
+// generation 0.
+lnat calcLiveWords (void)
+{
+    nat g;
+    lnat live;
+    generation *gen;
+    
+    live = 0;
+    for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
+        gen = &generations[g];
+        live += gen->n_words + countOccupied(gen->large_objects);
+    }
+    return live;
+}
+
 /* Approximate the number of blocks that will be needed at the next
  * garbage collection.
  *
- * Assume: all data currently live will remain live.  Steps that will
- * be collected next time will therefore need twice as many blocks
- * since all the data will be copied.
+ * Assume: all data currently live will remain live.  Generationss
+ * that will be collected next time will therefore need twice as many
+ * blocks since all the data will be copied.
  */
 extern lnat 
 calcNeeded(void)
 {
     lnat needed = 0;
-    nat g, s;
-    step *stp;
+    nat g;
+    generation *gen;
     
     for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-       for (s = 0; s < generations[g].n_steps; s++) {
-           if (g == 0 && s == 0) { continue; }
-           stp = &generations[g].steps[s];
-           if (generations[g].steps[0].n_blocks +
-               generations[g].steps[0].n_large_blocks 
-               > generations[g].max_blocks
-               && stp->is_compacted == 0) {
-               needed += 2 * stp->n_blocks;
-           } else {
-               needed += stp->n_blocks;
-           }
-       }
+        gen = &generations[g];
+
+        // we need at least this much space
+        needed += gen->n_blocks + gen->n_large_blocks;
+        
+        // any additional space needed to collect this gen next time?
+        if (g == 0 || // always collect gen 0
+            (gen->n_blocks + gen->n_large_blocks > gen->max_blocks)) {
+            // we will collect this gen next time
+            if (gen->mark) {
+                //  bitmap:
+                needed += gen->n_blocks / BITS_IN(W_);
+                //  mark stack:
+                needed += gen->n_blocks / 100;
+            }
+            if (gen->compact) {
+                continue; // no additional space needed for compaction
+            } else {
+                needed += gen->n_blocks;
+            }
+        }
     }
     return needed;
 }
@@ -988,9 +895,37 @@ calcNeeded(void)
          should be modified to use allocateExec instead of VirtualAlloc.
    ------------------------------------------------------------------------- */
 
-static bdescr *exec_block;
+#if defined(linux_HOST_OS)
 
-void *allocateExec (nat bytes)
+// On Linux we need to use libffi for allocating executable memory,
+// because it knows how to work around the restrictions put in place
+// by SELinux.
+
+void *allocateExec (nat bytes, void **exec_ret)
+{
+    void **ret, **exec;
+    ACQUIRE_SM_LOCK;
+    ret = ffi_closure_alloc (sizeof(void *) + (size_t)bytes, (void**)&exec);
+    RELEASE_SM_LOCK;
+    if (ret == NULL) return ret;
+    *ret = ret; // save the address of the writable mapping, for freeExec().
+    *exec_ret = exec + 1;
+    return (ret + 1);
+}
+
+// freeExec gets passed the executable address, not the writable address. 
+void freeExec (void *addr)
+{
+    void *writable;
+    writable = *((void**)addr - 1);
+    ACQUIRE_SM_LOCK;
+    ffi_closure_free (writable);
+    RELEASE_SM_LOCK
+}
+
+#else
+
+void *allocateExec (nat bytes, void **exec_ret)
 {
     void *ret;
     nat n;
@@ -1026,6 +961,7 @@ void *allocateExec (nat bytes)
     exec_block->free += n + 1;
 
     RELEASE_SM_LOCK
+    *exec_ret = ret;
     return ret;
 }
 
@@ -1063,178 +999,10 @@ void freeExec (void *addr)
     RELEASE_SM_LOCK
 }    
 
-/* -----------------------------------------------------------------------------
-   Debugging
-
-   memInventory() checks for memory leaks by counting up all the
-   blocks we know about and comparing that to the number of blocks
-   allegedly floating around in the system.
-   -------------------------------------------------------------------------- */
+#endif /* mingw32_HOST_OS */
 
 #ifdef DEBUG
 
-nat
-countBlocks(bdescr *bd)
-{
-    nat n;
-    for (n=0; bd != NULL; bd=bd->link) {
-       n += bd->blocks;
-    }
-    return n;
-}
-
-// (*1) Just like countBlocks, except that we adjust the count for a
-// megablock group so that it doesn't include the extra few blocks
-// that would be taken up by block descriptors in the second and
-// subsequent megablock.  This is so we can tally the count with the
-// number of blocks allocated in the system, for memInventory().
-static nat
-countAllocdBlocks(bdescr *bd)
-{
-    nat n;
-    for (n=0; bd != NULL; bd=bd->link) {
-       n += bd->blocks;
-       // hack for megablock groups: see (*1) above
-       if (bd->blocks > BLOCKS_PER_MBLOCK) {
-           n -= (MBLOCK_SIZE / BLOCK_SIZE - BLOCKS_PER_MBLOCK)
-               * (bd->blocks/(MBLOCK_SIZE/BLOCK_SIZE));
-       }
-    }
-    return n;
-}
-
-static lnat
-stepBlocks (step *stp)
-{
-    ASSERT(countBlocks(stp->blocks) == stp->n_blocks);
-    ASSERT(countBlocks(stp->large_objects) == stp->n_large_blocks);
-    return stp->n_blocks + stp->n_old_blocks + 
-           countAllocdBlocks(stp->large_objects);
-}
-
-void
-memInventory(void)
-{
-  nat g, s, i;
-  step *stp;
-  lnat gen_blocks[RtsFlags.GcFlags.generations];
-  lnat nursery_blocks, retainer_blocks,
-       arena_blocks, exec_blocks;
-  lnat live_blocks = 0, free_blocks = 0;
-
-  // count the blocks we current have
-
-  for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-      gen_blocks[g] = 0;
-      for (i = 0; i < n_capabilities; i++) {
-         gen_blocks[g] += countBlocks(capabilities[i].mut_lists[g]);
-      }          
-      gen_blocks[g] += countAllocdBlocks(generations[g].mut_list);
-      for (s = 0; s < generations[g].n_steps; s++) {
-         stp = &generations[g].steps[s];
-         gen_blocks[g] += stepBlocks(stp);
-      }
-  }
-
-  nursery_blocks = 0;
-  for (i = 0; i < n_nurseries; i++) {
-      nursery_blocks += stepBlocks(&nurseries[i]);
-  }
-
-  retainer_blocks = 0;
-#ifdef PROFILING
-  if (RtsFlags.ProfFlags.doHeapProfile == HEAP_BY_RETAINER) {
-      retainer_blocks = retainerStackBlocks();
-  }
-#endif
-
-  // count the blocks allocated by the arena allocator
-  arena_blocks = arenaBlocks();
-
-  // count the blocks containing executable memory
-  exec_blocks = countAllocdBlocks(exec_block);
-
-  /* count the blocks on the free list */
-  free_blocks = countFreeList();
-
-  live_blocks = 0;
-  for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-      live_blocks += gen_blocks[g];
-  }
-  live_blocks += nursery_blocks + 
-               + retainer_blocks + arena_blocks + exec_blocks;
-
-  if (live_blocks + free_blocks != mblocks_allocated * BLOCKS_PER_MBLOCK)
-  {
-      debugBelch("Memory leak detected\n");
-      for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-         debugBelch("  gen %d blocks : %4lu\n", g, gen_blocks[g]);
-      }
-      debugBelch("  nursery      : %4lu\n", nursery_blocks);
-      debugBelch("  retainer     : %4lu\n", retainer_blocks);
-      debugBelch("  arena blocks : %4lu\n", arena_blocks);
-      debugBelch("  exec         : %4lu\n", exec_blocks);
-      debugBelch("  free         : %4lu\n", free_blocks);
-      debugBelch("  total        : %4lu\n\n", live_blocks + free_blocks);
-      debugBelch("  in system    : %4lu\n", mblocks_allocated * BLOCKS_PER_MBLOCK);
-      ASSERT(0);
-  }
-}
-
-
-/* Full heap sanity check. */
-void
-checkSanity( void )
-{
-    nat g, s;
-
-    if (RtsFlags.GcFlags.generations == 1) {
-       checkHeap(g0s0->blocks);
-       checkChain(g0s0->large_objects);
-    } else {
-       
-       for (g = 0; g < RtsFlags.GcFlags.generations; g++) {
-           for (s = 0; s < generations[g].n_steps; s++) {
-               if (g == 0 && s == 0) { continue; }
-               ASSERT(countBlocks(generations[g].steps[s].blocks)
-                      == generations[g].steps[s].n_blocks);
-               ASSERT(countBlocks(generations[g].steps[s].large_objects)
-                      == generations[g].steps[s].n_large_blocks);
-               checkHeap(generations[g].steps[s].blocks);
-               checkChain(generations[g].steps[s].large_objects);
-               if (g > 0) {
-                   checkMutableList(generations[g].mut_list, g);
-               }
-           }
-       }
-
-       for (s = 0; s < n_nurseries; s++) {
-           ASSERT(countBlocks(nurseries[s].blocks)
-                  == nurseries[s].n_blocks);
-           ASSERT(countBlocks(nurseries[s].large_objects)
-                  == nurseries[s].n_large_blocks);
-       }
-           
-       checkFreeListSanity();
-    }
-}
-
-/* Nursery sanity check */
-void
-checkNurserySanity( step *stp )
-{
-    bdescr *bd, *prev;
-    nat blocks = 0;
-
-    prev = NULL;
-    for (bd = stp->blocks; bd != NULL; bd = bd->link) {
-       ASSERT(bd->u.back == prev);
-       prev = bd;
-       blocks += bd->blocks;
-    }
-    ASSERT(blocks == stp->n_blocks);
-}
-
 // handy function for use in gdb, because Bdescr() is inlined.
 extern bdescr *_bdescr( StgPtr p );