lin
2025-07-31 065ea569db06206874bbfa18eb25ff6121aec09b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
/*
 * Copyright (C) 2015 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
 
#ifndef ART_RUNTIME_CLASS_TABLE_H_
#define ART_RUNTIME_CLASS_TABLE_H_
 
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
 
#include "base/allocator.h"
#include "base/hash_set.h"
#include "base/macros.h"
#include "base/mutex.h"
#include "gc_root.h"
#include "obj_ptr.h"
 
namespace art {
 
class OatFile;
 
namespace linker {
class ImageWriter;
}  // namespace linker
 
namespace linker {
class OatWriter;
}  // namespace linker
 
namespace mirror {
class Class;
class ClassLoader;
class Object;
}  // namespace mirror
 
// Each loader has a ClassTable
class ClassTable {
 public:
  class TableSlot {
   public:
    TableSlot() : data_(0u) {}
 
    TableSlot(const TableSlot& copy) : data_(copy.data_.load(std::memory_order_relaxed)) {}
 
    explicit TableSlot(ObjPtr<mirror::Class> klass);
 
    TableSlot(ObjPtr<mirror::Class> klass, uint32_t descriptor_hash);
 
    TableSlot& operator=(const TableSlot& copy) {
      data_.store(copy.data_.load(std::memory_order_relaxed), std::memory_order_relaxed);
      return *this;
    }
 
    bool IsNull() const REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
      return Read<kWithoutReadBarrier>() == nullptr;
    }
 
    uint32_t Hash() const {
      return MaskHash(data_.load(std::memory_order_relaxed));
    }
 
    static uint32_t MaskHash(uint32_t hash) {
      return hash & kHashMask;
    }
 
    bool MaskedHashEquals(uint32_t other) const {
      return MaskHash(other) == Hash();
    }
 
    static uint32_t HashDescriptor(ObjPtr<mirror::Class> klass)
        REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
    template<ReadBarrierOption kReadBarrierOption = kWithReadBarrier>
    mirror::Class* Read() const REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
    // NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS since the visitor may require heap bitmap lock.
    template<typename Visitor>
    void VisitRoot(const Visitor& visitor) const NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS;
 
   private:
    // Extract a raw pointer from an address.
    static ObjPtr<mirror::Class> ExtractPtr(uint32_t data)
        REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
    static uint32_t Encode(ObjPtr<mirror::Class> klass, uint32_t hash_bits)
        REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
    // Data contains the class pointer GcRoot as well as the low bits of the descriptor hash.
    mutable Atomic<uint32_t> data_;
    static const uint32_t kHashMask = kObjectAlignment - 1;
  };
 
  using DescriptorHashPair = std::pair<const char*, uint32_t>;
 
  class ClassDescriptorHashEquals {
   public:
    // uint32_t for cross compilation.
    uint32_t operator()(const TableSlot& slot) const NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS;
    // Same class loader and descriptor.
    bool operator()(const TableSlot& a, const TableSlot& b) const
        NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS;
    // Same descriptor.
    bool operator()(const TableSlot& a, const DescriptorHashPair& b) const
        NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS;
    // uint32_t for cross compilation.
    uint32_t operator()(const DescriptorHashPair& pair) const NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS;
  };
 
  class TableSlotEmptyFn {
   public:
    void MakeEmpty(TableSlot& item) const NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS {
      item = TableSlot();
      DCHECK(IsEmpty(item));
    }
    bool IsEmpty(const TableSlot& item) const NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS {
      return item.IsNull();
    }
  };
 
  // Hash set that hashes class descriptor, and compares descriptors and class loaders. Results
  // should be compared for a matching class descriptor and class loader.
  typedef HashSet<TableSlot,
                  TableSlotEmptyFn,
                  ClassDescriptorHashEquals,
                  ClassDescriptorHashEquals,
                  TrackingAllocator<TableSlot, kAllocatorTagClassTable>> ClassSet;
 
  ClassTable();
 
  // Used by image writer for checking.
  bool Contains(ObjPtr<mirror::Class> klass)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Freeze the current class tables by allocating a new table and never updating or modifying the
  // existing table. This helps prevents dirty pages after caused by inserting after zygote fork.
  void FreezeSnapshot()
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Returns the number of classes in previous snapshots defined by `defining_loader`.
  size_t NumZygoteClasses(ObjPtr<mirror::ClassLoader> defining_loader) const
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Returns all off the classes in the lastest snapshot defined by `defining_loader`.
  size_t NumNonZygoteClasses(ObjPtr<mirror::ClassLoader> defining_loader) const
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Returns the number of classes in previous snapshots no matter the defining loader.
  size_t NumReferencedZygoteClasses() const
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Returns all off the classes in the lastest snapshot no matter the defining loader.
  size_t NumReferencedNonZygoteClasses() const
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Update a class in the table with the new class. Returns the existing class which was replaced.
  mirror::Class* UpdateClass(const char* descriptor, mirror::Class* new_klass, size_t hash)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS for object marking requiring heap bitmap lock.
  template<class Visitor>
  void VisitRoots(Visitor& visitor)
      NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  template<class Visitor>
  void VisitRoots(const Visitor& visitor)
      NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Stops visit if the visitor returns false.
  template <typename Visitor, ReadBarrierOption kReadBarrierOption = kWithReadBarrier>
  bool Visit(Visitor& visitor)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
  template <typename Visitor, ReadBarrierOption kReadBarrierOption = kWithReadBarrier>
  bool Visit(const Visitor& visitor)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Return the first class that matches the descriptor. Returns null if there are none.
  mirror::Class* Lookup(const char* descriptor, size_t hash)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Return the first class that matches the descriptor of klass. Returns null if there are none.
  mirror::Class* LookupByDescriptor(ObjPtr<mirror::Class> klass)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Try to insert a class and return the inserted class if successful. If another class
  // with the same descriptor is already in the table, return the existing entry.
  ObjPtr<mirror::Class> TryInsert(ObjPtr<mirror::Class> klass)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  void Insert(ObjPtr<mirror::Class> klass)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  void InsertWithHash(ObjPtr<mirror::Class> klass, size_t hash)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Returns true if the class was found and removed, false otherwise.
  bool Remove(const char* descriptor)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Return true if we inserted the strong root, false if it already exists.
  bool InsertStrongRoot(ObjPtr<mirror::Object> obj)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Return true if we inserted the oat file, false if it already exists.
  bool InsertOatFile(const OatFile* oat_file)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Combines all of the tables into one class set.
  size_t WriteToMemory(uint8_t* ptr) const
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Read a table from ptr and put it at the front of the class set.
  size_t ReadFromMemory(uint8_t* ptr)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Add a class set to the front of classes.
  void AddClassSet(ClassSet&& set)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Clear strong roots (other than classes themselves).
  void ClearStrongRoots()
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Filter strong roots (other than classes themselves).
  template <typename Filter>
  void RemoveStrongRoots(const Filter& filter)
      REQUIRES(!lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  ReaderWriterMutex& GetLock() {
    return lock_;
  }
 
 private:
  // Only copies classes.
  void CopyWithoutLocks(const ClassTable& source_table) NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS;
  void InsertWithoutLocks(ObjPtr<mirror::Class> klass) NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS;
 
  size_t CountDefiningLoaderClasses(ObjPtr<mirror::ClassLoader> defining_loader,
                                    const ClassSet& set) const
      REQUIRES(lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Return true if we inserted the oat file, false if it already exists.
  bool InsertOatFileLocked(const OatFile* oat_file)
      REQUIRES(lock_)
      REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_);
 
  // Lock to guard inserting and removing.
  mutable ReaderWriterMutex lock_;
  // We have a vector to help prevent dirty pages after the zygote forks by calling FreezeSnapshot.
  std::vector<ClassSet> classes_ GUARDED_BY(lock_);
  // Extra strong roots that can be either dex files or dex caches. Dex files used by the class
  // loader which may not be owned by the class loader must be held strongly live. Also dex caches
  // are held live to prevent them being unloading once they have classes in them.
  std::vector<GcRoot<mirror::Object>> strong_roots_ GUARDED_BY(lock_);
  // Keep track of oat files with GC roots associated with dex caches in `strong_roots_`.
  std::vector<const OatFile*> oat_files_ GUARDED_BY(lock_);
 
  friend class linker::ImageWriter;  // for InsertWithoutLocks.
};
 
}  // namespace art
 
#endif  // ART_RUNTIME_CLASS_TABLE_H_