]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/runtime/mfinal.go
[dev.typeparams] all: merge master (296ddf2) into dev.typeparams
[gostls13.git] / src / runtime / mfinal.go
1 // Copyright 2009 The Go Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style
3 // license that can be found in the LICENSE file.
4
5 // Garbage collector: finalizers and block profiling.
6
7 package runtime
8
9 import (
10         "internal/abi"
11         "internal/goarch"
12         "runtime/internal/atomic"
13         "unsafe"
14 )
15
16 // finblock is an array of finalizers to be executed. finblocks are
17 // arranged in a linked list for the finalizer queue.
18 //
19 // finblock is allocated from non-GC'd memory, so any heap pointers
20 // must be specially handled. GC currently assumes that the finalizer
21 // queue does not grow during marking (but it can shrink).
22 //
23 //go:notinheap
24 type finblock struct {
25         alllink *finblock
26         next    *finblock
27         cnt     uint32
28         _       int32
29         fin     [(_FinBlockSize - 2*goarch.PtrSize - 2*4) / unsafe.Sizeof(finalizer{})]finalizer
30 }
31
32 var finlock mutex  // protects the following variables
33 var fing *g        // goroutine that runs finalizers
34 var finq *finblock // list of finalizers that are to be executed
35 var finc *finblock // cache of free blocks
36 var finptrmask [_FinBlockSize / goarch.PtrSize / 8]byte
37 var fingwait bool
38 var fingwake bool
39 var allfin *finblock // list of all blocks
40
41 // NOTE: Layout known to queuefinalizer.
42 type finalizer struct {
43         fn   *funcval       // function to call (may be a heap pointer)
44         arg  unsafe.Pointer // ptr to object (may be a heap pointer)
45         nret uintptr        // bytes of return values from fn
46         fint *_type         // type of first argument of fn
47         ot   *ptrtype       // type of ptr to object (may be a heap pointer)
48 }
49
50 var finalizer1 = [...]byte{
51         // Each Finalizer is 5 words, ptr ptr INT ptr ptr (INT = uintptr here)
52         // Each byte describes 8 words.
53         // Need 8 Finalizers described by 5 bytes before pattern repeats:
54         //      ptr ptr INT ptr ptr
55         //      ptr ptr INT ptr ptr
56         //      ptr ptr INT ptr ptr
57         //      ptr ptr INT ptr ptr
58         //      ptr ptr INT ptr ptr
59         //      ptr ptr INT ptr ptr
60         //      ptr ptr INT ptr ptr
61         //      ptr ptr INT ptr ptr
62         // aka
63         //
64         //      ptr ptr INT ptr ptr ptr ptr INT
65         //      ptr ptr ptr ptr INT ptr ptr ptr
66         //      ptr INT ptr ptr ptr ptr INT ptr
67         //      ptr ptr ptr INT ptr ptr ptr ptr
68         //      INT ptr ptr ptr ptr INT ptr ptr
69         //
70         // Assumptions about Finalizer layout checked below.
71         1<<0 | 1<<1 | 0<<2 | 1<<3 | 1<<4 | 1<<5 | 1<<6 | 0<<7,
72         1<<0 | 1<<1 | 1<<2 | 1<<3 | 0<<4 | 1<<5 | 1<<6 | 1<<7,
73         1<<0 | 0<<1 | 1<<2 | 1<<3 | 1<<4 | 1<<5 | 0<<6 | 1<<7,
74         1<<0 | 1<<1 | 1<<2 | 0<<3 | 1<<4 | 1<<5 | 1<<6 | 1<<7,
75         0<<0 | 1<<1 | 1<<2 | 1<<3 | 1<<4 | 0<<5 | 1<<6 | 1<<7,
76 }
77
78 func queuefinalizer(p unsafe.Pointer, fn *funcval, nret uintptr, fint *_type, ot *ptrtype) {
79         if gcphase != _GCoff {
80                 // Currently we assume that the finalizer queue won't
81                 // grow during marking so we don't have to rescan it
82                 // during mark termination. If we ever need to lift
83                 // this assumption, we can do it by adding the
84                 // necessary barriers to queuefinalizer (which it may
85                 // have automatically).
86                 throw("queuefinalizer during GC")
87         }
88
89         lock(&finlock)
90         if finq == nil || finq.cnt == uint32(len(finq.fin)) {
91                 if finc == nil {
92                         finc = (*finblock)(persistentalloc(_FinBlockSize, 0, &memstats.gcMiscSys))
93                         finc.alllink = allfin
94                         allfin = finc
95                         if finptrmask[0] == 0 {
96                                 // Build pointer mask for Finalizer array in block.
97                                 // Check assumptions made in finalizer1 array above.
98                                 if (unsafe.Sizeof(finalizer{}) != 5*goarch.PtrSize ||
99                                         unsafe.Offsetof(finalizer{}.fn) != 0 ||
100                                         unsafe.Offsetof(finalizer{}.arg) != goarch.PtrSize ||
101                                         unsafe.Offsetof(finalizer{}.nret) != 2*goarch.PtrSize ||
102                                         unsafe.Offsetof(finalizer{}.fint) != 3*goarch.PtrSize ||
103                                         unsafe.Offsetof(finalizer{}.ot) != 4*goarch.PtrSize) {
104                                         throw("finalizer out of sync")
105                                 }
106                                 for i := range finptrmask {
107                                         finptrmask[i] = finalizer1[i%len(finalizer1)]
108                                 }
109                         }
110                 }
111                 block := finc
112                 finc = block.next
113                 block.next = finq
114                 finq = block
115         }
116         f := &finq.fin[finq.cnt]
117         atomic.Xadd(&finq.cnt, +1) // Sync with markroots
118         f.fn = fn
119         f.nret = nret
120         f.fint = fint
121         f.ot = ot
122         f.arg = p
123         fingwake = true
124         unlock(&finlock)
125 }
126
127 //go:nowritebarrier
128 func iterate_finq(callback func(*funcval, unsafe.Pointer, uintptr, *_type, *ptrtype)) {
129         for fb := allfin; fb != nil; fb = fb.alllink {
130                 for i := uint32(0); i < fb.cnt; i++ {
131                         f := &fb.fin[i]
132                         callback(f.fn, f.arg, f.nret, f.fint, f.ot)
133                 }
134         }
135 }
136
137 func wakefing() *g {
138         var res *g
139         lock(&finlock)
140         if fingwait && fingwake {
141                 fingwait = false
142                 fingwake = false
143                 res = fing
144         }
145         unlock(&finlock)
146         return res
147 }
148
149 var (
150         fingCreate  uint32
151         fingRunning bool
152 )
153
154 func createfing() {
155         // start the finalizer goroutine exactly once
156         if fingCreate == 0 && atomic.Cas(&fingCreate, 0, 1) {
157                 go runfinq()
158         }
159 }
160
161 // This is the goroutine that runs all of the finalizers
162 func runfinq() {
163         var (
164                 frame    unsafe.Pointer
165                 framecap uintptr
166                 argRegs  int
167         )
168
169         for {
170                 lock(&finlock)
171                 fb := finq
172                 finq = nil
173                 if fb == nil {
174                         gp := getg()
175                         fing = gp
176                         fingwait = true
177                         goparkunlock(&finlock, waitReasonFinalizerWait, traceEvGoBlock, 1)
178                         continue
179                 }
180                 argRegs = intArgRegs
181                 unlock(&finlock)
182                 if raceenabled {
183                         racefingo()
184                 }
185                 for fb != nil {
186                         for i := fb.cnt; i > 0; i-- {
187                                 f := &fb.fin[i-1]
188
189                                 var regs abi.RegArgs
190                                 var framesz uintptr
191                                 if argRegs > 0 {
192                                         // The args can always be passed in registers if they're
193                                         // available, because platforms we support always have no
194                                         // argument registers available, or more than 2.
195                                         //
196                                         // But unfortunately because we can have an arbitrary
197                                         // amount of returns and it would be complex to try and
198                                         // figure out how many of those can get passed in registers,
199                                         // just conservatively assume none of them do.
200                                         framesz = f.nret
201                                 } else {
202                                         // Need to pass arguments on the stack too.
203                                         framesz = unsafe.Sizeof((interface{})(nil)) + f.nret
204                                 }
205                                 if framecap < framesz {
206                                         // The frame does not contain pointers interesting for GC,
207                                         // all not yet finalized objects are stored in finq.
208                                         // If we do not mark it as FlagNoScan,
209                                         // the last finalized object is not collected.
210                                         frame = mallocgc(framesz, nil, true)
211                                         framecap = framesz
212                                 }
213
214                                 if f.fint == nil {
215                                         throw("missing type in runfinq")
216                                 }
217                                 r := frame
218                                 if argRegs > 0 {
219                                         r = unsafe.Pointer(&regs.Ints)
220                                 } else {
221                                         // frame is effectively uninitialized
222                                         // memory. That means we have to clear
223                                         // it before writing to it to avoid
224                                         // confusing the write barrier.
225                                         *(*[2]uintptr)(frame) = [2]uintptr{}
226                                 }
227                                 switch f.fint.kind & kindMask {
228                                 case kindPtr:
229                                         // direct use of pointer
230                                         *(*unsafe.Pointer)(r) = f.arg
231                                 case kindInterface:
232                                         ityp := (*interfacetype)(unsafe.Pointer(f.fint))
233                                         // set up with empty interface
234                                         (*eface)(r)._type = &f.ot.typ
235                                         (*eface)(r).data = f.arg
236                                         if len(ityp.mhdr) != 0 {
237                                                 // convert to interface with methods
238                                                 // this conversion is guaranteed to succeed - we checked in SetFinalizer
239                                                 (*iface)(r).tab = assertE2I(ityp, (*eface)(r)._type)
240                                         }
241                                 default:
242                                         throw("bad kind in runfinq")
243                                 }
244                                 fingRunning = true
245                                 reflectcall(nil, unsafe.Pointer(f.fn), frame, uint32(framesz), uint32(framesz), uint32(framesz), &regs)
246                                 fingRunning = false
247
248                                 // Drop finalizer queue heap references
249                                 // before hiding them from markroot.
250                                 // This also ensures these will be
251                                 // clear if we reuse the finalizer.
252                                 f.fn = nil
253                                 f.arg = nil
254                                 f.ot = nil
255                                 atomic.Store(&fb.cnt, i-1)
256                         }
257                         next := fb.next
258                         lock(&finlock)
259                         fb.next = finc
260                         finc = fb
261                         unlock(&finlock)
262                         fb = next
263                 }
264         }
265 }
266
267 // SetFinalizer sets the finalizer associated with obj to the provided
268 // finalizer function. When the garbage collector finds an unreachable block
269 // with an associated finalizer, it clears the association and runs
270 // finalizer(obj) in a separate goroutine. This makes obj reachable again,
271 // but now without an associated finalizer. Assuming that SetFinalizer
272 // is not called again, the next time the garbage collector sees
273 // that obj is unreachable, it will free obj.
274 //
275 // SetFinalizer(obj, nil) clears any finalizer associated with obj.
276 //
277 // The argument obj must be a pointer to an object allocated by calling
278 // new, by taking the address of a composite literal, or by taking the
279 // address of a local variable.
280 // The argument finalizer must be a function that takes a single argument
281 // to which obj's type can be assigned, and can have arbitrary ignored return
282 // values. If either of these is not true, SetFinalizer may abort the
283 // program.
284 //
285 // Finalizers are run in dependency order: if A points at B, both have
286 // finalizers, and they are otherwise unreachable, only the finalizer
287 // for A runs; once A is freed, the finalizer for B can run.
288 // If a cyclic structure includes a block with a finalizer, that
289 // cycle is not guaranteed to be garbage collected and the finalizer
290 // is not guaranteed to run, because there is no ordering that
291 // respects the dependencies.
292 //
293 // The finalizer is scheduled to run at some arbitrary time after the
294 // program can no longer reach the object to which obj points.
295 // There is no guarantee that finalizers will run before a program exits,
296 // so typically they are useful only for releasing non-memory resources
297 // associated with an object during a long-running program.
298 // For example, an os.File object could use a finalizer to close the
299 // associated operating system file descriptor when a program discards
300 // an os.File without calling Close, but it would be a mistake
301 // to depend on a finalizer to flush an in-memory I/O buffer such as a
302 // bufio.Writer, because the buffer would not be flushed at program exit.
303 //
304 // It is not guaranteed that a finalizer will run if the size of *obj is
305 // zero bytes.
306 //
307 // It is not guaranteed that a finalizer will run for objects allocated
308 // in initializers for package-level variables. Such objects may be
309 // linker-allocated, not heap-allocated.
310 //
311 // A finalizer may run as soon as an object becomes unreachable.
312 // In order to use finalizers correctly, the program must ensure that
313 // the object is reachable until it is no longer required.
314 // Objects stored in global variables, or that can be found by tracing
315 // pointers from a global variable, are reachable. For other objects,
316 // pass the object to a call of the KeepAlive function to mark the
317 // last point in the function where the object must be reachable.
318 //
319 // For example, if p points to a struct, such as os.File, that contains
320 // a file descriptor d, and p has a finalizer that closes that file
321 // descriptor, and if the last use of p in a function is a call to
322 // syscall.Write(p.d, buf, size), then p may be unreachable as soon as
323 // the program enters syscall.Write. The finalizer may run at that moment,
324 // closing p.d, causing syscall.Write to fail because it is writing to
325 // a closed file descriptor (or, worse, to an entirely different
326 // file descriptor opened by a different goroutine). To avoid this problem,
327 // call runtime.KeepAlive(p) after the call to syscall.Write.
328 //
329 // A single goroutine runs all finalizers for a program, sequentially.
330 // If a finalizer must run for a long time, it should do so by starting
331 // a new goroutine.
332 func SetFinalizer(obj interface{}, finalizer interface{}) {
333         if debug.sbrk != 0 {
334                 // debug.sbrk never frees memory, so no finalizers run
335                 // (and we don't have the data structures to record them).
336                 return
337         }
338         e := efaceOf(&obj)
339         etyp := e._type
340         if etyp == nil {
341                 throw("runtime.SetFinalizer: first argument is nil")
342         }
343         if etyp.kind&kindMask != kindPtr {
344                 throw("runtime.SetFinalizer: first argument is " + etyp.string() + ", not pointer")
345         }
346         ot := (*ptrtype)(unsafe.Pointer(etyp))
347         if ot.elem == nil {
348                 throw("nil elem type!")
349         }
350
351         // find the containing object
352         base, _, _ := findObject(uintptr(e.data), 0, 0)
353
354         if base == 0 {
355                 // 0-length objects are okay.
356                 if e.data == unsafe.Pointer(&zerobase) {
357                         return
358                 }
359
360                 // Global initializers might be linker-allocated.
361                 //      var Foo = &Object{}
362                 //      func main() {
363                 //              runtime.SetFinalizer(Foo, nil)
364                 //      }
365                 // The relevant segments are: noptrdata, data, bss, noptrbss.
366                 // We cannot assume they are in any order or even contiguous,
367                 // due to external linking.
368                 for datap := &firstmoduledata; datap != nil; datap = datap.next {
369                         if datap.noptrdata <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.enoptrdata ||
370                                 datap.data <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.edata ||
371                                 datap.bss <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.ebss ||
372                                 datap.noptrbss <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.enoptrbss {
373                                 return
374                         }
375                 }
376                 throw("runtime.SetFinalizer: pointer not in allocated block")
377         }
378
379         if uintptr(e.data) != base {
380                 // As an implementation detail we allow to set finalizers for an inner byte
381                 // of an object if it could come from tiny alloc (see mallocgc for details).
382                 if ot.elem == nil || ot.elem.ptrdata != 0 || ot.elem.size >= maxTinySize {
383                         throw("runtime.SetFinalizer: pointer not at beginning of allocated block")
384                 }
385         }
386
387         f := efaceOf(&finalizer)
388         ftyp := f._type
389         if ftyp == nil {
390                 // switch to system stack and remove finalizer
391                 systemstack(func() {
392                         removefinalizer(e.data)
393                 })
394                 return
395         }
396
397         if ftyp.kind&kindMask != kindFunc {
398                 throw("runtime.SetFinalizer: second argument is " + ftyp.string() + ", not a function")
399         }
400         ft := (*functype)(unsafe.Pointer(ftyp))
401         if ft.dotdotdot() {
402                 throw("runtime.SetFinalizer: cannot pass " + etyp.string() + " to finalizer " + ftyp.string() + " because dotdotdot")
403         }
404         if ft.inCount != 1 {
405                 throw("runtime.SetFinalizer: cannot pass " + etyp.string() + " to finalizer " + ftyp.string())
406         }
407         fint := ft.in()[0]
408         switch {
409         case fint == etyp:
410                 // ok - same type
411                 goto okarg
412         case fint.kind&kindMask == kindPtr:
413                 if (fint.uncommon() == nil || etyp.uncommon() == nil) && (*ptrtype)(unsafe.Pointer(fint)).elem == ot.elem {
414                         // ok - not same type, but both pointers,
415                         // one or the other is unnamed, and same element type, so assignable.
416                         goto okarg
417                 }
418         case fint.kind&kindMask == kindInterface:
419                 ityp := (*interfacetype)(unsafe.Pointer(fint))
420                 if len(ityp.mhdr) == 0 {
421                         // ok - satisfies empty interface
422                         goto okarg
423                 }
424                 if iface := assertE2I2(ityp, *efaceOf(&obj)); iface.tab != nil {
425                         goto okarg
426                 }
427         }
428         throw("runtime.SetFinalizer: cannot pass " + etyp.string() + " to finalizer " + ftyp.string())
429 okarg:
430         // compute size needed for return parameters
431         nret := uintptr(0)
432         for _, t := range ft.out() {
433                 nret = alignUp(nret, uintptr(t.align)) + uintptr(t.size)
434         }
435         nret = alignUp(nret, goarch.PtrSize)
436
437         // make sure we have a finalizer goroutine
438         createfing()
439
440         systemstack(func() {
441                 if !addfinalizer(e.data, (*funcval)(f.data), nret, fint, ot) {
442                         throw("runtime.SetFinalizer: finalizer already set")
443                 }
444         })
445 }
446
447 // Mark KeepAlive as noinline so that it is easily detectable as an intrinsic.
448 //go:noinline
449
450 // KeepAlive marks its argument as currently reachable.
451 // This ensures that the object is not freed, and its finalizer is not run,
452 // before the point in the program where KeepAlive is called.
453 //
454 // A very simplified example showing where KeepAlive is required:
455 //      type File struct { d int }
456 //      d, err := syscall.Open("/file/path", syscall.O_RDONLY, 0)
457 //      // ... do something if err != nil ...
458 //      p := &File{d}
459 //      runtime.SetFinalizer(p, func(p *File) { syscall.Close(p.d) })
460 //      var buf [10]byte
461 //      n, err := syscall.Read(p.d, buf[:])
462 //      // Ensure p is not finalized until Read returns.
463 //      runtime.KeepAlive(p)
464 //      // No more uses of p after this point.
465 //
466 // Without the KeepAlive call, the finalizer could run at the start of
467 // syscall.Read, closing the file descriptor before syscall.Read makes
468 // the actual system call.
469 func KeepAlive(x interface{}) {
470         // Introduce a use of x that the compiler can't eliminate.
471         // This makes sure x is alive on entry. We need x to be alive
472         // on entry for "defer runtime.KeepAlive(x)"; see issue 21402.
473         if cgoAlwaysFalse {
474                 println(x)
475         }
476 }