Update To 11.40.268.0
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / 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
377     // WAS_SWEPT indicates that marking bits have been cleared by the sweeper,
378     // otherwise marking bits are still intact.
379     WAS_SWEPT,
380
381     // Large objects can have a progress bar in their page header. These object
382     // are scanned in increments and will be kept black while being scanned.
383     // Even if the mutator writes to them they will be kept black and a white
384     // to grey transition is performed in the value.
385     HAS_PROGRESS_BAR,
386
387     // Last flag, keep at bottom.
388     NUM_MEMORY_CHUNK_FLAGS
389   };
390
391
392   static const int kPointersToHereAreInterestingMask =
393       1 << POINTERS_TO_HERE_ARE_INTERESTING;
394
395   static const int kPointersFromHereAreInterestingMask =
396       1 << POINTERS_FROM_HERE_ARE_INTERESTING;
397
398   static const int kEvacuationCandidateMask = 1 << EVACUATION_CANDIDATE;
399
400   static const int kSkipEvacuationSlotsRecordingMask =
401       (1 << EVACUATION_CANDIDATE) | (1 << RESCAN_ON_EVACUATION) |
402       (1 << IN_FROM_SPACE) | (1 << IN_TO_SPACE);
403
404
405   void SetFlag(int flag) { flags_ |= static_cast<uintptr_t>(1) << flag; }
406
407   void ClearFlag(int flag) { flags_ &= ~(static_cast<uintptr_t>(1) << flag); }
408
409   void SetFlagTo(int flag, bool value) {
410     if (value) {
411       SetFlag(flag);
412     } else {
413       ClearFlag(flag);
414     }
415   }
416
417   bool IsFlagSet(int flag) {
418     return (flags_ & (static_cast<uintptr_t>(1) << flag)) != 0;
419   }
420
421   // Set or clear multiple flags at a time. The flags in the mask
422   // are set to the value in "flags", the rest retain the current value
423   // in flags_.
424   void SetFlags(intptr_t flags, intptr_t mask) {
425     flags_ = (flags_ & ~mask) | (flags & mask);
426   }
427
428   // Return all current flags.
429   intptr_t GetFlags() { return flags_; }
430
431
432   // SWEEPING_DONE - The page state when sweeping is complete or sweeping must
433   // not be performed on that page.
434   // SWEEPING_FINALIZE - A sweeper thread is done sweeping this page and will
435   // not touch the page memory anymore.
436   // SWEEPING_IN_PROGRESS - This page is currently swept by a sweeper thread.
437   // SWEEPING_PENDING - This page is ready for parallel sweeping.
438   enum ParallelSweepingState {
439     SWEEPING_DONE,
440     SWEEPING_FINALIZE,
441     SWEEPING_IN_PROGRESS,
442     SWEEPING_PENDING
443   };
444
445   ParallelSweepingState parallel_sweeping() {
446     return static_cast<ParallelSweepingState>(
447         base::Acquire_Load(&parallel_sweeping_));
448   }
449
450   void set_parallel_sweeping(ParallelSweepingState state) {
451     base::Release_Store(&parallel_sweeping_, state);
452   }
453
454   bool TryParallelSweeping() {
455     return base::Acquire_CompareAndSwap(&parallel_sweeping_, SWEEPING_PENDING,
456                                         SWEEPING_IN_PROGRESS) ==
457            SWEEPING_PENDING;
458   }
459
460   bool SweepingCompleted() { return parallel_sweeping() <= SWEEPING_FINALIZE; }
461
462   // Manage live byte count (count of bytes known to be live,
463   // because they are marked black).
464   void ResetLiveBytes() {
465     if (FLAG_gc_verbose) {
466       PrintF("ResetLiveBytes:%p:%x->0\n", static_cast<void*>(this),
467              live_byte_count_);
468     }
469     live_byte_count_ = 0;
470   }
471   void IncrementLiveBytes(int by) {
472     if (FLAG_gc_verbose) {
473       printf("UpdateLiveBytes:%p:%x%c=%x->%x\n", static_cast<void*>(this),
474              live_byte_count_, ((by < 0) ? '-' : '+'), ((by < 0) ? -by : by),
475              live_byte_count_ + by);
476     }
477     live_byte_count_ += by;
478     DCHECK_LE(static_cast<unsigned>(live_byte_count_), size_);
479   }
480   int LiveBytes() {
481     DCHECK(static_cast<unsigned>(live_byte_count_) <= size_);
482     return live_byte_count_;
483   }
484
485   int write_barrier_counter() {
486     return static_cast<int>(write_barrier_counter_);
487   }
488
489   void set_write_barrier_counter(int counter) {
490     write_barrier_counter_ = counter;
491   }
492
493   int progress_bar() {
494     DCHECK(IsFlagSet(HAS_PROGRESS_BAR));
495     return progress_bar_;
496   }
497
498   void set_progress_bar(int progress_bar) {
499     DCHECK(IsFlagSet(HAS_PROGRESS_BAR));
500     progress_bar_ = progress_bar;
501   }
502
503   void ResetProgressBar() {
504     if (IsFlagSet(MemoryChunk::HAS_PROGRESS_BAR)) {
505       set_progress_bar(0);
506       ClearFlag(MemoryChunk::HAS_PROGRESS_BAR);
507     }
508   }
509
510   bool IsLeftOfProgressBar(Object** slot) {
511     Address slot_address = reinterpret_cast<Address>(slot);
512     DCHECK(slot_address > this->address());
513     return (slot_address - (this->address() + kObjectStartOffset)) <
514            progress_bar();
515   }
516
517   static void IncrementLiveBytesFromGC(Address address, int by) {
518     MemoryChunk::FromAddress(address)->IncrementLiveBytes(by);
519   }
520
521   static void IncrementLiveBytesFromMutator(Address address, int by);
522
523   static const intptr_t kAlignment =
524       (static_cast<uintptr_t>(1) << kPageSizeBits);
525
526   static const intptr_t kAlignmentMask = kAlignment - 1;
527
528   static const intptr_t kSizeOffset = 0;
529
530   static const intptr_t kLiveBytesOffset =
531       kSizeOffset + kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize +
532       kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize + kIntSize;
533
534   static const size_t kSlotsBufferOffset = kLiveBytesOffset + kIntSize;
535
536   static const size_t kWriteBarrierCounterOffset =
537       kSlotsBufferOffset + kPointerSize + kPointerSize;
538
539   static const size_t kHeaderSize =
540       kWriteBarrierCounterOffset + kPointerSize + kIntSize + kIntSize +
541       kPointerSize + 5 * kPointerSize + kPointerSize + kPointerSize;
542
543   static const int kBodyOffset =
544       CODE_POINTER_ALIGN(kHeaderSize + Bitmap::kSize);
545
546   // The start offset of the object area in a page. Aligned to both maps and
547   // code alignment to be suitable for both.  Also aligned to 32 words because
548   // the marking bitmap is arranged in 32 bit chunks.
549   static const int kObjectStartAlignment = 32 * kPointerSize;
550   static const int kObjectStartOffset =
551       kBodyOffset - 1 +
552       (kObjectStartAlignment - (kBodyOffset - 1) % kObjectStartAlignment);
553
554   size_t size() const { return size_; }
555
556   void set_size(size_t size) { size_ = size; }
557
558   void SetArea(Address area_start, Address area_end) {
559     area_start_ = area_start;
560     area_end_ = area_end;
561   }
562
563   Executability executable() {
564     return IsFlagSet(IS_EXECUTABLE) ? EXECUTABLE : NOT_EXECUTABLE;
565   }
566
567   bool ContainsOnlyData() { return IsFlagSet(CONTAINS_ONLY_DATA); }
568
569   bool InNewSpace() {
570     return (flags_ & ((1 << IN_FROM_SPACE) | (1 << IN_TO_SPACE))) != 0;
571   }
572
573   bool InToSpace() { return IsFlagSet(IN_TO_SPACE); }
574
575   bool InFromSpace() { return IsFlagSet(IN_FROM_SPACE); }
576
577   // ---------------------------------------------------------------------
578   // Markbits support
579
580   inline Bitmap* markbits() {
581     return Bitmap::FromAddress(address() + kHeaderSize);
582   }
583
584   void PrintMarkbits() { markbits()->Print(); }
585
586   inline uint32_t AddressToMarkbitIndex(Address addr) {
587     return static_cast<uint32_t>(addr - this->address()) >> kPointerSizeLog2;
588   }
589
590   inline static uint32_t FastAddressToMarkbitIndex(Address addr) {
591     const intptr_t offset = reinterpret_cast<intptr_t>(addr) & kAlignmentMask;
592
593     return static_cast<uint32_t>(offset) >> kPointerSizeLog2;
594   }
595
596   inline Address MarkbitIndexToAddress(uint32_t index) {
597     return this->address() + (index << kPointerSizeLog2);
598   }
599
600   void InsertAfter(MemoryChunk* other);
601   void Unlink();
602
603   inline Heap* heap() const { return heap_; }
604
605   static const int kFlagsOffset = kPointerSize;
606
607   bool IsEvacuationCandidate() { return IsFlagSet(EVACUATION_CANDIDATE); }
608
609   bool ShouldSkipEvacuationSlotRecording() {
610     return (flags_ & kSkipEvacuationSlotsRecordingMask) != 0;
611   }
612
613   inline SkipList* skip_list() { return skip_list_; }
614
615   inline void set_skip_list(SkipList* skip_list) { skip_list_ = skip_list; }
616
617   inline SlotsBuffer* slots_buffer() { return slots_buffer_; }
618
619   inline SlotsBuffer** slots_buffer_address() { return &slots_buffer_; }
620
621   void MarkEvacuationCandidate() {
622     DCHECK(slots_buffer_ == NULL);
623     SetFlag(EVACUATION_CANDIDATE);
624   }
625
626   void ClearEvacuationCandidate() {
627     DCHECK(slots_buffer_ == NULL);
628     ClearFlag(EVACUATION_CANDIDATE);
629   }
630
631   Address area_start() { return area_start_; }
632   Address area_end() { return area_end_; }
633   int area_size() { return static_cast<int>(area_end() - area_start()); }
634   bool CommitArea(size_t requested);
635
636   // Approximate amount of physical memory committed for this chunk.
637   size_t CommittedPhysicalMemory() { return high_water_mark_; }
638
639   static inline void UpdateHighWaterMark(Address mark);
640
641  protected:
642   size_t size_;
643   intptr_t flags_;
644
645   // Start and end of allocatable memory on this chunk.
646   Address area_start_;
647   Address area_end_;
648
649   // If the chunk needs to remember its memory reservation, it is stored here.
650   base::VirtualMemory reservation_;
651   // The identity of the owning space.  This is tagged as a failure pointer, but
652   // no failure can be in an object, so this can be distinguished from any entry
653   // in a fixed array.
654   Address owner_;
655   Heap* heap_;
656   // Used by the store buffer to keep track of which pages to mark scan-on-
657   // scavenge.
658   int store_buffer_counter_;
659   // Count of bytes marked black on page.
660   int live_byte_count_;
661   SlotsBuffer* slots_buffer_;
662   SkipList* skip_list_;
663   intptr_t write_barrier_counter_;
664   // Used by the incremental marker to keep track of the scanning progress in
665   // large objects that have a progress bar and are scanned in increments.
666   int progress_bar_;
667   // Assuming the initial allocation on a page is sequential,
668   // count highest number of bytes ever allocated on the page.
669   int high_water_mark_;
670
671   base::AtomicWord parallel_sweeping_;
672
673   // PagedSpace free-list statistics.
674   intptr_t available_in_small_free_list_;
675   intptr_t available_in_medium_free_list_;
676   intptr_t available_in_large_free_list_;
677   intptr_t available_in_huge_free_list_;
678   intptr_t non_available_small_blocks_;
679
680   static MemoryChunk* Initialize(Heap* heap, Address base, size_t size,
681                                  Address area_start, Address area_end,
682                                  Executability executable, Space* owner);
683
684  private:
685   // next_chunk_ holds a pointer of type MemoryChunk
686   base::AtomicWord next_chunk_;
687   // prev_chunk_ holds a pointer of type MemoryChunk
688   base::AtomicWord prev_chunk_;
689
690   friend class MemoryAllocator;
691 };
692
693
694 STATIC_ASSERT(sizeof(MemoryChunk) <= MemoryChunk::kHeaderSize);
695
696
697 // -----------------------------------------------------------------------------
698 // A page is a memory chunk of a size 1MB. Large object pages may be larger.
699 //
700 // The only way to get a page pointer is by calling factory methods:
701 //   Page* p = Page::FromAddress(addr); or
702 //   Page* p = Page::FromAllocationTop(top);
703 class Page : public MemoryChunk {
704  public:
705   // Returns the page containing a given address. The address ranges
706   // from [page_addr .. page_addr + kPageSize[
707   // This only works if the object is in fact in a page.  See also MemoryChunk::
708   // FromAddress() and FromAnyAddress().
709   INLINE(static Page* FromAddress(Address a)) {
710     return reinterpret_cast<Page*>(OffsetFrom(a) & ~kPageAlignmentMask);
711   }
712
713   // Returns the page containing an allocation top. Because an allocation
714   // top address can be the upper bound of the page, we need to subtract
715   // it with kPointerSize first. The address ranges from
716   // [page_addr + kObjectStartOffset .. page_addr + kPageSize].
717   INLINE(static Page* FromAllocationTop(Address top)) {
718     Page* p = FromAddress(top - kPointerSize);
719     return p;
720   }
721
722   // Returns the next page in the chain of pages owned by a space.
723   inline Page* next_page();
724   inline Page* prev_page();
725   inline void set_next_page(Page* page);
726   inline void set_prev_page(Page* page);
727
728   // Checks whether an address is page aligned.
729   static bool IsAlignedToPageSize(Address a) {
730     return 0 == (OffsetFrom(a) & kPageAlignmentMask);
731   }
732
733   // Returns the offset of a given address to this page.
734   INLINE(int Offset(Address a)) {
735     int offset = static_cast<int>(a - address());
736     return offset;
737   }
738
739   // Returns the address for a given offset to the this page.
740   Address OffsetToAddress(int offset) {
741     DCHECK_PAGE_OFFSET(offset);
742     return address() + offset;
743   }
744
745   // ---------------------------------------------------------------------
746
747   // Page size in bytes.  This must be a multiple of the OS page size.
748   static const int kPageSize = 1 << kPageSizeBits;
749
750   // Maximum object size that fits in a page. Objects larger than that size
751   // are allocated in large object space and are never moved in memory. This
752   // also applies to new space allocation, since objects are never migrated
753   // from new space to large object space.  Takes double alignment into account.
754   static const int kMaxRegularHeapObjectSize = kPageSize - kObjectStartOffset;
755
756   // Page size mask.
757   static const intptr_t kPageAlignmentMask = (1 << kPageSizeBits) - 1;
758
759   inline void ClearGCFields();
760
761   static inline Page* Initialize(Heap* heap, MemoryChunk* chunk,
762                                  Executability executable, PagedSpace* owner);
763
764   void InitializeAsAnchor(PagedSpace* owner);
765
766   bool WasSwept() { return IsFlagSet(WAS_SWEPT); }
767   void SetWasSwept() { SetFlag(WAS_SWEPT); }
768   void ClearWasSwept() { ClearFlag(WAS_SWEPT); }
769
770   void ResetFreeListStatistics();
771
772 #define FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(type, name) \
773   type name() { return name##_; }                 \
774   void set_##name(type name) { name##_ = name; }  \
775   void add_##name(type name) { name##_ += name; }
776
777   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, non_available_small_blocks)
778   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_small_free_list)
779   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_medium_free_list)
780   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_large_free_list)
781   FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS(intptr_t, available_in_huge_free_list)
782
783 #undef FRAGMENTATION_STATS_ACCESSORS
784
785 #ifdef DEBUG
786   void Print();
787 #endif  // DEBUG
788
789   friend class MemoryAllocator;
790 };
791
792
793 STATIC_ASSERT(sizeof(Page) <= MemoryChunk::kHeaderSize);
794
795
796 class LargePage : public MemoryChunk {
797  public:
798   HeapObject* GetObject() { return HeapObject::FromAddress(area_start()); }
799
800   inline LargePage* next_page() const {
801     return static_cast<LargePage*>(next_chunk());
802   }
803
804   inline void set_next_page(LargePage* page) { set_next_chunk(page); }
805
806  private:
807   static inline LargePage* Initialize(Heap* heap, MemoryChunk* chunk);
808
809   friend class MemoryAllocator;
810 };
811
812 STATIC_ASSERT(sizeof(LargePage) <= MemoryChunk::kHeaderSize);
813
814 // ----------------------------------------------------------------------------
815 // Space is the abstract superclass for all allocation spaces.
816 class Space : public Malloced {
817  public:
818   Space(Heap* heap, AllocationSpace id, Executability executable)
819       : heap_(heap), id_(id), executable_(executable) {}
820
821   virtual ~Space() {}
822
823   Heap* heap() const { return heap_; }
824
825   // Does the space need executable memory?
826   Executability executable() { return executable_; }
827
828   // Identity used in error reporting.
829   AllocationSpace identity() { return id_; }
830
831   // Returns allocated size.
832   virtual intptr_t Size() = 0;
833
834   // Returns size of objects. Can differ from the allocated size
835   // (e.g. see LargeObjectSpace).
836   virtual intptr_t SizeOfObjects() { return Size(); }
837
838   virtual int RoundSizeDownToObjectAlignment(int size) {
839     if (id_ == CODE_SPACE) {
840       return RoundDown(size, kCodeAlignment);
841     } else {
842       return RoundDown(size, kPointerSize);
843     }
844   }
845
846 #ifdef DEBUG
847   virtual void Print() = 0;
848 #endif
849
850  private:
851   Heap* heap_;
852   AllocationSpace id_;
853   Executability executable_;
854 };
855
856
857 // ----------------------------------------------------------------------------
858 // All heap objects containing executable code (code objects) must be allocated
859 // from a 2 GB range of memory, so that they can call each other using 32-bit
860 // displacements.  This happens automatically on 32-bit platforms, where 32-bit
861 // displacements cover the entire 4GB virtual address space.  On 64-bit
862 // platforms, we support this using the CodeRange object, which reserves and
863 // manages a range of virtual memory.
864 class CodeRange {
865  public:
866   explicit CodeRange(Isolate* isolate);
867   ~CodeRange() { TearDown(); }
868
869   // Reserves a range of virtual memory, but does not commit any of it.
870   // Can only be called once, at heap initialization time.
871   // Returns false on failure.
872   bool SetUp(size_t requested_size);
873
874   // Frees the range of virtual memory, and frees the data structures used to
875   // manage it.
876   void TearDown();
877
878   bool valid() { return code_range_ != NULL; }
879   Address start() {
880     DCHECK(valid());
881     return static_cast<Address>(code_range_->address());
882   }
883   size_t size() {
884     DCHECK(valid());
885     return code_range_->size();
886   }
887   bool contains(Address address) {
888     if (!valid()) return false;
889     Address start = static_cast<Address>(code_range_->address());
890     return start <= address && address < start + code_range_->size();
891   }
892
893   // Allocates a chunk of memory from the large-object portion of
894   // the code range.  On platforms with no separate code range, should
895   // not be called.
896   MUST_USE_RESULT Address AllocateRawMemory(const size_t requested_size,
897                                             const size_t commit_size,
898                                             size_t* allocated);
899   bool CommitRawMemory(Address start, size_t length);
900   bool UncommitRawMemory(Address start, size_t length);
901   void FreeRawMemory(Address buf, size_t length);
902
903   void ReserveEmergencyBlock();
904   void ReleaseEmergencyBlock();
905
906  private:
907   Isolate* isolate_;
908
909   // The reserved range of virtual memory that all code objects are put in.
910   base::VirtualMemory* code_range_;
911   // Plain old data class, just a struct plus a constructor.
912   class FreeBlock {
913    public:
914     FreeBlock() : start(0), size(0) {}
915     FreeBlock(Address start_arg, size_t size_arg)
916         : start(start_arg), size(size_arg) {
917       DCHECK(IsAddressAligned(start, MemoryChunk::kAlignment));
918       DCHECK(size >= static_cast<size_t>(Page::kPageSize));
919     }
920     FreeBlock(void* start_arg, size_t size_arg)
921         : start(static_cast<Address>(start_arg)), size(size_arg) {
922       DCHECK(IsAddressAligned(start, MemoryChunk::kAlignment));
923       DCHECK(size >= static_cast<size_t>(Page::kPageSize));
924     }
925
926     Address start;
927     size_t size;
928   };
929
930   // Freed blocks of memory are added to the free list.  When the allocation
931   // list is exhausted, the free list is sorted and merged to make the new
932   // allocation list.
933   List<FreeBlock> free_list_;
934   // Memory is allocated from the free blocks on the allocation list.
935   // The block at current_allocation_block_index_ is the current block.
936   List<FreeBlock> allocation_list_;
937   int current_allocation_block_index_;
938
939   // Emergency block guarantees that we can always allocate a page for
940   // evacuation candidates when code space is compacted. Emergency block is
941   // reserved immediately after GC and is released immedietely before
942   // allocating a page for evacuation.
943   FreeBlock emergency_block_;
944
945   // Finds a block on the allocation list that contains at least the
946   // requested amount of memory.  If none is found, sorts and merges
947   // the existing free memory blocks, and searches again.
948   // If none can be found, returns false.
949   bool GetNextAllocationBlock(size_t requested);
950   // Compares the start addresses of two free blocks.
951   static int CompareFreeBlockAddress(const FreeBlock* left,
952                                      const FreeBlock* right);
953   bool ReserveBlock(const size_t requested_size, FreeBlock* block);
954   void ReleaseBlock(const FreeBlock* block);
955
956   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(CodeRange);
957 };
958
959
960 class SkipList {
961  public:
962   SkipList() { Clear(); }
963
964   void Clear() {
965     for (int idx = 0; idx < kSize; idx++) {
966       starts_[idx] = reinterpret_cast<Address>(-1);
967     }
968   }
969
970   Address StartFor(Address addr) { return starts_[RegionNumber(addr)]; }
971
972   void AddObject(Address addr, int size) {
973     int start_region = RegionNumber(addr);
974     int end_region = RegionNumber(addr + size - kPointerSize);
975     for (int idx = start_region; idx <= end_region; idx++) {
976       if (starts_[idx] > addr) starts_[idx] = addr;
977     }
978   }
979
980   static inline int RegionNumber(Address addr) {
981     return (OffsetFrom(addr) & Page::kPageAlignmentMask) >> kRegionSizeLog2;
982   }
983
984   static void Update(Address addr, int size) {
985     Page* page = Page::FromAddress(addr);
986     SkipList* list = page->skip_list();
987     if (list == NULL) {
988       list = new SkipList();
989       page->set_skip_list(list);
990     }
991
992     list->AddObject(addr, size);
993   }
994
995  private:
996   static const int kRegionSizeLog2 = 13;
997   static const int kRegionSize = 1 << kRegionSizeLog2;
998   static const int kSize = Page::kPageSize / kRegionSize;
999
1000   STATIC_ASSERT(Page::kPageSize % kRegionSize == 0);
1001
1002   Address starts_[kSize];
1003 };
1004
1005
1006 // ----------------------------------------------------------------------------
1007 // A space acquires chunks of memory from the operating system. The memory
1008 // allocator allocated and deallocates pages for the paged heap spaces and large
1009 // pages for large object space.
1010 //
1011 // Each space has to manage it's own pages.
1012 //
1013 class MemoryAllocator {
1014  public:
1015   explicit MemoryAllocator(Isolate* isolate);
1016
1017   // Initializes its internal bookkeeping structures.
1018   // Max capacity of the total space and executable memory limit.
1019   bool SetUp(intptr_t max_capacity, intptr_t capacity_executable);
1020
1021   void TearDown();
1022
1023   Page* AllocatePage(intptr_t size, PagedSpace* owner,
1024                      Executability executable);
1025
1026   LargePage* AllocateLargePage(intptr_t object_size, Space* owner,
1027                                Executability executable);
1028
1029   void Free(MemoryChunk* chunk);
1030
1031   // Returns the maximum available bytes of heaps.
1032   intptr_t Available() { return capacity_ < size_ ? 0 : capacity_ - size_; }
1033
1034   // Returns allocated spaces in bytes.
1035   intptr_t Size() { return size_; }
1036
1037   // Returns the maximum available executable bytes of heaps.
1038   intptr_t AvailableExecutable() {
1039     if (capacity_executable_ < size_executable_) return 0;
1040     return capacity_executable_ - size_executable_;
1041   }
1042
1043   // Returns allocated executable spaces in bytes.
1044   intptr_t SizeExecutable() { return size_executable_; }
1045
1046   // Returns maximum available bytes that the old space can have.
1047   intptr_t MaxAvailable() {
1048     return (Available() / Page::kPageSize) * Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
1049   }
1050
1051   // Returns an indication of whether a pointer is in a space that has
1052   // been allocated by this MemoryAllocator.
1053   V8_INLINE bool IsOutsideAllocatedSpace(const void* address) const {
1054     return address < lowest_ever_allocated_ ||
1055            address >= highest_ever_allocated_;
1056   }
1057
1058 #ifdef DEBUG
1059   // Reports statistic info of the space.
1060   void ReportStatistics();
1061 #endif
1062
1063   // Returns a MemoryChunk in which the memory region from commit_area_size to
1064   // reserve_area_size of the chunk area is reserved but not committed, it
1065   // could be committed later by calling MemoryChunk::CommitArea.
1066   MemoryChunk* AllocateChunk(intptr_t reserve_area_size,
1067                              intptr_t commit_area_size,
1068                              Executability executable, Space* space);
1069
1070   Address ReserveAlignedMemory(size_t requested, size_t alignment,
1071                                base::VirtualMemory* controller);
1072   Address AllocateAlignedMemory(size_t reserve_size, size_t commit_size,
1073                                 size_t alignment, Executability executable,
1074                                 base::VirtualMemory* controller);
1075
1076   bool CommitMemory(Address addr, size_t size, Executability executable);
1077
1078   void FreeMemory(base::VirtualMemory* reservation, Executability executable);
1079   void FreeMemory(Address addr, size_t size, Executability executable);
1080
1081   // Commit a contiguous block of memory from the initial chunk.  Assumes that
1082   // the address is not NULL, the size is greater than zero, and that the
1083   // block is contained in the initial chunk.  Returns true if it succeeded
1084   // and false otherwise.
1085   bool CommitBlock(Address start, size_t size, Executability executable);
1086
1087   // Uncommit a contiguous block of memory [start..(start+size)[.
1088   // start is not NULL, the size is greater than zero, and the
1089   // block is contained in the initial chunk.  Returns true if it succeeded
1090   // and false otherwise.
1091   bool UncommitBlock(Address start, size_t size);
1092
1093   // Zaps a contiguous block of memory [start..(start+size)[ thus
1094   // filling it up with a recognizable non-NULL bit pattern.
1095   void ZapBlock(Address start, size_t size);
1096
1097   void PerformAllocationCallback(ObjectSpace space, AllocationAction action,
1098                                  size_t size);
1099
1100   void AddMemoryAllocationCallback(MemoryAllocationCallback callback,
1101                                    ObjectSpace space, AllocationAction action);
1102
1103   void RemoveMemoryAllocationCallback(MemoryAllocationCallback callback);
1104
1105   bool MemoryAllocationCallbackRegistered(MemoryAllocationCallback callback);
1106
1107   static int CodePageGuardStartOffset();
1108
1109   static int CodePageGuardSize();
1110
1111   static int CodePageAreaStartOffset();
1112
1113   static int CodePageAreaEndOffset();
1114
1115   static int CodePageAreaSize() {
1116     return CodePageAreaEndOffset() - CodePageAreaStartOffset();
1117   }
1118
1119   static int PageAreaSize(AllocationSpace space) {
1120     DCHECK_NE(LO_SPACE, space);
1121     return (space == CODE_SPACE) ? CodePageAreaSize()
1122                                  : Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
1123   }
1124
1125   MUST_USE_RESULT bool CommitExecutableMemory(base::VirtualMemory* vm,
1126                                               Address start, size_t commit_size,
1127                                               size_t reserved_size);
1128
1129  private:
1130   Isolate* isolate_;
1131
1132   // Maximum space size in bytes.
1133   size_t capacity_;
1134   // Maximum subset of capacity_ that can be executable
1135   size_t capacity_executable_;
1136
1137   // Allocated space size in bytes.
1138   size_t size_;
1139   // Allocated executable space size in bytes.
1140   size_t size_executable_;
1141
1142   // We keep the lowest and highest addresses allocated as a quick way
1143   // of determining that pointers are outside the heap. The estimate is
1144   // conservative, i.e. not all addrsses in 'allocated' space are allocated
1145   // to our heap. The range is [lowest, highest[, inclusive on the low end
1146   // and exclusive on the high end.
1147   void* lowest_ever_allocated_;
1148   void* highest_ever_allocated_;
1149
1150   struct MemoryAllocationCallbackRegistration {
1151     MemoryAllocationCallbackRegistration(MemoryAllocationCallback callback,
1152                                          ObjectSpace space,
1153                                          AllocationAction action)
1154         : callback(callback), space(space), action(action) {}
1155     MemoryAllocationCallback callback;
1156     ObjectSpace space;
1157     AllocationAction action;
1158   };
1159
1160   // A List of callback that are triggered when memory is allocated or free'd
1161   List<MemoryAllocationCallbackRegistration> memory_allocation_callbacks_;
1162
1163   // Initializes pages in a chunk. Returns the first page address.
1164   // This function and GetChunkId() are provided for the mark-compact
1165   // collector to rebuild page headers in the from space, which is
1166   // used as a marking stack and its page headers are destroyed.
1167   Page* InitializePagesInChunk(int chunk_id, int pages_in_chunk,
1168                                PagedSpace* owner);
1169
1170   void UpdateAllocatedSpaceLimits(void* low, void* high) {
1171     lowest_ever_allocated_ = Min(lowest_ever_allocated_, low);
1172     highest_ever_allocated_ = Max(highest_ever_allocated_, high);
1173   }
1174
1175   DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(MemoryAllocator);
1176 };
1177
1178
1179 // -----------------------------------------------------------------------------
1180 // Interface for heap object iterator to be implemented by all object space
1181 // object iterators.
1182 //
1183 // NOTE: The space specific object iterators also implements the own next()
1184 //       method which is used to avoid using virtual functions
1185 //       iterating a specific space.
1186
1187 class ObjectIterator : public Malloced {
1188  public:
1189   virtual ~ObjectIterator() {}
1190
1191   virtual HeapObject* next_object() = 0;
1192 };
1193
1194
1195 // -----------------------------------------------------------------------------
1196 // Heap object iterator in new/old/map spaces.
1197 //
1198 // A HeapObjectIterator iterates objects from the bottom of the given space
1199 // to its top or from the bottom of the given page to its top.
1200 //
1201 // If objects are allocated in the page during iteration the iterator may
1202 // or may not iterate over those objects.  The caller must create a new
1203 // iterator in order to be sure to visit these new objects.
1204 class HeapObjectIterator : public ObjectIterator {
1205  public:
1206   // Creates a new object iterator in a given space.
1207   // If the size function is not given, the iterator calls the default
1208   // Object::Size().
1209   explicit HeapObjectIterator(PagedSpace* space);
1210   HeapObjectIterator(PagedSpace* space, HeapObjectCallback size_func);
1211   HeapObjectIterator(Page* page, HeapObjectCallback size_func);
1212
1213   // Advance to the next object, skipping free spaces and other fillers and
1214   // skipping the special garbage section of which there is one per space.
1215   // Returns NULL when the iteration has ended.
1216   inline HeapObject* Next() {
1217     do {
1218       HeapObject* next_obj = FromCurrentPage();
1219       if (next_obj != NULL) return next_obj;
1220     } while (AdvanceToNextPage());
1221     return NULL;
1222   }
1223
1224   virtual HeapObject* next_object() { return Next(); }
1225
1226  private:
1227   enum PageMode { kOnePageOnly, kAllPagesInSpace };
1228
1229   Address cur_addr_;              // Current iteration point.
1230   Address cur_end_;               // End iteration point.
1231   HeapObjectCallback size_func_;  // Size function or NULL.
1232   PagedSpace* space_;
1233   PageMode page_mode_;
1234
1235   // Fast (inlined) path of next().
1236   inline HeapObject* FromCurrentPage();
1237
1238   // Slow path of next(), goes into the next page.  Returns false if the
1239   // iteration has ended.
1240   bool AdvanceToNextPage();
1241
1242   // Initializes fields.
1243   inline void Initialize(PagedSpace* owner, Address start, Address end,
1244                          PageMode mode, HeapObjectCallback size_func);
1245 };
1246
1247
1248 // -----------------------------------------------------------------------------
1249 // A PageIterator iterates the pages in a paged space.
1250
1251 class PageIterator BASE_EMBEDDED {
1252  public:
1253   explicit inline PageIterator(PagedSpace* space);
1254
1255   inline bool has_next();
1256   inline Page* next();
1257
1258  private:
1259   PagedSpace* space_;
1260   Page* prev_page_;  // Previous page returned.
1261   // Next page that will be returned.  Cached here so that we can use this
1262   // iterator for operations that deallocate pages.
1263   Page* next_page_;
1264 };
1265
1266
1267 // -----------------------------------------------------------------------------
1268 // A space has a circular list of pages. The next page can be accessed via
1269 // Page::next_page() call.
1270
1271 // An abstraction of allocation and relocation pointers in a page-structured
1272 // space.
1273 class AllocationInfo {
1274  public:
1275   AllocationInfo() : top_(NULL), limit_(NULL) {}
1276
1277   INLINE(void set_top(Address top)) {
1278     SLOW_DCHECK(top == NULL ||
1279                 (reinterpret_cast<intptr_t>(top) & HeapObjectTagMask()) == 0);
1280     top_ = top;
1281   }
1282
1283   INLINE(Address top()) const {
1284     SLOW_DCHECK(top_ == NULL ||
1285                 (reinterpret_cast<intptr_t>(top_) & HeapObjectTagMask()) == 0);
1286     return top_;
1287   }
1288
1289   Address* top_address() { return &top_; }
1290
1291   INLINE(void set_limit(Address limit)) {
1292     SLOW_DCHECK(limit == NULL ||
1293                 (reinterpret_cast<intptr_t>(limit) & HeapObjectTagMask()) == 0);
1294     limit_ = limit;
1295   }
1296
1297   INLINE(Address limit()) const {
1298     SLOW_DCHECK(limit_ == NULL ||
1299                 (reinterpret_cast<intptr_t>(limit_) & HeapObjectTagMask()) ==
1300                     0);
1301     return limit_;
1302   }
1303
1304   Address* limit_address() { return &limit_; }
1305
1306 #ifdef DEBUG
1307   bool VerifyPagedAllocation() {
1308     return (Page::FromAllocationTop(top_) == Page::FromAllocationTop(limit_)) &&
1309            (top_ <= limit_);
1310   }
1311 #endif
1312
1313  private:
1314   // Current allocation top.
1315   Address top_;
1316   // Current allocation limit.
1317   Address limit_;
1318 };
1319
1320
1321 // An abstraction of the accounting statistics of a page-structured space.
1322 // The 'capacity' of a space is the number of object-area bytes (i.e., not
1323 // including page bookkeeping structures) currently in the space. The 'size'
1324 // of a space is the number of allocated bytes, the 'waste' in the space is
1325 // the number of bytes that are not allocated and not available to
1326 // allocation without reorganizing the space via a GC (e.g. small blocks due
1327 // to internal fragmentation, top of page areas in map space), and the bytes
1328 // 'available' is the number of unallocated bytes that are not waste.  The
1329 // capacity is the sum of size, waste, and available.
1330 //
1331 // The stats are only set by functions that ensure they stay balanced. These
1332 // functions increase or decrease one of the non-capacity stats in
1333 // conjunction with capacity, or else they always balance increases and
1334 // decreases to the non-capacity stats.
1335 class AllocationStats BASE_EMBEDDED {
1336  public:
1337   AllocationStats() { Clear(); }
1338
1339   // Zero out all the allocation statistics (i.e., no capacity).
1340   void Clear() {
1341     capacity_ = 0;
1342     max_capacity_ = 0;
1343     size_ = 0;
1344     waste_ = 0;
1345   }
1346
1347   void ClearSizeWaste() {
1348     size_ = capacity_;
1349     waste_ = 0;
1350   }
1351
1352   // Reset the allocation statistics (i.e., available = capacity with no
1353   // wasted or allocated bytes).
1354   void Reset() {
1355     size_ = 0;
1356     waste_ = 0;
1357   }
1358
1359   // Accessors for the allocation statistics.
1360   intptr_t Capacity() { return capacity_; }
1361   intptr_t MaxCapacity() { return max_capacity_; }
1362   intptr_t Size() { return size_; }
1363   intptr_t Waste() { return waste_; }
1364
1365   // Grow the space by adding available bytes.  They are initially marked as
1366   // being in use (part of the size), but will normally be immediately freed,
1367   // putting them on the free list and removing them from size_.
1368   void ExpandSpace(int size_in_bytes) {
1369     capacity_ += size_in_bytes;
1370     size_ += size_in_bytes;
1371     if (capacity_ > max_capacity_) {
1372       max_capacity_ = capacity_;
1373     }
1374     DCHECK(size_ >= 0);
1375   }
1376
1377   // Shrink the space by removing available bytes.  Since shrinking is done
1378   // during sweeping, bytes have been marked as being in use (part of the size)
1379   // and are hereby freed.
1380   void ShrinkSpace(int size_in_bytes) {
1381     capacity_ -= size_in_bytes;
1382     size_ -= size_in_bytes;
1383     DCHECK(size_ >= 0);
1384   }
1385
1386   // Allocate from available bytes (available -> size).
1387   void AllocateBytes(intptr_t size_in_bytes) {
1388     size_ += size_in_bytes;
1389     DCHECK(size_ >= 0);
1390   }
1391
1392   // Free allocated bytes, making them available (size -> available).
1393   void DeallocateBytes(intptr_t size_in_bytes) {
1394     size_ -= size_in_bytes;
1395     DCHECK(size_ >= 0);
1396   }
1397
1398   // Waste free bytes (available -> waste).
1399   void WasteBytes(int size_in_bytes) {
1400     DCHECK(size_in_bytes >= 0);
1401     waste_ += size_in_bytes;
1402   }
1403
1404  private:
1405   intptr_t capacity_;
1406   intptr_t max_capacity_;
1407   intptr_t size_;
1408   intptr_t waste_;
1409 };
1410
1411
1412 // -----------------------------------------------------------------------------
1413 // Free lists for old object spaces
1414 //
1415 // Free-list nodes are free blocks in the heap.  They look like heap objects
1416 // (free-list node pointers have the heap object tag, and they have a map like
1417 // a heap object).  They have a size and a next pointer.  The next pointer is
1418 // the raw address of the next free list node (or NULL).
1419 class FreeListNode : public HeapObject {
1420  public:
1421   // Obtain a free-list node from a raw address.  This is not a cast because
1422   // it does not check nor require that the first word at the address is a map
1423   // pointer.
1424   static FreeListNode* FromAddress(Address address) {
1425     return reinterpret_cast<FreeListNode*>(HeapObject::FromAddress(address));
1426   }
1427
1428   static inline bool IsFreeListNode(HeapObject* object);
1429
1430   // Set the size in bytes, which can be read with HeapObject::Size().  This
1431   // function also writes a map to the first word of the block so that it
1432   // looks like a heap object to the garbage collector and heap iteration
1433   // functions.
1434   void set_size(Heap* heap, int size_in_bytes);
1435
1436   // Accessors for the next field.
1437   inline FreeListNode* next();
1438   inline FreeListNode** next_address();
1439   inline void set_next(FreeListNode* next);
1440
1441   inline void Zap();
1442
1443   static inline FreeListNode* cast(Object* object) {
1444     return reinterpret_cast<FreeListNode*>(object);
1445   }
1446
1447  private:
1448   static const int kNextOffset = POINTER_SIZE_ALIGN(FreeSpace::kHeaderSize);
1449
1450   DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(FreeListNode);
1451 };
1452
1453
1454 // The free list category holds a pointer to the top element and a pointer to
1455 // the end element of the linked list of free memory blocks.
1456 class FreeListCategory {
1457  public:
1458   FreeListCategory() : top_(0), end_(NULL), available_(0) {}
1459
1460   intptr_t Concatenate(FreeListCategory* category);
1461
1462   void Reset();
1463
1464   void Free(FreeListNode* node, int size_in_bytes);
1465
1466   FreeListNode* PickNodeFromList(int* node_size);
1467   FreeListNode* PickNodeFromList(int size_in_bytes, int* node_size);
1468
1469   intptr_t EvictFreeListItemsInList(Page* p);
1470   bool ContainsPageFreeListItemsInList(Page* p);
1471
1472   void RepairFreeList(Heap* heap);
1473
1474   FreeListNode* top() const {
1475     return reinterpret_cast<FreeListNode*>(base::NoBarrier_Load(&top_));
1476   }
1477
1478   void set_top(FreeListNode* top) {
1479     base::NoBarrier_Store(&top_, reinterpret_cast<base::AtomicWord>(top));
1480   }
1481
1482   FreeListNode** GetEndAddress() { return &end_; }
1483   FreeListNode* end() const { return end_; }
1484   void set_end(FreeListNode* end) { end_ = end; }
1485
1486   int* GetAvailableAddress() { return &available_; }
1487   int available() const { return available_; }
1488   void set_available(int available) { available_ = available; }
1489
1490   base::Mutex* mutex() { return &mutex_; }
1491
1492   bool IsEmpty() { return top() == 0; }
1493
1494 #ifdef DEBUG
1495   intptr_t SumFreeList();
1496   int FreeListLength();
1497 #endif
1498
1499  private:
1500   // top_ points to the top FreeListNode* in the free list category.
1501   base::AtomicWord top_;
1502   FreeListNode* end_;
1503   base::Mutex mutex_;
1504
1505   // Total available bytes in all blocks of this free list category.
1506   int available_;
1507 };
1508
1509
1510 // The free list for the old space.  The free list is organized in such a way
1511 // as to encourage objects allocated around the same time to be near each
1512 // other.  The normal way to allocate is intended to be by bumping a 'top'
1513 // pointer until it hits a 'limit' pointer.  When the limit is hit we need to
1514 // find a new space to allocate from.  This is done with the free list, which
1515 // is divided up into rough categories to cut down on waste.  Having finer
1516 // categories would scatter allocation more.
1517
1518 // The old space free list is organized in categories.
1519 // 1-31 words:  Such small free areas are discarded for efficiency reasons.
1520 //     They can be reclaimed by the compactor.  However the distance between top
1521 //     and limit may be this small.
1522 // 32-255 words: There is a list of spaces this large.  It is used for top and
1523 //     limit when the object we need to allocate is 1-31 words in size.  These
1524 //     spaces are called small.
1525 // 256-2047 words: There is a list of spaces this large.  It is used for top and
1526 //     limit when the object we need to allocate is 32-255 words in size.  These
1527 //     spaces are called medium.
1528 // 1048-16383 words: There is a list of spaces this large.  It is used for top
1529 //     and limit when the object we need to allocate is 256-2047 words in size.
1530 //     These spaces are call large.
1531 // At least 16384 words.  This list is for objects of 2048 words or larger.
1532 //     Empty pages are added to this list.  These spaces are called huge.
1533 class FreeList {
1534  public:
1535   explicit FreeList(PagedSpace* owner);
1536
1537   intptr_t Concatenate(FreeList* free_list);
1538
1539   // Clear the free list.
1540   void Reset();
1541
1542   // Return the number of bytes available on the free list.
1543   intptr_t available() {
1544     return small_list_.available() + medium_list_.available() +
1545            large_list_.available() + huge_list_.available();
1546   }
1547
1548   // Place a node on the free list.  The block of size 'size_in_bytes'
1549   // starting at 'start' is placed on the free list.  The return value is the
1550   // number of bytes that have been lost due to internal fragmentation by
1551   // freeing the block.  Bookkeeping information will be written to the block,
1552   // i.e., its contents will be destroyed.  The start address should be word
1553   // aligned, and the size should be a non-zero multiple of the word size.
1554   int Free(Address start, int size_in_bytes);
1555
1556   // This method returns how much memory can be allocated after freeing
1557   // maximum_freed memory.
1558   static inline int GuaranteedAllocatable(int maximum_freed) {
1559     if (maximum_freed < kSmallListMin) {
1560       return 0;
1561     } else if (maximum_freed <= kSmallListMax) {
1562       return kSmallAllocationMax;
1563     } else if (maximum_freed <= kMediumListMax) {
1564       return kMediumAllocationMax;
1565     } else if (maximum_freed <= kLargeListMax) {
1566       return kLargeAllocationMax;
1567     }
1568     return maximum_freed;
1569   }
1570
1571   // Allocate a block of size 'size_in_bytes' from the free list.  The block
1572   // is unitialized.  A failure is returned if no block is available.  The
1573   // number of bytes lost to fragmentation is returned in the output parameter
1574   // 'wasted_bytes'.  The size should be a non-zero multiple of the word size.
1575   MUST_USE_RESULT HeapObject* Allocate(int size_in_bytes);
1576
1577   bool IsEmpty() {
1578     return small_list_.IsEmpty() && medium_list_.IsEmpty() &&
1579            large_list_.IsEmpty() && huge_list_.IsEmpty();
1580   }
1581
1582 #ifdef DEBUG
1583   void Zap();
1584   intptr_t SumFreeLists();
1585   bool IsVeryLong();
1586 #endif
1587
1588   // Used after booting the VM.
1589   void RepairLists(Heap* heap);
1590
1591   intptr_t EvictFreeListItems(Page* p);
1592   bool ContainsPageFreeListItems(Page* p);
1593
1594   FreeListCategory* small_list() { return &small_list_; }
1595   FreeListCategory* medium_list() { return &medium_list_; }
1596   FreeListCategory* large_list() { return &large_list_; }
1597   FreeListCategory* huge_list() { return &huge_list_; }
1598
1599  private:
1600   // The size range of blocks, in bytes.
1601   static const int kMinBlockSize = 3 * kPointerSize;
1602   static const int kMaxBlockSize = Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
1603
1604   FreeListNode* FindNodeFor(int size_in_bytes, int* node_size);
1605
1606   PagedSpace* owner_;
1607   Heap* heap_;
1608
1609   static const int kSmallListMin = 0x20 * kPointerSize;
1610   static const int kSmallListMax = 0xff * kPointerSize;
1611   static const int kMediumListMax = 0x7ff * kPointerSize;
1612   static const int kLargeListMax = 0x3fff * kPointerSize;
1613   static const int kSmallAllocationMax = kSmallListMin - kPointerSize;
1614   static const int kMediumAllocationMax = kSmallListMax;
1615   static const int kLargeAllocationMax = kMediumListMax;
1616   FreeListCategory small_list_;
1617   FreeListCategory medium_list_;
1618   FreeListCategory large_list_;
1619   FreeListCategory huge_list_;
1620
1621   DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(FreeList);
1622 };
1623
1624
1625 class AllocationResult {
1626  public:
1627   // Implicit constructor from Object*.
1628   AllocationResult(Object* object)  // NOLINT
1629       : object_(object) {
1630     // AllocationResults can't return Smis, which are used to represent
1631     // failure and the space to retry in.
1632     CHECK(!object->IsSmi());
1633   }
1634
1635   AllocationResult() : object_(Smi::FromInt(NEW_SPACE)) {}
1636
1637   static inline AllocationResult Retry(AllocationSpace space = NEW_SPACE) {
1638     return AllocationResult(space);
1639   }
1640
1641   inline bool IsRetry() { return object_->IsSmi(); }
1642
1643   template <typename T>
1644   bool To(T** obj) {
1645     if (IsRetry()) return false;
1646     *obj = T::cast(object_);
1647     return true;
1648   }
1649
1650   Object* ToObjectChecked() {
1651     CHECK(!IsRetry());
1652     return object_;
1653   }
1654
1655   AllocationSpace RetrySpace() {
1656     DCHECK(IsRetry());
1657     return static_cast<AllocationSpace>(Smi::cast(object_)->value());
1658   }
1659
1660  private:
1661   explicit AllocationResult(AllocationSpace space)
1662       : object_(Smi::FromInt(static_cast<int>(space))) {}
1663
1664   Object* object_;
1665 };
1666
1667
1668 STATIC_ASSERT(sizeof(AllocationResult) == kPointerSize);
1669
1670
1671 class PagedSpace : public Space {
1672  public:
1673   // Creates a space with a maximum capacity, and an id.
1674   PagedSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id,
1675              Executability executable);
1676
1677   virtual ~PagedSpace() {}
1678
1679   // Set up the space using the given address range of virtual memory (from
1680   // the memory allocator's initial chunk) if possible.  If the block of
1681   // addresses is not big enough to contain a single page-aligned page, a
1682   // fresh chunk will be allocated.
1683   bool SetUp();
1684
1685   // Returns true if the space has been successfully set up and not
1686   // subsequently torn down.
1687   bool HasBeenSetUp();
1688
1689   // Cleans up the space, frees all pages in this space except those belonging
1690   // to the initial chunk, uncommits addresses in the initial chunk.
1691   void TearDown();
1692
1693   // Checks whether an object/address is in this space.
1694   inline bool Contains(Address a);
1695   bool Contains(HeapObject* o) { return Contains(o->address()); }
1696
1697   // Given an address occupied by a live object, return that object if it is
1698   // in this space, or a Smi if it is not.  The implementation iterates over
1699   // objects in the page containing the address, the cost is linear in the
1700   // number of objects in the page.  It may be slow.
1701   Object* FindObject(Address addr);
1702
1703   // During boot the free_space_map is created, and afterwards we may need
1704   // to write it into the free list nodes that were already created.
1705   void RepairFreeListsAfterBoot();
1706
1707   // Prepares for a mark-compact GC.
1708   void PrepareForMarkCompact();
1709
1710   // Current capacity without growing (Size() + Available()).
1711   intptr_t Capacity() { return accounting_stats_.Capacity(); }
1712
1713   // Total amount of memory committed for this space.  For paged
1714   // spaces this equals the capacity.
1715   intptr_t CommittedMemory() { return Capacity(); }
1716
1717   // The maximum amount of memory ever committed for this space.
1718   intptr_t MaximumCommittedMemory() { return accounting_stats_.MaxCapacity(); }
1719
1720   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
1721   size_t CommittedPhysicalMemory();
1722
1723   struct SizeStats {
1724     intptr_t Total() {
1725       return small_size_ + medium_size_ + large_size_ + huge_size_;
1726     }
1727
1728     intptr_t small_size_;
1729     intptr_t medium_size_;
1730     intptr_t large_size_;
1731     intptr_t huge_size_;
1732   };
1733
1734   void ObtainFreeListStatistics(Page* p, SizeStats* sizes);
1735   void ResetFreeListStatistics();
1736
1737   // Sets the capacity, the available space and the wasted space to zero.
1738   // The stats are rebuilt during sweeping by adding each page to the
1739   // capacity and the size when it is encountered.  As free spaces are
1740   // discovered during the sweeping they are subtracted from the size and added
1741   // to the available and wasted totals.
1742   void ClearStats() {
1743     accounting_stats_.ClearSizeWaste();
1744     ResetFreeListStatistics();
1745   }
1746
1747   // Increases the number of available bytes of that space.
1748   void AddToAccountingStats(intptr_t bytes) {
1749     accounting_stats_.DeallocateBytes(bytes);
1750   }
1751
1752   // Available bytes without growing.  These are the bytes on the free list.
1753   // The bytes in the linear allocation area are not included in this total
1754   // because updating the stats would slow down allocation.  New pages are
1755   // immediately added to the free list so they show up here.
1756   intptr_t Available() { return free_list_.available(); }
1757
1758   // Allocated bytes in this space.  Garbage bytes that were not found due to
1759   // concurrent sweeping are counted as being allocated!  The bytes in the
1760   // current linear allocation area (between top and limit) are also counted
1761   // here.
1762   virtual intptr_t Size() { return accounting_stats_.Size(); }
1763
1764   // As size, but the bytes in lazily swept pages are estimated and the bytes
1765   // in the current linear allocation area are not included.
1766   virtual intptr_t SizeOfObjects();
1767
1768   // Wasted bytes in this space.  These are just the bytes that were thrown away
1769   // due to being too small to use for allocation.  They do not include the
1770   // free bytes that were not found at all due to lazy sweeping.
1771   virtual intptr_t Waste() { return accounting_stats_.Waste(); }
1772
1773   // Returns the allocation pointer in this space.
1774   Address top() { return allocation_info_.top(); }
1775   Address limit() { return allocation_info_.limit(); }
1776
1777   // The allocation top address.
1778   Address* allocation_top_address() { return allocation_info_.top_address(); }
1779
1780   // The allocation limit address.
1781   Address* allocation_limit_address() {
1782     return allocation_info_.limit_address();
1783   }
1784
1785   // Allocate the requested number of bytes in the space if possible, return a
1786   // failure object if not.
1787   MUST_USE_RESULT inline AllocationResult AllocateRaw(int size_in_bytes);
1788
1789   // Give a block of memory to the space's free list.  It might be added to
1790   // the free list or accounted as waste.
1791   // If add_to_freelist is false then just accounting stats are updated and
1792   // no attempt to add area to free list is made.
1793   int Free(Address start, int size_in_bytes) {
1794     int wasted = free_list_.Free(start, size_in_bytes);
1795     accounting_stats_.DeallocateBytes(size_in_bytes);
1796     accounting_stats_.WasteBytes(wasted);
1797     return size_in_bytes - wasted;
1798   }
1799
1800   void ResetFreeList() { free_list_.Reset(); }
1801
1802   // Set space allocation info.
1803   void SetTopAndLimit(Address top, Address limit) {
1804     DCHECK(top == limit ||
1805            Page::FromAddress(top) == Page::FromAddress(limit - 1));
1806     MemoryChunk::UpdateHighWaterMark(allocation_info_.top());
1807     allocation_info_.set_top(top);
1808     allocation_info_.set_limit(limit);
1809   }
1810
1811   // Empty space allocation info, returning unused area to free list.
1812   void EmptyAllocationInfo() {
1813     // Mark the old linear allocation area with a free space map so it can be
1814     // skipped when scanning the heap.
1815     int old_linear_size = static_cast<int>(limit() - top());
1816     Free(top(), old_linear_size);
1817     SetTopAndLimit(NULL, NULL);
1818   }
1819
1820   void Allocate(int bytes) { accounting_stats_.AllocateBytes(bytes); }
1821
1822   void IncreaseCapacity(int size);
1823
1824   // Releases an unused page and shrinks the space.
1825   void ReleasePage(Page* page);
1826
1827   // The dummy page that anchors the linked list of pages.
1828   Page* anchor() { return &anchor_; }
1829
1830 #ifdef VERIFY_HEAP
1831   // Verify integrity of this space.
1832   virtual void Verify(ObjectVisitor* visitor);
1833
1834   // Overridden by subclasses to verify space-specific object
1835   // properties (e.g., only maps or free-list nodes are in map space).
1836   virtual void VerifyObject(HeapObject* obj) {}
1837 #endif
1838
1839 #ifdef DEBUG
1840   // Print meta info and objects in this space.
1841   virtual void Print();
1842
1843   // Reports statistics for the space
1844   void ReportStatistics();
1845
1846   // Report code object related statistics
1847   void CollectCodeStatistics();
1848   static void ReportCodeStatistics(Isolate* isolate);
1849   static void ResetCodeStatistics(Isolate* isolate);
1850 #endif
1851
1852   // Evacuation candidates are swept by evacuator.  Needs to return a valid
1853   // result before _and_ after evacuation has finished.
1854   static bool ShouldBeSweptBySweeperThreads(Page* p) {
1855     return !p->IsEvacuationCandidate() &&
1856            !p->IsFlagSet(Page::RESCAN_ON_EVACUATION) && !p->WasSwept();
1857   }
1858
1859   void IncrementUnsweptFreeBytes(intptr_t by) { unswept_free_bytes_ += by; }
1860
1861   void IncreaseUnsweptFreeBytes(Page* p) {
1862     DCHECK(ShouldBeSweptBySweeperThreads(p));
1863     unswept_free_bytes_ += (p->area_size() - p->LiveBytes());
1864   }
1865
1866   void DecrementUnsweptFreeBytes(intptr_t by) { unswept_free_bytes_ -= by; }
1867
1868   void DecreaseUnsweptFreeBytes(Page* p) {
1869     DCHECK(ShouldBeSweptBySweeperThreads(p));
1870     unswept_free_bytes_ -= (p->area_size() - p->LiveBytes());
1871   }
1872
1873   void ResetUnsweptFreeBytes() { unswept_free_bytes_ = 0; }
1874
1875   // This function tries to steal size_in_bytes memory from the sweeper threads
1876   // free-lists. If it does not succeed stealing enough memory, it will wait
1877   // for the sweeper threads to finish sweeping.
1878   // It returns true when sweeping is completed and false otherwise.
1879   bool EnsureSweeperProgress(intptr_t size_in_bytes);
1880
1881   void set_end_of_unswept_pages(Page* page) { end_of_unswept_pages_ = page; }
1882
1883   Page* end_of_unswept_pages() { return end_of_unswept_pages_; }
1884
1885   Page* FirstPage() { return anchor_.next_page(); }
1886   Page* LastPage() { return anchor_.prev_page(); }
1887
1888   void EvictEvacuationCandidatesFromFreeLists();
1889
1890   bool CanExpand();
1891
1892   // Returns the number of total pages in this space.
1893   int CountTotalPages();
1894
1895   // Return size of allocatable area on a page in this space.
1896   inline int AreaSize() { return area_size_; }
1897
1898   void CreateEmergencyMemory();
1899   void FreeEmergencyMemory();
1900   void UseEmergencyMemory();
1901
1902   bool HasEmergencyMemory() { return emergency_memory_ != NULL; }
1903
1904  protected:
1905   FreeList* free_list() { return &free_list_; }
1906
1907   int area_size_;
1908
1909   // Maximum capacity of this space.
1910   intptr_t max_capacity_;
1911
1912   intptr_t SizeOfFirstPage();
1913
1914   // Accounting information for this space.
1915   AllocationStats accounting_stats_;
1916
1917   // The dummy page that anchors the double linked list of pages.
1918   Page anchor_;
1919
1920   // The space's free list.
1921   FreeList free_list_;
1922
1923   // Normal allocation information.
1924   AllocationInfo allocation_info_;
1925
1926   // The number of free bytes which could be reclaimed by advancing the
1927   // concurrent sweeper threads.
1928   intptr_t unswept_free_bytes_;
1929
1930   // The sweeper threads iterate over the list of pointer and data space pages
1931   // and sweep these pages concurrently. They will stop sweeping after the
1932   // end_of_unswept_pages_ page.
1933   Page* end_of_unswept_pages_;
1934
1935   // Emergency memory is the memory of a full page for a given space, allocated
1936   // conservatively before evacuating a page. If compaction fails due to out
1937   // of memory error the emergency memory can be used to complete compaction.
1938   // If not used, the emergency memory is released after compaction.
1939   MemoryChunk* emergency_memory_;
1940
1941   // Expands the space by allocating a fixed number of pages. Returns false if
1942   // it cannot allocate requested number of pages from OS, or if the hard heap
1943   // size limit has been hit.
1944   bool Expand();
1945
1946   // Generic fast case allocation function that tries linear allocation at the
1947   // address denoted by top in allocation_info_.
1948   inline HeapObject* AllocateLinearly(int size_in_bytes);
1949
1950   // If sweeping is still in progress try to sweep unswept pages. If that is
1951   // not successful, wait for the sweeper threads and re-try free-list
1952   // allocation.
1953   MUST_USE_RESULT HeapObject* WaitForSweeperThreadsAndRetryAllocation(
1954       int size_in_bytes);
1955
1956   // Slow path of AllocateRaw.  This function is space-dependent.
1957   MUST_USE_RESULT HeapObject* SlowAllocateRaw(int size_in_bytes);
1958
1959   friend class PageIterator;
1960   friend class MarkCompactCollector;
1961 };
1962
1963
1964 class NumberAndSizeInfo BASE_EMBEDDED {
1965  public:
1966   NumberAndSizeInfo() : number_(0), bytes_(0) {}
1967
1968   int number() const { return number_; }
1969   void increment_number(int num) { number_ += num; }
1970
1971   int bytes() const { return bytes_; }
1972   void increment_bytes(int size) { bytes_ += size; }
1973
1974   void clear() {
1975     number_ = 0;
1976     bytes_ = 0;
1977   }
1978
1979  private:
1980   int number_;
1981   int bytes_;
1982 };
1983
1984
1985 // HistogramInfo class for recording a single "bar" of a histogram.  This
1986 // class is used for collecting statistics to print to the log file.
1987 class HistogramInfo : public NumberAndSizeInfo {
1988  public:
1989   HistogramInfo() : NumberAndSizeInfo() {}
1990
1991   const char* name() { return name_; }
1992   void set_name(const char* name) { name_ = name; }
1993
1994  private:
1995   const char* name_;
1996 };
1997
1998
1999 enum SemiSpaceId { kFromSpace = 0, kToSpace = 1 };
2000
2001
2002 class SemiSpace;
2003
2004
2005 class NewSpacePage : public MemoryChunk {
2006  public:
2007   // GC related flags copied from from-space to to-space when
2008   // flipping semispaces.
2009   static const intptr_t kCopyOnFlipFlagsMask =
2010       (1 << MemoryChunk::POINTERS_TO_HERE_ARE_INTERESTING) |
2011       (1 << MemoryChunk::POINTERS_FROM_HERE_ARE_INTERESTING) |
2012       (1 << MemoryChunk::SCAN_ON_SCAVENGE);
2013
2014   static const int kAreaSize = Page::kMaxRegularHeapObjectSize;
2015
2016   inline NewSpacePage* next_page() const {
2017     return static_cast<NewSpacePage*>(next_chunk());
2018   }
2019
2020   inline void set_next_page(NewSpacePage* page) { set_next_chunk(page); }
2021
2022   inline NewSpacePage* prev_page() const {
2023     return static_cast<NewSpacePage*>(prev_chunk());
2024   }
2025
2026   inline void set_prev_page(NewSpacePage* page) { set_prev_chunk(page); }
2027
2028   SemiSpace* semi_space() { return reinterpret_cast<SemiSpace*>(owner()); }
2029
2030   bool is_anchor() { return !this->InNewSpace(); }
2031
2032   static bool IsAtStart(Address addr) {
2033     return (reinterpret_cast<intptr_t>(addr) & Page::kPageAlignmentMask) ==
2034            kObjectStartOffset;
2035   }
2036
2037   static bool IsAtEnd(Address addr) {
2038     return (reinterpret_cast<intptr_t>(addr) & Page::kPageAlignmentMask) == 0;
2039   }
2040
2041   Address address() { return reinterpret_cast<Address>(this); }
2042
2043   // Finds the NewSpacePage containing the given address.
2044   static inline NewSpacePage* FromAddress(Address address_in_page) {
2045     Address page_start =
2046         reinterpret_cast<Address>(reinterpret_cast<uintptr_t>(address_in_page) &
2047                                   ~Page::kPageAlignmentMask);
2048     NewSpacePage* page = reinterpret_cast<NewSpacePage*>(page_start);
2049     return page;
2050   }
2051
2052   // Find the page for a limit address. A limit address is either an address
2053   // inside a page, or the address right after the last byte of a page.
2054   static inline NewSpacePage* FromLimit(Address address_limit) {
2055     return NewSpacePage::FromAddress(address_limit - 1);
2056   }
2057
2058   // Checks if address1 and address2 are on the same new space page.
2059   static inline bool OnSamePage(Address address1, Address address2) {
2060     return NewSpacePage::FromAddress(address1) ==
2061            NewSpacePage::FromAddress(address2);
2062   }
2063
2064  private:
2065   // Create a NewSpacePage object that is only used as anchor
2066   // for the doubly-linked list of real pages.
2067   explicit NewSpacePage(SemiSpace* owner) { InitializeAsAnchor(owner); }
2068
2069   static NewSpacePage* Initialize(Heap* heap, Address start,
2070                                   SemiSpace* semi_space);
2071
2072   // Intialize a fake NewSpacePage used as sentinel at the ends
2073   // of a doubly-linked list of real NewSpacePages.
2074   // Only uses the prev/next links, and sets flags to not be in new-space.
2075   void InitializeAsAnchor(SemiSpace* owner);
2076
2077   friend class SemiSpace;
2078   friend class SemiSpaceIterator;
2079 };
2080
2081
2082 // -----------------------------------------------------------------------------
2083 // SemiSpace in young generation
2084 //
2085 // A semispace is a contiguous chunk of memory holding page-like memory
2086 // chunks. The mark-compact collector  uses the memory of the first page in
2087 // the from space as a marking stack when tracing live objects.
2088
2089 class SemiSpace : public Space {
2090  public:
2091   // Constructor.
2092   SemiSpace(Heap* heap, SemiSpaceId semispace)
2093       : Space(heap, NEW_SPACE, NOT_EXECUTABLE),
2094         start_(NULL),
2095         age_mark_(NULL),
2096         id_(semispace),
2097         anchor_(this),
2098         current_page_(NULL) {}
2099
2100   // Sets up the semispace using the given chunk.
2101   void SetUp(Address start, int initial_capacity, int target_capacity,
2102              int maximum_capacity);
2103
2104   // Tear down the space.  Heap memory was not allocated by the space, so it
2105   // is not deallocated here.
2106   void TearDown();
2107
2108   // True if the space has been set up but not torn down.
2109   bool HasBeenSetUp() { return start_ != NULL; }
2110
2111   // Grow the semispace to the new capacity.  The new capacity
2112   // requested must be larger than the current capacity and less than
2113   // the maximum capacity.
2114   bool GrowTo(int new_capacity);
2115
2116   // Shrinks the semispace to the new capacity.  The new capacity
2117   // requested must be more than the amount of used memory in the
2118   // semispace and less than the current capacity.
2119   bool ShrinkTo(int new_capacity);
2120
2121   // Sets the total capacity. Only possible when the space is not committed.
2122   bool SetTotalCapacity(int new_capacity);
2123
2124   // Returns the start address of the first page of the space.
2125   Address space_start() {
2126     DCHECK(anchor_.next_page() != &anchor_);
2127     return anchor_.next_page()->area_start();
2128   }
2129
2130   // Returns the start address of the current page of the space.
2131   Address page_low() { return current_page_->area_start(); }
2132
2133   // Returns one past the end address of the space.
2134   Address space_end() { return anchor_.prev_page()->area_end(); }
2135
2136   // Returns one past the end address of the current page of the space.
2137   Address page_high() { return current_page_->area_end(); }
2138
2139   bool AdvancePage() {
2140     NewSpacePage* next_page = current_page_->next_page();
2141     if (next_page == anchor()) return false;
2142     current_page_ = next_page;
2143     return true;
2144   }
2145
2146   // Resets the space to using the first page.
2147   void Reset();
2148
2149   // Age mark accessors.
2150   Address age_mark() { return age_mark_; }
2151   void set_age_mark(Address mark);
2152
2153   // True if the address is in the address range of this semispace (not
2154   // necessarily below the allocation pointer).
2155   bool Contains(Address a) {
2156     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(a) & address_mask_) ==
2157            reinterpret_cast<uintptr_t>(start_);
2158   }
2159
2160   // True if the object is a heap object in the address range of this
2161   // semispace (not necessarily below the allocation pointer).
2162   bool Contains(Object* o) {
2163     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(o) & object_mask_) == object_expected_;
2164   }
2165
2166   // If we don't have these here then SemiSpace will be abstract.  However
2167   // they should never be called.
2168   virtual intptr_t Size() {
2169     UNREACHABLE();
2170     return 0;
2171   }
2172
2173   bool is_committed() { return committed_; }
2174   bool Commit();
2175   bool Uncommit();
2176
2177   NewSpacePage* first_page() { return anchor_.next_page(); }
2178   NewSpacePage* current_page() { return current_page_; }
2179
2180 #ifdef VERIFY_HEAP
2181   virtual void Verify();
2182 #endif
2183
2184 #ifdef DEBUG
2185   virtual void Print();
2186   // Validate a range of of addresses in a SemiSpace.
2187   // The "from" address must be on a page prior to the "to" address,
2188   // in the linked page order, or it must be earlier on the same page.
2189   static void AssertValidRange(Address from, Address to);
2190 #else
2191   // Do nothing.
2192   inline static void AssertValidRange(Address from, Address to) {}
2193 #endif
2194
2195   // Returns the current total capacity of the semispace.
2196   int TotalCapacity() { return total_capacity_; }
2197
2198   // Returns the target for total capacity of the semispace.
2199   int TargetCapacity() { return target_capacity_; }
2200
2201   // Returns the maximum total capacity of the semispace.
2202   int MaximumTotalCapacity() { return maximum_total_capacity_; }
2203
2204   // Returns the initial capacity of the semispace.
2205   int InitialTotalCapacity() { return initial_total_capacity_; }
2206
2207   SemiSpaceId id() { return id_; }
2208
2209   static void Swap(SemiSpace* from, SemiSpace* to);
2210
2211   // Returns the maximum amount of memory ever committed by the semi space.
2212   size_t MaximumCommittedMemory() { return maximum_committed_; }
2213
2214   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
2215   size_t CommittedPhysicalMemory();
2216
2217  private:
2218   // Flips the semispace between being from-space and to-space.
2219   // Copies the flags into the masked positions on all pages in the space.
2220   void FlipPages(intptr_t flags, intptr_t flag_mask);
2221
2222   // Updates Capacity and MaximumCommitted based on new capacity.
2223   void SetCapacity(int new_capacity);
2224
2225   NewSpacePage* anchor() { return &anchor_; }
2226
2227   // The current and maximum total capacity of the space.
2228   int total_capacity_;
2229   int target_capacity_;
2230   int maximum_total_capacity_;
2231   int initial_total_capacity_;
2232
2233   intptr_t maximum_committed_;
2234
2235   // The start address of the space.
2236   Address start_;
2237   // Used to govern object promotion during mark-compact collection.
2238   Address age_mark_;
2239
2240   // Masks and comparison values to test for containment in this semispace.
2241   uintptr_t address_mask_;
2242   uintptr_t object_mask_;
2243   uintptr_t object_expected_;
2244
2245   bool committed_;
2246   SemiSpaceId id_;
2247
2248   NewSpacePage anchor_;
2249   NewSpacePage* current_page_;
2250
2251   friend class SemiSpaceIterator;
2252   friend class NewSpacePageIterator;
2253
2254  public:
2255   TRACK_MEMORY("SemiSpace")
2256 };
2257
2258
2259 // A SemiSpaceIterator is an ObjectIterator that iterates over the active
2260 // semispace of the heap's new space.  It iterates over the objects in the
2261 // semispace from a given start address (defaulting to the bottom of the
2262 // semispace) to the top of the semispace.  New objects allocated after the
2263 // iterator is created are not iterated.
2264 class SemiSpaceIterator : public ObjectIterator {
2265  public:
2266   // Create an iterator over the objects in the given space.  If no start
2267   // address is given, the iterator starts from the bottom of the space.  If
2268   // no size function is given, the iterator calls Object::Size().
2269
2270   // Iterate over all of allocated to-space.
2271   explicit SemiSpaceIterator(NewSpace* space);
2272   // Iterate over all of allocated to-space, with a custome size function.
2273   SemiSpaceIterator(NewSpace* space, HeapObjectCallback size_func);
2274   // Iterate over part of allocated to-space, from start to the end
2275   // of allocation.
2276   SemiSpaceIterator(NewSpace* space, Address start);
2277   // Iterate from one address to another in the same semi-space.
2278   SemiSpaceIterator(Address from, Address to);
2279
2280   HeapObject* Next() {
2281     if (current_ == limit_) return NULL;
2282     if (NewSpacePage::IsAtEnd(current_)) {
2283       NewSpacePage* page = NewSpacePage::FromLimit(current_);
2284       page = page->next_page();
2285       DCHECK(!page->is_anchor());
2286       current_ = page->area_start();
2287       if (current_ == limit_) return NULL;
2288     }
2289
2290     HeapObject* object = HeapObject::FromAddress(current_);
2291     int size = (size_func_ == NULL) ? object->Size() : size_func_(object);
2292
2293     current_ += size;
2294     return object;
2295   }
2296
2297   // Implementation of the ObjectIterator functions.
2298   virtual HeapObject* next_object() { return Next(); }
2299
2300  private:
2301   void Initialize(Address start, Address end, HeapObjectCallback size_func);
2302
2303   // The current iteration point.
2304   Address current_;
2305   // The end of iteration.
2306   Address limit_;
2307   // The callback function.
2308   HeapObjectCallback size_func_;
2309 };
2310
2311
2312 // -----------------------------------------------------------------------------
2313 // A PageIterator iterates the pages in a semi-space.
2314 class NewSpacePageIterator BASE_EMBEDDED {
2315  public:
2316   // Make an iterator that runs over all pages in to-space.
2317   explicit inline NewSpacePageIterator(NewSpace* space);
2318
2319   // Make an iterator that runs over all pages in the given semispace,
2320   // even those not used in allocation.
2321   explicit inline NewSpacePageIterator(SemiSpace* space);
2322
2323   // Make iterator that iterates from the page containing start
2324   // to the page that contains limit in the same semispace.
2325   inline NewSpacePageIterator(Address start, Address limit);
2326
2327   inline bool has_next();
2328   inline NewSpacePage* next();
2329
2330  private:
2331   NewSpacePage* prev_page_;  // Previous page returned.
2332   // Next page that will be returned.  Cached here so that we can use this
2333   // iterator for operations that deallocate pages.
2334   NewSpacePage* next_page_;
2335   // Last page returned.
2336   NewSpacePage* last_page_;
2337 };
2338
2339
2340 // -----------------------------------------------------------------------------
2341 // The young generation space.
2342 //
2343 // The new space consists of a contiguous pair of semispaces.  It simply
2344 // forwards most functions to the appropriate semispace.
2345
2346 class NewSpace : public Space {
2347  public:
2348   // Constructor.
2349   explicit NewSpace(Heap* heap)
2350       : Space(heap, NEW_SPACE, NOT_EXECUTABLE),
2351         to_space_(heap, kToSpace),
2352         from_space_(heap, kFromSpace),
2353         reservation_(),
2354         inline_allocation_limit_step_(0) {}
2355
2356   // Sets up the new space using the given chunk.
2357   bool SetUp(int reserved_semispace_size_, int max_semi_space_size);
2358
2359   // Tears down the space.  Heap memory was not allocated by the space, so it
2360   // is not deallocated here.
2361   void TearDown();
2362
2363   // True if the space has been set up but not torn down.
2364   bool HasBeenSetUp() {
2365     return to_space_.HasBeenSetUp() && from_space_.HasBeenSetUp();
2366   }
2367
2368   // Flip the pair of spaces.
2369   void Flip();
2370
2371   // Grow the capacity of the semispaces.  Assumes that they are not at
2372   // their maximum capacity.
2373   void Grow();
2374
2375   // Grow the capacity of the semispaces by one page.
2376   bool GrowOnePage();
2377
2378   // Shrink the capacity of the semispaces.
2379   void Shrink();
2380
2381   // True if the address or object lies in the address range of either
2382   // semispace (not necessarily below the allocation pointer).
2383   bool Contains(Address a) {
2384     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(a) & address_mask_) ==
2385            reinterpret_cast<uintptr_t>(start_);
2386   }
2387
2388   bool Contains(Object* o) {
2389     Address a = reinterpret_cast<Address>(o);
2390     return (reinterpret_cast<uintptr_t>(a) & object_mask_) == object_expected_;
2391   }
2392
2393   // Return the allocated bytes in the active semispace.
2394   virtual intptr_t Size() {
2395     return pages_used_ * NewSpacePage::kAreaSize +
2396            static_cast<int>(top() - to_space_.page_low());
2397   }
2398
2399   // The same, but returning an int.  We have to have the one that returns
2400   // intptr_t because it is inherited, but if we know we are dealing with the
2401   // new space, which can't get as big as the other spaces then this is useful:
2402   int SizeAsInt() { return static_cast<int>(Size()); }
2403
2404   // Return the allocatable capacity of a semispace.
2405   intptr_t Capacity() {
2406     SLOW_DCHECK(to_space_.TotalCapacity() == from_space_.TotalCapacity());
2407     return (to_space_.TotalCapacity() / Page::kPageSize) *
2408            NewSpacePage::kAreaSize;
2409   }
2410
2411   // Return the current size of a semispace, allocatable and non-allocatable
2412   // memory.
2413   intptr_t TotalCapacity() {
2414     DCHECK(to_space_.TotalCapacity() == from_space_.TotalCapacity());
2415     return to_space_.TotalCapacity();
2416   }
2417
2418   // Return the total amount of memory committed for new space.
2419   intptr_t CommittedMemory() {
2420     if (from_space_.is_committed()) return 2 * Capacity();
2421     return TotalCapacity();
2422   }
2423
2424   // Return the total amount of memory committed for new space.
2425   intptr_t MaximumCommittedMemory() {
2426     return to_space_.MaximumCommittedMemory() +
2427            from_space_.MaximumCommittedMemory();
2428   }
2429
2430   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
2431   size_t CommittedPhysicalMemory();
2432
2433   // Return the available bytes without growing.
2434   intptr_t Available() { return Capacity() - Size(); }
2435
2436   // Return the maximum capacity of a semispace.
2437   int MaximumCapacity() {
2438     DCHECK(to_space_.MaximumTotalCapacity() ==
2439            from_space_.MaximumTotalCapacity());
2440     return to_space_.MaximumTotalCapacity();
2441   }
2442
2443   bool IsAtMaximumCapacity() { return TotalCapacity() == MaximumCapacity(); }
2444
2445   // Returns the initial capacity of a semispace.
2446   int InitialTotalCapacity() {
2447     DCHECK(to_space_.InitialTotalCapacity() ==
2448            from_space_.InitialTotalCapacity());
2449     return to_space_.InitialTotalCapacity();
2450   }
2451
2452   // Return the address of the allocation pointer in the active semispace.
2453   Address top() {
2454     DCHECK(to_space_.current_page()->ContainsLimit(allocation_info_.top()));
2455     return allocation_info_.top();
2456   }
2457
2458   void set_top(Address top) {
2459     DCHECK(to_space_.current_page()->ContainsLimit(top));
2460     allocation_info_.set_top(top);
2461   }
2462
2463   // Return the address of the allocation pointer limit in the active semispace.
2464   Address limit() {
2465     DCHECK(to_space_.current_page()->ContainsLimit(allocation_info_.limit()));
2466     return allocation_info_.limit();
2467   }
2468
2469   // Return the address of the first object in the active semispace.
2470   Address bottom() { return to_space_.space_start(); }
2471
2472   // Get the age mark of the inactive semispace.
2473   Address age_mark() { return from_space_.age_mark(); }
2474   // Set the age mark in the active semispace.
2475   void set_age_mark(Address mark) { to_space_.set_age_mark(mark); }
2476
2477   // The start address of the space and a bit mask. Anding an address in the
2478   // new space with the mask will result in the start address.
2479   Address start() { return start_; }
2480   uintptr_t mask() { return address_mask_; }
2481
2482   INLINE(uint32_t AddressToMarkbitIndex(Address addr)) {
2483     DCHECK(Contains(addr));
2484     DCHECK(IsAligned(OffsetFrom(addr), kPointerSize) ||
2485            IsAligned(OffsetFrom(addr) - 1, kPointerSize));
2486     return static_cast<uint32_t>(addr - start_) >> kPointerSizeLog2;
2487   }
2488
2489   INLINE(Address MarkbitIndexToAddress(uint32_t index)) {
2490     return reinterpret_cast<Address>(index << kPointerSizeLog2);
2491   }
2492
2493   // The allocation top and limit address.
2494   Address* allocation_top_address() { return allocation_info_.top_address(); }
2495
2496   // The allocation limit address.
2497   Address* allocation_limit_address() {
2498     return allocation_info_.limit_address();
2499   }
2500
2501   MUST_USE_RESULT INLINE(AllocationResult AllocateRaw(int size_in_bytes));
2502
2503   // Reset the allocation pointer to the beginning of the active semispace.
2504   void ResetAllocationInfo();
2505
2506   void UpdateInlineAllocationLimit(int size_in_bytes);
2507   void LowerInlineAllocationLimit(intptr_t step) {
2508     inline_allocation_limit_step_ = step;
2509     UpdateInlineAllocationLimit(0);
2510     top_on_previous_step_ = allocation_info_.top();
2511   }
2512
2513   // Get the extent of the inactive semispace (for use as a marking stack,
2514   // or to zap it). Notice: space-addresses are not necessarily on the
2515   // same page, so FromSpaceStart() might be above FromSpaceEnd().
2516   Address FromSpacePageLow() { return from_space_.page_low(); }
2517   Address FromSpacePageHigh() { return from_space_.page_high(); }
2518   Address FromSpaceStart() { return from_space_.space_start(); }
2519   Address FromSpaceEnd() { return from_space_.space_end(); }
2520
2521   // Get the extent of the active semispace's pages' memory.
2522   Address ToSpaceStart() { return to_space_.space_start(); }
2523   Address ToSpaceEnd() { return to_space_.space_end(); }
2524
2525   inline bool ToSpaceContains(Address address) {
2526     return to_space_.Contains(address);
2527   }
2528   inline bool FromSpaceContains(Address address) {
2529     return from_space_.Contains(address);
2530   }
2531
2532   // True if the object is a heap object in the address range of the
2533   // respective semispace (not necessarily below the allocation pointer of the
2534   // semispace).
2535   inline bool ToSpaceContains(Object* o) { return to_space_.Contains(o); }
2536   inline bool FromSpaceContains(Object* o) { return from_space_.Contains(o); }
2537
2538   // Try to switch the active semispace to a new, empty, page.
2539   // Returns false if this isn't possible or reasonable (i.e., there
2540   // are no pages, or the current page is already empty), or true
2541   // if successful.
2542   bool AddFreshPage();
2543
2544 #ifdef VERIFY_HEAP
2545   // Verify the active semispace.
2546   virtual void Verify();
2547 #endif
2548
2549 #ifdef DEBUG
2550   // Print the active semispace.
2551   virtual void Print() { to_space_.Print(); }
2552 #endif
2553
2554   // Iterates the active semispace to collect statistics.
2555   void CollectStatistics();
2556   // Reports previously collected statistics of the active semispace.
2557   void ReportStatistics();
2558   // Clears previously collected statistics.
2559   void ClearHistograms();
2560
2561   // Record the allocation or promotion of a heap object.  Note that we don't
2562   // record every single allocation, but only those that happen in the
2563   // to space during a scavenge GC.
2564   void RecordAllocation(HeapObject* obj);
2565   void RecordPromotion(HeapObject* obj);
2566
2567   // Return whether the operation succeded.
2568   bool CommitFromSpaceIfNeeded() {
2569     if (from_space_.is_committed()) return true;
2570     return from_space_.Commit();
2571   }
2572
2573   bool UncommitFromSpace() {
2574     if (!from_space_.is_committed()) return true;
2575     return from_space_.Uncommit();
2576   }
2577
2578   inline intptr_t inline_allocation_limit_step() {
2579     return inline_allocation_limit_step_;
2580   }
2581
2582   SemiSpace* active_space() { return &to_space_; }
2583
2584  private:
2585   // Update allocation info to match the current to-space page.
2586   void UpdateAllocationInfo();
2587
2588   Address chunk_base_;
2589   uintptr_t chunk_size_;
2590
2591   // The semispaces.
2592   SemiSpace to_space_;
2593   SemiSpace from_space_;
2594   base::VirtualMemory reservation_;
2595   int pages_used_;
2596
2597   // Start address and bit mask for containment testing.
2598   Address start_;
2599   uintptr_t address_mask_;
2600   uintptr_t object_mask_;
2601   uintptr_t object_expected_;
2602
2603   // Allocation pointer and limit for normal allocation and allocation during
2604   // mark-compact collection.
2605   AllocationInfo allocation_info_;
2606
2607   // When incremental marking is active we will set allocation_info_.limit
2608   // to be lower than actual limit and then will gradually increase it
2609   // in steps to guarantee that we do incremental marking steps even
2610   // when all allocation is performed from inlined generated code.
2611   intptr_t inline_allocation_limit_step_;
2612
2613   Address top_on_previous_step_;
2614
2615   HistogramInfo* allocated_histogram_;
2616   HistogramInfo* promoted_histogram_;
2617
2618   MUST_USE_RESULT AllocationResult SlowAllocateRaw(int size_in_bytes);
2619
2620   friend class SemiSpaceIterator;
2621
2622  public:
2623   TRACK_MEMORY("NewSpace")
2624 };
2625
2626
2627 // -----------------------------------------------------------------------------
2628 // Old object space (excluding map objects)
2629
2630 class OldSpace : public PagedSpace {
2631  public:
2632   // Creates an old space object with a given maximum capacity.
2633   // The constructor does not allocate pages from OS.
2634   OldSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id,
2635            Executability executable)
2636       : PagedSpace(heap, max_capacity, id, executable) {}
2637
2638  public:
2639   TRACK_MEMORY("OldSpace")
2640 };
2641
2642
2643 // For contiguous spaces, top should be in the space (or at the end) and limit
2644 // should be the end of the space.
2645 #define DCHECK_SEMISPACE_ALLOCATION_INFO(info, space) \
2646   SLOW_DCHECK((space).page_low() <= (info).top() &&   \
2647               (info).top() <= (space).page_high() &&  \
2648               (info).limit() <= (space).page_high())
2649
2650
2651 // -----------------------------------------------------------------------------
2652 // Old space for all map objects
2653
2654 class MapSpace : public PagedSpace {
2655  public:
2656   // Creates a map space object with a maximum capacity.
2657   MapSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id)
2658       : PagedSpace(heap, max_capacity, id, NOT_EXECUTABLE),
2659         max_map_space_pages_(kMaxMapPageIndex - 1) {}
2660
2661   // Given an index, returns the page address.
2662   // TODO(1600): this limit is artifical just to keep code compilable
2663   static const int kMaxMapPageIndex = 1 << 16;
2664
2665   virtual int RoundSizeDownToObjectAlignment(int size) {
2666     if (base::bits::IsPowerOfTwo32(Map::kSize)) {
2667       return RoundDown(size, Map::kSize);
2668     } else {
2669       return (size / Map::kSize) * Map::kSize;
2670     }
2671   }
2672
2673  protected:
2674   virtual void VerifyObject(HeapObject* obj);
2675
2676  private:
2677   static const int kMapsPerPage = Page::kMaxRegularHeapObjectSize / Map::kSize;
2678
2679   // Do map space compaction if there is a page gap.
2680   int CompactionThreshold() {
2681     return kMapsPerPage * (max_map_space_pages_ - 1);
2682   }
2683
2684   const int max_map_space_pages_;
2685
2686  public:
2687   TRACK_MEMORY("MapSpace")
2688 };
2689
2690
2691 // -----------------------------------------------------------------------------
2692 // Old space for simple property cell objects
2693
2694 class CellSpace : public PagedSpace {
2695  public:
2696   // Creates a property cell space object with a maximum capacity.
2697   CellSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id)
2698       : PagedSpace(heap, max_capacity, id, NOT_EXECUTABLE) {}
2699
2700   virtual int RoundSizeDownToObjectAlignment(int size) {
2701     if (base::bits::IsPowerOfTwo32(Cell::kSize)) {
2702       return RoundDown(size, Cell::kSize);
2703     } else {
2704       return (size / Cell::kSize) * Cell::kSize;
2705     }
2706   }
2707
2708  protected:
2709   virtual void VerifyObject(HeapObject* obj);
2710
2711  public:
2712   TRACK_MEMORY("CellSpace")
2713 };
2714
2715
2716 // -----------------------------------------------------------------------------
2717 // Old space for all global object property cell objects
2718
2719 class PropertyCellSpace : public PagedSpace {
2720  public:
2721   // Creates a property cell space object with a maximum capacity.
2722   PropertyCellSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id)
2723       : PagedSpace(heap, max_capacity, id, NOT_EXECUTABLE) {}
2724
2725   virtual int RoundSizeDownToObjectAlignment(int size) {
2726     if (base::bits::IsPowerOfTwo32(PropertyCell::kSize)) {
2727       return RoundDown(size, PropertyCell::kSize);
2728     } else {
2729       return (size / PropertyCell::kSize) * PropertyCell::kSize;
2730     }
2731   }
2732
2733  protected:
2734   virtual void VerifyObject(HeapObject* obj);
2735
2736  public:
2737   TRACK_MEMORY("PropertyCellSpace")
2738 };
2739
2740
2741 // -----------------------------------------------------------------------------
2742 // Large objects ( > Page::kMaxHeapObjectSize ) are allocated and managed by
2743 // the large object space. A large object is allocated from OS heap with
2744 // extra padding bytes (Page::kPageSize + Page::kObjectStartOffset).
2745 // A large object always starts at Page::kObjectStartOffset to a page.
2746 // Large objects do not move during garbage collections.
2747
2748 class LargeObjectSpace : public Space {
2749  public:
2750   LargeObjectSpace(Heap* heap, intptr_t max_capacity, AllocationSpace id);
2751   virtual ~LargeObjectSpace() {}
2752
2753   // Initializes internal data structures.
2754   bool SetUp();
2755
2756   // Releases internal resources, frees objects in this space.
2757   void TearDown();
2758
2759   static intptr_t ObjectSizeFor(intptr_t chunk_size) {
2760     if (chunk_size <= (Page::kPageSize + Page::kObjectStartOffset)) return 0;
2761     return chunk_size - Page::kPageSize - Page::kObjectStartOffset;
2762   }
2763
2764   // Shared implementation of AllocateRaw, AllocateRawCode and
2765   // AllocateRawFixedArray.
2766   MUST_USE_RESULT AllocationResult
2767       AllocateRaw(int object_size, Executability executable);
2768
2769   bool CanAllocateSize(int size) { return Size() + size <= max_capacity_; }
2770
2771   // Available bytes for objects in this space.
2772   inline intptr_t Available();
2773
2774   virtual intptr_t Size() { return size_; }
2775
2776   virtual intptr_t SizeOfObjects() { return objects_size_; }
2777
2778   intptr_t MaximumCommittedMemory() { return maximum_committed_; }
2779
2780   intptr_t CommittedMemory() { return Size(); }
2781
2782   // Approximate amount of physical memory committed for this space.
2783   size_t CommittedPhysicalMemory();
2784
2785   int PageCount() { return page_count_; }
2786
2787   // Finds an object for a given address, returns a Smi if it is not found.
2788   // The function iterates through all objects in this space, may be slow.
2789   Object* FindObject(Address a);
2790
2791   // Finds a large object page containing the given address, returns NULL
2792   // if such a page doesn't exist.
2793   LargePage* FindPage(Address a);
2794
2795   // Frees unmarked objects.
2796   void FreeUnmarkedObjects();
2797
2798   // Checks whether a heap object is in this space; O(1).
2799   bool Contains(HeapObject* obj);
2800
2801   // Checks whether the space is empty.
2802   bool IsEmpty() { return first_page_ == NULL; }
2803
2804   LargePage* first_page() { return first_page_; }
2805
2806 #ifdef VERIFY_HEAP
2807   virtual void Verify();
2808 #endif
2809
2810 #ifdef DEBUG
2811   virtual void Print();
2812   void ReportStatistics();
2813   void CollectCodeStatistics();
2814 #endif
2815   // Checks whether an address is in the object area in this space.  It
2816   // iterates all objects in the space. May be slow.
2817   bool SlowContains(Address addr) { return FindObject(addr)->IsHeapObject(); }
2818
2819  private:
2820   intptr_t max_capacity_;
2821   intptr_t maximum_committed_;
2822   // The head of the linked list of large object chunks.
2823   LargePage* first_page_;
2824   intptr_t size_;          // allocated bytes
2825   int page_count_;         // number of chunks
2826   intptr_t objects_size_;  // size of objects
2827   // Map MemoryChunk::kAlignment-aligned chunks to large pages covering them
2828   HashMap chunk_map_;
2829
2830   friend class LargeObjectIterator;
2831
2832  public:
2833   TRACK_MEMORY("LargeObjectSpace")
2834 };
2835
2836
2837 class LargeObjectIterator : public ObjectIterator {
2838  public:
2839   explicit LargeObjectIterator(LargeObjectSpace* space);
2840   LargeObjectIterator(LargeObjectSpace* space, HeapObjectCallback size_func);
2841
2842   HeapObject* Next();
2843
2844   // implementation of ObjectIterator.
2845   virtual HeapObject* next_object() { return Next(); }
2846
2847  private:
2848   LargePage* current_;
2849   HeapObjectCallback size_func_;
2850 };
2851
2852
2853 // Iterates over the chunks (pages and large object pages) that can contain
2854 // pointers to new space.
2855 class PointerChunkIterator BASE_EMBEDDED {
2856  public:
2857   inline explicit PointerChunkIterator(Heap* heap);
2858
2859   // Return NULL when the iterator is done.
2860   MemoryChunk* next() {
2861     switch (state_) {
2862       case kOldPointerState: {
2863         if (old_pointer_iterator_.has_next()) {
2864           return old_pointer_iterator_.next();
2865         }
2866         state_ = kMapState;
2867         // Fall through.
2868       }
2869       case kMapState: {
2870         if (map_iterator_.has_next()) {
2871           return map_iterator_.next();
2872         }
2873         state_ = kLargeObjectState;
2874         // Fall through.
2875       }
2876       case kLargeObjectState: {
2877         HeapObject* heap_object;
2878         do {
2879           heap_object = lo_iterator_.Next();
2880           if (heap_object == NULL) {
2881             state_ = kFinishedState;
2882             return NULL;
2883           }
2884           // Fixed arrays are the only pointer-containing objects in large
2885           // object space.
2886         } while (!heap_object->IsFixedArray());
2887         MemoryChunk* answer = MemoryChunk::FromAddress(heap_object->address());
2888         return answer;
2889       }
2890       case kFinishedState:
2891         return NULL;
2892       default:
2893         break;
2894     }
2895     UNREACHABLE();
2896     return NULL;
2897   }
2898
2899
2900  private:
2901   enum State { kOldPointerState, kMapState, kLargeObjectState, kFinishedState };
2902   State state_;
2903   PageIterator old_pointer_iterator_;
2904   PageIterator map_iterator_;
2905   LargeObjectIterator lo_iterator_;
2906 };
2907
2908
2909 #ifdef DEBUG
2910 struct CommentStatistic {
2911   const char* comment;
2912   int size;
2913   int count;
2914   void Clear() {
2915     comment = NULL;
2916     size = 0;
2917     count = 0;
2918   }
2919   // Must be small, since an iteration is used for lookup.
2920   static const int kMaxComments = 64;
2921 };
2922 #endif
2923 }
2924 }  // namespace v8::internal
2925
2926 #endif  // V8_HEAP_SPACES_H_