Fix deadlocks in GC on Windows.
[sbcl.git] / src / code / gc.lisp
index 020eab8..f869788 100644 (file)
 \f
 ;;;; DYNAMIC-USAGE and friends
 
-(declaim (special sb!vm:*read-only-space-free-pointer*
-                 sb!vm:*static-space-free-pointer*))
-
-(eval-when (:compile-toplevel :execute)
-  (sb!xc:defmacro def-c-var-frob (lisp-fun c-var-name)
-    `(progn
-       #!-sb-fluid (declaim (inline ,lisp-fun))
-       (defun ,lisp-fun ()
-        (sb!alien:extern-alien ,c-var-name (sb!alien:unsigned 32))))))
+#!-sb-fluid
+(declaim (inline current-dynamic-space-start))
+#!+gencgc
+(defun current-dynamic-space-start () sb!vm:dynamic-space-start)
+#!-gencgc
+(defun current-dynamic-space-start ()
+  (sb!alien:extern-alien "current_dynamic_space" sb!alien:unsigned-long))
 
-#!-sb-fluid (declaim (inline dynamic-usage))
-(def-c-var-frob dynamic-usage "bytes_allocated")
+#!-sb-fluid
+(declaim (inline dynamic-usage))
+#!+gencgc
+(defun dynamic-usage ()
+  (sb!alien:extern-alien "bytes_allocated" os-vm-size-t))
+#!-gencgc
+(defun dynamic-usage ()
+  (the (unsigned-byte 32)
+       (- (sb!sys:sap-int (sb!c::dynamic-space-free-pointer))
+          (current-dynamic-space-start))))
 
 (defun static-space-usage ()
-  (- (* sb!vm:*static-space-free-pointer* sb!vm:word-bytes)
+  (- (ash sb!vm:*static-space-free-pointer* sb!vm:n-fixnum-tag-bits)
      sb!vm:static-space-start))
 
 (defun read-only-space-usage ()
-  (- (* sb!vm::*read-only-space-free-pointer* sb!vm:word-bytes)
+  (- (ash sb!vm::*read-only-space-free-pointer* sb!vm:n-fixnum-tag-bits)
      sb!vm:read-only-space-start))
 
 (defun control-stack-usage ()
-  #!-x86 (- (sb!sys:sap-int (sb!c::control-stack-pointer-sap))
-            sb!vm:control-stack-start)
-  #!+x86 (- sb!vm:control-stack-end
-           (sb!sys:sap-int (sb!c::control-stack-pointer-sap))))
+  #!-stack-grows-downward-not-upward
+  (- (sb!sys:sap-int (sb!c::control-stack-pointer-sap))
+     (sb!sys:sap-int (sb!di::descriptor-sap sb!vm:*control-stack-start*)))
+  #!+stack-grows-downward-not-upward
+  (- (sb!sys:sap-int (sb!di::descriptor-sap sb!vm:*control-stack-end*))
+     (sb!sys:sap-int (sb!c::control-stack-pointer-sap))))
 
 (defun binding-stack-usage ()
   (- (sb!sys:sap-int (sb!c::binding-stack-pointer-sap))
-     sb!vm:binding-stack-start))
+     (sb!sys:sap-int (sb!di::descriptor-sap sb!vm:*binding-stack-start*))))
 \f
 ;;;; ROOM
 
   (format t "Static space usage is:    ~10:D bytes.~%" (static-space-usage))
   (format t "Control stack usage is:   ~10:D bytes.~%" (control-stack-usage))
   (format t "Binding stack usage is:   ~10:D bytes.~%" (binding-stack-usage))
+  #!+sb-thread
+  (format t
+          "Control and binding stack usage is for the current thread only.~%")
   (format t "Garbage collection is currently ~:[enabled~;DISABLED~].~%"
-         *gc-inhibit*))
+          *gc-inhibit*))
 
 (defun room-intermediate-info ()
   (room-minimal-info)
   (sb!vm:memory-usage :count-spaces '(:dynamic)
-                     :print-spaces t
-                     :cutoff 0.05s0
-                     :print-summary nil))
+                      :print-spaces t
+                      :cutoff 0.05f0
+                      :print-summary nil))
 
 (defun room-maximal-info ()
-  (room-minimal-info)
-  (sb!vm:memory-usage :count-spaces '(:static :dynamic))
-  (sb!vm:instance-usage :dynamic :top-n 10)
-  (sb!vm:instance-usage :static :top-n 10))
+  ;; FIXME: SB!VM:INSTANCE-USAGE calls suppressed until bug 344 is fixed
+  (room-intermediate-info)
+  ;; old way, could be restored when bug 344 fixed:
+  ;;x (room-minimal-info)
+  ;;x (sb!vm:memory-usage :count-spaces '(:static :dynamic))
+  ;;x (sb!vm:instance-usage :dynamic :top-n 10)
+  ;;x (sb!vm:instance-usage :static :top-n 10)
+  )
 
 (defun room (&optional (verbosity :default))
   #!+sb-doc
-  "Prints to *STANDARD-OUTPUT* information about the state of internal
+  "Print to *STANDARD-OUTPUT* information about the state of internal
   storage and its management. The optional argument controls the
-  verbosity of ROOM. If it is T, ROOM prints out a maximal amount of
+  verbosity of output. If it is T, ROOM prints out a maximal amount of
   information. If it is NIL, ROOM prints out a minimal amount of
   information. If it is :DEFAULT or it is not supplied, ROOM prints out
-  an intermediate amount of information. See also VM:MEMORY-USAGE and
-  VM:INSTANCE-USAGE for finer report control."
+  an intermediate amount of information."
   (fresh-line)
   (ecase verbosity
     ((t)
 \f
 ;;;; GET-BYTES-CONSED
 
-;;; internal state
-(defvar *last-bytes-in-use* nil)
-(defvar *total-bytes-consed* 0)
-(declaim (type (or index null) *last-bytes-in-use*))
-(declaim (type integer *total-bytes-consed*))
+;;; the total number of bytes freed so far (including any freeing
+;;; which goes on in PURIFY)
+;;;
+;;; (We save this so that we can calculate the total number of bytes
+;;; ever allocated by adding this to the number of bytes currently
+;;; allocated and never freed.)
+(declaim (type unsigned-byte *n-bytes-freed-or-purified*))
+(defvar *n-bytes-freed-or-purified* 0)
+(defun gc-reinit ()
+  (setq *gc-inhibit* nil)
+  (gc)
+  (setf *n-bytes-freed-or-purified* 0
+        *gc-run-time* 0
+        ;; See comment in interr.lisp
+        *heap-exhausted-error-condition* (make-condition 'heap-exhausted-error)))
 
-(declaim (ftype (function () unsigned-byte) get-bytes-consed))
+(declaim (ftype (sfunction () unsigned-byte) get-bytes-consed))
 (defun get-bytes-consed ()
   #!+sb-doc
-  "Returns the number of bytes consed since the first time this function
-  was called. The first time it is called, it returns zero."
-  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
-  (cond ((null *last-bytes-in-use*)
-        (setq *last-bytes-in-use* (dynamic-usage))
-        (setq *total-bytes-consed* 0))
-       (t
-        (let ((bytes (dynamic-usage)))
-          (incf *total-bytes-consed*
-                (the index (- bytes *last-bytes-in-use*)))
-          (setq *last-bytes-in-use* bytes))))
-  *total-bytes-consed*)
+  "Return the number of bytes consed since the program began. Typically
+this result will be a consed bignum, so if you have an application (e.g.
+profiling) which can't tolerate the overhead of consing bignums, you'll
+probably want either to hack in at a lower level (as the code in the
+SB-PROFILE package does), or to design a more microefficient interface
+and submit it as a patch."
+  (+ (dynamic-usage)
+     *n-bytes-freed-or-purified*))
 \f
-;;;; variables and constants
-
-;;; the default value of *BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS* and *GC-TRIGGER*
-(defconstant default-bytes-consed-between-gcs 2000000)
-
-;;; This variable is the user-settable variable that specifies the
-;;; minimum amount of dynamic space which must be consed before a GC
-;;; will be triggered.
-;;;
-;;; Unlike CMU CL, we don't export this variable. (There's no need to, since
-;;; the BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS function is SETFable.)
-(defvar *bytes-consed-between-gcs* default-bytes-consed-between-gcs
-  #!+sb-doc
-  "This number specifies the minimum number of bytes of dynamic space
-   that must be consed before the next GC will occur.")
-(declaim (type index *bytes-consed-between-gcs*))
-
 ;;;; GC hooks
 
-;;; These variables are a list of functions which are run before and
-;;; after garbage collection occurs.
-(defvar *before-gc-hooks* nil ; actually initialized in cold init
-  #!+sb-doc
-  "A list of functions that are called before garbage collection occurs.
-  The functions should take no arguments.")
-(defvar *after-gc-hooks* nil ; actually initialized in cold init
-  #!+sb-doc
-  "A list of functions that are called after garbage collection occurs.
-  The functions should take no arguments.")
-
-;;; This hook is invoked whenever SUB-GC intends to GC (unless the GC
-;;; was explicitly forced by calling SB!EXT:GC). If the hook function
-;;; returns NIL then the GC procedes; otherwise, the GC is inhibited and
-;;; *GC-INHIBIT* and *NEED-TO-COLLECT-GARBAGE* are left bound to T.
-;;; Presumably someone will call GC-ON later to collect the garbage.
-(defvar *gc-inhibit-hook* nil
-  #!+sb-doc
-  "Should be bound to a function or NIL. If it is a function, this
-  function should take one argument, the current amount of dynamic
-  usage. The function should return NIL if garbage collection should
-  continue and non-NIL if it should be inhibited. Use with caution.")
-
-(defvar *gc-verbose* nil ; (actually initialized in cold init)
-  #!+sb-doc
-  "Should low-level GC functions produce verbose diagnostic output?")
-
-(defvar *gc-notify-stream* nil ; (actually initialized in cold init)
-  #!+sb-doc
-  "When non-NIL, this must be a STREAM; and the functions bound to
-  *GC-NOTIFY-BEFORE* and *GC-NOTIFY-AFTER* are called with the
-  STREAM value before and after a garbage collection occurs
-  respectively.")
+(defvar *after-gc-hooks* nil
+  "Called after each garbage collection, except for garbage collections
+triggered during thread exits. In a multithreaded environment these hooks may
+run in any thread.")
 
-(defvar *gc-run-time* 0
-  #!+sb-doc
-  "The total CPU time spent doing garbage collection (as reported by
-   GET-INTERNAL-RUN-TIME.)")
-(declaim (type index *gc-run-time*))
-
-;;; a limit to help catch programs which allocate too much memory,
-;;; since a hard heap overflow is so hard to recover from. 
-(declaim (type (or unsigned-byte null) *soft-heap-limit*))
-(defvar *soft-heap-limit* nil)
-
-;;; Internal trigger. When the dynamic usage increases beyond this
-;;; amount, the system notes that a garbage collection needs to occur by
-;;; setting *NEED-TO-COLLECT-GARBAGE* to T. It starts out as NIL meaning
-;;; nobody has figured out what it should be yet.
-(defvar *gc-trigger* nil)
-
-(declaim (type (or index null) *gc-trigger*))
-
-;;; On the RT, we store the GC trigger in a ``static'' symbol instead of
-;;; letting magic C code handle it. It gets initialized by the startup
-;;; code. The X86 port defines this here because it uses the `ibmrt'
-;;; feature in the C code for allocation and binding stack access and
-;;; a lot of stuff wants this INTERNAL_GC_TRIGGER available as well.
-#!+(or ibmrt x86)
-(defvar sb!vm::*internal-gc-trigger*)
-
-;;;; The following specials are used to control when garbage collection
-;;;; occurs.
-
-;;; When non-NIL, inhibits garbage collection.
-(defvar *gc-inhibit*) ; initialized in cold init
-
-;;; This flag is used to prevent recursive entry into the garbage
-;;; collector.
-(defvar *already-maybe-gcing*) ; initialized in cold init
-
-;;; When T, indicates that the dynamic usage has exceeded the value
-;;; *GC-TRIGGER*.
-(defvar *need-to-collect-garbage* nil) ; initialized in cold init
-\f
-(defun default-gc-notify-before (notify-stream bytes-in-use)
-  (declare (type stream notify-stream))
-  (format notify-stream
-         "~&; GC is beginning with ~:D bytes in use.~%"
-         bytes-in-use)
-  (finish-output notify-stream))
-(defparameter *gc-notify-before* #'default-gc-notify-before
-  #!+sb-doc
-  "This function bound to this variable is invoked before GC'ing (unless
-  *GC-NOTIFY-STREAM* is NIL) with the value of *GC-NOTIFY-STREAM* and
-  current amount of dynamic usage (in bytes). It should notify the
-  user that the system is going to GC.")
-
-(defun default-gc-notify-after (notify-stream
-                               bytes-retained
-                               bytes-freed
-                               new-trigger)
-  (declare (type stream notify-stream))
-  (format notify-stream
-         "~&; GC has finished with ~:D bytes in use (~:D bytes freed).~%"
-         bytes-retained
-         bytes-freed)
-  (format notify-stream
-         "~&; The new GC trigger is ~:D bytes.~%"
-         new-trigger)
-  (finish-output notify-stream))
-(defparameter *gc-notify-after* #'default-gc-notify-after
-  #!+sb-doc
-  "The function bound to this variable is invoked after GC'ing (unless
-  *GC-VERBOSE* is NIL) with the value of *GC-NOTIFY-STREAM*,
-  the amount of dynamic usage (in bytes) now free, the number of
-  bytes freed by the GC, and the new GC trigger threshold. The function
-  should notify the user that the system has finished GC'ing.")
 \f
 ;;;; internal GC
 
-(sb!alien:def-alien-routine collect-garbage sb!c-call:int
-  #!+gencgc (last-gen sb!c-call:int))
+(sb!alien:define-alien-routine collect-garbage sb!alien:int
+  (#!+gencgc last-gen #!-gencgc ignore sb!alien:int))
 
-(sb!alien:def-alien-routine set-auto-gc-trigger sb!c-call:void
-  (dynamic-usage sb!c-call:unsigned-long))
+#!+sb-thread
+(progn
+  (sb!alien:define-alien-routine gc-stop-the-world sb!alien:void)
+  (sb!alien:define-alien-routine gc-start-the-world sb!alien:void))
+#!-sb-thread
+(progn
+  (defun gc-stop-the-world ())
+  (defun gc-start-the-world ()))
 
-(sb!alien:def-alien-routine clear-auto-gc-trigger sb!c-call:void)
-
-;;; This variable contains the function that does the real GC. This is
-;;; for low-level GC experimentation. Do not touch it if you do not
-;;; know what you are doing.
-(defvar *internal-gc* #'collect-garbage)
+#!+gencgc
+(progn
+  (sb!alien:define-alien-variable ("gc_logfile" %gc-logfile) (* char))
+  (defun (setf gc-logfile) (pathname)
+    (let ((new (when pathname
+                 (sb!alien:make-alien-string
+                  (native-namestring (translate-logical-pathname pathname)
+                                     :as-file t))))
+          (old %gc-logfile))
+      (setf %gc-logfile new)
+      (when old
+        (sb!alien:free-alien old))
+      pathname))
+  (defun gc-logfile ()
+    #!+sb-doc
+    "Return the pathname used to log garbage collections. Can be SETF.
+Default is NIL, meaning collections are not logged. If non-null, the
+designated file is opened before and after each collection, and generation
+statistics are appended to it."
+    (let ((val (cast %gc-logfile c-string)))
+      (when val
+        (native-pathname val))))
+  (declaim (inline dynamic-space-size))
+  (defun dynamic-space-size ()
+    "Size of the dynamic space in bytes."
+    (sb!alien:extern-alien "dynamic_space_size" os-vm-size-t)))
 \f
 ;;;; SUB-GC
 
-;;; Used to carefully invoke hooks.
-(eval-when (:compile-toplevel :execute)
-  (sb!xc:defmacro carefully-funcall (function &rest args)
-    `(handler-case (funcall ,function ,@args)
-       (error (cond)
-             (warn "(FUNCALL ~S~{ ~S~}) lost:~%~A" ',function ',args cond)
-             nil))))
-
-;;; SUB-GC decides when and if to do a garbage collection. The
-;;; VERBOSE-P flag controls whether or not the notify functions are
-;;; called. The FORCE-P flags controls if a GC should occur even if
-;;; the dynamic usage is not greater than *GC-TRIGGER*.
+;;; SUB-GC does a garbage collection.  This is called from three places:
+;;; (1) The C runtime will call here when it detects that we've consed
+;;;     enough to exceed the gc trigger threshold.  This is done in
+;;;     alloc() for gencgc or interrupt_maybe_gc() for cheneygc
+;;; (2) The user may request a collection using GC, below
+;;; (3) At the end of a WITHOUT-GCING section, we are called if
+;;;     *NEED-TO-COLLECT-GARBAGE* is true
 ;;;
+;;; This is different from the behaviour in 0.7 and earlier: it no
+;;; longer decides whether to GC based on thresholds.  If you call
+;;; SUB-GC you will definitely get a GC either now or when the
+;;; WITHOUT-GCING is over
+
 ;;; For GENCGC all generations < GEN will be GC'ed.
+
+(defvar *already-in-gc* (sb!thread:make-mutex :name "GC lock"))
+
+;;; A unique GC id. This is supplied for code that needs to detect
+;;; whether a GC has happened since some earlier point in time. For
+;;; example:
+;;;
+;;;   (let ((epoch *gc-epoch*))
+;;;      ...
+;;;      (unless (eql epoch *gc-epoch)
+;;;        ....))
 ;;;
-;;; FIXME: The VERBOSE-P stuff is no longer used.
-(defun sub-gc (&key (verbose-p *gc-verbose*) force-p #!+gencgc (gen 0))
-  (/show0 "entering SUB-GC")
-  (unless *already-maybe-gcing*
-    (/show0 "not *ALREADY-MAYBE-GCING*")
-    (let* ((*already-maybe-gcing* t)
-          (start-time (get-internal-run-time))
-          (pre-gc-dyn-usage (dynamic-usage))
-          ;; Currently we only check *SOFT-HEAP-LIMIT* at GC time,
-          ;; not for every allocation. That makes it cheap to do,
-          ;; even if it is a little ugly.
-          (soft-heap-limit-exceeded? (and *soft-heap-limit*
-                                          (> pre-gc-dyn-usage
-                                             *soft-heap-limit*)))
-          (*soft-heap-limit* (if soft-heap-limit-exceeded?
-                                 (+ pre-gc-dyn-usage
-                                    *bytes-consed-between-gcs*)
-                                 *soft-heap-limit*)))
-      (when soft-heap-limit-exceeded?
-       (cerror "Continue with GC."
-               "soft heap limit exceeded (temporary new limit=~D)"
-               *soft-heap-limit*))
-      (unless (integerp (symbol-value '*bytes-consed-between-gcs*))
-       ;; The noise w/ symbol-value above is to keep the compiler
-       ;; from optimizing the test away because of the type declaim
-       ;; for *bytes-consed-between-gcs*.
-       ;;
-       ;; FIXME: I'm inclined either to get rid of the DECLAIM or to
-       ;; trust it, instead of doing this weird hack. It's not
-       ;; particularly trustable, since (SETF
-       ;; *BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS* 'SEVEN) works. But it's also not
-       ;; very nice to have the type of the variable specified in two
-       ;; places which can (and in CMU CL 2.4.8 did, INTEGER vs.
-       ;; INDEX) drift apart. So perhaps we should just add a note to
-       ;; the variable documentation for *BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS*
-       ;; that it must be an INDEX, and remove the DECLAIM. Or we
-       ;; could make a SETFable (BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS) function
-       ;; and enforce the typing that way. And in fact the SETFable
-       ;; function already exists, so all we need do is make the
-       ;; variable private, and then we can trust the DECLAIM.
-       (warn "The value of *BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS*, ~S, is not an ~
-              integer. Resetting it to ~D."
-             *bytes-consed-between-gcs*
-              default-bytes-consed-between-gcs)
-       (setf *bytes-consed-between-gcs* default-bytes-consed-between-gcs))
-      (when (and *gc-trigger* (> pre-gc-dyn-usage *gc-trigger*))
-       (/show0 "setting *NEED-TO-COLLECT-GARBAGE* to T")
-       (setf *need-to-collect-garbage* t))
-      (when (or force-p
-               (and *need-to-collect-garbage* (not *gc-inhibit*)))
-       (/show0 "Evidently we ought to collect garbage..")
-       (when (and (not force-p)
-                  *gc-inhibit-hook*
-                  (carefully-funcall *gc-inhibit-hook* pre-gc-dyn-usage))
-         (/show0 "..but we're inhibited.")
-         (setf *gc-inhibit* t)
-         (return-from sub-gc nil))
-       ;; KLUDGE: Wow, we really mask interrupts all the time we're
-       ;; collecting garbage? That seems like a long time.. -- WHN 19991129
-       (without-interrupts
-        ;; FIXME: We probably shouldn't do this evil thing to
-        ;; *STANDARD-OUTPUT* in a binding which is wrapped around
-        ;; calls to user-settable GC hook functions.
-         (let ((*standard-output* *terminal-io*))
-           (when *gc-notify-stream*
-             (/show0 "doing the *GC-NOTIFY-BEFORE* thing")
-             (if (streamp *gc-notify-stream*)
-                 (carefully-funcall *gc-notify-before*
-                                    *gc-notify-stream*
-                                    pre-gc-dyn-usage)
-                 (warn
-                  "*GC-NOTIFY-STREAM* is set, but not a STREAM -- ignored.")))
-           (dolist (hook *before-gc-hooks*)
-             (/show0 "doing a hook from *BEFORE-GC-HOOKS*")
-             (carefully-funcall hook))
-           (when *gc-trigger*
-             (clear-auto-gc-trigger))
-           (/show0 "FUNCALLing *INTERNAL-GC*, one way or another")
-           #!-gencgc (funcall *internal-gc*)
-           ;; FIXME: This EQ test is pretty gross. Among its other
-           ;; nastinesses, it looks as though it could break if we
-           ;; recompile COLLECT-GARBAGE.
-           #!+gencgc (if (eq *internal-gc* #'collect-garbage)
-                         (funcall *internal-gc* gen)
-                         (funcall *internal-gc*))
-           (/show0 "back from FUNCALL to *INTERNAL-GC*")
-           (let* ((post-gc-dyn-usage (dynamic-usage))
-                  (bytes-freed (- pre-gc-dyn-usage post-gc-dyn-usage)))
-             (/show0 "got (DYNAMIC-USAGE) and BYTES-FREED")
-             (when *last-bytes-in-use*
-               (/show0 "doing *LAST-BYTES-IN-USE* thing")
-               (incf *total-bytes-consed*
-                     (- pre-gc-dyn-usage *last-bytes-in-use*))
-               (/show0 "setting *LAST-BYTES-IN-USE*")
-               (setq *last-bytes-in-use* post-gc-dyn-usage))
-             (/show0 "clearing *NEED-TO-COLLECT-GARBAGE*")
-             (setf *need-to-collect-garbage* nil)
-             (/show0 "calculating NEW-GC-TRIGGER")
-             (let ((new-gc-trigger (+ post-gc-dyn-usage
-                                      *bytes-consed-between-gcs*)))
-               (/show0 "setting *GC-TRIGGER*")
-               (setf *gc-trigger* new-gc-trigger))
-             (/show0 "calling SET-AUTO-GC-TRIGGER")
-             (set-auto-gc-trigger *gc-trigger*)
-             (dolist (hook *after-gc-hooks*)
-               (/show0 "doing a hook from *AFTER-GC--HOOKS*")
-               ;; FIXME: This hook should be called with the same
-               ;; kind of information as *GC-NOTIFY-AFTER*. In
-               ;; particular, it would be nice for the hook function
-               ;; to be able to adjust *GC-TRIGGER* intelligently to
-               ;; e.g. 108% of total memory usage.
-               (carefully-funcall hook))
-             (when *gc-notify-stream*
-               (/show0 "doing the *GC-NOTIFY-AFTER* thing")
-               (if (streamp *gc-notify-stream*)
-                   (carefully-funcall *gc-notify-after*
-                                      *gc-notify-stream*
-                                      post-gc-dyn-usage
-                                      bytes-freed
-                                      *gc-trigger*)
-                   (warn
-                    "*GC-NOTIFY-STREAM* is set, but not a stream -- ignored.")))))
-         (/show0 "scrubbing control stack")
-         (scrub-control-stack)))
-      (/show0 "updating *GC-RUN-TIME*")
-      (incf *gc-run-time* (- (get-internal-run-time)
-                            start-time))))
-  ;; FIXME: should probably return (VALUES), here and in RETURN-FROM
-  (/show0 "returning from tail of SUB-GC")
-  nil)
-
-;;; This routine is called by the allocation miscops to decide whether
-;;; a GC should occur. The argument, OBJECT, is the newly allocated
-;;; object which must be returned to the caller.
-(defun maybe-gc (&optional object)
-  (sub-gc)
-  object)
+;;; This isn't just a fixnum counter since then we'd have theoretical
+;;; problems when exactly 2^29 GCs happen between epoch
+;;; comparisons. Unlikely, but the cost of using a cons instead is too
+;;; small to measure. -- JES, 2007-09-30
+(declaim (type cons *gc-epoch*))
+(defvar *gc-epoch* (cons nil nil))
+
+(defun sub-gc (&key (gen 0))
+  (cond (*gc-inhibit*
+         (setf *gc-pending* t)
+         nil)
+        (t
+         (flet ((perform-gc ()
+                  ;; Called from WITHOUT-GCING and WITHOUT-INTERRUPTS
+                  ;; after the world has been stopped, but it's an
+                  ;; awkwardly long piece of code to nest so deeply.
+                  (let ((old-usage (dynamic-usage))
+                        (new-usage 0)
+                        (start-time (get-internal-run-time)))
+                    (collect-garbage gen)
+                    (setf *gc-epoch* (cons nil nil))
+                    (let ((run-time (- (get-internal-run-time) start-time)))
+                      ;; KLUDGE: Sometimes we see the second getrusage() call
+                      ;; return a smaller value than the first, which can
+                      ;; lead to *GC-RUN-TIME* to going negative, which in
+                      ;; turn is a type-error.
+                      (when (plusp run-time)
+                        (incf *gc-run-time* run-time)))
+                    #!+sb-safepoint
+                    (setf *stop-for-gc-pending* nil)
+                    (setf *gc-pending* nil
+                          new-usage (dynamic-usage))
+                    #!+sb-thread
+                    (assert (not *stop-for-gc-pending*))
+                    (gc-start-the-world)
+                    ;; In a multithreaded environment the other threads
+                    ;; will see *n-b-f-o-p* change a little late, but
+                    ;; that's OK.
+                    ;; N.B. the outer without-gcing prevents this
+                    ;; function from being entered, so no need for
+                    ;; locking.
+                    (let ((freed (- old-usage new-usage)))
+                      ;; GENCGC occasionally reports negative here, but
+                      ;; the current belief is that it is part of the
+                      ;; normal order of things and not a bug.
+                      (when (plusp freed)
+                        (incf *n-bytes-freed-or-purified* freed))))))
+           (declare (inline perform-gc))
+           ;; Let's make sure we're not interrupted and that none of
+           ;; the deadline or deadlock detection stuff triggers.
+           (without-interrupts
+             (sb!thread::without-thread-waiting-for
+                 (:already-without-interrupts t)
+               (let ((sb!impl::*deadline* nil)
+                     (sb!impl::*deadline-seconds* nil)
+                     (epoch *gc-epoch*))
+                 (loop
+                  ;; GCing must be done without-gcing to avoid
+                  ;; recursive GC... but we can't block on
+                  ;; *already-in-gc* inside without-gcing: that would
+                  ;; cause a deadlock.
+                  (without-gcing
+                    ;; Try to grab that mutex.  On acquisition, stop
+                    ;; the world from with the mutex held, and then
+                    ;; execute the remainder of the GC: stopping the
+                    ;; world with interrupts disabled is the mother of
+                    ;; all critical sections.
+                    (cond ((sb!thread:with-mutex (*already-in-gc* :wait-p nil)
+                             (unsafe-clear-roots gen)
+                             (gc-stop-the-world)
+                             t)
+                           ;; Success! GC.
+                           (perform-gc)
+                           ;; Return, but leave *gc-pending* as is: we
+                           ;; did allocate a tiny bit after GCing.  In
+                           ;; theory, this could lead to a long chain
+                           ;; of tail-recursive (but not in explicit
+                           ;; tail position) GCs, but that doesn't
+                           ;; seem likely to happen too often... And
+                           ;; the old code already suffered from this
+                           ;; problem.
+                           (return t))
+                          (t
+                           ;; Some other thread is trying to GC. Clear
+                           ;; *gc-pending* (we already know we want a
+                           ;; GC to happen) and either let
+                           ;; without-gcing figure out that the world
+                           ;; is stopping, or try again.
+                           (setf *gc-pending* nil))))
+                  ;; we just wanted a minor GC, and a GC has
+                  ;; occurred. Leave, but don't execute after-gc
+                  ;; hooks.
+                  ;;
+                  ;; Return a 0 for easy ternary logic in the C
+                  ;; runtime.
+                  (when (and (eql gen 0)
+                             (neq epoch *gc-pending*))
+                    (return 0))))))))))
+
+(defun post-gc ()
+  ;; Outside the mutex, interrupts may be enabled: these may cause
+  ;; another GC. FIXME: it can potentially exceed maximum interrupt
+  ;; nesting by triggering GCs.
+  ;;
+  ;; Can that be avoided by having the finalizers and hooks run only
+  ;; from the outermost SUB-GC? If the nested GCs happen in interrupt
+  ;; handlers that's not enough.
+  ;;
+  ;; KLUDGE: Don't run the hooks in GC's if:
+  ;;
+  ;; A) this thread is dying, so that user-code never runs with
+  ;;    (thread-alive-p *current-thread*) => nil
+  ;;
+  ;; B) interrupts are disabled somewhere up the call chain since we
+  ;;    don't want to run user code in such a case.
+  ;;
+  ;; The long-term solution will be to keep a separate thread for
+  ;; finalizers and after-gc hooks.
+  (when (sb!thread:thread-alive-p sb!thread:*current-thread*)
+    (when *allow-with-interrupts*
+      (sb!thread::without-thread-waiting-for ()
+        (with-interrupts
+          (run-pending-finalizers)
+          (call-hooks "after-GC" *after-gc-hooks* :on-error :warn))))))
 
 ;;; This is the user-advertised garbage collection function.
-;;;
-;;; KLUDGE: GC shouldn't have different parameters depending on what
-;;; garbage collector we use. -- WHN 19991020
-#!-gencgc
-(defun gc (&optional (verbose-p *gc-verbose*))
-  #!+sb-doc
-  "Initiates a garbage collection. VERBOSE-P controls
-  whether or not GC statistics are printed."
-  (sub-gc :verbose-p verbose-p :force-p t))
-#!+gencgc
-(defun gc (&key (verbose *gc-verbose*) (gen 0) (full nil))
-  #!+sb-doc
-  "Initiates a garbage collection. VERBOSE controls whether or not GC
-  statistics are printed. GEN controls the number of generations to garbage
-  collect."
-  ;; FIXME: The bare 6 here (corresponding to a bare 6 in
-  ;; the gencgc.c sources) is nasty.
-  (sub-gc :verbose-p verbose :force-p t :gen (if full 6 gen)))
+(defun gc (&key (full nil) (gen 0) &allow-other-keys)
+  #!+(and sb-doc gencgc)
+  "Initiate a garbage collection.
+
+The default is to initiate a nursery collection, which may in turn
+trigger a collection of one or more older generations as well. If FULL
+is true, all generations are collected. If GEN is provided, it can be
+used to specify the oldest generation guaranteed to be collected.
+
+On CheneyGC platforms arguments FULL and GEN take no effect: a full
+collection is always preformed."
+  #!+(and sb-doc (not gencgc))
+  "Initiate a garbage collection.
+
+The collection is always a full collection.
+
+Arguments FULL and GEN can be used for compatibility with GENCGC
+platforms: there the default is to initiate a nursery collection,
+which may in turn trigger a collection of one or more older
+generations as well. If FULL is true, all generations are collected.
+If GEN is provided, it can be used to specify the oldest generation
+guaranteed to be collected."
+  (when (eq t (sub-gc :gen (if full sb!vm:+pseudo-static-generation+ gen)))
+    (post-gc)))
+
+(define-alien-routine scrub-control-stack sb!alien:void)
+
+(defun unsafe-clear-roots (gen)
+  #!-gencgc (declare (ignore gen))
+  ;; KLUDGE: Do things in an attempt to get rid of extra roots. Unsafe
+  ;; as having these cons more then we have space left leads to huge
+  ;; badness.
+  (scrub-control-stack)
+  ;; Power cache of the bignum printer: drops overly large bignums and
+  ;; removes duplicate entries.
+  (scrub-power-cache)
+  ;; Clear caches depending on the generation being collected.
+  #!+gencgc
+  (cond ((eql 0 gen))
+        ((eql 1 gen)
+         (ctype-of-cache-clear))
+        (t
+         (drop-all-hash-caches)))
+  #!-gencgc
+  (drop-all-hash-caches))
 \f
 ;;;; auxiliary functions
 
 (defun bytes-consed-between-gcs ()
   #!+sb-doc
-  "Return the amount of memory that will be allocated before the next garbage
-   collection is initiated. This can be set with SETF."
-  *bytes-consed-between-gcs*)
+  "The amount of memory that will be allocated before the next garbage
+collection is initiated. This can be set with SETF.
+
+On GENCGC platforms this is the nursery size, and defaults to 5% of dynamic
+space size.
+
+Note: currently changes to this value are lost when saving core."
+  (sb!alien:extern-alien "bytes_consed_between_gcs" os-vm-size-t))
+
 (defun (setf bytes-consed-between-gcs) (val)
-  ;; FIXME: Shouldn't this (and the DECLAIM for the underlying variable)
-  ;; be for a strictly positive number type, e.g.
-  ;; (AND (INTEGER 1) FIXNUM)?
   (declare (type index val))
-  (let ((old *bytes-consed-between-gcs*))
-    (setf *bytes-consed-between-gcs* val)
-    (when *gc-trigger*
-      (setf *gc-trigger* (+ *gc-trigger* (- val old)))
-      (cond ((<= (dynamic-usage) *gc-trigger*)
-            (clear-auto-gc-trigger)
-            (set-auto-gc-trigger *gc-trigger*))
-           (t
-            (sb!sys:scrub-control-stack)
-            (sub-gc)))))
-  val)
-
-(defun gc-on ()
-  #!+sb-doc
-  "Enables the garbage collector."
-  (setq *gc-inhibit* nil)
-  (when *need-to-collect-garbage*
-    (sub-gc))
-  nil)
+  (setf (sb!alien:extern-alien "bytes_consed_between_gcs" os-vm-size-t)
+        val))
 
-(defun gc-off ()
-  #!+sb-doc
-  "Disables the garbage collector."
-  (setq *gc-inhibit* t)
-  nil)
-\f
-;;;; initialization stuff
+(declaim (inline maybe-handle-pending-gc))
+(defun maybe-handle-pending-gc ()
+  (when (and (not *gc-inhibit*)
+             (or #!+sb-thread *stop-for-gc-pending*
+                 *gc-pending*))
+    (sb!unix::receive-pending-interrupt)))
 
-(defun gc-cold-init-or-reinit ()
-  (when *gc-trigger*
-    (if (< *gc-trigger* (dynamic-usage))
-       (sub-gc)
-       (set-auto-gc-trigger *gc-trigger*))))
+;;;; GENCGC specifics
+;;;;
+;;;; For documentation convenience, these have stubs on non-GENCGC platforms
+;;;; as well.
+#!+gencgc
+(deftype generation-index ()
+  '(integer 0 #.sb!vm:+pseudo-static-generation+))
+
+;;; FIXME: GENERATION (and PAGE, as seen in room.lisp) should probably be
+;;; defined in Lisp, and written to header files by genesis, instead of this
+;;; OAOOMiness -- this duplicates the struct definition in gencgc.c.
+#!+gencgc
+(define-alien-type generation
+    (struct generation
+            (alloc-start-page page-index-t)
+            (alloc-unboxed-start-page page-index-t)
+            (alloc-large-start-page page-index-t)
+            (alloc-large-unboxed-start-page page-index-t)
+            (bytes-allocated os-vm-size-t)
+            (gc-trigger os-vm-size-t)
+            (bytes-consed-between-gcs os-vm-size-t)
+            (number-of-gcs int)
+            (number-of-gcs-before-promotion int)
+            (cum-sum-bytes-allocated os-vm-size-t)
+            (minimum-age-before-gc double)))
+
+#!+gencgc
+(define-alien-variable generations
+    (array generation #.(1+ sb!vm:+pseudo-static-generation+)))
+
+(macrolet ((def (slot doc &optional setfp)
+             (declare (ignorable doc))
+             `(progn
+                (defun ,(symbolicate "GENERATION-" slot) (generation)
+                  #!+sb-doc
+                  ,doc
+                  #!+gencgc
+                  (declare (generation-index generation))
+                  #!-gencgc
+                  (declare (ignore generation))
+                  #!-gencgc
+                  (error "~S is a GENCGC only function and unavailable in this build"
+                         ',slot)
+                  #!+gencgc
+                  (slot (deref generations generation) ',slot))
+                ,@(when setfp
+                        `((defun (setf ,(symbolicate "GENERATION-" slot)) (value generation)
+                            #!+gencgc
+                            (declare (generation-index generation))
+                            #!-gencgc
+                            (declare (ignore value generation))
+                            #!-gencgc
+                            (error "(SETF ~S) is a GENCGC only function and unavailable in this build"
+                                   ',slot)
+                            #!+gencgc
+                            (setf (slot (deref generations generation) ',slot) value)))))))
+  (def bytes-consed-between-gcs
+      "Number of bytes that can be allocated to GENERATION before that
+generation is considered for garbage collection. This value is meaningless for
+generation 0 (the nursery): see BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS instead. Default is
+5% of the dynamic space size divided by the number of non-nursery generations.
+Can be assigned to using SETF. Available on GENCGC platforms only.
+
+Experimental: interface subject to change."
+    t)
+  (def minimum-age-before-gc
+      "Minimum average age of objects allocated to GENERATION before that
+generation is may be garbage collected. Default is 0.75. See also
+GENERATION-AVERAGE-AGE. Can be assigned to using SETF. Available on GENCGC
+platforms only.
+
+Experimental: interface subject to change."
+    t)
+  (def number-of-gcs-before-promotion
+      "Number of times garbage collection is done on GENERATION before
+automatic promotion to the next generation is triggered. Default is 1. Can be
+assigned to using SETF. Available on GENCGC platforms only.
+
+Experimental: interface subject to change."
+    t)
+  (def bytes-allocated
+      "Number of bytes allocated to GENERATION currently. Available on GENCGC
+platforms only.
+
+Experimental: interface subject to change.")
+  (def number-of-gcs
+      "Number of times garbage collection has been done on GENERATION without
+promotion. Available on GENCGC platforms only.
+
+Experimental: interface subject to change."))
+  (defun generation-average-age (generation)
+    "Average age of memory allocated to GENERATION: average number of times
+objects allocated to the generation have seen younger objects promoted to it.
+Available on GENCGC platforms only.
+
+Experimental: interface subject to change."
+    #!+gencgc
+    (declare (generation-index generation))
+    #!-gencgc (declare (ignore generation))
+    #!-gencgc
+    (error "~S is a GENCGC only function and unavailable in this build."
+           'generation-average-age)
+    #!+gencgc
+    (alien-funcall (extern-alien "generation_average_age"
+                                 (function double generation-index-t))
+                   generation))