Robust/src/Runtime/bamboo/multicoregarbage.h

   1 #ifndef BAMBOO_MULTICORE_GARBAGE_H
   2 #define BAMBOO_MULTICORE_GARBAGE_H
   3 #ifdef MULTICORE_GC
   4 #include "multicore.h"
   5 #include "multicoregc.h"
   6 #include "multicorehelper.h"  // for mappings between core # and block #
   7 #include "structdefs.h"
   8 #include "multicoregcprofile.h"
   9 #include "gctypes.h"
  10
  11 #ifdef GC_DEBUG
  12 #define GC_PRINTF tprintf
  13 #else
  14 #define GC_PRINTF if(0) tprintf
  15 #endif
  16
  17 #ifdef GC_DEBUG
  18 #define TR() tprintf("%u\n",__LINE__)
  19 #else
  20 #define TR()
  21 #endif
  22
  23 // data structures for GC
  24 #define BAMBOO_SMEM_SIZE_L (BAMBOO_SMEM_SIZE * 2)
  25 #define BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND (BAMBOO_SMEM_SIZE_L*NUMCORES4GC)
  26 // let each gc core to have one big block, this is very important
  27 // for the computation of NUMBLOCKS(s, n), DO NOT change this!
  28
  29 typedef enum {
  30   INITPHASE = 0x0,         // 0x0
  31   MARKPHASE,               // 0x1
  32   COMPACTPHASE,            // 0x2
  33   SUBTLECOMPACTPHASE,      // 0x3
  34   MAPPHASE,                // 0x4
  35   UPDATEPHASE,             // 0x5
  36   CACHEPOLICYPHASE,        // 0x6
  37   PREFINISHPHASE,          // 0x7
  38   FINISHPHASE              // 0x8
  39 } GCPHASETYPE;
  40
  41 typedef struct gc_status {
  42   volatile bool gcprocessing;
  43   volatile GCPHASETYPE gcphase; // indicating GC phase
  44   volatile bool gcbusystatus;
  45 } gc_status_t;
  46
  47 extern volatile bool gcflag;
  48 extern gc_status_t gc_status_info;
  49 volatile bool gcprecheck; // indicates if there are updated pregc information
  50
  51 unsigned INTPTR gccurr_heaptop;
  52 struct MGCHash * gcforwardobjtbl; // cache forwarded objs in mark phase
  53 // for mark phase termination
  54 volatile unsigned int gccorestatus[NUMCORESACTIVE];//records status of each core
  55                                                    // 1: running gc
  56                                                    // 0: stall
  57
  58 volatile unsigned int returnedmem[NUMCORESACTIVE];//records status of each core
  59                                                    // 1: running gc
  60                                                    // 0: stall
  61 volatile unsigned int gcnumsendobjs[2][NUMCORESACTIVE];//# of objects sent out
  62 volatile unsigned int gcnumreceiveobjs[2][NUMCORESACTIVE];//# of objects received
  63 volatile unsigned int gcnumsrobjs_index;//indicates which entry to record the
  64                  // info received before phase 1 of the mark finish
  65                  // checking process
  66                  // the info received in phase 2 must be
  67                  // recorded in the other entry
  68
  69 unsigned int gcself_numsendobjs;
  70 unsigned int gcself_numreceiveobjs;
  71
  72 // for load balancing
  73 unsigned INTPTR gcloads[NUMCORES4GC];
  74 block_t numblockspercore;
  75
  76 //Top of each core's heap
  77 void * topptrs[NUMCORES4GC];
  78
  79 // compact instruction
  80 //keep track of what block we can fill to
  81 unsigned int gcblock2fill;
  82
  83 // move instruction;
  84 //this points to memory handed to core from master
  85 volatile unsigned int gcmovestartaddr;
  86 //this flag tells core that it is okay to start compacting
  87 volatile bool gctomove;
  88
  89 //keeps track of memory request master was not able to serve
  90 volatile unsigned int maxusefulmems[NUMCORES4GC]; //record pending mem requests
  91 volatile unsigned int gcrequiredmems[NUMCORES4GC]; //record pending mem requests
  92 volatile unsigned int gcmovepending;
  93
  94 //keep track of current base block pointer for orig block
  95 volatile void * update_origblockptr;
  96 volatile void * origblockarray[NUMCORES4GC];
  97 volatile int origarraycount;
  98 volatile bool blockgranted;
  99
 100
 101 // shared memory pointer for pointer mapping tbls
 102 // In GC version, this block of memory is located at the bottom of the
 103 // shared memory, right on the top of the smem tbl.
 104 // The bottom of the shared memory = sbstart tbl + smemtbl + bamboo_rmsp
 105 // These three types of table are always reside at the bottom of the shared
 106 // memory and will never be moved or garbage collected
 107 //gcmappingtable gives new pointer location
 108 void ** gcmappingtbl;
 109 //number of bytes in mapping table
 110 unsigned int bamboo_rmsp_size;
 111
 112 //mark table....keep track of mark bits
 113 volatile unsigned int * gcmarktbl;
 114
 115 bool gc_checkCoreStatus();
 116
 117 void gc_resetCoreStatus();
 118
 119
 120
 121 /* Structure to keep track of free space in block */
 122 enum blockstatus {
 123   /* BS_USED indicates that we don't have information for this block yet */
 124   BS_USED,
 125   /* BS_LARGEOBJECT indicates that the beginning of this block has a large object*/
 126   BS_LARGEOBJECT,
 127   /* BS_FREE indicates that the block is at least partially free */
 128   BS_FREE
 129 };
 130
 131 struct blockrecord {
 132   enum blockstatus status;
 133   unsigned INTPTR usedspace;
 134   unsigned INTPTR freespace;
 135   unsigned int corenum;
 136 };
 137
 138 #define NOFREEBLOCK 0xffffffff
 139 struct allocrecord {
 140   unsigned int lowestfreeblock;
 141   struct blockrecord * blocktable;
 142 };
 143
 144 struct allocrecord allocationinfo;
 145
 146 #ifdef GC_CACHE_ADAPT
 147 volatile bool gccachestage;
 148 // table recording the sampling data collected for cache adaption
 149 int * gccachesamplingtbl;
 150 int * gccachesamplingtbl_local;// for zeroing memory only
 151 unsigned int size_cachesamplingtbl_local; // for zeroing memory only
 152 int * gccachesamplingtbl_r;
 153 int * gccachesamplingtbl_local_r; // for zeroing memory only
 154 unsigned int size_cachesamplingtbl_local_r; // for zeroing memory only
 155 int * gccachepolicytbl;
 156 unsigned int size_cachepolicytbl;
 157 #endif
 158
 159 /* Total number of blocks in heap */
 160
 161 #define GCNUMBLOCK (NUMCORES4GC+(BAMBOO_SHARED_MEM_SIZE-BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND)/BAMBOO_SMEM_SIZE)
 162 #define GCNUMLOCALBLOCK (GCNUMBLOCK/NUMCORES4GC)
 163
 164 /* Leave the neighboring cores with at least two blocks */
 165 #define MAXNEIGHBORALLOC (GCNUMLOCALBLOCK-2)
 166
 167 /* This macro defines the smallest memoy chunk the master will hand out to another core during compacting */
 168
 169 #define MINMEMORYCHUNKSIZE 32768
 170
 171 #define ISVALIDPTR(x) ((((unsigned INTPTR)x)>=((unsigned INTPTR)gcbaseva))&&(((unsigned INTPTR)x)<((unsigned INTPTR)(gcbaseva+BAMBOO_SHARED_MEM_SIZE))))
 172
 173 /* This macro waits for the given gc phase */
 174 #define WAITFORGCPHASE(phase) while(gc_status_info.gcphase != phase) ;
 175
 176 /* Local block number that can never be reached...*/
 177 #define MAXBLOCK 0x4fffffff
 178
 179 //Takes in pointer to heap object and converts to offset in alignment units
 180 #define OBJMAPPINGINDEX(p) ALIGNOBJSIZE((unsigned INTPTR)(p-gcbaseva))
 181
 182 //Converts size of object into alignment units (need to round up)
 183 #define ALIGNUNITS(s) (((s-1)>>ALIGNMENTSHIFT)+1)
 184
 185 //Rounds object size up to next alignment unit size
 186 #define ALIGNSIZE(s) ((((unsigned int)(s-1))&~(ALIGNMENTBYTES-1))+ALIGNMENTBYTES)
 187
 188 #define GLOBALBLOCK2LOCAL(s) (s/NUMCORES4GC)
 189
 190 // mapping of pointer to block # (start from 0), here the block # is
 191 // the global index
 192 #define BLOCKINDEX(b, p)                        \
 193   {                                                             \
 194     unsigned INTPTR t = (unsigned INTPTR)(p - gcbaseva);        \
 195     if(t < BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND) {                           \
 196       b = t / BAMBOO_SMEM_SIZE_L;                               \
 197     } else {                                                          \
 198       b = NUMCORES4GC+((t-BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND)/BAMBOO_SMEM_SIZE); \
 199     }                                                                 \
 200   }
 201
 202 #define RESIDECORE(c, p) {     \
 203     if(1 == (NUMCORES4GC)) { \
 204       c = 0; \
 205     } else { \
 206       unsigned INTPTR b; \
 207       BLOCKINDEX(b, p);               \
 208       c = gc_block2core[(b%(NUMCORES4GC*2))]; \
 209     } \
 210   }
 211
 212 #define BLOCK2CORE(c, b) {                      \
 213     if(1 == (NUMCORES4GC)) {                    \
 214       c = 0;                                    \
 215     } else {                                    \
 216       c = gc_block2core[(b%(NUMCORES4GC*2))];   \
 217     }                                           \
 218   }
 219
 220 INLINE static unsigned int hostcore(void * ptr) {
 221   // check the host core of ptr
 222   unsigned int host;
 223   RESIDECORE(host, ptr);
 224   return host;
 225 }
 226
 227 /*This macro takes in a number of bytes (the current offset into the
 228   heap) and returns the number of local blocks needed for that many
 229   bytes */
 230
 231 #define NUMBLOCKS(s, n) \
 232   if(s < (BAMBOO_SMEM_SIZE_L)) { \
 233     (n) = 0; \
 234   } else { \
 235     (n) = 1 + ((s) - (BAMBOO_SMEM_SIZE_L)) / (BAMBOO_SMEM_SIZE); \
 236   }
 237
 238 //this macro takes in a global block identifier and returns the base
 239 //offset into the heap
 240 #define OFFSET2BASEVA(i) \
 241   (((i)<NUMCORES4GC)?(BAMBOO_SMEM_SIZE_L*(i)):(BAMBOO_SMEM_SIZE*((i)-NUMCORES4GC)+BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND))
 242
 243
 244 //This macro takes in a local block number and returns the size of the block
 245 #define BLOCKSIZE(c) \
 246   ((c)?BAMBOO_SMEM_SIZE:BAMBOO_SMEM_SIZE_L)
 247
 248 //This macro takes in a local block number and returns the size of the block
 249 #define GLOBALBLOCKSIZE(c) \
 250   ((c<NUMCORES4GC)?BAMBOO_SMEM_SIZE_L:BAMBOO_SMEM_SIZE)
 251
 252 //Takes as input the core number c and the local block index n and
 253 //returns the global block index
 254
 255 #define BLOCKINDEX2(c, n) \
 256   (gc_core2block[2*(c)+((n)&1)]+(NUMCORES4GC*2)*((n)>>1))
 257
 258 //This macro takes in a global block number and returns the base
 259 //pointer of the next block
 260 #define BOUNDPTR(b) \
 261   (((b)<NUMCORES4GC)?(((b)+1)*BAMBOO_SMEM_SIZE_L):(BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND+((b)-NUMCORES4GC+1)*BAMBOO_SMEM_SIZE))
 262
 263 //This macro takes in the core number c and the local block number and
 264 //sets p to the base pointer
 265
 266 #define BASEPTR(p, c, n) {                                 \
 267     unsigned int b = BLOCKINDEX2((c), (n));                \
 268     if(b < (NUMCORES4GC)) {                                \
 269       p = gcbaseva + b * (BAMBOO_SMEM_SIZE_L);             \
 270     } else {                                               \
 271       p = gcbaseva+(BAMBOO_LARGE_SMEM_BOUND)+              \
 272         (b-(NUMCORES4GC))*(BAMBOO_SMEM_SIZE);              \
 273     }                                                      \
 274   }
 275
 276 // the next core in the top of the heap
 277 #define NEXTTOPCORE(b) (gc_block2core[((b)+1)%(NUMCORES4GC*2)])
 278
 279 // check if all cores are stall now
 280 #define GC_CHECK_ALL_CORE_STATUS() gccorestatus[BAMBOO_NUM_OF_CORE] = 0; \
 281   while(!gc_checkCoreStatus()) ;
 282
 283 // send a 1-word msg to all clients
 284 #define GC_SEND_MSG_1_TO_CLIENT(m) \
 285   { \
 286     for(int i = 0; i < NUMCORESACTIVE; ++i) { \
 287       gccorestatus[i] = 1; \
 288       if(BAMBOO_NUM_OF_CORE != i) { \
 289         send_msg_1(i, (m)); \
 290       } \
 291     } \
 292   }
 293
 294 #define ISLOCAL(p) (hostcore(p)==BAMBOO_NUM_OF_CORE)
 295
 296 void initmulticoregcdata();
 297 void dismulticoregcdata();
 298 bool gc(struct garbagelist * stackptr); // core coordinator routine
 299 void gc_collect(struct garbagelist* stackptr); //core collector routine
 300 void gc_nocollect(struct garbagelist* stackptr); //non-gc core collector routine
 301 void master_mark(struct garbagelist *stackptr);
 302 void master_getlargeobjs();
 303 void master_compact();
 304 void master_updaterefs();
 305 void master_finish();
 306 void gc_master(struct garbagelist * stackptr);
 307
 308
 309 void transferMarkResults_I();
 310 void * gcfindSpareMem_I(unsigned INTPTR requiredmem, unsigned INTPTR maxbytesneeded, unsigned int requiredcore);
 311
 312 #define INITMULTICOREGCDATA() initmulticoregcdata()
 313 #define DISMULTICOREGCDATA() dismulticoregcdata()
 314 #else // MULTICORE_GC
 315 #define INITMULTICOREGCDATA()
 316 #define DISMULTICOREGCDATA()
 317 #endif // MULTICORE_GC
 318 #endif // BAMBOO_MULTICORE_GARBAGE_H