deps: update v8 to 4.3.61.21
[platform/upstream/nodejs.git] / deps / v8 / src / heap / spaces.h
1 // Copyright 2011 the V8 project authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4
5 #ifndef V8_HEAP_SPACES_H_
6 #define V8_HEAP_SPACES_H_
7
8 #include "src/allocation.h"
9 #include "src/base/atomicops.h"
10 #include "src/base/bits.h"
11 #include "src/base/platform/mutex.h"
12 #include "src/hashmap.h"
13 #include "src/list.h"
14 #include "src/log.h"
15 #include "src/utils.h"
16
17 namespace v8 {
18 namespace internal {
19
20 class Isolate;
21
22 // -----------------------------------------------------------------------------
23 // Heap structures:
24 //
25 // A JS heap consists of a young generation, an old generation, and a large
26 // object space. The young generation is divided into two semispaces. A
27 // scavenger implements Cheney's copying algorithm. The old generation is
28 // separated into a map space and an old object space. The map space contains
29 // all (and only) map objects, the rest of old objects go into the old space.
30 // The old generation is collected by a mark-sweep-compact collector.
31 //
32 // The semispaces of the young generation are contiguous.  The old and map
33 // spaces consists of a list of pages. A page has a page header and an object
34 // area.
35 //
36 // There is a separate large object space for objects larger than
37 // Page::kMaxHeapObjectSize, so that they do not have to move during
38 // collection. The large object space is paged. Pages in large object space
39 // may be larger than the page size.
40 //
41 // A store-buffer based write barrier is used to keep track of intergenerational
42 // references.  See heap/store-buffer.h.
43 //
44 // During scavenges and mark-sweep collections we sometimes (after a store
45 // buffer overflow) iterate intergenerational pointers without decoding heap
46 // object maps so if the page belongs to old pointer space or large object
47 // space it is essential to guarantee that the page does not contain any
48 // garbage pointers to new space: every pointer aligned word which satisfies
49 // the Heap::InNewSpace() predicate must be a pointer to a live heap object in
50 // new space. Thus objects in old pointer and large object spaces should have a
51 // special layout (e.g. no bare integer fields). This requirement does not
52 // apply to map space which is iterated in a special fashion. However we still
53 // require pointer fields of dead maps to be cleaned.
54 //
55 // To enable lazy cleaning of old space pages we can mark chunks of the page
56 // as being garbage.  Garbage sections are marked with a special map.  These
57 // sections are skipped when scanning the page, even if we are otherwise
58 // scanning without regard for object boundaries.  Garbage sections are chained
59 // together to form a free list after a GC.  Garbage sections created outside
60 // of GCs by object trunctation etc. may not be in the free list chain.  Very
61 // small free spaces are ignored, they need only be cleaned of bogus pointers
62 // into new space.
63 //
64 // Each page may have up to one special garbage section.  The start of this
65 // section is denoted by the top field in the space.  The end of the section
66 // is denoted by the limit field in the space.  This special garbage section
67 // is not marked with a free space map in the data.  The point of this section
68 // is to enable linear allocation without having to constantly update the byte
69 // array every time the top field is updated and a new object is created.  The
70 // special garbage section is not in the chain of garbage sections.
71 //
72 // Since the top and limit fields are in the space, not the page, only one page
73 // has a special garbage section, and if the top and limit are equal then there
74 // is no special garbage section.
75
76 // Some assertion macros used in the debugging mode.
77
78 #define DCHECK_PAGE_ALIGNED(address) \
79   DCHECK((OffsetFrom(address) & Page::kPageAlignmentMask) == 0)
80
81 #define DCHECK_OBJECT_ALIGNED(address) \
82   DCHECK((OffsetFrom(address) & kObjectAlignmentMask) == 0)
83
84 #define DCHECK_OBJECT_SIZE(size) \
85   DCHECK((0 < size) && (size <= Page::kMaxRegularHeapObjectSize))
86
87 #define DCHECK_PAGE_OFFSET(offset) \
88   DCHECK((Page::kObjectStartOffset <= offset) && (offset <= Page::kPageSize))
89
90 #define DCHECK_MAP_PAGE_INDEX(index) \
91   DCHECK((0 <= index) && (index <= MapSpace::kMaxMapPageIndex))
92
93
94 class PagedSpace;
95 class MemoryAllocator;
96 class AllocationInfo;
97 class Space;
98 class FreeList;
99 class MemoryChunk;
100
101 class MarkBit {
102  public:
103   typedef uint32_t CellType;
104
105   inline MarkBit(CellType* cell, CellType mask, bool data_only)
106       : cell_(cell), mask_(mask), data_only_(data_only) {}
107
108   inline CellType* cell() { return cell_; }
109   inline CellType mask() { return mask_; }
110
111 #ifdef DEBUG
112   bool operator==(const MarkBit& other) {
113     return cell_ == other.cell_ && mask_ == other.mask_;
114   }
115 #endif
116
117   inline void Set() { *cell_ |= mask_; }
118   inline bool Get() { return (*cell_ & mask_) != 0; }
119   inline void Clear() { *cell_ &= ~mask_; }
120
121   inline bool data_only() { return data_only_; }
122
123   inline MarkBit Next() {
124     CellType new_mask = mask_ << 1;
125     if (new_mask == 0) {
126       return MarkBit(cell_ + 1, 1, data_only_);
127     } else {
128       return MarkBit(cell_, new_mask, data_only_);
129     }
130   }
131
132  private:
133   CellType* cell_;
134   CellType mask_;
135   // This boolean indicates that the object is in a data-only space with no
136   // pointers.  This enables some optimizations when marking.
137   // It is expected that this field is inlined and turned into control flow
138   // at the place where the MarkBit object is created.
139   bool data_only_;
140 };
141
142
143 // Bitmap is a sequence of cells each containing fixed number of bits.
144 class Bitmap {
145  public:
146   static const uint32_t kBitsPerCell = 32;
147   static const uint32_t kBitsPerCellLog2 = 5;
148   static const uint32_t kBitIndexMask = kBitsPerCell - 1;
149   static const uint32_t kBytesPerCell = kBitsPerCell / kBitsPerByte;
150   static const uint32_t kBytesPerCellLog2 = kBitsPerCellLog2 - kBitsPerByteLog2;
151
152   static const size_t kLength = (1 << kPageSizeBits) >> (kPointerSizeLog2);
153
154   static const size_t kSize =
155       (1 << kPageSizeBits) >> (kPointerSizeLog2 + kBitsPerByteLog2);
156
157
158   static int CellsForLength(int length) {
159     return (length + kBitsPerCell - 1) >> kBitsPerCellLog2;
160   }
161
162   int CellsCount() { return CellsForLength(kLength); }
163
164   static int SizeFor(int cells_count) {
165     return sizeof(MarkBit::CellType) * cells_count;
166   }
167
168   INLINE(static uint32_t IndexToCell(uint32_t index)) {
169     return index >> kBitsPerCellLog2;
170   }
171
172   INLINE(static uint32_t CellToIndex(uint32_t index)) {
173     return index << kBitsPerCellLog2;
174   }
175
176   INLINE(static uint32_t CellAlignIndex(uint32_t index)) {
177     return (index + kBitIndexMask) & ~kBitIndexMask;
178   }
179
180   INLINE(MarkBit::CellType* cells()) {
181     return reinterpret_cast<MarkBit::CellType*>(this);
182   }
183
184   INLINE(Address address()) { return reinterpret_cast<Address>(this); }
185
186   INLINE(static Bitmap* FromAddress(Address addr)) {
187     return reinterpret_cast<Bitmap*>(addr);
188   }
189
190   inline MarkBit MarkBitFromIndex(uint32_t index, bool data_only = false) {
191     MarkBit::CellType mask = 1 << (index & kBitIndexMask);
192     MarkBit::CellType* cell = this->cells() + (index >> kBitsPerCellLog2);
193     return MarkBit(cell, mask, data_only);
194   }
195
196   static inline void Clear(MemoryChunk* chunk);
197
198   static void PrintWord(uint32_t word, uint32_t himask = 0) {
199     for (uint32_t mask = 1; mask != 0; mask <<= 1) {
200       if ((mask & himask) != 0) PrintF("[");
201       PrintF((mask & word) ? "1" : "0");
202       if ((mask & himask) != 0) PrintF("]");
203     }
204   }
205
206   class CellPrinter {
207    public:
208     CellPrinter() : seq_start(0), seq_type(0), seq_length(0) {}
209
210     void Print(uint32_t pos, uint32_t cell) {
211       if (cell == seq_type) {
212         seq_length++;
213         return;
214       }
215
216       Flush();
217
218       if (IsSeq(cell)) {
219         seq_start = pos;
220         seq_length = 0;
221         seq_type = cell;
222         return;
223       }
224
225       PrintF("%d: ", pos);
226       PrintWord(cell);
227       PrintF("\n");
228     }
229
230     void Flush() {
231       if (seq_length > 0) {
232         PrintF("%d: %dx%d\n", seq_start, seq_type == 0 ? 0 : 1,
233                seq_length * kBitsPerCell);
234         seq_length = 0;
235       }
236     }
237
238     static bool IsSeq(uint32_t cell) { return cell == 0 || cell == 0xFFFFFFFF; }
239
240    private:
241     uint32_t seq_start;
242     uint32_t seq_type;
243     uint32_t seq_length;
244   };
245
246   void Print() {
247     CellPrinter printer;
248     for (int i = 0; i < CellsCount(); i++) {
249       printer.Print(i, cells()[i]);
250     }
251     printer.Flush();
252     PrintF("\n");
253   }
254
255   bool IsClean() {
256     for (int i = 0; i < CellsCount(); i++) {
257       if (cells()[i] != 0) {
258         return false;
259       }
260     }
261     return true;
262   }
263 };
264
265
266 class SkipList;
267 class SlotsBuffer;
268
269 // MemoryChunk represents a memory region owned by a specific space.
270 // It is divided into the header and the body. Chunk start is always
271 // 1MB aligned. Start of the body is aligned so it can accommodate
272 // any heap object.
273 class MemoryChunk {
274  public:
275   // Only works if the pointer is in the first kPageSize of the MemoryChunk.
276   static MemoryChunk* FromAddress(Address a) {
277     return reinterpret_cast<MemoryChunk*>(OffsetFrom(a) & ~kAlignmentMask);
278   }
279   static const MemoryChunk* FromAddress(const byte* a) {
280     return reinterpret_cast<const MemoryChunk*>(OffsetFrom(a) &
281                                                 ~kAlignmentMask);
282   }
283
284   // Only works for addresses in pointer spaces, not data or code spaces.
285   static inline MemoryChunk* FromAnyPointerAddress(Heap* heap, Address addr);
286
287   Address address() { return reinterpret_cast<Address>(this); }
288
289   bool is_valid() { return address() != NULL; }
290
291   MemoryChunk* next_chunk() const {
292     return reinterpret_cast<MemoryChunk*>(base::Acquire_Load(&next_chunk_));
293   }
294
295   MemoryChunk* prev_chunk() const {
296     return reinterpret_cast<MemoryChunk*>(base::Acquire_Load(&prev_chunk_));
297   }
298
299   void set_next_chunk(MemoryChunk* next) {
300     base::Release_Store(&next_chunk_, reinterpret_cast<base::AtomicWord>(next));
301   }
302
303   void set_prev_chunk(MemoryChunk* prev) {
304     base::Release_Store(&prev_chunk_, reinterpret_cast<base::AtomicWord>(prev));
305   }
306
307   Space* owner() const {
308     if ((reinterpret_cast<intptr_t>(owner_) & kPageHeaderTagMask) ==
309         kPageHeaderTag) {
310       return reinterpret_cast<Space*>(reinterpret_cast<intptr_t>(owner_) -
311                                       kPageHeaderTag);
312     } else {
313       return NULL;
314     }
315   }
316
317   void set_owner(Space* space) {
318     DCHECK((reinterpret_cast<intptr_t>(space) & kPageHeaderTagMask) == 0);
319     owner_ = reinterpret_cast<Address>(space) + kPageHeaderTag;
320     DCHECK((reinterpret_cast<intptr_t>(owner_) & kPageHeaderTagMask) ==
321            kPageHeaderTag);
322   }
323
324   base::VirtualMemory* reserved_memory() { return &reservation_; }
325
326   void InitializeReservedMemory() { reservation_.Reset(); }
327
328   void set_reserved_memory(base::VirtualMemory* reservation) {
329     DCHECK_NOT_NULL(reservation);
330     reservation_.TakeControl(reservation);
331   }
332
333   bool scan_on_scavenge() { return IsFlagSet(SCAN_ON_SCAVENGE); }
334   void initialize_scan_on_scavenge(bool scan) {
335     if (scan) {
336       SetFlag(SCAN_ON_SCAVENGE);
337     } else {
338       ClearFlag(SCAN_ON_SCAVENGE);
339     }
340   }
341   inline void set_scan_on_scavenge(bool scan);
342
343   int store_buffer_counter() { return store_buffer_counter_; }
344   void set_store_buffer_counter(int counter) {
345     store_buffer_counter_ = counter;
346   }
347
348   bool Contains(Address addr) {
349     return addr >= area_start() && addr < area_end();
350   }
351
352   // Checks whether addr can be a limit of addresses in this page.
353   // It's a limit if it's in the page, or if it's just after the
354   // last byte of the page.
355   bool ContainsLimit(Address addr) {
356     return addr >= area_start() && addr <= area_end();
357   }
358
359   // Every n write barrier invocations we go to runtime even though
360   // we could have handled it in generated code.  This lets us check
361   // whether we have hit the limit and should do some more marking.
362   static const int kWriteBarrierCounterGranularity = 500;
363
364   enum MemoryChunkFlags {
365     IS_EXECUTABLE,
366     ABOUT_TO_BE_FREED,
367     POINTERS_TO_HERE_ARE_INTERESTING,
368     POINTERS_FROM_HERE_ARE_INTERESTING,
369     SCAN_ON_SCAVENGE,
370     IN_FROM_SPACE,  // Mutually exclusive with IN_TO_SPACE.
371     IN_TO_SPACE,    // All pages in new space has one of these two set.
372     NEW_SPACE_BELOW_AGE_MARK,
373     CONTAINS_ONLY_DATA,
374     EVACUATION_CANDIDATE,
375     RESCAN_ON_EVACUATION,
376     NEVER_EVACUATE,  // May contain immortal immutables.
377
378     // WAS_SWEPT indicates that marking bits have been cleared by the sweeper,
379     // otherwise marking bits are still intact.
380     WAS_SWEPT,
381
382     // Large objects can have a progress bar in their page header. These object
383     // are scanned in increments and will be kept black while being scanned.
384     // Even if the mutator writes to them they will be kept black and a white
385     // to grey transition is performed in the value.
386     HAS_PROGRESS_BAR,
387
388     // This flag is intended to be used for testing. Works only when both
389     // FLAG_stress_compaction and FLAG_manual_evacuation_candidates_selection
390     // are set. It forces the page to become an evacuation candidate at next
391     // candidates selection cycle.
392     FORCE_EVACUATION_CANDIDATE_FOR_TESTING,
393
394     // Last flag, keep at bottom.
395     NUM_MEMORY_CHUNK_FLAGS
396   };
397
398
399   static const int kPointersToHereAreInterestingMask =
400       1 << POINTERS_TO_HERE_ARE_INTERESTING;
401
402   static const int kPointersFromHereAreInterestingMask =
403       1 << POINTERS_FROM_HERE_ARE_INTERESTING;
404
405   static const int kEvacuationCandidateMask = 1 << EVACUATION_CANDIDATE;
406
407   static const int kSkipEvacuationSlotsRecordingMask =
408       (1 << EVACUATION_CANDIDATE) | (1 << RESCAN_ON_EVACUATION) |
409       (1 << IN_FROM_SPACE) | (1 << IN_TO_SPACE);
410
411
412   void SetFlag(int flag) { flags_ |= static_cast<uintptr_t>(1) << flag; }
413
414   void ClearFlag(int flag) { flags_ &= ~(static_cast<uintptr_t>(1) << flag); }
415
416   void SetFlagTo(int flag, bool value) {
417     if (value) {
418       SetFlag(flag);
419     } else {
420       ClearFlag(flag);
421     }
422   }
423
424   bool IsFlagSet(int flag) {
425     return (flags_ & (static_cast<uintptr_t>(1) << flag)) != 0;
426   }
427
428   // Set or clear multiple flags at a time. The flags in the mask
429   // are set to the value in "flags", the rest retain the current value
430   // in flags_.
431   void SetFlags(intptr_t flags, intptr_t mask) {
432     flags_ = (flags_ & ~mask) | (flags & mask);
433   }
434
435   // Return all current flags.
436   intptr_t GetFlags() { return flags_; }
437
438
439   // SWEEPING_DONE - The page state when sweeping is complete or sweeping must
440   // not be performed on that page.
441   // SWEEPING_FINALIZE - A sweeper thread is done sweeping this page and will
442   // not touch the page memory anymore.
443   // SWEEPING_IN_PROGRESS - This page is currently swept by a sweeper thread.
444   // SWEEPING_PENDING - This page is ready for parallel sweeping.
445   enum ParallelSweepingState {
446     SWEEPING_DONE,
447     SWEEPING_FINALIZE,
448     SWEEPING_IN_PROGRESS,
449     SWEEPING_PENDING
450   };
451
452   ParallelSweepingState parallel_sweeping() {
453     return static_cast<ParallelSweepingState>(
454         base::Acquire_Load(&parallel_sweeping_));
455   }
456
457   void set_parallel_sweeping(ParallelSweepingState state) {
458     base::Release_Store(&parallel_sweeping_, state);
459   }
460
461   bool TryParallelSweeping() {
462     return base::Acquire_CompareAndSwap(&parallel_sweeping_, SWEEPING_PENDING,
463                                         SWEEPING_IN_PROGRESS) ==
464            SWEEPING_PENDING;
465   }
466
467   bool SweepingCompleted() { return parallel_sweeping() <= SWEEPING_FINALIZE; }
468
469   // Manage live byte count (count of bytes known to be live,
470   // because they are marked black).
471   void ResetLiveBytes() {
472     if (FLAG_gc_verbose) {
473       PrintF("ResetLiveBytes:%p:%x->0\n", static_cast<void*>(this),
474              live_byte_count_);
475     }
476     live_byte_count_ = 0;
477   }
478   void IncrementLiveBytes(int by) {
479     if (FLAG_gc_verbose) {
480       printf("UpdateLiveBytes:%p:%x%c=%x->%x\n", static_cast<void*>(this),
481              live_byte_count_, ((by < 0) ? '-' : '+'), ((by < 0) ? -by : by),
482              live_byte_count_ + by);
483     }
484     live_byte_count_ += by;
485     DCHECK_LE(static_cast<unsigned>(live_byte_count_), size_);
486   }
487   int LiveBytes() {
488     DCHECK(static_cast<unsigned>(live_byte_count_) <= size_);
489     return live_byte_count_;
490   }
491
492   int write_barrier_counter() {
493     return static_cast<int>(write_barrier_counter_);
494   }
495
496   void set_write_barrier_counter(int counter) {
497     write_barrier_counter_ = counter;
498   }
499
500   int progress_bar() {
501     DCHECK(IsFlagSet(HAS_PROGRESS_BAR));
502     return progress_bar_;
503   }
504
505   void set_progress_bar(int progress_bar) {
506     DCHECK(IsFlagSet(HAS_PROGRESS_BAR));
507     progress_bar_ = progress_bar;
508   }
509
510   void ResetProgressBar() {
511     if (IsFlagSet(MemoryChunk::HAS_PROGRESS_BAR)) {
512       set_progress_bar(0);
513       ClearFlag(MemoryChunk::HAS_PROGRESS_BAR);
514     }
515   }
516
517   bool IsLeftOfProgressBar(Object** slot) {
518     Address slot_address = reinterpret_cast<Address>(slot);
519     DCHECK(slot_address > this->address());
520     return (slot_address - (this->address() + kObjectStartOffset)) <
521            progress_bar();
522   }
523
524   static void IncrementLiveBytesFromGC(Address address, int by) {
525     MemoryChunk::FromAddress(address)->IncrementLiveBytes(by);
526   }
527
528   static void IncrementLiveBytesFromMutator(Address address, int by);
529
530   static const intptr_t kAlignment =
531       (static_cast<uintptr_t>(1) << kPageSizeBits);
532
533   static const intptr_t kAlignmentMask = kAlignment - 1;
534
535   static const intptr_t kSizeOffset = 0;
536
537   static const intptr_t kLiveBytesOffset =
538       kSizeOffset + kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize +
539       kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize + kIntSize;
540
541   static const size_t kSlotsBufferOffset = kLiveBytesOffset + kIntSize;
542
543   static const size_t kWriteBarrierCounterOffset =
544       kSlotsBufferOffset + kPointerSize + kPointerSize;
545
546   static const size_t kHeaderSize =
547       kWriteBarrierCounterOffset + kPointerSize + kIntSize + kIntSize +
548       kPointerSize + 5 * kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize;
549
550   static const int kBodyOffset =
551       CODE_POINTER_ALIGN(kHeaderSize + Bitmap::kSize);
552
553   // The start offset of the object area in a page. Aligned to both maps and
554   // code alignment to be suitable for both.  Also aligned to 32 words because
555   // the marking bitmap is arranged in 32 bit chunks.
556   static const int kObjectStartAlignment = 32 * kPointerSize;
557   static const int kObjectStartOffset =
558       kBodyOffset - 1 +
559       (kObjectStartAlignment - (kBodyOffset - 1) % kObjectStartAlignment);
560
561   size_t size() const { return size_; }
562
563   void set_size(size_t size) { size_ = size; }
564
565   void SetArea(Address area_start, Address area_end) {
566     area_start_ = area_start;
567     area_end_ = area_end;
568   }
569
570   Executability executable() {
571     return IsFlagSet(IS_EXECUTABLE) ? EXECUTABLE : NOT_EXECUTABLE;
572   }
573
574   bool ContainsOnlyData() { return IsFlagSet(CONTAINS_ONLY_DATA); }
575
576   bool InNewSpace() {
577     return (flags_ & ((1 << IN_FROM_SPACE) | (1 << IN_TO_SPACE))) != 0;
578   }
579
580   bool InToSpace() { return IsFlagSet(IN_TO_SPACE); }
581
582   bool InFromSpace() { return IsFlagSet(IN_FROM_SPACE); }
583
584   // ---------------------------------------------------------------------
585   // Markbits support
586
587   inline Bitmap* markbits() {
588     return Bitmap::FromAddress(address() + kHeaderSize);
589   }
590
591   void PrintMarkbits() { markbits()->Print(); }
592
593   inline uint32_t AddressToMarkbitIndex(Address addr) {
594     return static_cast<uint32_t>(addr - this->address()) >> kPointerSizeLog2;
595   }
596
597   inline static uint32_t FastAddressToMarkbitIndex(Address addr) {
598     const intptr_t offset = reinterpret_cast<intptr_t>(addr) & kAlignmentMask;
599
600     return static_cast<uint32_t>(offset) >> kPointerSizeLog2;
601   }
602
603   inline Address MarkbitIndexToAddress(uint32_t index) {
604     return this->address() + (index << kPointerSizeLog2);
605   }
606
607   void InsertAfter(MemoryChunk* other);
608   void Unlink();
609
610   inline Heap* heap() const { return heap_; }
611
612   static const int kFlagsOffset = kPointerSize;
613
614   bool NeverEvacuate() { return IsFlagSet(NEVER_EVACUATE); }
615
616   void MarkNeverEvacuate() { SetFlag(NEVER_EVACUATE); }
617
618   bool IsEvacuationCandidate() {
619     DCHECK(!(IsFlagSet(NEVER_EVACUATE) && IsFlagSet(EVACUATION_CANDIDATE)));
620     return IsFlagSet(EVACUATION_CANDIDATE);
621   }
622
623   bool ShouldSkipEvacuationSlotRecording() {
624     return (flags_ & kSkipEvacuationSlotsRecordingMask) != 0;
625   }
626
627   inline SkipList* skip_list() { return skip_list_; }
628
629   inline void set_skip_list(SkipList* skip_list) { skip_list_ = skip_list; }
630
631   inline SlotsBuffer* slots_buffer() { return slots_buffer_; }
632
633   inline SlotsBuffer** slots_buffer_address() { return &slots_buffer_; }
634
635   void MarkEvacuationCandidate() {
636     DCHECK(!IsFlagSet(NEVER_EVACUATE));
637     DCHECK(slots_buffer_ == NULL);
638     SetFlag(EVACUATION_CANDIDATE);
639   }
640
641   void ClearEvacuationCandidate() {
642     DCHECK(slots_buffer_ == NULL);
643     ClearFlag(EVACUATION_CANDIDATE);
644   }
645
646   Address area_start() { return area_start_; }
647   Address area_end() { return area_end_; }
648   int area_size() { return static_cast<int>(area_end() - area_start()); }
649   bool CommitArea(size_t requested);
650
651   // Approximate amount of physical memory committed for this chunk.
652   size_t CommittedPhysicalMemory() { return high_water_mark_; }
653
654   static inline void UpdateHighWaterMark(Address mark);
655
656  protected:
657   size_t size_;
658   intptr_t flags_;
659
660   // Start and end of allocatable memory on this chunk.
661   Address area_start_;
662   Address area_end_;
663
664   // If the chunk needs to remember its memory reservation, it is stored here.
665   base::VirtualMemory reservation_;
666   // The identity of the owning space.  This is tagged as a failure pointer, but
667   // no failure can be in an object, so this can be distinguished from any entry
668   // in a fixed array.
669   Address owner_;
670   Heap* heap_;
671   // Used by the store buffer to keep track of which pages to mark scan-on-
672   // scavenge.
673   int store_buffer_counter_;
674   // Count of bytes marked black on page.
675   int live_byte_count_;
676   SlotsBuffer* slots_buffer_;
677   SkipList* skip_list_;
678   intptr_t write_barrier_counter_;
679   // Used by the incremental marker to keep track of the scanning progress in
680   // large objects that have a progress bar and are scanned in increments.
681   int progress_bar_;
682   // Assuming the initial allocation on a page is sequential,
683   // count highest number of bytes ever allocated on the page.
684   int high_water_mark_;
685
686   base::AtomicWord parallel_sweeping_;
687
688   // PagedSpace free-list statistics.
689   intptr_t available_in_small_free_list_;
690   intptr_t available_in_medium_free_list_;
691   intptr_t available_in_large_free_list_;
692   intptr_t available_in_huge_free_list_;
693   intptr_t non_available_small_blocks_;
694
695   static MemoryChunk* Initialize(Heap* heap, Address base, size_t size,
696                                  Address area_start, Address area_end,
697                                  Executability executable, Space* owner);
698
699  private:
700   // next_chunk_ holds a pointer of type MemoryChunk
701   base::AtomicWord next_chunk_;
702   // prev_chunk_ holds a pointer of type MemoryChunk
703   base::AtomicWord prev_chunk_;
704
705   friend class MemoryAllocator;
706 };
707
708
709 STATIC_ASSERT(sizeof(MemoryChunk) <= MemoryChunk::kHeaderSize);
710
711
712 // -----------------------------------------------------------------------------
713 // A page is a memory chunk of a size 1MB. Large object pages may be larger.
714 //
715 // The only way to get a page pointer is by calling factory methods:
716 //   Page* p = Page::FromAddress(addr); or
717 //   Page* p = Page::FromAllocationTop(top);
718 class Page : public MemoryChunk {
719  public:
720   // Returns the page containing a given address. The address ranges
721   // from [page_addr .. page_addr + kPageSize[
722   // This only works if the object is in fact in a page.  See also MemoryChunk::
723   // FromAddress() and FromAnyAddress().
724   INLINE(static Page* FromAddress(Address a)) {
725     return reinterpret_cast<Page*>(OffsetFrom(a) & ~kPageAlignmentMask);
726   }
727
728   // Returns the page containing an allocation top. Because an allocation
729   // top address can be the upper bound of the page, we need to subtract
730   // it with kPointerSize first. The address ranges from
731   // [page_addr + kObjectStartOffset .. page_addr + kPageSize].
732   INLINE(static Page* FromAllocationTop(Address top)) {
733     Page* p = FromAddress(top - kPointerSize);
734     return p;
735   }
736
737   // Returns the next page in the chain of pages owned by a space.
738   inline Page* next_page();
739   inline Page* prev_page();
740   inline void set_next_page(Page* page);
741   inline void set_prev_page(Page* page);
742
743   // Checks whether an address is page aligned.
744   static bool IsAlignedToPageSize(Address a) {
745     return 0 == (OffsetFrom(a) & kPageAlignmentMask);
746   }
747
748   // Returns the offset of a given address to this page.
749   INLINE(int Offset(Address a)) {
750     int offset = static_cast<int>(a - address());
751     return offset;
752   }
753
754   // Returns the address for a given offset to the this page.
755   Address OffsetToAddress(int offset) {
756     DCHECK_PAGE_OFFSET(offset);
757     return address() + offset;
758   }
759
760   // ---------------------------------------------------------------------
761
762   // Page size in bytes.  This must be a multiple of the OS page size.
763   static const int kPageSize = 1 << kPageSizeBits;
764
765   // Maximum object size that fits in a page. Objects larger than that size
766   // are allocated in large object space and are never moved in memory. This
767   // also applies to new space allocation, since objects are never migrated
768   // from new space to large object space.  Takes double alignment into account.
769   static const int kMaxRegularHeapObjectSize = kPageSize - kObjectStartOffset;
770
771   // Page size mask.
772   static const intptr_t kPageAlignmentMask = (1 << kPageSizeBits) - 1;
773
774   inline void ClearGCFields();
775
776   static inline Page* Initialize(Heap* heap, MemoryChunk* chunk,
777                                  Executability executable, PagedSpace* owner);
778
779   void InitializeAsAnchor(PagedSpace* owner);
780
781   bool WasSwept() { return IsFlagSet(WAS_SWEPT); }
782   void SetWasSwept() { SetFlag(WAS_SWEPT); }
783   void ClearWasSwept() { ClearFlag(WAS_SWEPT); }
784
785   void ResetFreeListStatistics();
786
787 #define FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(type, name) \
788   type name() { return name##_; }                 \
789   void set_##name(type name) { name##_ = name; }  \
790   void add_##name(type name) { name##_ += name; }
791
792   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, non_available_small_blocks)
793   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_small_free_list)
794   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_medium_free_list)
795   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_large_free_list)
796   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_huge_free_list)
797
798 #undef FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS
799
800 #ifdef DEBUG
801   void Print();
802 #endif  // DEBUG
803
804   friend class MemoryAllocator;
805 };
806
807
808 STATIC_ASSERT(sizeof(Page) <= MemoryChunk::kHeaderSize);
809
810
811 class LargePage : public MemoryChunk {
812  public:
813   HeapObject* GetObject() { return HeapObject::FromAddress(area_start()); }
814
815   inline LargePage* next_page() const {
816     return static_cast<LargePage*>(next_chunk());
817   }
818
819   inline void set_next_page(LargePage* page) { set_next_chunk(page); }
820
821  private:
822   static inline LargePage* Initialize(Heap* heap, MemoryChunk* chunk);
823
824   friend class MemoryAllocator;
825 };
826
827 STATIC_ASSERT(sizeof(LargePage) <= MemoryChunk::kHeaderSize);
828
829 // ----------------------------------------------------------------------------
830 // Space is the abstract superclass for all allocation spaces.
831 class Space : public Malloced {
832  public:
833   Space(Heap* heap, AllocationSpace id, Executability executable)
834       : heap_(heap), id_(id), executable_(executable) {}
835
836   virtual ~Space() {}
837
838   Heap* heap() const { return heap_; }
839
840   // Does the space need executable memory?
841   Executability executable() { return executable_; }
842
843   // Identity used in error reporting.
844   AllocationSpace identity() { return id_; }
845
846   // Returns allocated size.
847   virtual intptr_t Size() = 0;
848
849   // Returns size of objects. Can differ from the allocated size
850   // (e.g. see LargeObjectSpace).
851   virtual intptr_t SizeOfObjects() { return Size(); }
852
853   virtual int RoundSizeDownToObjectAlignment(int size) {
854     if (id_ == CODE_SPACE) {
855       return RoundDown(size, kCodeAlignment);
856     } else {
857       return RoundDown(size, kPointerSize);
858     }
859   }
860
861 #ifdef DEBUG
862   virtual void Print() = 0;
863 #endif
864
865  private:
866   Heap* heap_;
867   AllocationSpace id_;
868   Executability executable_;
869 };
870
871
872 // ----------------------------------------------------------------------------
873 // All heap objects containing executable code (code objects) must be allocated
874 // from a 2 GB range of memory, so that they can call each other using 32-bit
875 // displacements.  This happens automatically on 32-bit platforms, where 32-bit
876 // displacements cover the entire 4GB virtual address space.  On 64-bit
877 // platforms, we support this using the CodeRange object, which reserves and
878 // manages a range of virtual memory.
879 class CodeRange {
880  public:
881   explicit CodeRange(Isolate* isolate);
882   ~CodeRange() { TearDown(); }
883
884   // Reserves a range of virtual memory, but does not commit any of it.
885   // Can only be called once, at heap initialization time.
886   // Returns false on failure.
887   bool SetUp(size_t requested_size);
888
889   // Frees the range of virtual memory, and frees the data structures used to
890   // manage it.
891   void TearDown();
892
893   bool valid() { return code_range_ != NULL; }
894   Address start() {
895     DCHECK(valid());
896     return static_cast<Address>(code_range_->address());
897   }
898   size_t size() {
899     DCHECK(valid());
900     return code_range_->size();
901   }
902   bool contains(Address address) {
903     if (!valid()) return false;
904     Address start = static_cast<Address>(code_range_->address());
905     return start <= address && address < start + code_range_->size();
906   }
907
908   // Allocates a chunk of memory from the large-object portion of
909   // the code range.  On platforms with no separate code range, should
910   // not be called.
911   MUST_USE_RESULT Address AllocateRawMemory(const size_t requested_size,
912                                             const size_t commit_size,
913                                             size_t* allocated);
914   bool CommitRawMemory(Address start, size_t length);
915   bool UncommitRawMemory(Address start, size_t length);
916   void FreeRawMemory(Address buf, size_t length);
917
918   void ReserveEmergencyBlock();
919   void ReleaseEmergencyBlock();
920
921  private:
922   Isolate* isolate_;
923
924   // The reserved range of virtual memory that all code objects are put in.
925   base::VirtualMemory* code_range_;
926   // Plain old data class, just a struct plus a constructor.
927   class FreeBlock {
928    public:
929     FreeBlock() : start(0), size(0) {}
930     FreeBlock(Address start_arg, size_t size_arg)
931         : start(start_arg), size(size_arg) {
932       DCHECK(IsAddressAligned(start, MemoryChunk::kAlignment));
933       DCHECK(size >= static_cast<size_t>(Page::kPageSize));
934     }
935     FreeBlock(void* start_arg, size_t size_arg)
936         : start(static_cast<Address>(start_arg)), size(size_arg) {
937       DCHECK(IsAddressAligned(start, MemoryChunk::kAlignment));
938       DCHECK(size >= static_cast<size_t>(Page::kPageSize));
939     }
940
941     Address start;
942     size_t size;
943   };
944
945   // Freed blocks of memory are added to the free list.  When the allocation
946   // list is exhausted, the free list is sorted and merged to make the new
947   // allocation list.
948   List<FreeBlock> free_list_;
949   // Memory is allocated from the free blocks on the allocation list.
950   // The block at current_allocation_block_index_ is the current block.
951   List<FreeBlock> allocation_list_;
952   int current_allocation_block_index_;
953
954   // Emergency block guarantees that we can always allocate a page for
955   // evacuation candidates when code space is compacted. Emergency block is
956   // reserved immediately after GC and is released immedietely before
957   // allocating a page for evacuation.
958   FreeBlock emergency_block_;
959
960   // Finds a block on the allocation list that contains at least the
961   // requested amount of memory.  If none is found, sorts and merges
962   // the existing free memory blocks, and searches again.
963   // If none can be found, returns false.
964   bool GetNextAllocationBlock(size_t requested);
965   // Compares the start addresses of two free blocks.
966   static int CompareFreeBlockAddress(const FreeBlock* left,
967                                      const FreeBlock* right);
968   bool ReserveBlock(const size_t requested_size, FreeBlock* block);
969   void ReleaseBlock(const FreeBlock* block);
970
971   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(CodeRange);
972 };
973
974
975 class SkipList {
976  public:
977   SkipList() { Clear(); }
978
979   void Clear() {
980     for (int idx = 0; idx < kSize; idx++) {
981       starts_[idx] = reinterpret_cast<Address>(-1);
982     }
983   }
984
985   Address StartFor(Address addr) { return starts_[RegionNumber(addr)]; }
986
987   void AddObject(Address addr, int size) {
988     int start_region = RegionNumber(addr);
989     int end_region = RegionNumber(addr + size - kPointerSize);
990     for (int idx = start_region; idx <= end_region; idx++) {
991       if (starts_[idx] > addr) starts_[idx] = addr;
992     }
993   }
994
995   static inline int RegionNumber(Address addr) {
996     return (OffsetFrom(addr) & Page::kPageAlignmentMask) >> kRegionSizeLog2;
997   }
998
999   static void Update(Address addr, int size) {
1000     Page* page = Page::FromAddress(addr);
1001     SkipList* list = page->skip_list();
1002     if (list == NULL) {
1003       list = new SkipList();
1004       page->set_skip_list(list);
1005     }
1006
1007     list->AddObject(addr, size);
1008   }
1009
1010  private:
1011   static const int kRegionSizeLog2 = 13;
1012   static const int kRegionSize = 1 << kRegionSizeLog2;
1013   static const int kSize = Page::kPageSize / kRegionSize;
1014
1015   STATIC_ASSERT(Page::kPageSize % kRegionSize == 0);
1016
1017   Address starts_[kSize];
1018 };
1019
1020
1021 // ----------------------------------------------------------------------------
1022 // A space acquires chunks of memory from the operating system. The memory
1023 // allocator allocated and deallocates pages for the paged heap spaces and large
1024 // pages for large object space.
1025 //
1026 // Each space has to manage it's own pages.
1027 //
1028 class MemoryAllocator {
1029  public:
1030   explicit MemoryAllocator(Isolate* isolate);
1031
1032   // Initializes its internal bookkeeping structures.
1033   // Max capacity of the total space and executable memory limit.
1034   bool SetUp(intptr_t max_capacity, intptr_t capacity_executable);
1035
1036   void TearDown();
1037
1038   Page* AllocatePage(intptr_t size, PagedSpace* owner,
1039                      Executability executable);
1040
1041   LargePage* AllocateLargePage(intptr_t object_size, Space* owner,
1042                                Executability executable);
1043
1044   void Free(MemoryChunk* chunk);
1045
1046   // Returns the maximum available bytes of heaps.
1047   intptr_t Available() { return capacity_ < size_ ? 0 : capacity_ - size_; }
1048
1049   // Returns allocated spaces in bytes.
1050   intptr_t Size() { return size_; }
1051
1052   // Returns the maximum available executable bytes of heaps.
1053   intptr_t AvailableExecutable() {
1054     if (capacity_executable_ < size_executable_) return 0;
1055     return capacity_executable_ - size_executable_;
1056   }
1057
1058   // Returns allocated executable spaces in bytes.
1059   intptr_t SizeExecutable() { return size_executable_; }
1060
1061   // Returns maximum available bytes that the old space can have.
1062   intptr_t MaxAvailable() {
1063     return (Available() / Page::kPageSize) * Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
1064   }
1065
1066   // Returns an indication of whether a pointer is in a space that has
1067   // been allocated by this MemoryAllocator.
1068   V8_INLINE bool IsOutsideAllocatedSpace(const void* address) const {
1069     return address < lowest_ever_allocated_ ||
1070            address >= highest_ever_allocated_;
1071   }
1072
1073 #ifdef DEBUG
1074   // Reports statistic info of the space.
1075   void ReportStatistics();
1076 #endif
1077
1078   // Returns a MemoryChunk in which the memory region from commit_area_size to
1079   // reserve_area_size of the chunk area is reserved but not committed, it
1080   // could be committed later by calling MemoryChunk::CommitArea.
1081   MemoryChunk* AllocateChunk(intptr_t reserve_area_size,
1082                              intptr_t commit_area_size,
1083                              Executability executable, Space* space);
1084
1085   Address ReserveAlignedMemory(size_t requested, size_t alignment,
1086                                base::VirtualMemory* controller);
1087   Address AllocateAlignedMemory(size_t reserve_size, size_t commit_size,
1088                                 size_t alignment, Executability executable,
1089                                 base::VirtualMemory* controller);
1090
1091   bool CommitMemory(Address addr, size_t size, Executability executable);
1092
1093   void FreeMemory(base::VirtualMemory* reservation, Executability executable);
1094   void FreeMemory(Address addr, size_t size, Executability executable);
1095
1096   // Commit a contiguous block of memory from the initial chunk.  Assumes that
1097   // the address is not NULL, the size is greater than zero, and that the
1098   // block is contained in the initial chunk.  Returns true if it succeeded
1099   // and false otherwise.
1100   bool CommitBlock(Address start, size_t size, Executability executable);
1101
1102   // Uncommit a contiguous block of memory [start..(start+size)[.
1103   // start is not NULL, the size is greater than zero, and the
1104   // block is contained in the initial chunk.  Returns true if it succeeded
1105   // and false otherwise.
1106   bool UncommitBlock(Address start, size_t size);
1107
1108   // Zaps a contiguous block of memory [start..(start+size)[ thus
1109   // filling it up with a recognizable non-NULL bit pattern.
1110   void ZapBlock(Address start, size_t size);
1111
1112   void PerformAllocationCallback(ObjectSpace space, AllocationAction action,
1113                                  size_t size);
1114
1115   void AddMemoryAllocationCallback(MemoryAllocationCallback callback,
1116                                    ObjectSpace space, AllocationAction action);
1117
1118   void RemoveMemoryAllocationCallback(MemoryAllocationCallback callback);
1119
1120   bool MemoryAllocationCallbackRegistered(MemoryAllocationCallback callback);
1121
1122   static int CodePageGuardStartOffset();
1123
1124   static int CodePageGuardSize();
1125
1126   static int CodePageAreaStartOffset();
1127
1128   static int CodePageAreaEndOffset();
1129
1130   static int CodePageAreaSize() {
1131     return CodePageAreaEndOffset() - CodePageAreaStartOffset();
1132   }
1133
1134   static int PageAreaSize(AllocationSpace space) {
1135     DCHECK_NE(LO_SPACE, space);
1136     return (space == CODE_SPACE) ? CodePageAreaSize()
1137                                  : Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
1138   }
1139
1140   MUST_USE_RESULT bool CommitExecutableMemory(base::VirtualMemory* vm,
1141                                               Address start, size_t commit_size,
1142                                               size_t reserved_size);
1143
1144  private:
1145   Isolate* isolate_;
1146
1147   // Maximum space size in bytes.
1148   size_t capacity_;
1149   // Maximum subset of capacity_ that can be executable
1150   size_t capacity_executable_;
1151
1152   // Allocated space size in bytes.
1153   size_t size_;
1154   // Allocated executable space size in bytes.
1155   size_t size_executable_;
1156
1157   // We keep the lowest and highest addresses allocated as a quick way
1158   // of determining that pointers are outside the heap. The estimate is
1159   // conservative, i.e. not all addrsses in 'allocated' space are allocated
1160   // to our heap. The range is [lowest, highest[, inclusive on the low end
1161   // and exclusive on the high end.
1162   void* lowest_ever_allocated_;
1163   void* highest_ever_allocated_;
1164
1165   struct MemoryAllocationCallbackRegistration {
1166     MemoryAllocationCallbackRegistration(MemoryAllocationCallback callback,
1167                                          ObjectSpace space,
1168                                          AllocationAction action)
1169         : callback(callback), space(space), action(action) {}
1170     MemoryAllocationCallback callback;
1171     ObjectSpace space;
1172     AllocationAction action;
1173   };
1174
1175   // A List of callback that are triggered when memory is allocated or free'd
1176   List<MemoryAllocationCallbackRegistration> memory_allocation_callbacks_;
1177
1178   // Initializes pages in a chunk. Returns the first page address.
1179   // This function and GetChunkId() are provided for the mark-compact
1180   // collector to rebuild page headers in the from space, which is
1181   // used as a marking stack and its page headers are destroyed.
1182   Page* InitializePagesInChunk(int chunk_id, int pages_in_chunk,
1183                                PagedSpace* owner);
1184
1185   void UpdateAllocatedSpaceLimits(void* low, void* high) {
1186     lowest_ever_allocated_ = Min(lowest_ever_allocated_, low);
1187     highest_ever_allocated_ = Max(highest_ever_allocated_, high);
1188   }
1189
1190   DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(MemoryAllocator);
1191 };
1192
1193
1194 // -----------------------------------------------------------------------------
1195 // Interface for heap object iterator to be implemented by all object space
1196 // object iterators.
1197 //
1198 // NOTE: The space specific object iterators also implements the own next()
1199 //       method which is used to avoid using virtual functions
1200 //       iterating a specific space.
1201
1202 class ObjectIterator : public Malloced {
1203  public:
1204   virtual ~ObjectIterator() {}
1205
1206   virtual HeapObject* next_object() = 0;
1207 };
1208
1209
1210 // -----------------------------------------------------------------------------
1211 // Heap object iterator in new/old/map spaces.
1212 //
1213 // A HeapObjectIterator iterates objects from the bottom of the given space
1214 // to its top or from the bottom of the given page to its top.
1215 //
1216 // If objects are allocated in the page during iteration the iterator may
1217 // or may not iterate over those objects.  The caller must create a new
1218 // iterator in order to be sure to visit these new objects.
1219 class HeapObjectIterator : public ObjectIterator {
1220  public:
1221   // Creates a new object iterator in a given space.
1222   // If the size function is not given, the iterator calls the default
1223   // Object::Size().
1224   explicit HeapObjectIterator(PagedSpace* space);
1225   HeapObjectIterator(PagedSpace* space, HeapObjectCallback size_func);
1226   HeapObjectIterator(Page* page, HeapObjectCallback size_func);
1227
1228   // Advance to the next object, skipping free spaces and other fillers and
1229   // skipping the special garbage section of which there is one per space.
1230   // Returns NULL when the iteration has ended.
1231   inline HeapObject* Next() {
1232     do {
1233       HeapObject* next_obj = FromCurrentPage();
1234       if (next_obj != NULL) return next_obj;
1235     } while (AdvanceToNextPage());
1236     return NULL;
1237   }
1238
1239   virtual HeapObject* next_object() { return Next(); }
1240
1241  private:
1242   enum PageMode { kOnePageOnly, kAllPagesInSpace };
1243
1244   Address cur_addr_;              // Current iteration point.
1245   Address cur_end_;               // End iteration point.
1246   HeapObjectCallback size_func_;  // Size function or NULL.
1247   PagedSpace* space_;
1248   PageMode page_mode_;
1249
1250   // Fast (inlined) path of next().
1251   inline HeapObject* FromCurrentPage();
1252
1253   // Slow path of next(), goes into the next page.  Returns false if the
1254   // iteration has ended.
1255   bool AdvanceToNextPage();
1256
1257   // Initializes fields.
1258   inline void Initialize(PagedSpace* owner, Address start, Address end,
1259                          PageMode mode, HeapObjectCallback size_func);
1260 };
1261
1262
1263 // -----------------------------------------------------------------------------
1264 // A PageIterator iterates the pages in a paged space.
1265
1266 class PageIterator BASE_EMBEDDED {
1267  public:
1268   explicit inline PageIterator(PagedSpace* space);
1269
1270   inline bool has_next();
1271   inline Page* next();
1272
1273  private:
1274   PagedSpace* space_;
1275   Page* prev_page_;  // Previous page returned.
1276   // Next page that will be returned.  Cached here so that we can use this
1277   // iterator for operations that deallocate pages.
1278   Page* next_page_;
1279 };
1280
1281
1282 // -----------------------------------------------------------------------------
1283 // A space has a circular list of pages. The next page can be accessed via
1284 // Page::next_page() call.
1285
1286 // An abstraction of allocation and relocation pointers in a page-structured
1287 // space.
1288 class AllocationInfo {
1289  public:
1290   AllocationInfo() : top_(NULL), limit_(NULL) {}
1291
1292   INLINE(void set_top(Address top)) {
1293     SLOW_DCHECK(top == NULL ||
1294                 (reinterpret_cast<intptr_t>(top) & kHeapObjectTagMask) == 0);
1295     top_ = top;
1296   }
1297
1298   INLINE(Address top()) const {
1299     SLOW_DCHECK(top_ == NULL ||
1300                 (reinterpret_cast<intptr_t>(top_) & kHeapObjectTagMask) == 0);
1301     return top_;
1302   }
1303
1304   Address* top_address() { return &top_; }
1305
1306   INLINE(void set_limit(Address limit)) {
1307     SLOW_DCHECK(limit == NULL ||
1308                 (reinterpret_cast<intptr_t>(limit) & kHeapObjectTagMask) == 0);
1309     limit_ = limit;
1310   }
1311
1312   INLINE(Address limit()) const {
1313     SLOW_DCHECK(limit_ == NULL ||
1314                 (reinterpret_cast<intptr_t>(limit_) & kHeapObjectTagMask) ==
1315                     0);
1316     return limit_;
1317   }
1318
1319   Address* limit_address() { return &limit_; }
1320
1321 #ifdef DEBUG
1322   bool VerifyPagedAllocation() {
1323     return (Page::FromAllocationTop(top_) == Page::FromAllocationTop(limit_)) &&
1324            (top_ <= limit_);
1325   }
1326 #endif
1327
1328  private:
1329   // Current allocation top.
1330   Address top_;
1331   // Current allocation limit.
1332   Address limit_;
1333 };
1334
1335
1336 // An abstraction of the accounting statistics of a page-structured space.
1337 // The 'capacity' of a space is the number of object-area bytes (i.e., not
1338 // including page bookkeeping structures) currently in the space. The 'size'
1339 // of a space is the number of allocated bytes, the 'waste' in the space is
1340 // the number of bytes that are not allocated and not available to
1341 // allocation without reorganizing the space via a GC (e.g. small blocks due
1342 // to internal fragmentation, top of page areas in map space), and the bytes
1343 // 'available' is the number of unallocated bytes that are not waste.  The
1344 // capacity is the sum of size, waste, and available.
1345 //
1346 // The stats are only set by functions that ensure they stay balanced. These
1347 // functions increase or decrease one of the non-capacity stats in
1348 // conjunction with capacity, or else they always balance increases and
1349 // decreases to the non-capacity stats.
1350 class AllocationStats BASE_EMBEDDED {
1351  public:
1352   AllocationStats() { Clear(); }
1353
1354   // Zero out all the allocation statistics (i.e., no capacity).
1355   void Clear() {
1356     capacity_ = 0;
1357     max_capacity_ = 0;
1358     size_ = 0;
1359     waste_ = 0;
1360   }
1361
1362   void ClearSizeWaste() {
1363     size_ = capacity_;
1364     waste_ = 0;
1365   }
1366
1367   // Reset the allocation statistics (i.e., available = capacity with no
1368   // wasted or allocated bytes).
1369   void Reset() {
1370     size_ = 0;
1371     waste_ = 0;
1372   }
1373
1374   // Accessors for the allocation statistics.
1375   intptr_t Capacity() { return capacity_; }
1376   intptr_t MaxCapacity() { return max_capacity_; }
1377   intptr_t Size() { return size_; }
1378   intptr_t Waste() { return waste_; }
1379
1380   // Grow the space by adding available bytes.  They are initially marked as
1381   // being in use (part of the size), but will normally be immediately freed,
1382   // putting them on the free list and removing them from size_.
1383   void ExpandSpace(int size_in_bytes) {
1384     capacity_ += size_in_bytes;
1385     size_ += size_in_bytes;
1386     if (capacity_ > max_capacity_) {
1387       max_capacity_ = capacity_;
1388     }
1389     DCHECK(size_ >= 0);
1390   }
1391
1392   // Shrink the space by removing available bytes.  Since shrinking is done
1393   // during sweeping, bytes have been marked as being in use (part of the size)
1394   // and are hereby freed.
1395   void ShrinkSpace(int size_in_bytes) {
1396     capacity_ -= size_in_bytes;
1397     size_ -= size_in_bytes;
1398     DCHECK(size_ >= 0);
1399   }
1400
1401   // Allocate from available bytes (available -> size).
1402   void AllocateBytes(intptr_t size_in_bytes) {
1403     size_ += size_in_bytes;
1404     DCHECK(size_ >= 0);
1405   }
1406
1407   // Free allocated bytes, making them available (size -> available).
1408   void DeallocateBytes(intptr_t size_in_bytes) {
1409     size_ -= size_in_bytes;
1410     DCHECK(size_ >= 0);
1411   }
1412
1413   // Waste free bytes (available -> waste).
1414   void WasteBytes(int size_in_bytes) {
1415     DCHECK(size_in_bytes >= 0);
1416     waste_ += size_in_bytes;
1417   }
1418
1419  private:
1420   intptr_t capacity_;
1421   intptr_t max_capacity_;
1422   intptr_t size_;
1423   intptr_t waste_;
1424 };
1425
1426
1427 // -----------------------------------------------------------------------------
1428 // Free lists for old object spaces
1429
1430 // The free list category holds a pointer to the top element and a pointer to
1431 // the end element of the linked list of free memory blocks.
1432 class FreeListCategory {
1433  public:
1434   FreeListCategory() : top_(0), end_(NULL), available_(0) {}
1435
1436   intptr_t Concatenate(FreeListCategory* category);
1437
1438   void Reset();
1439
1440   void Free(FreeSpace* node, int size_in_bytes);
1441
1442   FreeSpace* PickNodeFromList(int* node_size);
1443   FreeSpace* PickNodeFromList(int size_in_bytes, int* node_size);
1444
1445   intptr_t EvictFreeListItemsInList(Page* p);
1446   bool ContainsPageFreeListItemsInList(Page* p);
1447
1448   void RepairFreeList(Heap* heap);
1449
1450   FreeSpace* top() const {
1451     return reinterpret_cast<FreeSpace*>(base::NoBarrier_Load(&top_));
1452   }
1453
1454   void set_top(FreeSpace* top) {
1455     base::NoBarrier_Store(&top_, reinterpret_cast<base::AtomicWord>(top));
1456   }
1457
1458   FreeSpace* end() const { return end_; }
1459   void set_end(FreeSpace* end) { end_ = end; }
1460
1461   int* GetAvailableAddress() { return &available_; }
1462   int available() const { return available_; }
1463   void set_available(int available) { available_ = available; }
1464
1465   base::Mutex* mutex() { return &mutex_; }
1466
1467   bool IsEmpty() { return top() == 0; }
1468
1469 #ifdef DEBUG
1470   intptr_t SumFreeList();
1471   int FreeListLength();
1472 #endif
1473
1474  private:
1475   // top_ points to the top FreeSpace* in the free list category.
1476   base::AtomicWord top_;
1477   FreeSpace* end_;
1478   base::Mutex mutex_;
1479
1480   // Total available bytes in all blocks of this free list category.
1481   int available_;
1482 };
1483
1484
1485 // The free list for the old space.  The free list is organized in such a way
1486 // as to encourage objects allocated around the same time to be near each
1487 // other.  The normal way to allocate is intended to be by bumping a 'top'
1488 // pointer until it hits a 'limit' pointer.  When the limit is hit we need to
1489 // find a new space to allocate from.  This is done with the free list, which
1490 // is divided up into rough categories to cut down on waste.  Having finer
1491 // categories would scatter allocation more.
1492
1493 // The old space free list is organized in categories.
1494 // 1-31 words:  Such small free areas are discarded for efficiency reasons.
1495 //     They can be reclaimed by the compactor.  However the distance between top
1496 //     and limit may be this small.
1497 // 32-255 words: There is a list of spaces this large.  It is used for top and
1498 //     limit when the object we need to allocate is 1-31 words in size.  These
1499 //     spaces are called small.
1500 // 256-2047 words: There is a list of spaces this large.  It is used for top and
1501 //     limit when the object we need to allocate is 32-255 words in size.  These
1502 //     spaces are called medium.
1503 // 1048-16383 words: There is a list of spaces this large.  It is used for top
1504 //     and limit when the object we need to allocate is 256-2047 words in size.
1505 //     These spaces are call large.
1506 // At least 16384 words.  This list is for objects of 2048 words or larger.
1507 //     Empty pages are added to this list.  These spaces are called huge.
1508 class FreeList {
1509  public:
1510   explicit FreeList(PagedSpace* owner);
1511
1512   intptr_t Concatenate(FreeList* free_list);
1513
1514   // Clear the free list.
1515   void Reset();
1516
1517   // Return the number of bytes available on the free list.
1518   intptr_t available() {
1519     return small_list_.available() + medium_list_.available() +
1520            large_list_.available() + huge_list_.available();
1521   }
1522
1523   // Place a node on the free list.  The block of size 'size_in_bytes'
1524   // starting at 'start' is placed on the free list.  The return value is the
1525   // number of bytes that have been lost due to internal fragmentation by
1526   // freeing the block.  Bookkeeping information will be written to the block,
1527   // i.e., its contents will be destroyed.  The start address should be word
1528   // aligned, and the size should be a non-zero multiple of the word size.
1529   int Free(Address start, int size_in_bytes);
1530
1531   // This method returns how much memory can be allocated after freeing
1532   // maximum_freed memory.
1533   static inline int GuaranteedAllocatable(int maximum_freed) {
1534     if (maximum_freed < kSmallListMin) {
1535       return 0;
1536     } else if (maximum_freed <= kSmallListMax) {
1537       return kSmallAllocationMax;
1538     } else if (maximum_freed <= kMediumListMax) {
1539       return kMediumAllocationMax;
1540     } else if (maximum_freed <= kLargeListMax) {
1541       return kLargeAllocationMax;
1542     }
1543     return maximum_freed;
1544   }
1545
1546   // Allocate a block of size 'size_in_bytes' from the free list.  The block
1547   // is unitialized.  A failure is returned if no block is available.  The
1548   // number of bytes lost to fragmentation is returned in the output parameter
1549   // 'wasted_bytes'.  The size should be a non-zero multiple of the word size.
1550   MUST_USE_RESULT HeapObject* Allocate(int size_in_bytes);
1551
1552   bool IsEmpty() {
1553     return small_list_.IsEmpty() && medium_list_.IsEmpty() &&
1554            large_list_.IsEmpty() && huge_list_.IsEmpty();
1555   }
1556
1557 #ifdef DEBUG
1558   void Zap();
1559   intptr_t SumFreeLists();
1560   bool IsVeryLong();
1561 #endif
1562
1563   // Used after booting the VM.
1564   void RepairLists(Heap* heap);
1565
1566   intptr_t EvictFreeListItems(Page* p);
1567   bool ContainsPageFreeListItems(Page* p);
1568
1569   FreeListCategory* small_list() { return &small_list_; }
1570   FreeListCategory* medium_list() { return &medium_list_; }
1571   FreeListCategory* large_list() { return &large_list_; }
1572   FreeListCategory* huge_list() { return &huge_list_; }
1573
1574   static const int kSmallListMin = 0x20 * kPointerSize;
1575
1576  private:
1577   // The size range of blocks, in bytes.
1578   static const int kMinBlockSize = 3 * kPointerSize;
1579   static const int kMaxBlockSize = Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
1580
1581   FreeSpace* FindNodeFor(int size_in_bytes, int* node_size);
1582
1583   PagedSpace* owner_;
1584   Heap* heap_;
1585
1586   static const int kSmallListMax = 0xff * kPointerSize;
1587   static const int kMediumListMax = 0x7ff * kPointerSize;
1588   static const int kLargeListMax = 0x3fff * kPointerSize;
1589   static const int kSmallAllocationMax = kSmallListMin - kPointerSize;
1590   static const int kMediumAllocationMax = kSmallListMax;
1591   static const int kLargeAllocationMax = kMediumListMax;
1592   FreeListCategory small_list_;
1593   FreeListCategory medium_list_;
1594   FreeListCategory large_list_;
1595   FreeListCategory huge_list_;
1596
1597   DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(FreeList);
1598 };
1599
1600
1601 class AllocationResult {
1602  public:
1603   // Implicit constructor from Object*.
1604   AllocationResult(Object* object)  // NOLINT
1605       : object_(object) {
1606     // AllocationResults can't return Smis, which are used to represent
1607     // failure and the space to retry in.
1608     CHECK(!object->IsSmi());
1609   }
1610
1611   AllocationResult() : object_(Smi::FromInt(NEW_SPACE)) {}
1612
1613   static inline AllocationResult Retry(AllocationSpace space = NEW_SPACE) {
1614     return AllocationResult(space);
1615   }
1616
1617   inline bool IsRetry() { return object_->IsSmi(); }
1618
1619   template <typename T>
1620   bool To(T** obj) {
1621     if (IsRetry()) return false;
1622     *obj = T::cast(object_);
1623     return true;
1624   }
1625
1626   Object* ToObjectChecked() {
1627     CHECK(!IsRetry());
1628     return object_;
1629   }
1630
1631   AllocationSpace RetrySpace() {
1632     DCHECK(IsRetry());
1633     return static_cast<AllocationSpace>(Smi::cast(object_)->value());
1634   }
1635
1636  private:
1637   explicit AllocationResult(AllocationSpace space)
1638       : object_(Smi::FromInt(static_cast<int>(space))) {}
1639
1640   Object* object_;
1641 };
1642
1643
1644 STATIC_ASSERT(sizeof(AllocationResult) == kPointerSize);
1645
1646
1647 class PagedSpace : public Space {
1648  public:
1649   // Creates a space with a maximum capacity, and an id.
1650   PagedSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id,
1651              Executability executable);
1652
1653   virtual ~PagedSpace() {}
1654
1655   // Set up the space using the given address range of virtual memory (from
1656   // the memory allocator's initial chunk) if possible.  If the block of
1657   // addresses is not big enough to contain a single page-aligned page, a
1658   // fresh chunk will be allocated.
1659   bool SetUp();
1660
1661   // Returns true if the space has been successfully set up and not
1662   // subsequently torn down.
1663   bool HasBeenSetUp();
1664
1665   // Cleans up the space, frees all pages in this space except those belonging
1666   // to the initial chunk, uncommits addresses in the initial chunk.
1667   void TearDown();
1668
1669   // Checks whether an object/address is in this space.
1670   inline bool Contains(Address a);
1671   bool Contains(HeapObject* o) { return Contains(o->address()); }
1672   // Unlike Contains() methods it is safe to call this one even for addresses
1673   // of unmapped memory.
1674   bool ContainsSafe(Address addr);
1675
1676   // Given an address occupied by a live object, return that object if it is
1677   // in this space, or a Smi if it is not.  The implementation iterates over
1678   // objects in the page containing the address, the cost is linear in the
1679   // number of objects in the page.  It may be slow.
1680   Object* FindObject(Address addr);
1681
1682   // During boot the free_space_map is created, and afterwards we may need
1683   // to write it into the free list nodes that were already created.
1684   void RepairFreeListsAfterDeserialization();
1685
1686   // Prepares for a mark-compact GC.
1687   void PrepareForMarkCompact();
1688
1689   // Current capacity without growing (Size() + Available()).
1690   intptr_t Capacity() { return accounting_stats_.Capacity(); }
1691
1692   // Total amount of memory committed for this space.  For paged
1693   // spaces this equals the capacity.
1694   intptr_t CommittedMemory() { return Capacity(); }
1695
1696   // The maximum amount of memory ever committed for this space.
1697   intptr_t MaximumCommittedMemory() { return accounting_stats_.MaxCapacity(); }
1698
1699   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
1700   size_t CommittedPhysicalMemory();
1701
1702   struct SizeStats {
1703     intptr_t Total() {
1704       return small_size_ + medium_size_ + large_size_ + huge_size_;
1705     }
1706
1707     intptr_t small_size_;
1708     intptr_t medium_size_;
1709     intptr_t large_size_;
1710     intptr_t huge_size_;
1711   };
1712
1713   void ObtainFreeListStatistics(Page* p, SizeStats* sizes);
1714   void ResetFreeListStatistics();
1715
1716   // Sets the capacity, the available space and the wasted space to zero.
1717   // The stats are rebuilt during sweeping by adding each page to the
1718   // capacity and the size when it is encountered.  As free spaces are
1719   // discovered during the sweeping they are subtracted from the size and added
1720   // to the available and wasted totals.
1721   void ClearStats() {
1722     accounting_stats_.ClearSizeWaste();
1723     ResetFreeListStatistics();
1724   }
1725
1726   // Increases the number of available bytes of that space.
1727   void AddToAccountingStats(intptr_t bytes) {
1728     accounting_stats_.DeallocateBytes(bytes);
1729   }
1730
1731   // Available bytes without growing.  These are the bytes on the free list.
1732   // The bytes in the linear allocation area are not included in this total
1733   // because updating the stats would slow down allocation.  New pages are
1734   // immediately added to the free list so they show up here.
1735   intptr_t Available() { return free_list_.available(); }
1736
1737   // Allocated bytes in this space.  Garbage bytes that were not found due to
1738   // concurrent sweeping are counted as being allocated!  The bytes in the
1739   // current linear allocation area (between top and limit) are also counted
1740   // here.
1741   virtual intptr_t Size() { return accounting_stats_.Size(); }
1742
1743   // As size, but the bytes in lazily swept pages are estimated and the bytes
1744   // in the current linear allocation area are not included.
1745   virtual intptr_t SizeOfObjects();
1746
1747   // Wasted bytes in this space.  These are just the bytes that were thrown away
1748   // due to being too small to use for allocation.  They do not include the
1749   // free bytes that were not found at all due to lazy sweeping.
1750   virtual intptr_t Waste() { return accounting_stats_.Waste(); }
1751
1752   // Returns the allocation pointer in this space.
1753   Address top() { return allocation_info_.top(); }
1754   Address limit() { return allocation_info_.limit(); }
1755
1756   // The allocation top address.
1757   Address* allocation_top_address() { return allocation_info_.top_address(); }
1758
1759   // The allocation limit address.
1760   Address* allocation_limit_address() {
1761     return allocation_info_.limit_address();
1762   }
1763
1764   // Allocate the requested number of bytes in the space if possible, return a
1765   // failure object if not.
1766   MUST_USE_RESULT inline AllocationResult AllocateRaw(int size_in_bytes);
1767
1768   // Give a block of memory to the space's free list.  It might be added to
1769   // the free list or accounted as waste.
1770   // If add_to_freelist is false then just accounting stats are updated and
1771   // no attempt to add area to free list is made.
1772   int Free(Address start, int size_in_bytes) {
1773     int wasted = free_list_.Free(start, size_in_bytes);
1774     accounting_stats_.DeallocateBytes(size_in_bytes);
1775     accounting_stats_.WasteBytes(wasted);
1776     return size_in_bytes - wasted;
1777   }
1778
1779   void ResetFreeList() { free_list_.Reset(); }
1780
1781   // Set space allocation info.
1782   void SetTopAndLimit(Address top, Address limit) {
1783     DCHECK(top == limit ||
1784            Page::FromAddress(top) == Page::FromAddress(limit - 1));
1785     MemoryChunk::UpdateHighWaterMark(allocation_info_.top());
1786     allocation_info_.set_top(top);
1787     allocation_info_.set_limit(limit);
1788   }
1789
1790   // Empty space allocation info, returning unused area to free list.
1791   void EmptyAllocationInfo() {
1792     // Mark the old linear allocation area with a free space map so it can be
1793     // skipped when scanning the heap.
1794     int old_linear_size = static_cast<int>(limit() - top());
1795     Free(top(), old_linear_size);
1796     SetTopAndLimit(NULL, NULL);
1797   }
1798
1799   void Allocate(int bytes) { accounting_stats_.AllocateBytes(bytes); }
1800
1801   void IncreaseCapacity(int size);
1802
1803   // Releases an unused page and shrinks the space.
1804   void ReleasePage(Page* page);
1805
1806   // The dummy page that anchors the linked list of pages.
1807   Page* anchor() { return &anchor_; }
1808
1809 #ifdef VERIFY_HEAP
1810   // Verify integrity of this space.
1811   virtual void Verify(ObjectVisitor* visitor);
1812
1813   // Overridden by subclasses to verify space-specific object
1814   // properties (e.g., only maps or free-list nodes are in map space).
1815   virtual void VerifyObject(HeapObject* obj) {}
1816 #endif
1817
1818 #ifdef DEBUG
1819   // Print meta info and objects in this space.
1820   virtual void Print();
1821
1822   // Reports statistics for the space
1823   void ReportStatistics();
1824
1825   // Report code object related statistics
1826   void CollectCodeStatistics();
1827   static void ReportCodeStatistics(Isolate* isolate);
1828   static void ResetCodeStatistics(Isolate* isolate);
1829 #endif
1830
1831   // Evacuation candidates are swept by evacuator.  Needs to return a valid
1832   // result before _and_ after evacuation has finished.
1833   static bool ShouldBeSweptBySweeperThreads(Page* p) {
1834     return !p->IsEvacuationCandidate() &&
1835            !p->IsFlagSet(Page::RESCAN_ON_EVACUATION) && !p->WasSwept();
1836   }
1837
1838   void IncrementUnsweptFreeBytes(intptr_t by) { unswept_free_bytes_ += by; }
1839
1840   void IncreaseUnsweptFreeBytes(Page* p) {
1841     DCHECK(ShouldBeSweptBySweeperThreads(p));
1842     unswept_free_bytes_ += (p->area_size() - p->LiveBytes());
1843   }
1844
1845   void DecrementUnsweptFreeBytes(intptr_t by) { unswept_free_bytes_ -= by; }
1846
1847   void DecreaseUnsweptFreeBytes(Page* p) {
1848     DCHECK(ShouldBeSweptBySweeperThreads(p));
1849     unswept_free_bytes_ -= (p->area_size() - p->LiveBytes());
1850   }
1851
1852   void ResetUnsweptFreeBytes() { unswept_free_bytes_ = 0; }
1853
1854   // This function tries to steal size_in_bytes memory from the sweeper threads
1855   // free-lists. If it does not succeed stealing enough memory, it will wait
1856   // for the sweeper threads to finish sweeping.
1857   // It returns true when sweeping is completed and false otherwise.
1858   bool EnsureSweeperProgress(intptr_t size_in_bytes);
1859
1860   void set_end_of_unswept_pages(Page* page) { end_of_unswept_pages_ = page; }
1861
1862   Page* end_of_unswept_pages() { return end_of_unswept_pages_; }
1863
1864   Page* FirstPage() { return anchor_.next_page(); }
1865   Page* LastPage() { return anchor_.prev_page(); }
1866
1867   void EvictEvacuationCandidatesFromFreeLists();
1868
1869   bool CanExpand();
1870
1871   // Returns the number of total pages in this space.
1872   int CountTotalPages();
1873
1874   // Return size of allocatable area on a page in this space.
1875   inline int AreaSize() { return area_size_; }
1876
1877   void CreateEmergencyMemory();
1878   void FreeEmergencyMemory();
1879   void UseEmergencyMemory();
1880   intptr_t MaxEmergencyMemoryAllocated();
1881
1882   bool HasEmergencyMemory() { return emergency_memory_ != NULL; }
1883
1884  protected:
1885   FreeList* free_list() { return &free_list_; }
1886
1887   int area_size_;
1888
1889   // Maximum capacity of this space.
1890   intptr_t max_capacity_;
1891
1892   // Accounting information for this space.
1893   AllocationStats accounting_stats_;
1894
1895   // The dummy page that anchors the double linked list of pages.
1896   Page anchor_;
1897
1898   // The space's free list.
1899   FreeList free_list_;
1900
1901   // Normal allocation information.
1902   AllocationInfo allocation_info_;
1903
1904   // The number of free bytes which could be reclaimed by advancing the
1905   // concurrent sweeper threads.
1906   intptr_t unswept_free_bytes_;
1907
1908   // The sweeper threads iterate over the list of pointer and data space pages
1909   // and sweep these pages concurrently. They will stop sweeping after the
1910   // end_of_unswept_pages_ page.
1911   Page* end_of_unswept_pages_;
1912
1913   // Emergency memory is the memory of a full page for a given space, allocated
1914   // conservatively before evacuating a page. If compaction fails due to out
1915   // of memory error the emergency memory can be used to complete compaction.
1916   // If not used, the emergency memory is released after compaction.
1917   MemoryChunk* emergency_memory_;
1918
1919   // Expands the space by allocating a fixed number of pages. Returns false if
1920   // it cannot allocate requested number of pages from OS, or if the hard heap
1921   // size limit has been hit.
1922   bool Expand();
1923
1924   // Generic fast case allocation function that tries linear allocation at the
1925   // address denoted by top in allocation_info_.
1926   inline HeapObject* AllocateLinearly(int size_in_bytes);
1927
1928   // If sweeping is still in progress try to sweep unswept pages. If that is
1929   // not successful, wait for the sweeper threads and re-try free-list
1930   // allocation.
1931   MUST_USE_RESULT HeapObject* WaitForSweeperThreadsAndRetryAllocation(
1932       int size_in_bytes);
1933
1934   // Slow path of AllocateRaw.  This function is space-dependent.
1935   MUST_USE_RESULT HeapObject* SlowAllocateRaw(int size_in_bytes);
1936
1937   friend class PageIterator;
1938   friend class MarkCompactCollector;
1939 };
1940
1941
1942 class NumberAndSizeInfo BASE_EMBEDDED {
1943  public:
1944   NumberAndSizeInfo() : number_(0), bytes_(0) {}
1945
1946   int number() const { return number_; }
1947   void increment_number(int num) { number_ += num; }
1948
1949   int bytes() const { return bytes_; }
1950   void increment_bytes(int size) { bytes_ += size; }
1951
1952   void clear() {
1953     number_ = 0;
1954     bytes_ = 0;
1955   }
1956
1957  private:
1958   int number_;
1959   int bytes_;
1960 };
1961
1962
1963 // HistogramInfo class for recording a single "bar" of a histogram.  This
1964 // class is used for collecting statistics to print to the log file.
1965 class HistogramInfo : public NumberAndSizeInfo {
1966  public:
1967   HistogramInfo() : NumberAndSizeInfo() {}
1968
1969   const char* name() { return name_; }
1970   void set_name(const char* name) { name_ = name; }
1971
1972  private:
1973   const char* name_;
1974 };
1975
1976
1977 enum SemiSpaceId { kFromSpace = 0, kToSpace = 1 };
1978
1979
1980 class SemiSpace;
1981
1982
1983 class NewSpacePage : public MemoryChunk {
1984  public:
1985   // GC related flags copied from from-space to to-space when
1986   // flipping semispaces.
1987   static const intptr_t kCopyOnFlipFlagsMask =
1988       (1 << MemoryChunk::POINTERS_TO_HERE_ARE_INTERESTING) |
1989       (1 << MemoryChunk::POINTERS_FROM_HERE_ARE_INTERESTING) |
1990       (1 << MemoryChunk::SCAN_ON_SCAVENGE);
1991
1992   static const int kAreaSize = Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
1993
1994   inline NewSpacePage* next_page() const {
1995     return static_cast<NewSpacePage*>(next_chunk());
1996   }
1997
1998   inline void set_next_page(NewSpacePage* page) { set_next_chunk(page); }
1999
2000   inline NewSpacePage* prev_page() const {
2001     return static_cast<NewSpacePage*>(prev_chunk());
2002   }
2003
2004   inline void set_prev_page(NewSpacePage* page) { set_prev_chunk(page); }
2005
2006   SemiSpace* semi_space() { return reinterpret_cast<SemiSpace*>(owner()); }
2007
2008   bool is_anchor() { return !this->InNewSpace(); }
2009
2010   static bool IsAtStart(Address addr) {
2011     return (reinterpret_cast<intptr_t>(addr) & Page::kPageAlignmentMask) ==
2012            kObjectStartOffset;
2013   }
2014
2015   static bool IsAtEnd(Address addr) {
2016     return (reinterpret_cast<intptr_t>(addr) & Page::kPageAlignmentMask) == 0;
2017   }
2018
2019   Address address() { return reinterpret_cast<Address>(this); }
2020
2021   // Finds the NewSpacePage containing the given address.
2022   static inline NewSpacePage* FromAddress(Address address_in_page) {
2023     Address page_start =
2024         reinterpret_cast<Address>(reinterpret_cast<uintptr_t>(address_in_page) &
2025                                   ~Page::kPageAlignmentMask);
2026     NewSpacePage* page = reinterpret_cast<NewSpacePage*>(page_start);
2027     return page;
2028   }
2029
2030   // Find the page for a limit address. A limit address is either an address
2031   // inside a page, or the address right after the last byte of a page.
2032   static inline NewSpacePage* FromLimit(Address address_limit) {
2033     return NewSpacePage::FromAddress(address_limit - 1);
2034   }
2035
2036   // Checks if address1 and address2 are on the same new space page.
2037   static inline bool OnSamePage(Address address1, Address address2) {
2038     return NewSpacePage::FromAddress(address1) ==
2039            NewSpacePage::FromAddress(address2);
2040   }
2041
2042  private:
2043   // Create a NewSpacePage object that is only used as anchor
2044   // for the doubly-linked list of real pages.
2045   explicit NewSpacePage(SemiSpace* owner) { InitializeAsAnchor(owner); }
2046
2047   static NewSpacePage* Initialize(Heap* heap, Address start,
2048                                   SemiSpace* semi_space);
2049
2050   // Intialize a fake NewSpacePage used as sentinel at the ends
2051   // of a doubly-linked list of real NewSpacePages.
2052   // Only uses the prev/next links, and sets flags to not be in new-space.
2053   void InitializeAsAnchor(SemiSpace* owner);
2054
2055   friend class SemiSpace;
2056   friend class SemiSpaceIterator;
2057 };
2058
2059
2060 // -----------------------------------------------------------------------------
2061 // SemiSpace in young generation
2062 //
2063 // A semispace is a contiguous chunk of memory holding page-like memory
2064 // chunks. The mark-compact collector  uses the memory of the first page in
2065 // the from space as a marking stack when tracing live objects.
2066
2067 class SemiSpace : public Space {
2068  public:
2069   // Constructor.
2070   SemiSpace(Heap* heap, SemiSpaceId semispace)
2071       : Space(heap, NEW_SPACE, NOT_EXECUTABLE),
2072         start_(NULL),
2073         age_mark_(NULL),
2074         id_(semispace),
2075         anchor_(this),
2076         current_page_(NULL) {}
2077
2078   // Sets up the semispace using the given chunk.
2079   void SetUp(Address start, int initial_capacity, int target_capacity,
2080              int maximum_capacity);
2081
2082   // Tear down the space.  Heap memory was not allocated by the space, so it
2083   // is not deallocated here.
2084   void TearDown();
2085
2086   // True if the space has been set up but not torn down.
2087   bool HasBeenSetUp() { return start_ != NULL; }
2088
2089   // Grow the semispace to the new capacity.  The new capacity
2090   // requested must be larger than the current capacity and less than
2091   // the maximum capacity.
2092   bool GrowTo(int new_capacity);
2093
2094   // Shrinks the semispace to the new capacity.  The new capacity
2095   // requested must be more than the amount of used memory in the
2096   // semispace and less than the current capacity.
2097   bool ShrinkTo(int new_capacity);
2098
2099   // Sets the total capacity. Only possible when the space is not committed.
2100   bool SetTotalCapacity(int new_capacity);
2101
2102   // Returns the start address of the first page of the space.
2103   Address space_start() {
2104     DCHECK(anchor_.next_page() != &anchor_);
2105     return anchor_.next_page()->area_start();
2106   }
2107
2108   // Returns the start address of the current page of the space.
2109   Address page_low() { return current_page_->area_start(); }
2110
2111   // Returns one past the end address of the space.
2112   Address space_end() { return anchor_.prev_page()->area_end(); }
2113
2114   // Returns one past the end address of the current page of the space.
2115   Address page_high() { return current_page_->area_end(); }
2116
2117   bool AdvancePage() {
2118     NewSpacePage* next_page = current_page_->next_page();
2119     if (next_page == anchor()) return false;
2120     current_page_ = next_page;
2121     return true;
2122   }
2123
2124   // Resets the space to using the first page.
2125   void Reset();
2126
2127   // Age mark accessors.
2128   Address age_mark() { return age_mark_; }
2129   void set_age_mark(Address mark);
2130
2131   // True if the address is in the address range of this semispace (not
2132   // necessarily below the allocation pointer).
2133   bool Contains(Address a) {
2134     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(a) & address_mask_) ==
2135            reinterpret_cast<uintptr_t>(start_);
2136   }
2137
2138   // True if the object is a heap object in the address range of this
2139   // semispace (not necessarily below the allocation pointer).
2140   bool Contains(Object* o) {
2141     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(o) & object_mask_) == object_expected_;
2142   }
2143
2144   // If we don't have these here then SemiSpace will be abstract.  However
2145   // they should never be called.
2146   virtual intptr_t Size() {
2147     UNREACHABLE();
2148     return 0;
2149   }
2150
2151   bool is_committed() { return committed_; }
2152   bool Commit();
2153   bool Uncommit();
2154
2155   NewSpacePage* first_page() { return anchor_.next_page(); }
2156   NewSpacePage* current_page() { return current_page_; }
2157
2158 #ifdef VERIFY_HEAP
2159   virtual void Verify();
2160 #endif
2161
2162 #ifdef DEBUG
2163   virtual void Print();
2164   // Validate a range of of addresses in a SemiSpace.
2165   // The "from" address must be on a page prior to the "to" address,
2166   // in the linked page order, or it must be earlier on the same page.
2167   static void AssertValidRange(Address from, Address to);
2168 #else
2169   // Do nothing.
2170   inline static void AssertValidRange(Address from, Address to) {}
2171 #endif
2172
2173   // Returns the current total capacity of the semispace.
2174   int TotalCapacity() { return total_capacity_; }
2175
2176   // Returns the target for total capacity of the semispace.
2177   int TargetCapacity() { return target_capacity_; }
2178
2179   // Returns the maximum total capacity of the semispace.
2180   int MaximumTotalCapacity() { return maximum_total_capacity_; }
2181
2182   // Returns the initial capacity of the semispace.
2183   int InitialTotalCapacity() { return initial_total_capacity_; }
2184
2185   SemiSpaceId id() { return id_; }
2186
2187   static void Swap(SemiSpace* from, SemiSpace* to);
2188
2189   // Returns the maximum amount of memory ever committed by the semi space.
2190   size_t MaximumCommittedMemory() { return maximum_committed_; }
2191
2192   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
2193   size_t CommittedPhysicalMemory();
2194
2195  private:
2196   // Flips the semispace between being from-space and to-space.
2197   // Copies the flags into the masked positions on all pages in the space.
2198   void FlipPages(intptr_t flags, intptr_t flag_mask);
2199
2200   // Updates Capacity and MaximumCommitted based on new capacity.
2201   void SetCapacity(int new_capacity);
2202
2203   NewSpacePage* anchor() { return &anchor_; }
2204
2205   // The current and maximum total capacity of the space.
2206   int total_capacity_;
2207   int target_capacity_;
2208   int maximum_total_capacity_;
2209   int initial_total_capacity_;
2210
2211   intptr_t maximum_committed_;
2212
2213   // The start address of the space.
2214   Address start_;
2215   // Used to govern object promotion during mark-compact collection.
2216   Address age_mark_;
2217
2218   // Masks and comparison values to test for containment in this semispace.
2219   uintptr_t address_mask_;
2220   uintptr_t object_mask_;
2221   uintptr_t object_expected_;
2222
2223   bool committed_;
2224   SemiSpaceId id_;
2225
2226   NewSpacePage anchor_;
2227   NewSpacePage* current_page_;
2228
2229   friend class SemiSpaceIterator;
2230   friend class NewSpacePageIterator;
2231
2232  public:
2233   TRACK_MEMORY("SemiSpace")
2234 };
2235
2236
2237 // A SemiSpaceIterator is an ObjectIterator that iterates over the active
2238 // semispace of the heap's new space.  It iterates over the objects in the
2239 // semispace from a given start address (defaulting to the bottom of the
2240 // semispace) to the top of the semispace.  New objects allocated after the
2241 // iterator is created are not iterated.
2242 class SemiSpaceIterator : public ObjectIterator {
2243  public:
2244   // Create an iterator over the objects in the given space.  If no start
2245   // address is given, the iterator starts from the bottom of the space.  If
2246   // no size function is given, the iterator calls Object::Size().
2247
2248   // Iterate over all of allocated to-space.
2249   explicit SemiSpaceIterator(NewSpace* space);
2250   // Iterate over all of allocated to-space, with a custome size function.
2251   SemiSpaceIterator(NewSpace* space, HeapObjectCallback size_func);
2252   // Iterate over part of allocated to-space, from start to the end
2253   // of allocation.
2254   SemiSpaceIterator(NewSpace* space, Address start);
2255   // Iterate from one address to another in the same semi-space.
2256   SemiSpaceIterator(Address from, Address to);
2257
2258   HeapObject* Next() {
2259     if (current_ == limit_) return NULL;
2260     if (NewSpacePage::IsAtEnd(current_)) {
2261       NewSpacePage* page = NewSpacePage::FromLimit(current_);
2262       page = page->next_page();
2263       DCHECK(!page->is_anchor());
2264       current_ = page->area_start();
2265       if (current_ == limit_) return NULL;
2266     }
2267
2268     HeapObject* object = HeapObject::FromAddress(current_);
2269     int size = (size_func_ == NULL) ? object->Size() : size_func_(object);
2270
2271     current_ += size;
2272     return object;
2273   }
2274
2275   // Implementation of the ObjectIterator functions.
2276   virtual HeapObject* next_object() { return Next(); }
2277
2278  private:
2279   void Initialize(Address start, Address end, HeapObjectCallback size_func);
2280
2281   // The current iteration point.
2282   Address current_;
2283   // The end of iteration.
2284   Address limit_;
2285   // The callback function.
2286   HeapObjectCallback size_func_;
2287 };
2288
2289
2290 // -----------------------------------------------------------------------------
2291 // A PageIterator iterates the pages in a semi-space.
2292 class NewSpacePageIterator BASE_EMBEDDED {
2293  public:
2294   // Make an iterator that runs over all pages in to-space.
2295   explicit inline NewSpacePageIterator(NewSpace* space);
2296
2297   // Make an iterator that runs over all pages in the given semispace,
2298   // even those not used in allocation.
2299   explicit inline NewSpacePageIterator(SemiSpace* space);
2300
2301   // Make iterator that iterates from the page containing start
2302   // to the page that contains limit in the same semispace.
2303   inline NewSpacePageIterator(Address start, Address limit);
2304
2305   inline bool has_next();
2306   inline NewSpacePage* next();
2307
2308  private:
2309   NewSpacePage* prev_page_;  // Previous page returned.
2310   // Next page that will be returned.  Cached here so that we can use this
2311   // iterator for operations that deallocate pages.
2312   NewSpacePage* next_page_;
2313   // Last page returned.
2314   NewSpacePage* last_page_;
2315 };
2316
2317
2318 // -----------------------------------------------------------------------------
2319 // The young generation space.
2320 //
2321 // The new space consists of a contiguous pair of semispaces.  It simply
2322 // forwards most functions to the appropriate semispace.
2323
2324 class NewSpace : public Space {
2325  public:
2326   // Constructor.
2327   explicit NewSpace(Heap* heap)
2328       : Space(heap, NEW_SPACE, NOT_EXECUTABLE),
2329         to_space_(heap, kToSpace),
2330         from_space_(heap, kFromSpace),
2331         reservation_(),
2332         inline_allocation_limit_step_(0) {}
2333
2334   // Sets up the new space using the given chunk.
2335   bool SetUp(int reserved_semispace_size_, int max_semi_space_size);
2336
2337   // Tears down the space.  Heap memory was not allocated by the space, so it
2338   // is not deallocated here.
2339   void TearDown();
2340
2341   // True if the space has been set up but not torn down.
2342   bool HasBeenSetUp() {
2343     return to_space_.HasBeenSetUp() && from_space_.HasBeenSetUp();
2344   }
2345
2346   // Flip the pair of spaces.
2347   void Flip();
2348
2349   // Grow the capacity of the semispaces.  Assumes that they are not at
2350   // their maximum capacity.
2351   void Grow();
2352
2353   // Grow the capacity of the semispaces by one page.
2354   bool GrowOnePage();
2355
2356   // Shrink the capacity of the semispaces.
2357   void Shrink();
2358
2359   // True if the address or object lies in the address range of either
2360   // semispace (not necessarily below the allocation pointer).
2361   bool Contains(Address a) {
2362     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(a) & address_mask_) ==
2363            reinterpret_cast<uintptr_t>(start_);
2364   }
2365
2366   bool Contains(Object* o) {
2367     Address a = reinterpret_cast<Address>(o);
2368     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(a) & object_mask_) == object_expected_;
2369   }
2370
2371   // Return the allocated bytes in the active semispace.
2372   virtual intptr_t Size() {
2373     return pages_used_ * NewSpacePage::kAreaSize +
2374            static_cast<int>(top() - to_space_.page_low());
2375   }
2376
2377   // The same, but returning an int.  We have to have the one that returns
2378   // intptr_t because it is inherited, but if we know we are dealing with the
2379   // new space, which can't get as big as the other spaces then this is useful:
2380   int SizeAsInt() { return static_cast<int>(Size()); }
2381
2382   // Return the allocatable capacity of a semispace.
2383   intptr_t Capacity() {
2384     SLOW_DCHECK(to_space_.TotalCapacity() == from_space_.TotalCapacity());
2385     return (to_space_.TotalCapacity() / Page::kPageSize) *
2386            NewSpacePage::kAreaSize;
2387   }
2388
2389   // Return the current size of a semispace, allocatable and non-allocatable
2390   // memory.
2391   intptr_t TotalCapacity() {
2392     DCHECK(to_space_.TotalCapacity() == from_space_.TotalCapacity());
2393     return to_space_.TotalCapacity();
2394   }
2395
2396   // Return the total amount of memory committed for new space.
2397   intptr_t CommittedMemory() {
2398     if (from_space_.is_committed()) return 2 * Capacity();
2399     return TotalCapacity();
2400   }
2401
2402   // Return the total amount of memory committed for new space.
2403   intptr_t MaximumCommittedMemory() {
2404     return to_space_.MaximumCommittedMemory() +
2405            from_space_.MaximumCommittedMemory();
2406   }
2407
2408   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
2409   size_t CommittedPhysicalMemory();
2410
2411   // Return the available bytes without growing.
2412   intptr_t Available() { return Capacity() - Size(); }
2413
2414   // Return the maximum capacity of a semispace.
2415   int MaximumCapacity() {
2416     DCHECK(to_space_.MaximumTotalCapacity() ==
2417            from_space_.MaximumTotalCapacity());
2418     return to_space_.MaximumTotalCapacity();
2419   }
2420
2421   bool IsAtMaximumCapacity() { return TotalCapacity() == MaximumCapacity(); }
2422
2423   // Returns the initial capacity of a semispace.
2424   int InitialTotalCapacity() {
2425     DCHECK(to_space_.InitialTotalCapacity() ==
2426            from_space_.InitialTotalCapacity());
2427     return to_space_.InitialTotalCapacity();
2428   }
2429
2430   // Return the address of the allocation pointer in the active semispace.
2431   Address top() {
2432     DCHECK(to_space_.current_page()->ContainsLimit(allocation_info_.top()));
2433     return allocation_info_.top();
2434   }
2435
2436   void set_top(Address top) {
2437     DCHECK(to_space_.current_page()->ContainsLimit(top));
2438     allocation_info_.set_top(top);
2439   }
2440
2441   // Return the address of the allocation pointer limit in the active semispace.
2442   Address limit() {
2443     DCHECK(to_space_.current_page()->ContainsLimit(allocation_info_.limit()));
2444     return allocation_info_.limit();
2445   }
2446
2447   // Return the address of the first object in the active semispace.
2448   Address bottom() { return to_space_.space_start(); }
2449
2450   // Get the age mark of the inactive semispace.
2451   Address age_mark() { return from_space_.age_mark(); }
2452   // Set the age mark in the active semispace.
2453   void set_age_mark(Address mark) { to_space_.set_age_mark(mark); }
2454
2455   // The start address of the space and a bit mask. Anding an address in the
2456   // new space with the mask will result in the start address.
2457   Address start() { return start_; }
2458   uintptr_t mask() { return address_mask_; }
2459
2460   INLINE(uint32_t AddressToMarkbitIndex(Address addr)) {
2461     DCHECK(Contains(addr));
2462     DCHECK(IsAligned(OffsetFrom(addr), kPointerSize) ||
2463            IsAligned(OffsetFrom(addr) - 1, kPointerSize));
2464     return static_cast<uint32_t>(addr - start_) >> kPointerSizeLog2;
2465   }
2466
2467   INLINE(Address MarkbitIndexToAddress(uint32_t index)) {
2468     return reinterpret_cast<Address>(index << kPointerSizeLog2);
2469   }
2470
2471   // The allocation top and limit address.
2472   Address* allocation_top_address() { return allocation_info_.top_address(); }
2473
2474   // The allocation limit address.
2475   Address* allocation_limit_address() {
2476     return allocation_info_.limit_address();
2477   }
2478
2479   MUST_USE_RESULT INLINE(AllocationResult AllocateRaw(int size_in_bytes));
2480
2481   // Reset the allocation pointer to the beginning of the active semispace.
2482   void ResetAllocationInfo();
2483
2484   void UpdateInlineAllocationLimit(int size_in_bytes);
2485   void LowerInlineAllocationLimit(intptr_t step) {
2486     inline_allocation_limit_step_ = step;
2487     UpdateInlineAllocationLimit(0);
2488     top_on_previous_step_ = allocation_info_.top();
2489   }
2490
2491   // Get the extent of the inactive semispace (for use as a marking stack,
2492   // or to zap it). Notice: space-addresses are not necessarily on the
2493   // same page, so FromSpaceStart() might be above FromSpaceEnd().
2494   Address FromSpacePageLow() { return from_space_.page_low(); }
2495   Address FromSpacePageHigh() { return from_space_.page_high(); }
2496   Address FromSpaceStart() { return from_space_.space_start(); }
2497   Address FromSpaceEnd() { return from_space_.space_end(); }
2498
2499   // Get the extent of the active semispace's pages' memory.
2500   Address ToSpaceStart() { return to_space_.space_start(); }
2501   Address ToSpaceEnd() { return to_space_.space_end(); }
2502
2503   inline bool ToSpaceContains(Address address) {
2504     return to_space_.Contains(address);
2505   }
2506   inline bool FromSpaceContains(Address address) {
2507     return from_space_.Contains(address);
2508   }
2509
2510   // True if the object is a heap object in the address range of the
2511   // respective semispace (not necessarily below the allocation pointer of the
2512   // semispace).
2513   inline bool ToSpaceContains(Object* o) { return to_space_.Contains(o); }
2514   inline bool FromSpaceContains(Object* o) { return from_space_.Contains(o); }
2515
2516   // Try to switch the active semispace to a new, empty, page.
2517   // Returns false if this isn't possible or reasonable (i.e., there
2518   // are no pages, or the current page is already empty), or true
2519   // if successful.
2520   bool AddFreshPage();
2521
2522 #ifdef VERIFY_HEAP
2523   // Verify the active semispace.
2524   virtual void Verify();
2525 #endif
2526
2527 #ifdef DEBUG
2528   // Print the active semispace.
2529   virtual void Print() { to_space_.Print(); }
2530 #endif
2531
2532   // Iterates the active semispace to collect statistics.
2533   void CollectStatistics();
2534   // Reports previously collected statistics of the active semispace.
2535   void ReportStatistics();
2536   // Clears previously collected statistics.
2537   void ClearHistograms();
2538
2539   // Record the allocation or promotion of a heap object.  Note that we don't
2540   // record every single allocation, but only those that happen in the
2541   // to space during a scavenge GC.
2542   void RecordAllocation(HeapObject* obj);
2543   void RecordPromotion(HeapObject* obj);
2544
2545   // Return whether the operation succeded.
2546   bool CommitFromSpaceIfNeeded() {
2547     if (from_space_.is_committed()) return true;
2548     return from_space_.Commit();
2549   }
2550
2551   bool UncommitFromSpace() {
2552     if (!from_space_.is_committed()) return true;
2553     return from_space_.Uncommit();
2554   }
2555
2556   inline intptr_t inline_allocation_limit_step() {
2557     return inline_allocation_limit_step_;
2558   }
2559
2560   SemiSpace* active_space() { return &to_space_; }
2561
2562  private:
2563   // Update allocation info to match the current to-space page.
2564   void UpdateAllocationInfo();
2565
2566   Address chunk_base_;
2567   uintptr_t chunk_size_;
2568
2569   // The semispaces.
2570   SemiSpace to_space_;
2571   SemiSpace from_space_;
2572   base::VirtualMemory reservation_;
2573   int pages_used_;
2574
2575   // Start address and bit mask for containment testing.
2576   Address start_;
2577   uintptr_t address_mask_;
2578   uintptr_t object_mask_;
2579   uintptr_t object_expected_;
2580
2581   // Allocation pointer and limit for normal allocation and allocation during
2582   // mark-compact collection.
2583   AllocationInfo allocation_info_;
2584
2585   // When incremental marking is active we will set allocation_info_.limit
2586   // to be lower than actual limit and then will gradually increase it
2587   // in steps to guarantee that we do incremental marking steps even
2588   // when all allocation is performed from inlined generated code.
2589   intptr_t inline_allocation_limit_step_;
2590
2591   Address top_on_previous_step_;
2592
2593   HistogramInfo* allocated_histogram_;
2594   HistogramInfo* promoted_histogram_;
2595
2596   MUST_USE_RESULT AllocationResult SlowAllocateRaw(int size_in_bytes);
2597
2598   friend class SemiSpaceIterator;
2599
2600  public:
2601   TRACK_MEMORY("NewSpace")
2602 };
2603
2604
2605 // -----------------------------------------------------------------------------
2606 // Old object space (excluding map objects)
2607
2608 class OldSpace : public PagedSpace {
2609  public:
2610   // Creates an old space object with a given maximum capacity.
2611   // The constructor does not allocate pages from OS.
2612   OldSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id,
2613            Executability executable)
2614       : PagedSpace(heap, max_capacity, id, executable) {}
2615
2616  public:
2617   TRACK_MEMORY("OldSpace")
2618 };
2619
2620
2621 // For contiguous spaces, top should be in the space (or at the end) and limit
2622 // should be the end of the space.
2623 #define DCHECK_SEMISPACE_ALLOCATION_INFO(info, space) \
2624   SLOW_DCHECK((space).page_low() <= (info).top() &&   \
2625               (info).top() <= (space).page_high() &&  \
2626               (info).limit() <= (space).page_high())
2627
2628
2629 // -----------------------------------------------------------------------------
2630 // Old space for all map objects
2631
2632 class MapSpace : public PagedSpace {
2633  public:
2634   // Creates a map space object with a maximum capacity.
2635   MapSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id)
2636       : PagedSpace(heap, max_capacity, id, NOT_EXECUTABLE),
2637         max_map_space_pages_(kMaxMapPageIndex - 1) {}
2638
2639   // Given an index, returns the page address.
2640   // TODO(1600): this limit is artifical just to keep code compilable
2641   static const int kMaxMapPageIndex = 1 << 16;
2642
2643   virtual int RoundSizeDownToObjectAlignment(int size) {
2644     if (base::bits::IsPowerOfTwo32(Map::kSize)) {
2645       return RoundDown(size, Map::kSize);
2646     } else {
2647       return (size / Map::kSize) * Map::kSize;
2648     }
2649   }
2650
2651  protected:
2652   virtual void VerifyObject(HeapObject* obj);
2653
2654  private:
2655   static const int kMapsPerPage = Page::kMaxRegularHeapObjectSize / Map::kSize;
2656
2657   // Do map space compaction if there is a page gap.
2658   int CompactionThreshold() {
2659     return kMapsPerPage * (max_map_space_pages_ - 1);
2660   }
2661
2662   const int max_map_space_pages_;
2663
2664  public:
2665   TRACK_MEMORY("MapSpace")
2666 };
2667
2668
2669 // -----------------------------------------------------------------------------
2670 // Old space for simple property cell objects
2671
2672 class CellSpace : public PagedSpace {
2673  public:
2674   // Creates a property cell space object with a maximum capacity.
2675   CellSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id)
2676       : PagedSpace(heap, max_capacity, id, NOT_EXECUTABLE) {}
2677
2678   virtual int RoundSizeDownToObjectAlignment(int size) {
2679     if (base::bits::IsPowerOfTwo32(Cell::kSize)) {
2680       return RoundDown(size, Cell::kSize);
2681     } else {
2682       return (size / Cell::kSize) * Cell::kSize;
2683     }
2684   }
2685
2686  protected:
2687   virtual void VerifyObject(HeapObject* obj);
2688
2689  public:
2690   TRACK_MEMORY("CellSpace")
2691 };
2692
2693
2694 // -----------------------------------------------------------------------------
2695 // Large objects ( > Page::kMaxHeapObjectSize ) are allocated and managed by
2696 // the large object space. A large object is allocated from OS heap with
2697 // extra padding bytes (Page::kPageSize + Page::kObjectStartOffset).
2698 // A large object always starts at Page::kObjectStartOffset to a page.
2699 // Large objects do not move during garbage collections.
2700
2701 class LargeObjectSpace : public Space {
2702  public:
2703   LargeObjectSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id);
2704   virtual ~LargeObjectSpace() {}
2705
2706   // Initializes internal data structures.
2707   bool SetUp();
2708
2709   // Releases internal resources, frees objects in this space.
2710   void TearDown();
2711
2712   static intptr_t ObjectSizeFor(intptr_t chunk_size) {
2713     if (chunk_size <= (Page::kPageSize + Page::kObjectStartOffset)) return 0;
2714     return chunk_size - Page::kPageSize - Page::kObjectStartOffset;
2715   }
2716
2717   // Shared implementation of AllocateRaw, AllocateRawCode and
2718   // AllocateRawFixedArray.
2719   MUST_USE_RESULT AllocationResult
2720       AllocateRaw(int object_size, Executability executable);
2721
2722   bool CanAllocateSize(int size) { return Size() + size <= max_capacity_; }
2723
2724   // Available bytes for objects in this space.
2725   inline intptr_t Available();
2726
2727   virtual intptr_t Size() { return size_; }
2728
2729   virtual intptr_t SizeOfObjects() { return objects_size_; }
2730
2731   intptr_t MaximumCommittedMemory() { return maximum_committed_; }
2732
2733   intptr_t CommittedMemory() { return Size(); }
2734
2735   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
2736   size_t CommittedPhysicalMemory();
2737
2738   int PageCount() { return page_count_; }
2739
2740   // Finds an object for a given address, returns a Smi if it is not found.
2741   // The function iterates through all objects in this space, may be slow.
2742   Object* FindObject(Address a);
2743
2744   // Finds a large object page containing the given address, returns NULL
2745   // if such a page doesn't exist.
2746   LargePage* FindPage(Address a);
2747
2748   // Frees unmarked objects.
2749   void FreeUnmarkedObjects();
2750
2751   // Checks whether a heap object is in this space; O(1).
2752   bool Contains(HeapObject* obj);
2753
2754   // Checks whether the space is empty.
2755   bool IsEmpty() { return first_page_ == NULL; }
2756
2757   LargePage* first_page() { return first_page_; }
2758
2759 #ifdef VERIFY_HEAP
2760   virtual void Verify();
2761 #endif
2762
2763 #ifdef DEBUG
2764   virtual void Print();
2765   void ReportStatistics();
2766   void CollectCodeStatistics();
2767 #endif
2768   // Checks whether an address is in the object area in this space.  It
2769   // iterates all objects in the space. May be slow.
2770   bool SlowContains(Address addr) { return FindObject(addr)->IsHeapObject(); }
2771
2772  private:
2773   intptr_t max_capacity_;
2774   intptr_t maximum_committed_;
2775   // The head of the linked list of large object chunks.
2776   LargePage* first_page_;
2777   intptr_t size_;          // allocated bytes
2778   int page_count_;         // number of chunks
2779   intptr_t objects_size_;  // size of objects
2780   // Map MemoryChunk::kAlignment-aligned chunks to large pages covering them
2781   HashMap chunk_map_;
2782
2783   friend class LargeObjectIterator;
2784
2785  public:
2786   TRACK_MEMORY("LargeObjectSpace")
2787 };
2788
2789
2790 class LargeObjectIterator : public ObjectIterator {
2791  public:
2792   explicit LargeObjectIterator(LargeObjectSpace* space);
2793   LargeObjectIterator(LargeObjectSpace* space, HeapObjectCallback size_func);
2794
2795   HeapObject* Next();
2796
2797   // implementation of ObjectIterator.
2798   virtual HeapObject* next_object() { return Next(); }
2799
2800  private:
2801   LargePage* current_;
2802   HeapObjectCallback size_func_;
2803 };
2804
2805
2806 // Iterates over the chunks (pages and large object pages) that can contain
2807 // pointers to new space.
2808 class PointerChunkIterator BASE_EMBEDDED {
2809  public:
2810   inline explicit PointerChunkIterator(Heap* heap);
2811
2812   // Return NULL when the iterator is done.
2813   MemoryChunk* next() {
2814     switch (state_) {
2815       case kOldPointerState: {
2816         if (old_pointer_iterator_.has_next()) {
2817           return old_pointer_iterator_.next();
2818         }
2819         state_ = kMapState;
2820         // Fall through.
2821       }
2822       case kMapState: {
2823         if (map_iterator_.has_next()) {
2824           return map_iterator_.next();
2825         }
2826         state_ = kLargeObjectState;
2827         // Fall through.
2828       }
2829       case kLargeObjectState: {
2830         HeapObject* heap_object;
2831         do {
2832           heap_object = lo_iterator_.Next();
2833           if (heap_object == NULL) {
2834             state_ = kFinishedState;
2835             return NULL;
2836           }
2837           // Fixed arrays are the only pointer-containing objects in large
2838           // object space.
2839         } while (!heap_object->IsFixedArray());
2840         MemoryChunk* answer = MemoryChunk::FromAddress(heap_object->address());
2841         return answer;
2842       }
2843       case kFinishedState:
2844         return NULL;
2845       default:
2846         break;
2847     }
2848     UNREACHABLE();
2849     return NULL;
2850   }
2851
2852
2853  private:
2854   enum State { kOldPointerState, kMapState, kLargeObjectState, kFinishedState };
2855   State state_;
2856   PageIterator old_pointer_iterator_;
2857   PageIterator map_iterator_;
2858   LargeObjectIterator lo_iterator_;
2859 };
2860
2861
2862 #ifdef DEBUG
2863 struct CommentStatistic {
2864   const char* comment;
2865   int size;
2866   int count;
2867   void Clear() {
2868     comment = NULL;
2869     size = 0;
2870     count = 0;
2871   }
2872   // Must be small, since an iteration is used for lookup.
2873   static const int kMaxComments = 64;
2874 };
2875 #endif
2876 }
2877 }  // namespace v8::internal
2878
2879 #endif  // V8_HEAP_SPACES_H_