Fix deadlocks in GC on Windows.
[sbcl.git] / src / code / gc.lisp
index 776acdd..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
-(progn
-  ;; This is called once per PROFILEd function call, so it's worth a
-  ;; little possible space cost to reduce its time cost.
-  #!-sb-fluid
-  (declaim (inline current-dynamic-space-start))
-  (def-c-var-frob current-dynamic-space-start "current_dynamic_space"))
+(defun current-dynamic-space-start ()
+  (sb!alien:extern-alien "current_dynamic_space" sb!alien:unsigned-long))
 
 #!-sb-fluid
-(declaim (inline dynamic-usage)) ; to reduce PROFILEd call overhead
+(declaim (inline dynamic-usage))
 #!+gencgc
-(def-c-var-frob dynamic-usage "bytes_allocated")
+(defun dynamic-usage ()
+  (sb!alien:extern-alien "bytes_allocated" os-vm-size-t))
 #!-gencgc
 (defun dynamic-usage ()
   (the (unsigned-byte 32)
           (current-dynamic-space-start))))
 
 (defun static-space-usage ()
-  (- (* sb!vm:*static-space-free-pointer* sb!vm:n-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:n-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 ()
   #!-stack-grows-downward-not-upward
   (- (sb!sys:sap-int (sb!c::control-stack-pointer-sap))
-     sb!vm:control-stack-start)
+     (sb!sys:sap-int (sb!di::descriptor-sap sb!vm:*control-stack-start*)))
   #!+stack-grows-downward-not-upward
-  (- sb!vm:control-stack-end
+  (- (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 0.05f0
-                     :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
 ;;; allocated and never freed.)
 (declaim (type unsigned-byte *n-bytes-freed-or-purified*))
 (defvar *n-bytes-freed-or-purified* 0)
-(push (lambda ()
-       (setf *n-bytes-freed-or-purified* 0))
-      ;; KLUDGE: It's probably not quite safely right either to do
-      ;; this in *BEFORE-SAVE-INITIALIZATIONS* (since consing, or even
-      ;; worse, something which depended on (GET-BYTES-CONSED), might
-      ;; happen after that) or in *AFTER-SAVE-INITIALIZATIONS*. But
-      ;; it's probably not a big problem, and there seems to be no
-      ;; other obvious time to do it. -- WHN 2001-07-30
-      *after-save-initializations*)
-
-(declaim (ftype (function () unsigned-byte) get-bytes-consed))
+(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 (sfunction () unsigned-byte) get-bytes-consed))
 (defun get-bytes-consed ()
   #!+sb-doc
   "Return the number of bytes consed since the program began. Typically
@@ -135,348 +131,383 @@ and submit it as a patch."
   (+ (dynamic-usage)
      *n-bytes-freed-or-purified*))
 \f
-;;;; variables and constants
-
-;;; 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 our BYTES-CONSED-BETWEEN-GCS function is SETFable.)
-(defvar *bytes-consed-between-gcs*
-  #!+gencgc (* 4 (expt 10 6))
-  ;; Stop-and-copy GC is really really slow when used too often. CSR
-  ;; reported that even on his old 64 Mb SPARC, 20 Mb is much faster
-  ;; than 4 Mb when rebuilding SBCL ca. 0.7.1. For modern machines
-  ;; with >> 128 Mb memory, the optimum could be significantly more
-  ;; than this, but at least 20 Mb should be better than 4 Mb.
-  #!-gencgc (* 20 (expt 10 6)))
-(declaim (type index *bytes-consed-between-gcs*))
-
 ;;;; GC hooks
 
-(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.")
-
-(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 *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*))
+(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.")
 
-;;; a limit to help catch programs which allocate too much memory,
-;;; since a hard heap overflow is so hard to recover from
-;;;
-;;; FIXME: Like *GC-TRIGGER*, this variable (1) should probably be
-;;; denominated in a larger unit than bytes and (2) should probably be
-;;; renamed so that it's clear from the name what unit it's
-;;; denominated in.
-(declaim (type (or unsigned-byte null) *soft-heap-limit*))
-(defvar *soft-heap-limit*
-  ;; As long as *GC-TRIGGER* is DECLAIMed as INDEX, we know that
-  ;; MOST-POSITIVE-FIXNUM is a hard limit on how much memory can be
-  ;; allocated. (Not necessarily *the* hard limit, which is fairly
-  ;; likely something like a Unix per-process limit that we don't know
-  ;; about, but a hard limit anyway.) And this gives us a reasonable
-  ;; conservative default for the soft limit...
-  (- most-positive-fixnum
-     *bytes-consed-between-gcs*))
-
-;;;; The following specials are used to control when garbage
-;;;; collection occurs.
-
-;;; 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.
-;;;
-;;; FIXME: *GC-TRIGGER* seems to be denominated in bytes, not words.
-;;; And limiting it to INDEX is fairly reasonable in order to avoid
-;;; bignum arithmetic on every allocation, and to minimize the need
-;;; for thought about weird gotchas of the GC-control mechanism itself
-;;; consing as it operates. But as of sbcl-0.7.5, 512Mbytes of memory
-;;; costs $54.95 at Fry's in Dallas but cheap consumer 64-bit machines
-;;; are still over the horizon, so gratuitously limiting our heap size
-;;; to FIXNUM bytes seems fairly stupid. It'd be reasonable to
-;;; (1) allow arbitrary UNSIGNED-BYTE values of *GC-TRIGGER*, or
-;;; (2) redenominate this variable in words instead of bytes, postponing
-;;;     the problem to heaps which exceed 50% of the machine's address
-;;;     space, or even
-;;; (3) redemoninate this variable in CONS-sized two-word units,
-;;;     allowing it to cover the entire memory space at the price of
-;;;     possible loss of clarity.
-;;; (And whatever is done, it'd also be good to rename the variable so
-;;; that it's clear what unit it's denominated in.)
-(declaim (type (or index null) *gc-trigger*))
-(defvar *gc-trigger* nil)
-
-;;; 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 at internal runtime ~:D.~%"
-   bytes-in-use
-   (get-internal-run-time))
-  (finish-output notify-stream))
-(defparameter *gc-notify-before* #'default-gc-notify-before
-  #!+sb-doc
-  "The 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)~@
-           ; at internal runtime ~:D. The new GC trigger is ~:D bytes.~%"
-         bytes-retained
-         bytes-freed
-         (get-internal-run-time)
-         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 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; or if *GC-NOTIFY-STREAM* is NIL, it's not invoked. The
-function should notify the user that the system has finished GC'ing.")
 \f
 ;;;; internal GC
 
 (sb!alien:define-alien-routine collect-garbage sb!alien:int
-  #!+gencgc (last-gen sb!alien:int))
-
-(sb!alien:define-alien-routine set-auto-gc-trigger sb!alien:void
-  (dynamic-usage sb!alien:unsigned-long))
+  (#!+gencgc last-gen #!-gencgc ignore sb!alien:int))
 
-(sb!alien:define-alien-routine clear-auto-gc-trigger sb!alien:void)
+#!+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 ()))
 
-;;; 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
 
-;;; This is 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 FORCE-P
-;;; flags controls whether 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.
-(defun sub-gc (&key force-p (gen 0))
-  (/show0 "entering SUB-GC")
-  (unless *already-maybe-gcing*
-    (let* ((*already-maybe-gcing* t)
-          (start-time (get-internal-run-time))
-          (pre-gc-dynamic-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-dynamic-usage
-                                             *soft-heap-limit*)))
-          (*soft-heap-limit* (if soft-heap-limit-exceeded?
-                                 (+ pre-gc-dynamic-usage
-                                    *bytes-consed-between-gcs*)
-                                 *soft-heap-limit*)))
-      (when soft-heap-limit-exceeded?
-       (cerror "Continue with GC."
-               "soft heap limit exceeded (temporary new limit=~W)"
-               *soft-heap-limit*))
-      (when (and *gc-trigger* (> pre-gc-dynamic-usage *gc-trigger*))
-       (setf *need-to-collect-garbage* t))
-      (when (or force-p
-               (and *need-to-collect-garbage* (not *gc-inhibit*)))
-       ;; 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*
-             (if (streamp *gc-notify-stream*)
-                 (carefully-funcall *gc-notify-before*
-                                    *gc-notify-stream*
-                                    pre-gc-dynamic-usage)
-                 (warn
-                  "*GC-NOTIFY-STREAM* is set, but not a STREAM -- ignored.")))
-           (dolist (hook *before-gc-hooks*)
-             (carefully-funcall hook))
-           (when *gc-trigger*
-             (clear-auto-gc-trigger))
-           (let* (;; We do DYNAMIC-USAGE once more here in order to
-                  ;; get a more accurate measurement of the space
-                  ;; actually freed, since the messing around, e.g.
-                  ;; GC-notify stuff, since the DYNAMIC-USAGE which
-                  ;; triggered GC could've done a fair amount of
-                  ;; consing.)
-                  (pre-internal-gc-dynamic-usage (dynamic-usage))
-                  (ignore-me
-                   #!-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. We should probably just
-                   ;; straighten out the interface so that all *INTERNAL-GC*
-                   ;; functions accept a GEN argument (and then the
-                   ;; non-generational ones just ignore it).
-                   #!+gencgc (if (eq *internal-gc* #'collect-garbage)
-                                 (funcall *internal-gc* gen)
-                                 (funcall *internal-gc*)))
-                  (post-gc-dynamic-usage (dynamic-usage))
-                  (n-bytes-freed (- pre-internal-gc-dynamic-usage
-                                    post-gc-dynamic-usage))
-                  ;; In sbcl-0.6.12.39, the raw N-BYTES-FREED from
-                  ;; GENCGC could sometimes be substantially negative
-                  ;; (e.g. -5872). I haven't looked into what causes
-                  ;; that, but I suspect it has to do with
-                  ;; fluctuating inefficiency in the way that the
-                  ;; GENCGC packs things into page boundaries.
-                  ;; Bumping the raw result up to 0 is a little ugly,
-                  ;; but shouldn't be a problem, and it's even
-                  ;; possible to sort of justify it: the packing
-                  ;; inefficiency which has caused (DYNAMIC-USAGE) to
-                  ;; grow is effectively consing, or at least
-                  ;; overhead of consing, so it's sort of correct to
-                  ;; add it to the running total of consing. ("Man
-                  ;; isn't a rational animal, he's a rationalizing
-                  ;; animal.":-) -- WHN 2001-06-23
-                  (eff-n-bytes-freed (max 0 n-bytes-freed)))
-             (declare (ignore ignore-me))
-             (/show0 "got (DYNAMIC-USAGE) and EFF-N-BYTES-FREED")
-             (incf *n-bytes-freed-or-purified*
-                   eff-n-bytes-freed)
-             (/show0 "clearing *NEED-TO-COLLECT-GARBAGE*")
-             (setf *need-to-collect-garbage* nil)
-             (/show0 "calculating NEW-GC-TRIGGER")
-             (let ((new-gc-trigger (+ post-gc-dynamic-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*
-               (if (streamp *gc-notify-stream*)
-                   (carefully-funcall *gc-notify-after*
-                                      *gc-notify-stream*
-                                      post-gc-dynamic-usage
-                                      eff-n-bytes-freed
-                                      *gc-trigger*)
-                   (warn
-                    "*GC-NOTIFY-STREAM* is set, but not a stream -- ignored.")))))
-         (scrub-control-stack)))       ;XXX again?  we did this from C ...
-      (incf *gc-run-time* (- (get-internal-run-time)
-                            start-time))))
-  ;; FIXME: should probably return (VALUES), here and in RETURN-FROM
-  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)
+
+(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)
+;;;        ....))
+;;;
+;;; 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.
-(defun gc (&key (gen 0) (full nil) &allow-other-keys)
+(defun gc (&key (full nil) (gen 0) &allow-other-keys)
   #!+(and sb-doc gencgc)
-  "Initiate a garbage collection. GEN controls the number of generations
-  to garbage collect."
-  #!+(and sb-doc (not gencgc))
-  "Initiate a garbage collection. GEN may be provided for compatibility with
-  generational garbage collectors, but is ignored in this implementation."
-  (sub-gc :force-p t :gen (if full 6 gen)))
+  "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
-            ;; FIXME: If SCRUB-CONTROL-STACK is required here, why
-            ;; isn't it built into SUB-GC? And *is* it required here?
-            (sb!sys:scrub-control-stack)
-            (sub-gc)))))
-  val)
-
-(defun gc-on ()
-  #!+sb-doc
-  "Enable 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
-  "Disable 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-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))