stl_bvector.h (swap(_Bit_reference,_Bit_reference)): Move/rename...
[official-gcc.git] / boehm-gc / doc / README
blob6ac37c6c8ce0b338c9aea6cfaace397347b7f81a
1 Copyright (c) 1988, 1989 Hans-J. Boehm, Alan J. Demers
2 Copyright (c) 1991-1996 by Xerox Corporation.  All rights reserved.
3 Copyright (c) 1996-1999 by Silicon Graphics.  All rights reserved.
4 Copyright (c) 1999-2001 by Hewlett-Packard Company. All rights reserved.
6 The file linux_threads.c is also
7 Copyright (c) 1998 by Fergus Henderson.  All rights reserved.
9 The files Makefile.am, and configure.in are
10 Copyright (c) 2001 by Red Hat Inc. All rights reserved.
12 The files config.guess and a few others are copyrighted by the Free
13 Software Foundation.
15 THIS MATERIAL IS PROVIDED AS IS, WITH ABSOLUTELY NO WARRANTY EXPRESSED
16 OR IMPLIED.  ANY USE IS AT YOUR OWN RISK.
18 Permission is hereby granted to use or copy this program
19 for any purpose,  provided the above notices are retained on all copies.
20 Permission to modify the code and to distribute modified code is granted,
21 provided the above notices are retained, and a notice that the code was
22 modified is included with the above copyright notice.
24 A few of the files needed to use the GNU-style build procedure come with
25 slightly different licenses, though they are all similar in spirit.  A few
26 are GPL'ed, but with an exception that should cover all uses in the
27 collector.  (If you are concerned about such things, I recommend you look
28 at the notice in config.guess or ltmain.sh.)
30 This is version 6.1alpha3 of a conservative garbage collector for C and C++.
32 You might find a more recent version of this at
34 http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/gc
36 OVERVIEW
38     This is intended to be a general purpose, garbage collecting storage
39 allocator.  The algorithms used are described in:
41 Boehm, H., and M. Weiser, "Garbage Collection in an Uncooperative Environment",
42 Software Practice & Experience, September 1988, pp. 807-820.
44 Boehm, H., A. Demers, and S. Shenker, "Mostly Parallel Garbage Collection",
45 Proceedings of the ACM SIGPLAN '91 Conference on Programming Language Design
46 and Implementation, SIGPLAN Notices 26, 6 (June 1991), pp. 157-164.
48 Boehm, H., "Space Efficient Conservative Garbage Collection", Proceedings
49 of the ACM SIGPLAN '91 Conference on Programming Language Design and
50 Implementation, SIGPLAN Notices 28, 6 (June 1993), pp. 197-206.
52 Boehm H., "Reducing Garbage Collector Cache Misses", Proceedings of the
53 2000 International Symposium on Memory Management.
55   Possible interactions between the collector and optimizing compilers are
56 discussed in
58 Boehm, H., and D. Chase, "A Proposal for GC-safe C Compilation",
59 The Journal of C Language Translation 4, 2 (December 1992).
61 and
63 Boehm H., "Simple GC-safe Compilation", Proceedings
64 of the ACM SIGPLAN '96 Conference on Programming Language Design and
65 Implementation.
67 (Some of these are also available from
68 http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/papers/, among other places.)
70   Unlike the collector described in the second reference, this collector
71 operates either with the mutator stopped during the entire collection
72 (default) or incrementally during allocations.  (The latter is supported
73 on only a few machines.)  On the most common platforms, it can be built
74 with or without thread support.  On a few platforms, it can take advantage
75 of a multiprocessor to speed up garbage collection.
77   Many of the ideas underlying the collector have previously been explored
78 by others.  Notably, some of the run-time systems developed at Xerox PARC
79 in the early 1980s conservatively scanned thread stacks to locate possible
80 pointers (cf. Paul Rovner, "On Adding Garbage Collection and Runtime Types
81 to a Strongly-Typed Statically Checked, Concurrent Language"  Xerox PARC
82 CSL 84-7).  Doug McIlroy wrote a simpler fully conservative collector that
83 was part of version 8 UNIX (tm), but appears to not have received
84 widespread use.
86   Rudimentary tools for use of the collector as a leak detector are included
87 (see http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/gc/leak.html),
88 as is a fairly sophisticated string package "cord" that makes use of the
89 collector.  (See doc/README.cords and H.-J. Boehm, R. Atkinson, and M. Plass,
90 "Ropes: An Alternative to Strings", Software Practice and Experience 25, 12
91 (December 1995), pp. 1315-1330.  This is very similar to the "rope" package
92 in Xerox Cedar, or the "rope" package in the SGI STL or the g++ distribution.)
94 Further collector documantation can be found at
96 http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/gc
99 GENERAL DESCRIPTION
101   This is a garbage collecting storage allocator that is intended to be
102 used as a plug-in replacement for C's malloc.
104   Since the collector does not require pointers to be tagged, it does not
105 attempt to ensure that all inaccessible storage is reclaimed.  However,
106 in our experience, it is typically more successful at reclaiming unused
107 memory than most C programs using explicit deallocation.  Unlike manually
108 introduced leaks, the amount of unreclaimed memory typically stays
109 bounded.
111   In the following, an "object" is defined to be a region of memory allocated
112 by the routines described below.  
114   Any objects not intended to be collected must be pointed to either
115 from other such accessible objects, or from the registers,
116 stack, data, or statically allocated bss segments.  Pointers from
117 the stack or registers may point to anywhere inside an object.
118 The same is true for heap pointers if the collector is compiled with
119  ALL_INTERIOR_POINTERS defined, as is now the default.
121 Compiling without ALL_INTERIOR_POINTERS may reduce accidental retention
122 of garbage objects, by requiring pointers from the heap to to the beginning
123 of an object.  But this no longer appears to be a significant
124 issue for most programs.
126 There are a number of routines which modify the pointer recognition
127 algorithm.  GC_register_displacement allows certain interior pointers
128 to be recognized even if ALL_INTERIOR_POINTERS is nor defined.
129 GC_malloc_ignore_off_page allows some pointers into the middle of large objects
130 to be disregarded, greatly reducing the probablility of accidental
131 retention of large objects.  For most purposes it seems best to compile
132 with ALL_INTERIOR_POINTERS and to use GC_malloc_ignore_off_page if
133 you get collector warnings from allocations of very large objects.
134 See README.debugging for details.
136   WARNING: pointers inside memory allocated by the standard "malloc" are not
137 seen by the garbage collector.  Thus objects pointed to only from such a
138 region may be prematurely deallocated.  It is thus suggested that the
139 standard "malloc" be used only for memory regions, such as I/O buffers, that
140 are guaranteed not to contain pointers to garbage collectable memory.
141 Pointers in C language automatic, static, or register variables,
142 are correctly recognized.  (Note that GC_malloc_uncollectable has semantics
143 similar to standard malloc, but allocates objects that are traced by the
144 collector.)
146   WARNING: the collector does not always know how to find pointers in data
147 areas that are associated with dynamic libraries.  This is easy to
148 remedy IF you know how to find those data areas on your operating
149 system (see GC_add_roots).  Code for doing this under SunOS, IRIX 5.X and 6.X,
150 HP/UX, Alpha OSF/1, Linux, and win32 is included and used by default.  (See
151 README.win32 for win32 details.)  On other systems pointers from dynamic
152 library data areas may not be considered by the collector.
153 If you're writing a program that depends on the collector scanning
154 dynamic library data areas, it may be a good idea to include at least
155 one call to GC_is_visible() to ensure that those areas are visible
156 to the collector.
158   Note that the garbage collector does not need to be informed of shared
159 read-only data.  However if the shared library mechanism can introduce
160 discontiguous data areas that may contain pointers, then the collector does
161 need to be informed.
163   Signal processing for most signals may be deferred during collection,
164 and during uninterruptible parts of the allocation process.
165 Like standard ANSI C mallocs, by default it is unsafe to invoke
166 malloc (and other GC routines) from a signal handler while another
167 malloc call may be in progress. Removing -DNO_SIGNALS from Makefile
168 attempts to remedy that.  But that may not be reliable with a compiler that
169 substantially reorders memory operations inside GC_malloc.
171   The allocator/collector can also be configured for thread-safe operation.
172 (Full signal safety can also be achieved, but only at the cost of two system
173 calls per malloc, which is usually unacceptable.)
174 WARNING: the collector does not guarantee to scan thread-local storage
175 (e.g. of the kind accessed with pthread_getspecific()).  The collector
176 does scan thread stacks, though, so generally the best solution is to
177 ensure that any pointers stored in thread-local storage are also
178 stored on the thread's stack for the duration of their lifetime.
179 (This is arguably a longstanding bug, but it hasn't been fixed yet.)
181 INSTALLATION AND PORTABILITY
183   As distributed, the macro SILENT is defined in Makefile.
184 In the event of problems, this can be removed to obtain a moderate
185 amount of descriptive output for each collection.
186 (The given statistics exhibit a few peculiarities.
187 Things don't appear to add up for a variety of reasons, most notably
188 fragmentation losses.  These are probably much more significant for the
189 contrived program "test.c" than for your application.)
191   Note that typing "make test" will automatically build the collector
192 and then run setjmp_test and gctest. Setjmp_test will give you information
193 about configuring the collector, which is useful primarily if you have
194 a machine that's not already supported.  Gctest is a somewhat superficial
195 test of collector functionality.  Failure is indicated by a core dump or
196 a message to the effect that the collector is broken.  Gctest takes about 
197 35 seconds to run on a SPARCstation 2. It may use up to 8 MB of memory.  (The
198 multi-threaded version will use more.  64-bit versions may use more.)
199 "Make test" will also, as its last step, attempt to build and test the
200 "cord" string library.  This will fail without an ANSI C compiler, but
201 the garbage collector itself should still be usable.
203   The Makefile will generate a library gc.a which you should link against.
204 Typing "make cords" will add the cord library to gc.a.
205 Note that this requires an ANSI C compiler.
207   It is suggested that if you need to replace a piece of the collector
208 (e.g. GC_mark_rts.c) you simply list your version ahead of gc.a on the
209 ld command line, rather than replacing the one in gc.a.  (This will
210 generate numerous warnings under some versions of AIX, but it still
211 works.)
213   All include files that need to be used by clients will be put in the
214 include subdirectory.  (Normally this is just gc.h.  "Make cords" adds
215 "cord.h" and "ec.h".)
217   The collector currently is designed to run essentially unmodified on
218 machines that use a flat 32-bit or 64-bit address space.
219 That includes the vast majority of Workstations and X86 (X >= 3) PCs.
220 (The list here was deleted because it was getting too long and constantly
221 out of date.)
222   It does NOT run under plain 16-bit DOS or Windows 3.X.  There are however
223 various packages (e.g. win32s, djgpp) that allow flat 32-bit address
224 applications to run under those systemsif the have at least an 80386 processor,
225 and several of those are compatible with the collector.
227   In a few cases (Amiga, OS/2, Win32, MacOS) a separate makefile
228 or equivalent is supplied.  Many of these have separate README.system
229 files.
231   Dynamic libraries are completely supported only under SunOS
232 (and even that support is not functional on the last Sun 3 release),
233 Linux, IRIX 5&6, HP-PA, Win32 (not Win32S) and OSF/1 on DEC AXP machines.
234 On other machines we recommend that you do one of the following:
236   1) Add dynamic library support (and send us the code).
237   2) Use static versions of the libraries.
238   3) Arrange for dynamic libraries to use the standard malloc.
239      This is still dangerous if the library stores a pointer to a
240      garbage collected object.  But nearly all standard interfaces
241      prohibit this, because they deal correctly with pointers
242      to stack allocated objects.  (Strtok is an exception.  Don't
243      use it.)
245   In all cases we assume that pointer alignment is consistent with that
246 enforced by the standard C compilers.  If you use a nonstandard compiler
247 you may have to adjust the alignment parameters defined in gc_priv.h.
249   A port to a machine that is not byte addressed, or does not use 32 bit
250 or 64 bit addresses will require a major effort.  A port to plain MSDOS
251 or win16 is hard.
253   For machines not already mentioned, or for nonstandard compilers, the
254 following are likely to require change:
256 1.  The parameters in gcconfig.h.
257       The parameters that will usually require adjustment are
258    STACKBOTTOM,  ALIGNMENT and DATASTART.  Setjmp_test
259    prints its guesses of the first two.
260       DATASTART should be an expression for computing the
261    address of the beginning of the data segment.  This can often be
262    &etext.  But some memory management units require that there be
263    some unmapped space between the text and the data segment.  Thus
264    it may be more complicated.   On UNIX systems, this is rarely
265    documented.  But the adb "$m" command may be helpful.  (Note
266    that DATASTART will usually be a function of &etext.  Thus a
267    single experiment is usually insufficient.)
268      STACKBOTTOM is used to initialize GC_stackbottom, which
269    should be a sufficient approximation to the coldest stack address.
270    On some machines, it is difficult to obtain such a value that is
271    valid across a variety of MMUs, OS releases, etc.  A number of
272    alternatives exist for using the collector in spite of this.  See the
273    discussion in gcconfig.h immediately preceding the various
274    definitions of STACKBOTTOM.
275    
276 2.  mach_dep.c.
277       The most important routine here is one to mark from registers.
278     The distributed file includes a generic hack (based on setjmp) that
279     happens to work on many machines, and may work on yours.  Try
280     compiling and running setjmp_t.c to see whether it has a chance of
281     working.  (This is not correct C, so don't blame your compiler if it
282     doesn't work.  Based on limited experience, register window machines
283     are likely to cause trouble.  If your version of setjmp claims that
284     all accessible variables, including registers, have the value they
285     had at the time of the longjmp, it also will not work.  Vanilla 4.2 BSD
286     on Vaxen makes such a claim.  SunOS does not.)
287       If your compiler does not allow in-line assembly code, or if you prefer
288     not to use such a facility, mach_dep.c may be replaced by a .s file
289     (as we did for the MIPS machine and the PC/RT).
290       At this point enough architectures are supported by mach_dep.c
291     that you will rarely need to do more than adjust for assembler
292     syntax.
294 3.  os_dep.c (and gc_priv.h).
295           Several kinds of operating system dependent routines reside here.
296         Many are optional.  Several are invoked only through corresponding
297         macros in gc_priv.h, which may also be redefined as appropriate.
298       The routine GC_register_data_segments is crucial.  It registers static
299     data areas that must be traversed by the collector. (User calls to
300     GC_add_roots may sometimes be used for similar effect.)
301       Routines to obtain memory from the OS also reside here.
302     Alternatively this can be done entirely by the macro GET_MEM
303     defined in gc_priv.h.  Routines to disable and reenable signals
304     also reside here if they are need by the macros DISABLE_SIGNALS
305     and ENABLE_SIGNALS defined in gc_priv.h.
306       In a multithreaded environment, the macros LOCK and UNLOCK
307     in gc_priv.h will need to be suitably redefined.
308       The incremental collector requires page dirty information, which
309     is acquired through routines defined in os_dep.c.  Unless directed
310     otherwise by gcconfig.h, these are implemented as stubs that simply
311     treat all pages as dirty.  (This of course makes the incremental
312     collector much less useful.)
314 4.  dyn_load.c
315         This provides a routine that allows the collector to scan data
316         segments associated with dynamic libraries.  Often it is not
317         necessary to provide this routine unless user-written dynamic
318         libraries are used.
320   For a different version of UN*X or different machines using the
321 Motorola 68000, Vax, SPARC, 80386, NS 32000, PC/RT, or MIPS architecture,
322 it should frequently suffice to change definitions in gcconfig.h.
325 THE C INTERFACE TO THE ALLOCATOR
327   The following routines are intended to be directly called by the user.
328 Note that usually only GC_malloc is necessary.  GC_clear_roots and GC_add_roots
329 calls may be required if the collector has to trace from nonstandard places
330 (e.g. from dynamic library data areas on a machine on which the 
331 collector doesn't already understand them.)  On some machines, it may
332 be desirable to set GC_stacktop to a good approximation of the stack base. 
333 (This enhances code portability on HP PA machines, since there is no
334 good way for the collector to compute this value.)  Client code may include
335 "gc.h", which defines all of the following, plus many others.
337 1)  GC_malloc(nbytes)
338     - allocate an object of size nbytes.  Unlike malloc, the object is
339       cleared before being returned to the user.  Gc_malloc will
340       invoke the garbage collector when it determines this to be appropriate.
341       GC_malloc may return 0 if it is unable to acquire sufficient
342       space from the operating system.  This is the most probable
343       consequence of running out of space.  Other possible consequences
344       are that a function call will fail due to lack of stack space,
345       or that the collector will fail in other ways because it cannot
346       maintain its internal data structures, or that a crucial system
347       process will fail and take down the machine.  Most of these
348       possibilities are independent of the malloc implementation.
350 2)  GC_malloc_atomic(nbytes)
351     - allocate an object of size nbytes that is guaranteed not to contain any
352       pointers.  The returned object is not guaranteed to be cleared.
353       (Can always be replaced by GC_malloc, but results in faster collection
354       times.  The collector will probably run faster if large character
355       arrays, etc. are allocated with GC_malloc_atomic than if they are
356       statically allocated.)
358 3)  GC_realloc(object, new_size)
359     - change the size of object to be new_size.  Returns a pointer to the
360       new object, which may, or may not, be the same as the pointer to
361       the old object.  The new object is taken to be atomic iff the old one
362       was.  If the new object is composite and larger than the original object,
363       then the newly added bytes are cleared (we hope).  This is very likely
364       to allocate a new object, unless MERGE_SIZES is defined in gc_priv.h.
365       Even then, it is likely to recycle the old object only if the object
366       is grown in small additive increments (which, we claim, is generally bad
367       coding practice.)
369 4)  GC_free(object)
370     - explicitly deallocate an object returned by GC_malloc or
371       GC_malloc_atomic.  Not necessary, but can be used to minimize
372       collections if performance is critical.  Probably a performance
373       loss for very small objects (<= 8 bytes).
375 5)  GC_expand_hp(bytes)
376     - Explicitly increase the heap size.  (This is normally done automatically
377       if a garbage collection failed to GC_reclaim enough memory.  Explicit
378       calls to GC_expand_hp may prevent unnecessarily frequent collections at
379       program startup.)
381 6)  GC_malloc_ignore_off_page(bytes)
382         - identical to GC_malloc, but the client promises to keep a pointer to
383           the somewhere within the first 256 bytes of the object while it is
384           live.  (This pointer should nortmally be declared volatile to prevent
385           interference from compiler optimizations.)  This is the recommended
386           way to allocate anything that is likely to be larger than 100Kbytes
387           or so.  (GC_malloc may result in failure to reclaim such objects.)
389 7)  GC_set_warn_proc(proc)
390         - Can be used to redirect warnings from the collector.  Such warnings
391           should be rare, and should not be ignored during code development.
392       
393 8) GC_enable_incremental()
394     - Enables generational and incremental collection.  Useful for large
395       heaps on machines that provide access to page dirty information.
396       Some dirty bit implementations may interfere with debugging
397       (by catching address faults) and place restrictions on heap arguments
398       to system calls (since write faults inside a system call may not be
399       handled well).
401 9) Several routines to allow for registration of finalization code.
402    User supplied finalization code may be invoked when an object becomes
403    unreachable.  To call (*f)(obj, x) when obj becomes inaccessible, use
404         GC_register_finalizer(obj, f, x, 0, 0);
405    For more sophisticated uses, and for finalization ordering issues,
406    see gc.h.
408   The global variable GC_free_space_divisor may be adjusted up from its
409 default value of 4 to use less space and more collection time, or down for
410 the opposite effect.  Setting it to 1 or 0 will effectively disable collections
411 and cause all allocations to simply grow the heap.
413   The variable GC_non_gc_bytes, which is normally 0, may be changed to reflect
414 the amount of memory allocated by the above routines that should not be
415 considered as a candidate for collection.  Careless use may, of course, result
416 in excessive memory consumption.
418   Some additional tuning is possible through the parameters defined
419 near the top of gc_priv.h.
420   
421   If only GC_malloc is intended to be used, it might be appropriate to define:
423 #define malloc(n) GC_malloc(n)
424 #define calloc(m,n) GC_malloc((m)*(n))
426   For small pieces of VERY allocation intensive code, gc_inl.h
427 includes some allocation macros that may be used in place of GC_malloc
428 and friends.
430   All externally visible names in the garbage collector start with "GC_".
431 To avoid name conflicts, client code should avoid this prefix, except when
432 accessing garbage collector routines or variables.
434   There are provisions for allocation with explicit type information.
435 This is rarely necessary.  Details can be found in gc_typed.h.
437 THE C++ INTERFACE TO THE ALLOCATOR:
439   The Ellis-Hull C++ interface to the collector is included in
440 the collector distribution.  If you intend to use this, type
441 "make c++" after the initial build of the collector is complete.
442 See gc_cpp.h for the definition of the interface.  This interface
443 tries to approximate the Ellis-Detlefs C++ garbage collection
444 proposal without compiler changes.
446 Cautions:
447 1. Arrays allocated without new placement syntax are
448 allocated as uncollectable objects.  They are traced by the
449 collector, but will not be reclaimed.
451 2. Failure to use "make c++" in combination with (1) will
452 result in arrays allocated using the default new operator.
453 This is likely to result in disaster without linker warnings.
455 3. If your compiler supports an overloaded new[] operator,
456 then gc_cpp.cc and gc_cpp.h should be suitably modified.
458 4. Many current C++ compilers have deficiencies that
459 break some of the functionality.  See the comments in gc_cpp.h
460 for suggested workarounds.
462 USE AS LEAK DETECTOR:
464   The collector may be used to track down leaks in C programs that are
465 intended to run with malloc/free (e.g. code with extreme real-time or
466 portability constraints).  To do so define FIND_LEAK in Makefile
467 This will cause the collector to invoke the report_leak
468 routine defined near the top of reclaim.c whenever an inaccessible
469 object is found that has not been explicitly freed.  Such objects will
470 also be automatically reclaimed.
471   Productive use of this facility normally involves redefining report_leak
472 to do something more intelligent.  This typically requires annotating
473 objects with additional information (e.g. creation time stack trace) that
474 identifies their origin.  Such code is typically not very portable, and is
475 not included here, except on SPARC machines.
476   If all objects are allocated with GC_DEBUG_MALLOC (see next section),
477 then the default version of report_leak will report the source file
478 and line number at which the leaked object was allocated.  This may
479 sometimes be sufficient.  (On SPARC/SUNOS4 machines, it will also report
480 a cryptic stack trace.  This can often be turned into a sympolic stack
481 trace by invoking program "foo" with "callprocs foo".  Callprocs is
482 a short shell script that invokes adb to expand program counter values
483 to symbolic addresses.  It was largely supplied by Scott Schwartz.)
484   Note that the debugging facilities described in the next section can
485 sometimes be slightly LESS effective in leak finding mode, since in
486 leak finding mode, GC_debug_free actually results in reuse of the object.
487 (Otherwise the object is simply marked invalid.)  Also note that the test
488 program is not designed to run meaningfully in FIND_LEAK mode.
489 Use "make gc.a" to build the collector.
491 DEBUGGING FACILITIES:
493   The routines GC_debug_malloc, GC_debug_malloc_atomic, GC_debug_realloc,
494 and GC_debug_free provide an alternate interface to the collector, which
495 provides some help with memory overwrite errors, and the like.
496 Objects allocated in this way are annotated with additional
497 information.  Some of this information is checked during garbage
498 collections, and detected inconsistencies are reported to stderr.
500   Simple cases of writing past the end of an allocated object should
501 be caught if the object is explicitly deallocated, or if the
502 collector is invoked while the object is live.  The first deallocation
503 of an object will clear the debugging info associated with an
504 object, so accidentally repeated calls to GC_debug_free will report the
505 deallocation of an object without debugging information.  Out of
506 memory errors will be reported to stderr, in addition to returning
507 NIL.
509   GC_debug_malloc checking  during garbage collection is enabled
510 with the first call to GC_debug_malloc.  This will result in some
511 slowdown during collections.  If frequent heap checks are desired,
512 this can be achieved by explicitly invoking GC_gcollect, e.g. from
513 the debugger.
515   GC_debug_malloc allocated objects should not be passed to GC_realloc
516 or GC_free, and conversely.  It is however acceptable to allocate only
517 some objects with GC_debug_malloc, and to use GC_malloc for other objects,
518 provided the two pools are kept distinct.  In this case, there is a very
519 low probablility that GC_malloc allocated objects may be misidentified as
520 having been overwritten.  This should happen with probability at most
521 one in 2**32.  This probability is zero if GC_debug_malloc is never called.
523   GC_debug_malloc, GC_malloc_atomic, and GC_debug_realloc take two
524 additional trailing arguments, a string and an integer.  These are not
525 interpreted by the allocator.  They are stored in the object (the string is
526 not copied).  If an error involving the object is detected, they are printed.
528   The macros GC_MALLOC, GC_MALLOC_ATOMIC, GC_REALLOC, GC_FREE, and
529 GC_REGISTER_FINALIZER are also provided.  These require the same arguments
530 as the corresponding (nondebugging) routines.  If gc.h is included
531 with GC_DEBUG defined, they call the debugging versions of these
532 functions, passing the current file name and line number as the two
533 extra arguments, where appropriate.  If gc.h is included without GC_DEBUG
534 defined, then all these macros will instead be defined to their nondebugging
535 equivalents.  (GC_REGISTER_FINALIZER is necessary, since pointers to
536 objects with debugging information are really pointers to a displacement
537 of 16 bytes form the object beginning, and some translation is necessary
538 when finalization routines are invoked.  For details, about what's stored
539 in the header, see the definition of the type oh in debug_malloc.c)
541 INCREMENTAL/GENERATIONAL COLLECTION:
543 The collector normally interrupts client code for the duration of 
544 a garbage collection mark phase.  This may be unacceptable if interactive
545 response is needed for programs with large heaps.  The collector
546 can also run in a "generational" mode, in which it usually attempts to
547 collect only objects allocated since the last garbage collection.
548 Furthermore, in this mode, garbage collections run mostly incrementally,
549 with a small amount of work performed in response to each of a large number of
550 GC_malloc requests.
552 This mode is enabled by a call to GC_enable_incremental().
554 Incremental and generational collection is effective in reducing
555 pause times only if the collector has some way to tell which objects
556 or pages have been recently modified.  The collector uses two sources
557 of information:
559 1. Information provided by the VM system.  This may be provided in
560 one of several forms.  Under Solaris 2.X (and potentially under other
561 similar systems) information on dirty pages can be read from the
562 /proc file system.  Under other systems (currently SunOS4.X) it is
563 possible to write-protect the heap, and catch the resulting faults.
564 On these systems we require that system calls writing to the heap
565 (other than read) be handled specially by client code.
566 See os_dep.c for details.
568 2. Information supplied by the programmer.  We define "stubborn"
569 objects to be objects that are rarely changed.  Such an object
570 can be allocated (and enabled for writing) with GC_malloc_stubborn.
571 Once it has been initialized, the collector should be informed with
572 a call to GC_end_stubborn_change.  Subsequent writes that store
573 pointers into the object must be preceded by a call to
574 GC_change_stubborn.
576 This mechanism performs best for objects that are written only for
577 initialization, and such that only one stubborn object is writable
578 at once.  It is typically not worth using for short-lived
579 objects.  Stubborn objects are treated less efficiently than pointerfree
580 (atomic) objects.
582 A rough rule of thumb is that, in the absence of VM information, garbage
583 collection pauses are proportional to the amount of pointerful storage
584 plus the amount of modified "stubborn" storage that is reachable during
585 the collection.  
587 Initial allocation of stubborn objects takes longer than allocation
588 of other objects, since other data structures need to be maintained.
590 We recommend against random use of stubborn objects in client
591 code, since bugs caused by inappropriate writes to stubborn objects
592 are likely to be very infrequently observed and hard to trace.  
593 However, their use may be appropriate in a few carefully written
594 library routines that do not make the objects themselves available
595 for writing by client code.
598 BUGS:
600   Any memory that does not have a recognizable pointer to it will be
601 reclaimed.  Exclusive-or'ing forward and backward links in a list
602 doesn't cut it.
603   Some C optimizers may lose the last undisguised pointer to a memory
604 object as a consequence of clever optimizations.  This has almost
605 never been observed in practice.  Send mail to boehm@acm.org
606 for suggestions on how to fix your compiler.
607   This is not a real-time collector.  In the standard configuration,
608 percentage of time required for collection should be constant across
609 heap sizes.  But collection pauses will increase for larger heaps.
610 (On SPARCstation 2s collection times will be on the order of 300 msecs
611 per MB of accessible memory that needs to be scanned.  Your mileage
612 may vary.)  The incremental/generational collection facility helps,
613 but is portable only if "stubborn" allocation is used.
614   Please address bug reports to boehm@acm.org.  If you are
615 contemplating a major addition, you might also send mail to ask whether
616 it's already been done (or whether we tried and discarded it).