]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/runtime/stubs.go
cmd/compile: batch write barrier calls
[gostls13.git] / src / runtime / stubs.go
1 // Copyright 2014 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 package runtime
6
7 import (
8         "internal/abi"
9         "internal/goarch"
10         "runtime/internal/math"
11         "unsafe"
12 )
13
14 // Should be a built-in for unsafe.Pointer?
15 //
16 //go:nosplit
17 func add(p unsafe.Pointer, x uintptr) unsafe.Pointer {
18         return unsafe.Pointer(uintptr(p) + x)
19 }
20
21 // getg returns the pointer to the current g.
22 // The compiler rewrites calls to this function into instructions
23 // that fetch the g directly (from TLS or from the dedicated register).
24 func getg() *g
25
26 // mcall switches from the g to the g0 stack and invokes fn(g),
27 // where g is the goroutine that made the call.
28 // mcall saves g's current PC/SP in g->sched so that it can be restored later.
29 // It is up to fn to arrange for that later execution, typically by recording
30 // g in a data structure, causing something to call ready(g) later.
31 // mcall returns to the original goroutine g later, when g has been rescheduled.
32 // fn must not return at all; typically it ends by calling schedule, to let the m
33 // run other goroutines.
34 //
35 // mcall can only be called from g stacks (not g0, not gsignal).
36 //
37 // This must NOT be go:noescape: if fn is a stack-allocated closure,
38 // fn puts g on a run queue, and g executes before fn returns, the
39 // closure will be invalidated while it is still executing.
40 func mcall(fn func(*g))
41
42 // systemstack runs fn on a system stack.
43 // If systemstack is called from the per-OS-thread (g0) stack, or
44 // if systemstack is called from the signal handling (gsignal) stack,
45 // systemstack calls fn directly and returns.
46 // Otherwise, systemstack is being called from the limited stack
47 // of an ordinary goroutine. In this case, systemstack switches
48 // to the per-OS-thread stack, calls fn, and switches back.
49 // It is common to use a func literal as the argument, in order
50 // to share inputs and outputs with the code around the call
51 // to system stack:
52 //
53 //      ... set up y ...
54 //      systemstack(func() {
55 //              x = bigcall(y)
56 //      })
57 //      ... use x ...
58 //
59 //go:noescape
60 func systemstack(fn func())
61
62 //go:nosplit
63 //go:nowritebarrierrec
64 func badsystemstack() {
65         writeErrStr("fatal: systemstack called from unexpected goroutine")
66 }
67
68 // memclrNoHeapPointers clears n bytes starting at ptr.
69 //
70 // Usually you should use typedmemclr. memclrNoHeapPointers should be
71 // used only when the caller knows that *ptr contains no heap pointers
72 // because either:
73 //
74 // *ptr is initialized memory and its type is pointer-free, or
75 //
76 // *ptr is uninitialized memory (e.g., memory that's being reused
77 // for a new allocation) and hence contains only "junk".
78 //
79 // memclrNoHeapPointers ensures that if ptr is pointer-aligned, and n
80 // is a multiple of the pointer size, then any pointer-aligned,
81 // pointer-sized portion is cleared atomically. Despite the function
82 // name, this is necessary because this function is the underlying
83 // implementation of typedmemclr and memclrHasPointers. See the doc of
84 // memmove for more details.
85 //
86 // The (CPU-specific) implementations of this function are in memclr_*.s.
87 //
88 //go:noescape
89 func memclrNoHeapPointers(ptr unsafe.Pointer, n uintptr)
90
91 //go:linkname reflect_memclrNoHeapPointers reflect.memclrNoHeapPointers
92 func reflect_memclrNoHeapPointers(ptr unsafe.Pointer, n uintptr) {
93         memclrNoHeapPointers(ptr, n)
94 }
95
96 // memmove copies n bytes from "from" to "to".
97 //
98 // memmove ensures that any pointer in "from" is written to "to" with
99 // an indivisible write, so that racy reads cannot observe a
100 // half-written pointer. This is necessary to prevent the garbage
101 // collector from observing invalid pointers, and differs from memmove
102 // in unmanaged languages. However, memmove is only required to do
103 // this if "from" and "to" may contain pointers, which can only be the
104 // case if "from", "to", and "n" are all be word-aligned.
105 //
106 // Implementations are in memmove_*.s.
107 //
108 //go:noescape
109 func memmove(to, from unsafe.Pointer, n uintptr)
110
111 // Outside assembly calls memmove. Make sure it has ABI wrappers.
112 //
113 //go:linkname memmove
114
115 //go:linkname reflect_memmove reflect.memmove
116 func reflect_memmove(to, from unsafe.Pointer, n uintptr) {
117         memmove(to, from, n)
118 }
119
120 // exported value for testing
121 const hashLoad = float32(loadFactorNum) / float32(loadFactorDen)
122
123 //go:nosplit
124 func fastrand() uint32 {
125         mp := getg().m
126         // Implement wyrand: https://github.com/wangyi-fudan/wyhash
127         // Only the platform that math.Mul64 can be lowered
128         // by the compiler should be in this list.
129         if goarch.IsAmd64|goarch.IsArm64|goarch.IsPpc64|
130                 goarch.IsPpc64le|goarch.IsMips64|goarch.IsMips64le|
131                 goarch.IsS390x|goarch.IsRiscv64|goarch.IsLoong64 == 1 {
132                 mp.fastrand += 0xa0761d6478bd642f
133                 hi, lo := math.Mul64(mp.fastrand, mp.fastrand^0xe7037ed1a0b428db)
134                 return uint32(hi ^ lo)
135         }
136
137         // Implement xorshift64+: 2 32-bit xorshift sequences added together.
138         // Shift triplet [17,7,16] was calculated as indicated in Marsaglia's
139         // Xorshift paper: https://www.jstatsoft.org/article/view/v008i14/xorshift.pdf
140         // This generator passes the SmallCrush suite, part of TestU01 framework:
141         // http://simul.iro.umontreal.ca/testu01/tu01.html
142         t := (*[2]uint32)(unsafe.Pointer(&mp.fastrand))
143         s1, s0 := t[0], t[1]
144         s1 ^= s1 << 17
145         s1 = s1 ^ s0 ^ s1>>7 ^ s0>>16
146         t[0], t[1] = s0, s1
147         return s0 + s1
148 }
149
150 //go:nosplit
151 func fastrandn(n uint32) uint32 {
152         // This is similar to fastrand() % n, but faster.
153         // See https://lemire.me/blog/2016/06/27/a-fast-alternative-to-the-modulo-reduction/
154         return uint32(uint64(fastrand()) * uint64(n) >> 32)
155 }
156
157 func fastrand64() uint64 {
158         mp := getg().m
159         // Implement wyrand: https://github.com/wangyi-fudan/wyhash
160         // Only the platform that math.Mul64 can be lowered
161         // by the compiler should be in this list.
162         if goarch.IsAmd64|goarch.IsArm64|goarch.IsPpc64|
163                 goarch.IsPpc64le|goarch.IsMips64|goarch.IsMips64le|
164                 goarch.IsS390x|goarch.IsRiscv64 == 1 {
165                 mp.fastrand += 0xa0761d6478bd642f
166                 hi, lo := math.Mul64(mp.fastrand, mp.fastrand^0xe7037ed1a0b428db)
167                 return hi ^ lo
168         }
169
170         // Implement xorshift64+: 2 32-bit xorshift sequences added together.
171         // Xorshift paper: https://www.jstatsoft.org/article/view/v008i14/xorshift.pdf
172         // This generator passes the SmallCrush suite, part of TestU01 framework:
173         // http://simul.iro.umontreal.ca/testu01/tu01.html
174         t := (*[2]uint32)(unsafe.Pointer(&mp.fastrand))
175         s1, s0 := t[0], t[1]
176         s1 ^= s1 << 17
177         s1 = s1 ^ s0 ^ s1>>7 ^ s0>>16
178         r := uint64(s0 + s1)
179
180         s0, s1 = s1, s0
181         s1 ^= s1 << 17
182         s1 = s1 ^ s0 ^ s1>>7 ^ s0>>16
183         r += uint64(s0+s1) << 32
184
185         t[0], t[1] = s0, s1
186         return r
187 }
188
189 func fastrandu() uint {
190         if goarch.PtrSize == 4 {
191                 return uint(fastrand())
192         }
193         return uint(fastrand64())
194 }
195
196 //go:linkname rand_fastrand64 math/rand.fastrand64
197 func rand_fastrand64() uint64 { return fastrand64() }
198
199 //go:linkname sync_fastrandn sync.fastrandn
200 func sync_fastrandn(n uint32) uint32 { return fastrandn(n) }
201
202 //go:linkname net_fastrandu net.fastrandu
203 func net_fastrandu() uint { return fastrandu() }
204
205 //go:linkname os_fastrand os.fastrand
206 func os_fastrand() uint32 { return fastrand() }
207
208 // in internal/bytealg/equal_*.s
209 //
210 //go:noescape
211 func memequal(a, b unsafe.Pointer, size uintptr) bool
212
213 // noescape hides a pointer from escape analysis.  noescape is
214 // the identity function but escape analysis doesn't think the
215 // output depends on the input.  noescape is inlined and currently
216 // compiles down to zero instructions.
217 // USE CAREFULLY!
218 //
219 //go:nosplit
220 func noescape(p unsafe.Pointer) unsafe.Pointer {
221         x := uintptr(p)
222         return unsafe.Pointer(x ^ 0)
223 }
224
225 // Not all cgocallback frames are actually cgocallback,
226 // so not all have these arguments. Mark them uintptr so that the GC
227 // does not misinterpret memory when the arguments are not present.
228 // cgocallback is not called from Go, only from crosscall2.
229 // This in turn calls cgocallbackg, which is where we'll find
230 // pointer-declared arguments.
231 func cgocallback(fn, frame, ctxt uintptr)
232
233 func gogo(buf *gobuf)
234
235 func asminit()
236 func setg(gg *g)
237 func breakpoint()
238
239 // reflectcall calls fn with arguments described by stackArgs, stackArgsSize,
240 // frameSize, and regArgs.
241 //
242 // Arguments passed on the stack and space for return values passed on the stack
243 // must be laid out at the space pointed to by stackArgs (with total length
244 // stackArgsSize) according to the ABI.
245 //
246 // stackRetOffset must be some value <= stackArgsSize that indicates the
247 // offset within stackArgs where the return value space begins.
248 //
249 // frameSize is the total size of the argument frame at stackArgs and must
250 // therefore be >= stackArgsSize. It must include additional space for spilling
251 // register arguments for stack growth and preemption.
252 //
253 // TODO(mknyszek): Once we don't need the additional spill space, remove frameSize,
254 // since frameSize will be redundant with stackArgsSize.
255 //
256 // Arguments passed in registers must be laid out in regArgs according to the ABI.
257 // regArgs will hold any return values passed in registers after the call.
258 //
259 // reflectcall copies stack arguments from stackArgs to the goroutine stack, and
260 // then copies back stackArgsSize-stackRetOffset bytes back to the return space
261 // in stackArgs once fn has completed. It also "unspills" argument registers from
262 // regArgs before calling fn, and spills them back into regArgs immediately
263 // following the call to fn. If there are results being returned on the stack,
264 // the caller should pass the argument frame type as stackArgsType so that
265 // reflectcall can execute appropriate write barriers during the copy.
266 //
267 // reflectcall expects regArgs.ReturnIsPtr to be populated indicating which
268 // registers on the return path will contain Go pointers. It will then store
269 // these pointers in regArgs.Ptrs such that they are visible to the GC.
270 //
271 // Package reflect passes a frame type. In package runtime, there is only
272 // one call that copies results back, in callbackWrap in syscall_windows.go, and it
273 // does NOT pass a frame type, meaning there are no write barriers invoked. See that
274 // call site for justification.
275 //
276 // Package reflect accesses this symbol through a linkname.
277 //
278 // Arguments passed through to reflectcall do not escape. The type is used
279 // only in a very limited callee of reflectcall, the stackArgs are copied, and
280 // regArgs is only used in the reflectcall frame.
281 //
282 //go:noescape
283 func reflectcall(stackArgsType *_type, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
284
285 func procyield(cycles uint32)
286
287 type neverCallThisFunction struct{}
288
289 // goexit is the return stub at the top of every goroutine call stack.
290 // Each goroutine stack is constructed as if goexit called the
291 // goroutine's entry point function, so that when the entry point
292 // function returns, it will return to goexit, which will call goexit1
293 // to perform the actual exit.
294 //
295 // This function must never be called directly. Call goexit1 instead.
296 // gentraceback assumes that goexit terminates the stack. A direct
297 // call on the stack will cause gentraceback to stop walking the stack
298 // prematurely and if there is leftover state it may panic.
299 func goexit(neverCallThisFunction)
300
301 // publicationBarrier performs a store/store barrier (a "publication"
302 // or "export" barrier). Some form of synchronization is required
303 // between initializing an object and making that object accessible to
304 // another processor. Without synchronization, the initialization
305 // writes and the "publication" write may be reordered, allowing the
306 // other processor to follow the pointer and observe an uninitialized
307 // object. In general, higher-level synchronization should be used,
308 // such as locking or an atomic pointer write. publicationBarrier is
309 // for when those aren't an option, such as in the implementation of
310 // the memory manager.
311 //
312 // There's no corresponding barrier for the read side because the read
313 // side naturally has a data dependency order. All architectures that
314 // Go supports or seems likely to ever support automatically enforce
315 // data dependency ordering.
316 func publicationBarrier()
317
318 // getcallerpc returns the program counter (PC) of its caller's caller.
319 // getcallersp returns the stack pointer (SP) of its caller's caller.
320 // The implementation may be a compiler intrinsic; there is not
321 // necessarily code implementing this on every platform.
322 //
323 // For example:
324 //
325 //      func f(arg1, arg2, arg3 int) {
326 //              pc := getcallerpc()
327 //              sp := getcallersp()
328 //      }
329 //
330 // These two lines find the PC and SP immediately following
331 // the call to f (where f will return).
332 //
333 // The call to getcallerpc and getcallersp must be done in the
334 // frame being asked about.
335 //
336 // The result of getcallersp is correct at the time of the return,
337 // but it may be invalidated by any subsequent call to a function
338 // that might relocate the stack in order to grow or shrink it.
339 // A general rule is that the result of getcallersp should be used
340 // immediately and can only be passed to nosplit functions.
341
342 //go:noescape
343 func getcallerpc() uintptr
344
345 //go:noescape
346 func getcallersp() uintptr // implemented as an intrinsic on all platforms
347
348 // getclosureptr returns the pointer to the current closure.
349 // getclosureptr can only be used in an assignment statement
350 // at the entry of a function. Moreover, go:nosplit directive
351 // must be specified at the declaration of caller function,
352 // so that the function prolog does not clobber the closure register.
353 // for example:
354 //
355 //      //go:nosplit
356 //      func f(arg1, arg2, arg3 int) {
357 //              dx := getclosureptr()
358 //      }
359 //
360 // The compiler rewrites calls to this function into instructions that fetch the
361 // pointer from a well-known register (DX on x86 architecture, etc.) directly.
362 func getclosureptr() uintptr
363
364 //go:noescape
365 func asmcgocall(fn, arg unsafe.Pointer) int32
366
367 func morestack()
368 func morestack_noctxt()
369 func rt0_go()
370
371 // return0 is a stub used to return 0 from deferproc.
372 // It is called at the very end of deferproc to signal
373 // the calling Go function that it should not jump
374 // to deferreturn.
375 // in asm_*.s
376 func return0()
377
378 // in asm_*.s
379 // not called directly; definitions here supply type information for traceback.
380 // These must have the same signature (arg pointer map) as reflectcall.
381 func call16(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
382 func call32(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
383 func call64(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
384 func call128(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
385 func call256(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
386 func call512(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
387 func call1024(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
388 func call2048(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
389 func call4096(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
390 func call8192(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
391 func call16384(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
392 func call32768(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
393 func call65536(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
394 func call131072(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
395 func call262144(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
396 func call524288(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
397 func call1048576(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
398 func call2097152(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
399 func call4194304(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
400 func call8388608(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
401 func call16777216(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
402 func call33554432(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
403 func call67108864(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
404 func call134217728(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
405 func call268435456(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
406 func call536870912(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
407 func call1073741824(typ, fn, stackArgs unsafe.Pointer, stackArgsSize, stackRetOffset, frameSize uint32, regArgs *abi.RegArgs)
408
409 func systemstack_switch()
410
411 // alignUp rounds n up to a multiple of a. a must be a power of 2.
412 func alignUp(n, a uintptr) uintptr {
413         return (n + a - 1) &^ (a - 1)
414 }
415
416 // alignDown rounds n down to a multiple of a. a must be a power of 2.
417 func alignDown(n, a uintptr) uintptr {
418         return n &^ (a - 1)
419 }
420
421 // divRoundUp returns ceil(n / a).
422 func divRoundUp(n, a uintptr) uintptr {
423         // a is generally a power of two. This will get inlined and
424         // the compiler will optimize the division.
425         return (n + a - 1) / a
426 }
427
428 // checkASM reports whether assembly runtime checks have passed.
429 func checkASM() bool
430
431 func memequal_varlen(a, b unsafe.Pointer) bool
432
433 // bool2int returns 0 if x is false or 1 if x is true.
434 func bool2int(x bool) int {
435         // Avoid branches. In the SSA compiler, this compiles to
436         // exactly what you would want it to.
437         return int(uint8(*(*uint8)(unsafe.Pointer(&x))))
438 }
439
440 // abort crashes the runtime in situations where even throw might not
441 // work. In general it should do something a debugger will recognize
442 // (e.g., an INT3 on x86). A crash in abort is recognized by the
443 // signal handler, which will attempt to tear down the runtime
444 // immediately.
445 func abort()
446
447 // Called from compiled code; declared for vet; do NOT call from Go.
448 func gcWriteBarrier1()
449 func gcWriteBarrier2()
450 func gcWriteBarrier3()
451 func gcWriteBarrier4()
452 func gcWriteBarrier5()
453 func gcWriteBarrier6()
454 func gcWriteBarrier7()
455 func gcWriteBarrier8()
456 func duffzero()
457 func duffcopy()
458
459 // Called from linker-generated .initarray; declared for go vet; do NOT call from Go.
460 func addmoduledata()
461
462 // Injected by the signal handler for panicking signals.
463 // Initializes any registers that have fixed meaning at calls but
464 // are scratch in bodies and calls sigpanic.
465 // On many platforms it just jumps to sigpanic.
466 func sigpanic0()
467
468 // intArgRegs is used by the various register assignment
469 // algorithm implementations in the runtime. These include:.
470 // - Finalizers (mfinal.go)
471 // - Windows callbacks (syscall_windows.go)
472 //
473 // Both are stripped-down versions of the algorithm since they
474 // only have to deal with a subset of cases (finalizers only
475 // take a pointer or interface argument, Go Windows callbacks
476 // don't support floating point).
477 //
478 // It should be modified with care and are generally only
479 // modified when testing this package.
480 //
481 // It should never be set higher than its internal/abi
482 // constant counterparts, because the system relies on a
483 // structure that is at least large enough to hold the
484 // registers the system supports.
485 //
486 // Protected by finlock.
487 var intArgRegs = abi.IntArgRegs