]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/runtime/stubs.go
net: use fastrand64 in randInt
[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 var badsystemstackMsg = "fatal: systemstack called from unexpected goroutine"
63
64 //go:nosplit
65 //go:nowritebarrierrec
66 func badsystemstack() {
67         sp := stringStructOf(&badsystemstackMsg)
68         write(2, sp.str, int32(sp.len))
69 }
70
71 // memclrNoHeapPointers clears n bytes starting at ptr.
72 //
73 // Usually you should use typedmemclr. memclrNoHeapPointers should be
74 // used only when the caller knows that *ptr contains no heap pointers
75 // because either:
76 //
77 // *ptr is initialized memory and its type is pointer-free, or
78 //
79 // *ptr is uninitialized memory (e.g., memory that's being reused
80 // for a new allocation) and hence contains only "junk".
81 //
82 // memclrNoHeapPointers ensures that if ptr is pointer-aligned, and n
83 // is a multiple of the pointer size, then any pointer-aligned,
84 // pointer-sized portion is cleared atomically. Despite the function
85 // name, this is necessary because this function is the underlying
86 // implementation of typedmemclr and memclrHasPointers. See the doc of
87 // memmove for more details.
88 //
89 // The (CPU-specific) implementations of this function are in memclr_*.s.
90 //
91 //go:noescape
92 func memclrNoHeapPointers(ptr unsafe.Pointer, n uintptr)
93
94 //go:linkname reflect_memclrNoHeapPointers reflect.memclrNoHeapPointers
95 func reflect_memclrNoHeapPointers(ptr unsafe.Pointer, n uintptr) {
96         memclrNoHeapPointers(ptr, n)
97 }
98
99 // memmove copies n bytes from "from" to "to".
100 //
101 // memmove ensures that any pointer in "from" is written to "to" with
102 // an indivisible write, so that racy reads cannot observe a
103 // half-written pointer. This is necessary to prevent the garbage
104 // collector from observing invalid pointers, and differs from memmove
105 // in unmanaged languages. However, memmove is only required to do
106 // this if "from" and "to" may contain pointers, which can only be the
107 // case if "from", "to", and "n" are all be word-aligned.
108 //
109 // Implementations are in memmove_*.s.
110 //
111 //go:noescape
112 func memmove(to, from unsafe.Pointer, n uintptr)
113
114 // Outside assembly calls memmove. Make sure it has ABI wrappers.
115 //
116 //go:linkname memmove
117
118 //go:linkname reflect_memmove reflect.memmove
119 func reflect_memmove(to, from unsafe.Pointer, n uintptr) {
120         memmove(to, from, n)
121 }
122
123 // exported value for testing
124 const hashLoad = float32(loadFactorNum) / float32(loadFactorDen)
125
126 //go:nosplit
127 func fastrand() uint32 {
128         mp := getg().m
129         // Implement wyrand: https://github.com/wangyi-fudan/wyhash
130         // Only the platform that math.Mul64 can be lowered
131         // by the compiler should be in this list.
132         if goarch.IsAmd64|goarch.IsArm64|goarch.IsPpc64|
133                 goarch.IsPpc64le|goarch.IsMips64|goarch.IsMips64le|
134                 goarch.IsS390x|goarch.IsRiscv64 == 1 {
135                 mp.fastrand += 0xa0761d6478bd642f
136                 hi, lo := math.Mul64(mp.fastrand, mp.fastrand^0xe7037ed1a0b428db)
137                 return uint32(hi ^ lo)
138         }
139
140         // Implement xorshift64+: 2 32-bit xorshift sequences added together.
141         // Shift triplet [17,7,16] was calculated as indicated in Marsaglia's
142         // Xorshift paper: https://www.jstatsoft.org/article/view/v008i14/xorshift.pdf
143         // This generator passes the SmallCrush suite, part of TestU01 framework:
144         // http://simul.iro.umontreal.ca/testu01/tu01.html
145         t := (*[2]uint32)(unsafe.Pointer(&mp.fastrand))
146         s1, s0 := t[0], t[1]
147         s1 ^= s1 << 17
148         s1 = s1 ^ s0 ^ s1>>7 ^ s0>>16
149         t[0], t[1] = s0, s1
150         return s0 + s1
151 }
152
153 //go:nosplit
154 func fastrandn(n uint32) uint32 {
155         // This is similar to fastrand() % n, but faster.
156         // See https://lemire.me/blog/2016/06/27/a-fast-alternative-to-the-modulo-reduction/
157         return uint32(uint64(fastrand()) * uint64(n) >> 32)
158 }
159
160 func fastrand64() uint64 {
161         mp := getg().m
162         // Implement wyrand: https://github.com/wangyi-fudan/wyhash
163         // Only the platform that math.Mul64 can be lowered
164         // by the compiler should be in this list.
165         if goarch.IsAmd64|goarch.IsArm64|goarch.IsPpc64|
166                 goarch.IsPpc64le|goarch.IsMips64|goarch.IsMips64le|
167                 goarch.IsS390x|goarch.IsRiscv64 == 1 {
168                 mp.fastrand += 0xa0761d6478bd642f
169                 hi, lo := math.Mul64(mp.fastrand, mp.fastrand^0xe7037ed1a0b428db)
170                 return hi ^ lo
171         }
172
173         // Implement xorshift64+: 2 32-bit xorshift sequences added together.
174         // Xorshift paper: https://www.jstatsoft.org/article/view/v008i14/xorshift.pdf
175         // This generator passes the SmallCrush suite, part of TestU01 framework:
176         // http://simul.iro.umontreal.ca/testu01/tu01.html
177         t := (*[2]uint32)(unsafe.Pointer(&mp.fastrand))
178         s1, s0 := t[0], t[1]
179         s1 ^= s1 << 17
180         s1 = s1 ^ s0 ^ s1>>7 ^ s0>>16
181         r := uint64(s0 + s1)
182
183         s0, s1 = s1, s0
184         s1 ^= s1 << 17
185         s1 = s1 ^ s0 ^ s1>>7 ^ s0>>16
186         r += uint64(s0+s1) << 32
187
188         t[0], t[1] = s0, s1
189         return r
190 }
191
192 func fastrandu() uint {
193         if goarch.PtrSize == 4 {
194                 return uint(fastrand())
195         }
196         return uint(fastrand64())
197 }
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 gcWriteBarrier()
449 func duffzero()
450 func duffcopy()
451
452 // Called from linker-generated .initarray; declared for go vet; do NOT call from Go.
453 func addmoduledata()
454
455 // Injected by the signal handler for panicking signals.
456 // Initializes any registers that have fixed meaning at calls but
457 // are scratch in bodies and calls sigpanic.
458 // On many platforms it just jumps to sigpanic.
459 func sigpanic0()
460
461 // intArgRegs is used by the various register assignment
462 // algorithm implementations in the runtime. These include:.
463 // - Finalizers (mfinal.go)
464 // - Windows callbacks (syscall_windows.go)
465 //
466 // Both are stripped-down versions of the algorithm since they
467 // only have to deal with a subset of cases (finalizers only
468 // take a pointer or interface argument, Go Windows callbacks
469 // don't support floating point).
470 //
471 // It should be modified with care and are generally only
472 // modified when testing this package.
473 //
474 // It should never be set higher than its internal/abi
475 // constant counterparts, because the system relies on a
476 // structure that is at least large enough to hold the
477 // registers the system supports.
478 //
479 // Protected by finlock.
480 var intArgRegs = abi.IntArgRegs