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