]> 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         "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                                 // The args may be passed in registers or on stack. Even for
191                                 // the register case, we still need the spill slots.
192                                 // TODO: revisit if we remove spill slots.
193                                 //
194                                 // Unfortunately because we can have an arbitrary
195                                 // amount of returns and it would be complex to try and
196                                 // figure out how many of those can get passed in registers,
197                                 // just conservatively assume none of them do.
198                                 framesz := unsafe.Sizeof((any)(nil)) + f.nret
199                                 if framecap < framesz {
200                                         // The frame does not contain pointers interesting for GC,
201                                         // all not yet finalized objects are stored in finq.
202                                         // If we do not mark it as FlagNoScan,
203                                         // the last finalized object is not collected.
204                                         frame = mallocgc(framesz, nil, true)
205                                         framecap = framesz
206                                 }
207
208                                 if f.fint == nil {
209                                         throw("missing type in runfinq")
210                                 }
211                                 r := frame
212                                 if argRegs > 0 {
213                                         r = unsafe.Pointer(&regs.Ints)
214                                 } else {
215                                         // frame is effectively uninitialized
216                                         // memory. That means we have to clear
217                                         // it before writing to it to avoid
218                                         // confusing the write barrier.
219                                         *(*[2]uintptr)(frame) = [2]uintptr{}
220                                 }
221                                 switch f.fint.kind & kindMask {
222                                 case kindPtr:
223                                         // direct use of pointer
224                                         *(*unsafe.Pointer)(r) = f.arg
225                                 case kindInterface:
226                                         ityp := (*interfacetype)(unsafe.Pointer(f.fint))
227                                         // set up with empty interface
228                                         (*eface)(r)._type = &f.ot.typ
229                                         (*eface)(r).data = f.arg
230                                         if len(ityp.mhdr) != 0 {
231                                                 // convert to interface with methods
232                                                 // this conversion is guaranteed to succeed - we checked in SetFinalizer
233                                                 (*iface)(r).tab = assertE2I(ityp, (*eface)(r)._type)
234                                         }
235                                 default:
236                                         throw("bad kind in runfinq")
237                                 }
238                                 fingRunning = true
239                                 reflectcall(nil, unsafe.Pointer(f.fn), frame, uint32(framesz), uint32(framesz), uint32(framesz), &regs)
240                                 fingRunning = false
241
242                                 // Drop finalizer queue heap references
243                                 // before hiding them from markroot.
244                                 // This also ensures these will be
245                                 // clear if we reuse the finalizer.
246                                 f.fn = nil
247                                 f.arg = nil
248                                 f.ot = nil
249                                 atomic.Store(&fb.cnt, i-1)
250                         }
251                         next := fb.next
252                         lock(&finlock)
253                         fb.next = finc
254                         finc = fb
255                         unlock(&finlock)
256                         fb = next
257                 }
258         }
259 }
260
261 // SetFinalizer sets the finalizer associated with obj to the provided
262 // finalizer function. When the garbage collector finds an unreachable block
263 // with an associated finalizer, it clears the association and runs
264 // finalizer(obj) in a separate goroutine. This makes obj reachable again,
265 // but now without an associated finalizer. Assuming that SetFinalizer
266 // is not called again, the next time the garbage collector sees
267 // that obj is unreachable, it will free obj.
268 //
269 // SetFinalizer(obj, nil) clears any finalizer associated with obj.
270 //
271 // The argument obj must be a pointer to an object allocated by calling
272 // new, by taking the address of a composite literal, or by taking the
273 // address of a local variable.
274 // The argument finalizer must be a function that takes a single argument
275 // to which obj's type can be assigned, and can have arbitrary ignored return
276 // values. If either of these is not true, SetFinalizer may abort the
277 // program.
278 //
279 // Finalizers are run in dependency order: if A points at B, both have
280 // finalizers, and they are otherwise unreachable, only the finalizer
281 // for A runs; once A is freed, the finalizer for B can run.
282 // If a cyclic structure includes a block with a finalizer, that
283 // cycle is not guaranteed to be garbage collected and the finalizer
284 // is not guaranteed to run, because there is no ordering that
285 // respects the dependencies.
286 //
287 // The finalizer is scheduled to run at some arbitrary time after the
288 // program can no longer reach the object to which obj points.
289 // There is no guarantee that finalizers will run before a program exits,
290 // so typically they are useful only for releasing non-memory resources
291 // associated with an object during a long-running program.
292 // For example, an os.File object could use a finalizer to close the
293 // associated operating system file descriptor when a program discards
294 // an os.File without calling Close, but it would be a mistake
295 // to depend on a finalizer to flush an in-memory I/O buffer such as a
296 // bufio.Writer, because the buffer would not be flushed at program exit.
297 //
298 // It is not guaranteed that a finalizer will run if the size of *obj is
299 // zero bytes.
300 //
301 // It is not guaranteed that a finalizer will run for objects allocated
302 // in initializers for package-level variables. Such objects may be
303 // linker-allocated, not heap-allocated.
304 //
305 // A finalizer may run as soon as an object becomes unreachable.
306 // In order to use finalizers correctly, the program must ensure that
307 // the object is reachable until it is no longer required.
308 // Objects stored in global variables, or that can be found by tracing
309 // pointers from a global variable, are reachable. For other objects,
310 // pass the object to a call of the KeepAlive function to mark the
311 // last point in the function where the object must be reachable.
312 //
313 // For example, if p points to a struct, such as os.File, that contains
314 // a file descriptor d, and p has a finalizer that closes that file
315 // descriptor, and if the last use of p in a function is a call to
316 // syscall.Write(p.d, buf, size), then p may be unreachable as soon as
317 // the program enters syscall.Write. The finalizer may run at that moment,
318 // closing p.d, causing syscall.Write to fail because it is writing to
319 // a closed file descriptor (or, worse, to an entirely different
320 // file descriptor opened by a different goroutine). To avoid this problem,
321 // call runtime.KeepAlive(p) after the call to syscall.Write.
322 //
323 // A single goroutine runs all finalizers for a program, sequentially.
324 // If a finalizer must run for a long time, it should do so by starting
325 // a new goroutine.
326 func SetFinalizer(obj any, finalizer any) {
327         if debug.sbrk != 0 {
328                 // debug.sbrk never frees memory, so no finalizers run
329                 // (and we don't have the data structures to record them).
330                 return
331         }
332         e := efaceOf(&obj)
333         etyp := e._type
334         if etyp == nil {
335                 throw("runtime.SetFinalizer: first argument is nil")
336         }
337         if etyp.kind&kindMask != kindPtr {
338                 throw("runtime.SetFinalizer: first argument is " + etyp.string() + ", not pointer")
339         }
340         ot := (*ptrtype)(unsafe.Pointer(etyp))
341         if ot.elem == nil {
342                 throw("nil elem type!")
343         }
344
345         // find the containing object
346         base, _, _ := findObject(uintptr(e.data), 0, 0)
347
348         if base == 0 {
349                 // 0-length objects are okay.
350                 if e.data == unsafe.Pointer(&zerobase) {
351                         return
352                 }
353
354                 // Global initializers might be linker-allocated.
355                 //      var Foo = &Object{}
356                 //      func main() {
357                 //              runtime.SetFinalizer(Foo, nil)
358                 //      }
359                 // The relevant segments are: noptrdata, data, bss, noptrbss.
360                 // We cannot assume they are in any order or even contiguous,
361                 // due to external linking.
362                 for datap := &firstmoduledata; datap != nil; datap = datap.next {
363                         if datap.noptrdata <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.enoptrdata ||
364                                 datap.data <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.edata ||
365                                 datap.bss <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.ebss ||
366                                 datap.noptrbss <= uintptr(e.data) && uintptr(e.data) < datap.enoptrbss {
367                                 return
368                         }
369                 }
370                 throw("runtime.SetFinalizer: pointer not in allocated block")
371         }
372
373         if uintptr(e.data) != base {
374                 // As an implementation detail we allow to set finalizers for an inner byte
375                 // of an object if it could come from tiny alloc (see mallocgc for details).
376                 if ot.elem == nil || ot.elem.ptrdata != 0 || ot.elem.size >= maxTinySize {
377                         throw("runtime.SetFinalizer: pointer not at beginning of allocated block")
378                 }
379         }
380
381         f := efaceOf(&finalizer)
382         ftyp := f._type
383         if ftyp == nil {
384                 // switch to system stack and remove finalizer
385                 systemstack(func() {
386                         removefinalizer(e.data)
387                 })
388                 return
389         }
390
391         if ftyp.kind&kindMask != kindFunc {
392                 throw("runtime.SetFinalizer: second argument is " + ftyp.string() + ", not a function")
393         }
394         ft := (*functype)(unsafe.Pointer(ftyp))
395         if ft.dotdotdot() {
396                 throw("runtime.SetFinalizer: cannot pass " + etyp.string() + " to finalizer " + ftyp.string() + " because dotdotdot")
397         }
398         if ft.inCount != 1 {
399                 throw("runtime.SetFinalizer: cannot pass " + etyp.string() + " to finalizer " + ftyp.string())
400         }
401         fint := ft.in()[0]
402         switch {
403         case fint == etyp:
404                 // ok - same type
405                 goto okarg
406         case fint.kind&kindMask == kindPtr:
407                 if (fint.uncommon() == nil || etyp.uncommon() == nil) && (*ptrtype)(unsafe.Pointer(fint)).elem == ot.elem {
408                         // ok - not same type, but both pointers,
409                         // one or the other is unnamed, and same element type, so assignable.
410                         goto okarg
411                 }
412         case fint.kind&kindMask == kindInterface:
413                 ityp := (*interfacetype)(unsafe.Pointer(fint))
414                 if len(ityp.mhdr) == 0 {
415                         // ok - satisfies empty interface
416                         goto okarg
417                 }
418                 if iface := assertE2I2(ityp, *efaceOf(&obj)); iface.tab != nil {
419                         goto okarg
420                 }
421         }
422         throw("runtime.SetFinalizer: cannot pass " + etyp.string() + " to finalizer " + ftyp.string())
423 okarg:
424         // compute size needed for return parameters
425         nret := uintptr(0)
426         for _, t := range ft.out() {
427                 nret = alignUp(nret, uintptr(t.align)) + uintptr(t.size)
428         }
429         nret = alignUp(nret, goarch.PtrSize)
430
431         // make sure we have a finalizer goroutine
432         createfing()
433
434         systemstack(func() {
435                 if !addfinalizer(e.data, (*funcval)(f.data), nret, fint, ot) {
436                         throw("runtime.SetFinalizer: finalizer already set")
437                 }
438         })
439 }
440
441 // Mark KeepAlive as noinline so that it is easily detectable as an intrinsic.
442 //go:noinline
443
444 // KeepAlive marks its argument as currently reachable.
445 // This ensures that the object is not freed, and its finalizer is not run,
446 // before the point in the program where KeepAlive is called.
447 //
448 // A very simplified example showing where KeepAlive is required:
449 //      type File struct { d int }
450 //      d, err := syscall.Open("/file/path", syscall.O_RDONLY, 0)
451 //      // ... do something if err != nil ...
452 //      p := &File{d}
453 //      runtime.SetFinalizer(p, func(p *File) { syscall.Close(p.d) })
454 //      var buf [10]byte
455 //      n, err := syscall.Read(p.d, buf[:])
456 //      // Ensure p is not finalized until Read returns.
457 //      runtime.KeepAlive(p)
458 //      // No more uses of p after this point.
459 //
460 // Without the KeepAlive call, the finalizer could run at the start of
461 // syscall.Read, closing the file descriptor before syscall.Read makes
462 // the actual system call.
463 //
464 // Note: KeepAlive should only be used to prevent finalizers from
465 // running prematurely. In particular, when used with unsafe.Pointer,
466 // the rules for valid uses of unsafe.Pointer still apply.
467 func KeepAlive(x any) {
468         // Introduce a use of x that the compiler can't eliminate.
469         // This makes sure x is alive on entry. We need x to be alive
470         // on entry for "defer runtime.KeepAlive(x)"; see issue 21402.
471         if cgoAlwaysFalse {
472                 println(x)
473         }
474 }