* gc.c (s_scm_gc_live_object_stats): return alist, not hashtable.
[bpt/guile.git] / libguile / gc.h
index bd86ad1..99ad729 100644 (file)
@@ -3,46 +3,22 @@
 #ifndef SCM_GC_H
 #define SCM_GC_H
 
-/* Copyright (C) 1995,1996,1998,1999,2000,2001 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 1995,1996,1998,1999,2000,2001, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
  *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License as published by
- * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
- * any later version.
+ * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+ * License as published by the Free Software Foundation; either
+ * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  *
- * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
- * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
- * GNU General Public License for more details.
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * Lesser General Public License for more details.
  *
- * You should have received a copy of the GNU General Public License
- * along with this software; see the file COPYING.  If not, write to
- * the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330,
- * Boston, MA 02111-1307 USA
- *
- * As a special exception, the Free Software Foundation gives permission
- * for additional uses of the text contained in its release of GUILE.
- *
- * The exception is that, if you link the GUILE library with other files
- * to produce an executable, this does not by itself cause the
- * resulting executable to be covered by the GNU General Public License.
- * Your use of that executable is in no way restricted on account of
- * linking the GUILE library code into it.
- *
- * This exception does not however invalidate any other reasons why
- * the executable file might be covered by the GNU General Public License.
- *
- * This exception applies only to the code released by the
- * Free Software Foundation under the name GUILE.  If you copy
- * code from other Free Software Foundation releases into a copy of
- * GUILE, as the General Public License permits, the exception does
- * not apply to the code that you add in this way.  To avoid misleading
- * anyone as to the status of such modified files, you must delete
- * this exception notice from them.
- *
- * If you write modifications of your own for GUILE, it is your choice
- * whether to permit this exception to apply to your modifications.
- * If you do not wish that, delete this exception notice.  */
+ * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+ * License along with this library; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
+ */
 
 \f
 
 
 #include "libguile/hooks.h"
 
+#if SCM_USE_PTHREAD_THREADS
+# include "libguile/pthread-threads.h"
+#else
+# include "libguile/null-threads.h"
+#endif
+
 \f
 
 typedef struct scm_t_cell
 {
-  scm_t_bits word_0;
-  scm_t_bits word_1;
+  SCM word_0;
+  SCM word_1;
 } scm_t_cell;
 
 /*
@@ -63,19 +45,19 @@ typedef struct scm_t_cell
 
   A card is a small `page' of memory; it will be the unit for lazy
   sweeping, generations, etc. The first cell of a card contains a
-  pointer to the mark bitvector, so that we can find the bitvector efficiently: we
-  knock off some lowerorder bits.
+  pointer to the mark bitvector, so that we can find the bitvector
+  efficiently: we knock off some lowerorder bits.
 
-  The size on a 32 bit machine is 256 cells = 2kb. The card 
+  The size on a 32 bit machine is 256 cells = 2kb. The card [XXX]
 */
 
 
 
-/* Cray machines have pointers that are incremented once for each word,
- * rather than each byte, the 3 most significant bits encode the byte
- * within the word.  The following macros deal with this by storing the
- * native Cray pointers like the ones that looks like scm expects.  This
- * is done for any pointers that might appear in the car of a scm_t_cell,
+/* Cray machines have pointers that are incremented once for each
+ * word, rather than each byte, the 3 most significant bits encode the
+ * byte within the word.  The following macros deal with this by
+ * storing the native Cray pointers like the ones that looks like scm
+ * expects.  This is done for any pointers that point to a cell,
  * pointers to scm_vector elts, functions, &c are not munged.
  */
 #ifdef _UNICOS
@@ -93,34 +75,33 @@ typedef struct scm_t_cell
 
 #define SCM_GC_CARD_BVEC(card)  ((scm_t_c_bvec_long *) ((card)->word_0))
 #define SCM_GC_SET_CARD_BVEC(card, bvec) \
-    ((card)->word_0 = (scm_t_bits) (bvec))
-
-
+    ((card)->word_0 = (SCM) (bvec))
 #define SCM_GC_GET_CARD_FLAGS(card) ((long) ((card)->word_1))
 #define SCM_GC_SET_CARD_FLAGS(card, flags) \
-    ((card)->word_1 = (scm_t_bits) (flags))
-#define SCM_GC_CLEAR_CARD_FLAGS(card) (SCM_GC_SET_CARD_FLAGS (card, 0L))
+    ((card)->word_1 = (SCM) (flags))
 
-#define SCM_GC_GET_CARD_FLAG(card, shift) (SCM_GC_GET_CARD_FLAGS (card) & (1L << (shift)))
+#define SCM_GC_GET_CARD_FLAG(card, shift) \
+ (SCM_GC_GET_CARD_FLAGS (card) & (1L << (shift)))
 #define SCM_GC_SET_CARD_FLAG(card, shift) \
   (SCM_GC_SET_CARD_FLAGS (card, SCM_GC_GET_CARD_FLAGS(card) | (1L << (shift))))
+ (SCM_GC_SET_CARD_FLAGS (card, SCM_GC_GET_CARD_FLAGS(card) | (1L << (shift))))
 #define SCM_GC_CLEAR_CARD_FLAG(card, shift) \
-    (SCM_GC_SET_CARD_FLAGS (card, SCM_GC_GET_CARD_FLAGS(card) & ~(1L << (shift))))
-
-#define SCM_GC_CARDF_DOUBLECELL 0
+ (SCM_GC_SET_CARD_FLAGS (card, SCM_GC_GET_CARD_FLAGS(card) & ~(1L << (shift))))
 
-#define SCM_GC_CARD_DOUBLECELLP(card)    SCM_GC_GET_CARD_FLAG (card, SCM_GC_CARDF_DOUBLECELL)
-#define SCM_GC_SET_CARD_DOUBLECELL(card) SCM_GC_SET_CARD_FLAG (card, SCM_GC_CARDF_DOUBLECELL)
+/*
+  Remove card flags. They hamper lazy initialization, and aren't used
+  anyways.
+ */
 
 /* card addressing. for efficiency, cards are *always* aligned to
    SCM_GC_CARD_SIZE. */
 
-#define SCM_GC_CARD_SIZE_MASK  (SCM_GC_CARD_N_CELLS * sizeof (scm_t_cell) - 1)
+#define SCM_GC_CARD_SIZE_MASK  (SCM_GC_SIZEOF_CARD-1)
 #define SCM_GC_CARD_ADDR_MASK  (~SCM_GC_CARD_SIZE_MASK)
 
 #define SCM_GC_CELL_CARD(x)    ((scm_t_cell *) ((long) (x) & SCM_GC_CARD_ADDR_MASK))
 #define SCM_GC_CELL_OFFSET(x)  (((long) (x) & SCM_GC_CARD_SIZE_MASK) >> SCM_CELL_SIZE_SHIFT)
 #define SCM_GC_CELL_BVEC(x)    SCM_GC_CARD_BVEC (SCM_GC_CELL_CARD (x))
+#define SCM_GC_SET_CELL_BVEC(x, bvec)    SCM_GC_SET_CARD_BVEC (SCM_GC_CELL_CARD (x), bvec)
 #define SCM_GC_CELL_GET_BIT(x) SCM_C_BVEC_GET (SCM_GC_CELL_BVEC (x), SCM_GC_CELL_OFFSET (x))
 #define SCM_GC_CELL_SET_BIT(x) SCM_C_BVEC_SET (SCM_GC_CELL_BVEC (x), SCM_GC_CELL_OFFSET (x))
 #define SCM_GC_CELL_CLEAR_BIT(x) SCM_C_BVEC_CLEAR (SCM_GC_CELL_BVEC (x), SCM_GC_CELL_OFFSET (x))
@@ -131,15 +112,13 @@ typedef struct scm_t_cell
 /* low level bit banging aids */
 typedef unsigned long scm_t_c_bvec_long;
 
-#if (SIZEOF_LONG == 8)
+#if (SCM_SIZEOF_UNSIGNED_LONG == 8)
 #       define SCM_C_BVEC_LONG_BITS    64
 #       define SCM_C_BVEC_OFFSET_SHIFT 6
 #       define SCM_C_BVEC_POS_MASK     63
 #       define SCM_CELL_SIZE_SHIFT     4
-#      define SCM_SIZEOF_LONG SIZEOF_LONG
 #else
 #       define SCM_C_BVEC_LONG_BITS    32
-#      define SCM_SIZEOF_LONG SIZEOF_LONG
 #       define SCM_C_BVEC_OFFSET_SHIFT 5
 #       define SCM_C_BVEC_POS_MASK     31
 #       define SCM_CELL_SIZE_SHIFT     3
@@ -162,15 +141,14 @@ typedef unsigned long scm_t_c_bvec_long;
  * in debug mode.  In particular these macros will even work for free cells,
  * which should never be encountered by user code.  */
 
-#define SCM_GC_CELL_WORD(x, n) \
-  (((const scm_t_bits *) SCM2PTR (x)) [n])
-#define SCM_GC_CELL_OBJECT(x, n) \
-  (SCM_PACK (((const scm_t_bits *) SCM2PTR (x)) [n]))
-#define SCM_GC_SET_CELL_WORD(x, n, v) \
-  (((scm_t_bits *) SCM2PTR (x)) [n] = (scm_t_bits) (v))
-#define SCM_GC_SET_CELL_OBJECT(x, n, v) \
- (((scm_t_bits *) SCM2PTR (x)) [n] = SCM_UNPACK (v))
-#define SCM_GC_CELL_TYPE(x) SCM_GC_CELL_WORD (x, 0)
+#define SCM_GC_CELL_OBJECT(x, n) (((SCM *)SCM2PTR (x)) [n])
+#define SCM_GC_CELL_WORD(x, n)   (SCM_UNPACK (SCM_GC_CELL_OBJECT ((x), (n))))
+
+#define SCM_GC_SET_CELL_OBJECT(x, n, v) ((((SCM *)SCM2PTR (x)) [n]) = (v))
+#define SCM_GC_SET_CELL_WORD(x, n, v)  \
+  (SCM_GC_SET_CELL_OBJECT ((x), (n), SCM_PACK (v)))
+
+#define SCM_GC_CELL_TYPE(x) (SCM_GC_CELL_OBJECT ((x), 0))
 
 
 /* Except for the garbage collector, no part of guile should ever run over a
@@ -188,35 +166,34 @@ typedef unsigned long scm_t_c_bvec_long;
 
 #define SCM_CELL_WORD(x, n) \
   SCM_VALIDATE_CELL ((x), SCM_GC_CELL_WORD ((x), (n)))
-#define SCM_CELL_WORD_0(x) SCM_CELL_WORD (x, 0)
-#define SCM_CELL_WORD_1(x) SCM_CELL_WORD (x, 1)
-#define SCM_CELL_WORD_2(x) SCM_CELL_WORD (x, 2)
-#define SCM_CELL_WORD_3(x) SCM_CELL_WORD (x, 3)
+#define SCM_CELL_WORD_0(x) SCM_CELL_WORD ((x), 0)
+#define SCM_CELL_WORD_1(x) SCM_CELL_WORD ((x), 1)
+#define SCM_CELL_WORD_2(x) SCM_CELL_WORD ((x), 2)
+#define SCM_CELL_WORD_3(x) SCM_CELL_WORD ((x), 3)
 
 #define SCM_CELL_OBJECT(x, n) \
   SCM_VALIDATE_CELL ((x), SCM_GC_CELL_OBJECT ((x), (n)))
-#define SCM_CELL_OBJECT_0(x) SCM_CELL_OBJECT (x, 0)
-#define SCM_CELL_OBJECT_1(x) SCM_CELL_OBJECT (x, 1)
-#define SCM_CELL_OBJECT_2(x) SCM_CELL_OBJECT (x, 2)
-#define SCM_CELL_OBJECT_3(x) SCM_CELL_OBJECT (x, 3)
+#define SCM_CELL_OBJECT_0(x) SCM_CELL_OBJECT ((x), 0)
+#define SCM_CELL_OBJECT_1(x) SCM_CELL_OBJECT ((x), 1)
+#define SCM_CELL_OBJECT_2(x) SCM_CELL_OBJECT ((x), 2)
+#define SCM_CELL_OBJECT_3(x) SCM_CELL_OBJECT ((x), 3)
 
 #define SCM_SET_CELL_WORD(x, n, v) \
   SCM_VALIDATE_CELL ((x), SCM_GC_SET_CELL_WORD ((x), (n), (v)))
-#define SCM_SET_CELL_WORD_0(x, v) SCM_SET_CELL_WORD (x, 0, v)
-#define SCM_SET_CELL_WORD_1(x, v) SCM_SET_CELL_WORD (x, 1, v)
-#define SCM_SET_CELL_WORD_2(x, v) SCM_SET_CELL_WORD (x, 2, v)
-#define SCM_SET_CELL_WORD_3(x, v) SCM_SET_CELL_WORD (x, 3, v)
+#define SCM_SET_CELL_WORD_0(x, v) SCM_SET_CELL_WORD ((x), 0, (v))
+#define SCM_SET_CELL_WORD_1(x, v) SCM_SET_CELL_WORD ((x), 1, (v))
+#define SCM_SET_CELL_WORD_2(x, v) SCM_SET_CELL_WORD ((x), 2, (v))
+#define SCM_SET_CELL_WORD_3(x, v) SCM_SET_CELL_WORD ((x), 3, (v))
 
 #define SCM_SET_CELL_OBJECT(x, n, v) \
   SCM_VALIDATE_CELL ((x), SCM_GC_SET_CELL_OBJECT ((x), (n), (v)))
-#define SCM_SET_CELL_OBJECT_0(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT (x, 0, v)
-#define SCM_SET_CELL_OBJECT_1(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT (x, 1, v)
-#define SCM_SET_CELL_OBJECT_2(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT (x, 2, v)
-#define SCM_SET_CELL_OBJECT_3(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT (x, 3, v)
+#define SCM_SET_CELL_OBJECT_0(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT ((x), 0, (v))
+#define SCM_SET_CELL_OBJECT_1(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT ((x), 1, (v))
+#define SCM_SET_CELL_OBJECT_2(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT ((x), 2, (v))
+#define SCM_SET_CELL_OBJECT_3(x, v) SCM_SET_CELL_OBJECT ((x), 3, (v))
 
 #define SCM_CELL_TYPE(x) SCM_CELL_WORD_0 (x)
-#define SCM_SET_CELL_TYPE(x, t) SCM_SET_CELL_WORD_0 (x, t)
-
+#define SCM_SET_CELL_TYPE(x, t) SCM_SET_CELL_WORD_0 ((x), (t))
 
 /* Freelists consist of linked cells where the type entry holds the value
  * scm_tc_free_cell and the second entry holds a pointer to the next cell of
@@ -237,20 +214,28 @@ typedef unsigned long scm_t_c_bvec_long;
   (SCM_GC_SET_CELL_OBJECT ((x), 1, (v)))
 
 
-#define SCM_CELL_WORD_LOC(x, n) ((scm_t_bits *) & SCM_CELL_WORD (x, n))
-#define SCM_CARLOC(x) ((SCM *) SCM_CELL_WORD_LOC ((x), 0))
-#define SCM_CDRLOC(x) ((SCM *) SCM_CELL_WORD_LOC ((x), 1))
+#define SCM_CELL_OBJECT_LOC(x, n) (SCM_VALIDATE_CELL((x), &SCM_GC_CELL_OBJECT ((x), (n))))
+#define SCM_CARLOC(x)             (SCM_CELL_OBJECT_LOC ((x), 0))
+#define SCM_CDRLOC(x)             (SCM_CELL_OBJECT_LOC ((x), 1))
 
 
 
 
 #if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1)
-SCM_API unsigned int scm_debug_cell_accesses_p;
+/* Set this to != 0 if every cell that is accessed shall be checked:
+ */
+SCM_API int scm_debug_cell_accesses_p;
+SCM_API int scm_expensive_debug_cell_accesses_p;
+SCM_API int scm_debug_cells_gc_interval ;
+void scm_i_expensive_validation_check (SCM cell);
 #endif
 
+SCM_API scm_t_mutex scm_i_gc_admin_mutex;
+
 SCM_API int scm_block_gc;
 SCM_API int scm_gc_heap_lock;
 SCM_API unsigned int scm_gc_running_p;
+SCM_API scm_t_rec_mutex scm_i_sweep_mutex;
 \f
 
 #if (SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1)
@@ -270,21 +255,24 @@ SCM_API size_t scm_default_max_segment_size;
 
 SCM_API size_t scm_max_segment_size;
 
-/*
-  Deprecated scm_freelist, scm_master_freelist.
-  No warning; this is not a user serviceable part.
- */
-SCM_API SCM scm_i_freelist;
+#define SCM_FREELIST_CREATE(key)               \
+  do { SCM *ls = (SCM *) malloc (sizeof (SCM));        \
+       *ls = SCM_EOL;                          \
+       scm_setspecific ((key), ls); } while (0)
+#define SCM_FREELIST_LOC(key) ((SCM *) scm_getspecific (key))
+SCM_API scm_t_key scm_i_freelist;
+SCM_API scm_t_key scm_i_freelist2;
 SCM_API struct scm_t_cell_type_statistics scm_i_master_freelist;
-SCM_API SCM scm_i_freelist2;
 SCM_API struct scm_t_cell_type_statistics scm_i_master_freelist2;
 
+
 SCM_API unsigned long scm_gc_cells_swept;
 SCM_API unsigned long scm_gc_cells_collected;
-SCM_API unsigned long scm_gc_cells_collected;
 SCM_API unsigned long scm_gc_malloc_collected;
 SCM_API unsigned long scm_gc_ports_collected;
 SCM_API unsigned long scm_cells_allocated;
+SCM_API int scm_gc_cell_yield_percentage;
+SCM_API int scm_gc_malloc_yield_percentage;
 SCM_API unsigned long scm_mallocated;
 SCM_API unsigned long scm_mtrigger;
 
@@ -299,9 +287,13 @@ SCM_API scm_t_c_hook scm_after_sweep_c_hook;
 SCM_API scm_t_c_hook scm_after_gc_c_hook;
 
 #if defined (GUILE_DEBUG) || defined (GUILE_DEBUG_FREELIST)
+#if (SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1)
+SCM scm_map_free_list (void);
+#else
 #define scm_map_free_list deprecated
 #define scm_free_list_length deprecated
 #endif
+#endif
 
 #if (SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1) && defined (GUILE_DEBUG_FREELIST)
 SCM_API SCM scm_gc_set_debug_check_freelist_x (SCM flag);
@@ -317,6 +309,8 @@ SCM_API SCM scm_set_debug_cell_accesses_x (SCM flag);
 
 SCM_API SCM scm_object_address (SCM obj);
 SCM_API SCM scm_gc_stats (void);
+SCM_API SCM scm_gc_live_object_stats (void);
+SCM_API SCM scm_gc_tag_name (SCM tag);
 SCM_API SCM scm_gc (void);
 SCM_API void scm_gc_for_alloc (struct scm_t_cell_type_statistics *freelist);
 SCM_API SCM scm_gc_for_newcell (struct scm_t_cell_type_statistics *master, SCM *freelist);
@@ -328,6 +322,7 @@ SCM_API int scm_in_heap_p (SCM value);
 SCM_API void scm_gc_sweep (void);
 
 SCM_API void *scm_malloc (size_t size);
+SCM_API void *scm_calloc (size_t size);
 SCM_API void *scm_realloc (void *mem, size_t size);
 SCM_API char *scm_strdup (const char *str);
 SCM_API char *scm_strndup (const char *str, size_t n);
@@ -335,6 +330,7 @@ SCM_API void scm_gc_register_collectable_memory (void *mem, size_t size,
                                                 const char *what);
 SCM_API void scm_gc_unregister_collectable_memory (void *mem, size_t size,
                                                   const char *what);
+SCM_API void *scm_gc_calloc (size_t size, const char *what);
 SCM_API void *scm_gc_malloc (size_t size, const char *what);
 SCM_API void *scm_gc_realloc (void *mem, size_t old_size, 
                              size_t new_size, const char *what);
@@ -345,6 +341,31 @@ SCM_API char *scm_gc_strndup (const char *str, size_t n, const char *what);
 SCM_API void scm_remember_upto_here_1 (SCM obj);
 SCM_API void scm_remember_upto_here_2 (SCM obj1, SCM obj2);
 SCM_API void scm_remember_upto_here (SCM obj1, ...);
+
+/* In GCC we can force a reference to an SCM by making it an input to an
+   empty asm.  This avoids the code size and slowdown of an actual function
+   call.  Unfortunately there doesn't seem to be any way to do the varargs
+   scm_remember_upto_here like this.
+
+   __volatile__ ensures nothing will be moved across the asm, and it won't
+   be optimized away (or only if proved unreachable).  Constraint "g" can be
+   used on all processors and allows any memory or general register (or
+   immediate) operand.  The actual asm syntax doesn't matter, we don't want
+   to use it, just ensure the operand is still alive.  See "Extended Asm" in
+   the GCC manual for more.  */
+
+#ifdef __GNUC__
+#define scm_remember_upto_here_1(x)             \
+  do {                                          \
+    __asm__ __volatile__ ("" : : "g" (x));      \
+  } while (0)
+#define scm_remember_upto_here_2(x, y)          \
+  do {                                          \
+    scm_remember_upto_here_1 (x);               \
+    scm_remember_upto_here_1 (y);               \
+  } while (0)
+#endif
+
 SCM_API SCM scm_return_first (SCM elt, ...);
 SCM_API int scm_return_first_int (int x, ...);
 SCM_API SCM scm_permanent_object (SCM obj);
@@ -354,6 +375,7 @@ SCM_API void scm_gc_register_root (SCM *p);
 SCM_API void scm_gc_unregister_root (SCM *p);
 SCM_API void scm_gc_register_roots (SCM *b, unsigned long n);
 SCM_API void scm_gc_unregister_roots (SCM *b, unsigned long n);
+SCM_API void scm_storage_prehistory (void);
 SCM_API int scm_init_storage (void);
 SCM_API void *scm_get_stack_base (void);
 SCM_API void scm_init_gc (void);