Quellcode-Bibliothek platform.cpp   Sprache: C

/* -*- Mode: C++; tab-width: 8; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 2 -*- */
/* vim: set ts=8 sts=2 et sw=2 tw=80: */
/* This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla Public
 * License, v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this
 * file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/. */

// There are three kinds of samples done by the profiler.
//
// - A "periodic" sample is the most complex kind. It is done in response to a
//   timer while the profiler is active. It involves writing a stack trace plus
//   a variety of other values (memory measurements, responsiveness
//   measurements, etc.) into the main ProfileBuffer. The sampling is done from
//   off-thread, and so SuspendAndSampleAndResumeThread() is used to get the
//   register values.
//
// - A "synchronous" sample is a simpler kind. It is done in response to an API
//   call (profiler_get_backtrace()). It involves writing a stack trace and
//   little else into a temporary ProfileBuffer, and wrapping that up in a
//   ProfilerBacktrace that can be subsequently used in a marker. The sampling
//   is done on-thread, and so REGISTERS_SYNC_POPULATE() is used to get the
//   register values.
//
// - A "backtrace" sample is the simplest kind. It is done in response to an
//   API call (profiler_suspend_and_sample_thread()). It involves getting a
//   stack trace via a ProfilerStackCollector; it does not write to a
//   ProfileBuffer. The sampling is done from off-thread, and so uses
//   SuspendAndSampleAndResumeThread() to get the register values.

#include "platform.h"

#include <algorithm>
#include <errno.h>
#include <fstream>
#include <ostream>
#include <set>
#include <sstream>
#include <string_view>

// #include "memory_hooks.h"
#include "mozilla/ArrayUtils.h"
#include "mozilla/AutoProfilerLabel.h"
#include "mozilla/BaseAndGeckoProfilerDetail.h"
#include "mozilla/BaseProfilerDetail.h"
#include "mozilla/DoubleConversion.h"
#include "mozilla/Printf.h"
#include "mozilla/ProfilerBufferSize.h"
#include "mozilla/ProfileBufferChunkManagerSingle.h"
#include "mozilla/ProfileBufferChunkManagerWithLocalLimit.h"
#include "mozilla/ProfileChunkedBuffer.h"
#include "mozilla/Services.h"
#include "mozilla/Span.h"
#include "mozilla/StackWalk.h"
#ifdef XP_WIN
#  include "mozilla/StackWalkThread.h"
#  include "mozilla/WindowsStackWalkInitialization.h"
#endif
#include "mozilla/StaticPtr.h"
#include "mozilla/ThreadLocal.h"
#include "mozilla/TimeStamp.h"

#include "mozilla/UniquePtr.h"
#include "mozilla/Vector.h"
#include "prdtoa.h"
#include "prtime.h"

#include "BaseProfiler.h"
#include "BaseProfilingCategory.h"
#include "PageInformation.h"
#include "ProfiledThreadData.h"
#include "ProfilerBacktrace.h"
#include "ProfileBuffer.h"
#include "RegisteredThread.h"
#include "SharedLibraries.h"
#include "ThreadInfo.h"
#include "VTuneProfiler.h"

// Win32 builds always have frame pointers, so FramePointerStackWalk() always
// works.
#if defined(GP_PLAT_x86_windows)
#  define HAVE_NATIVE_UNWIND
#  define USE_FRAME_POINTER_STACK_WALK
#endif

// Win64 builds always omit frame pointers, so we use the slower
// MozStackWalk(), which works in that case.
#if defined(GP_PLAT_amd64_windows)
#  define HAVE_NATIVE_UNWIND
#  define USE_MOZ_STACK_WALK
#endif

// AArch64 Win64 doesn't seem to use frame pointers, so we use the slower
// MozStackWalk().
#if defined(GP_PLAT_arm64_windows)
#  define HAVE_NATIVE_UNWIND
#  define USE_MOZ_STACK_WALK
#endif

// Mac builds use FramePointerStackWalk(). Even if we build without
// frame pointers, we'll still get useful stacks in system libraries
// because those always have frame pointers.
// We don't use MozStackWalk() on Mac.
#if defined(GP_OS_darwin)
#  define HAVE_NATIVE_UNWIND
#  define USE_FRAME_POINTER_STACK_WALK
#endif

// No stack-walking in baseprofiler on linux, android, bsd.
// APIs now make it easier to capture backtraces from the Base Profiler, which
// is currently not supported on these platform, and would lead to a MOZ_CRASH
// in REGISTERS_SYNC_POPULATE(). `#if 0` added in bug 1658232, follow-up bugs
// should be referenced in meta bug 1557568.
#if 0
// Android builds use the ARM Exception Handling ABI to unwind.
#  if defined(GP_PLAT_arm_linux) || defined(GP_PLAT_arm_android)
#    define HAVE_NATIVE_UNWIND
#    define USE_EHABI_STACKWALK
#    include "EHABIStackWalk.h"
#  endif

// Linux/BSD builds use LUL, which uses DWARF info to unwind stacks.
#  if defined(GP_PLAT_amd64_linux) || defined(GP_PLAT_x86_linux) ||       \
      defined(GP_PLAT_amd64_android) || defined(GP_PLAT_x86_android) ||   \
      defined(GP_PLAT_mips64_linux) || defined(GP_PLAT_arm64_linux) ||    \
      defined(GP_PLAT_arm64_android) || defined(GP_PLAT_amd64_freebsd) || \
      defined(GP_PLAT_arm64_freebsd)
#    define HAVE_NATIVE_UNWIND
#    define USE_LUL_STACKWALK
#    include "lul/LulMain.h"
#    include "lul/platform-linux-lul.h"

// On linux we use LUL for periodic samples and synchronous samples, but we use
// FramePointerStackWalk for backtrace samples when MOZ_PROFILING is enabled.
// (See the comment at the top of the file for a definition of
// periodic/synchronous/backtrace.).
//
// FramePointerStackWalk can produce incomplete stacks when the current entry is
// in a shared library without framepointers, however LUL can take a long time
// to initialize, which is undesirable for consumers of
// profiler_suspend_and_sample_thread like the Background Hang Reporter.
#    if defined(MOZ_PROFILING)
#      define USE_FRAME_POINTER_STACK_WALK
#    endif
#  endif
#endif

// We can only stackwalk without expensive initialization on platforms which
// support FramePointerStackWalk or MozStackWalk. LUL Stackwalking requires
// initializing LUL, and EHABIStackWalk requires initializing EHABI, both of
// which can be expensive.
#if defined(USE_FRAME_POINTER_STACK_WALK) || defined(USE_MOZ_STACK_WALK)
#  define HAVE_FASTINIT_NATIVE_UNWIND
#endif

#ifdef MOZ_VALGRIND
#  include <valgrind/memcheck.h>
#else
#  define VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(_addr, _len) ((void)0)
#endif

#if defined(GP_OS_linux) || defined(GP_OS_android) || defined(GP_OS_freebsd)
#  include <ucontext.h>
#endif

namespace mozilla {
namespace baseprofiler {

using detail::RacyFeatures;

bool LogTest(int aLevelToTest) {
  static const int maxLevel = getenv("MOZ_BASE_PROFILER_VERBOSE_LOGGING") ? 5
                              : getenv("MOZ_BASE_PROFILER_DEBUG_LOGGING") ? 4
                              : getenv("MOZ_BASE_PROFILER_LOGGING")       ? 3
                                                                          : 0;
  return aLevelToTest <= maxLevel;
}

void PrintToConsole(const char* aFmt, ...) {
  va_list args;
  va_start(args, aFmt);
#if defined(ANDROID)
  __android_log_vprint(ANDROID_LOG_INFO, "Gecko", aFmt, args);
#else
  vfprintf(stderr, aFmt, args);
#endif
  va_end(args);
}

ProfileChunkedBuffer& profiler_get_core_buffer() {
  // This needs its own mutex, because it is used concurrently from functions
  // guarded by gPSMutex as well as others without safety (e.g.,
  // profiler_add_marker). It is *not* used inside the critical section of the
  // sampler, because mutexes cannot be used there.
  static ProfileChunkedBuffer sProfileChunkedBuffer{
      ProfileChunkedBuffer::ThreadSafety::WithMutex};
  return sProfileChunkedBuffer;
}

Atomic<int, MemoryOrdering::Relaxed> gSkipSampling;

constexpr static bool ValidateFeatures() {
  int expectedFeatureNumber = 0;

  // Feature numbers should start at 0 and increase by 1 each.
#define CHECK_FEATURE(n_, str_, Name_, desc_) \
  if ((n_) != expectedFeatureNumber) {        \
    return false;                             \
  }                                           \
  ++expectedFeatureNumber;

  BASE_PROFILER_FOR_EACH_FEATURE(CHECK_FEATURE)

#undef CHECK_FEATURE

  return true;
}

static_assert(ValidateFeatures(), "Feature list is invalid");

// Return all features that are available on this platform.
static uint32_t AvailableFeatures() {
  uint32_t features = 0;

#define ADD_FEATURE(n_, str_, Name_, desc_) \
  ProfilerFeature::Set##Name_(features);

  // Add all the possible features.
  BASE_PROFILER_FOR_EACH_FEATURE(ADD_FEATURE)

#undef ADD_FEATURE

  // Now remove features not supported on this platform/configuration.
  ProfilerFeature::ClearJava(features);
  ProfilerFeature::ClearJS(features);
  ProfilerFeature::ClearScreenshots(features);
#if !defined(HAVE_NATIVE_UNWIND)
  ProfilerFeature::ClearStackWalk(features);
#endif
#if !defined(GP_OS_windows)
  ProfilerFeature::ClearNoTimerResolutionChange(features);
#endif

  return features;
}

// Default features common to all contexts (even if not available).
static constexpr uint32_t DefaultFeatures() {
  return ProfilerFeature::Java | ProfilerFeature::JS |
         ProfilerFeature::StackWalk | ProfilerFeature::CPUUtilization |
         ProfilerFeature::ProcessCPU;
}

// Extra default features when MOZ_PROFILER_STARTUP is set (even if not
// available).
static constexpr uint32_t StartupExtraDefaultFeatures() {
  // Enable mainthreadio by default for startup profiles as startup is heavy on
  // I/O operations, and main thread I/O is really important to see there.
  return ProfilerFeature::MainThreadIO | ProfilerFeature::IPCMessages;
}

// The auto-lock/unlock mutex that guards accesses to CorePS and ActivePS.
// Use `PSAutoLock lock;` to take the lock until the end of the enclosing block.
// External profilers may use this same lock for their own data, but as the lock
// is non-recursive, *only* `f(PSLockRef, ...)` functions below should be
// called, to avoid double-locking.
class MOZ_RAII PSAutoLock {
 public:
  PSAutoLock() : mLock(gPSMutex) {}

  PSAutoLock(const PSAutoLock&) = delete;
  void operator=(const PSAutoLock&) = delete;

  [[nodiscard]] static bool IsLockedOnCurrentThread() {
    return gPSMutex.IsLockedOnCurrentThread();
  }

 private:
  static detail::BaseProfilerMutex gPSMutex;
  detail::BaseProfilerAutoLock mLock;
};

MOZ_RUNINIT detail::BaseProfilerMutex PSAutoLock::gPSMutex{
    "Base Profiler mutex"};

// Only functions that take a PSLockRef arg can access CorePS's and ActivePS's
// fields.
typedef const PSAutoLock& PSLockRef;

#define PS_GET(type_, name_)      \
  static type_ name_(PSLockRef) { \
    MOZ_ASSERT(sInstance);        \
    return sInstance->m##name_;   \
  }

#define PS_GET_LOCKLESS(type_, name_) \
  static type_ name_() {              \
    MOZ_ASSERT(sInstance);            \
    return sInstance->m##name_;       \
  }

#define PS_GET_AND_SET(type_, name_)                  \
  PS_GET(type_, name_)                                \
  static void Set##name_(PSLockRef, type_ a##name_) { \
    MOZ_ASSERT(sInstance);                            \
    sInstance->m##name_ = a##name_;                   \
  }

// All functions in this file can run on multiple threads unless they have an
// NS_IsMainThread() assertion.

// This class contains the profiler's core global state, i.e. that which is
// valid even when the profiler is not active. Most profile operations can't do
// anything useful when this class is not instantiated, so we release-assert
// its non-nullness in all such operations.
//
// Accesses to CorePS are guarded by gPSMutex. Getters and setters take a
// PSAutoLock reference as an argument as proof that the gPSMutex is currently
// locked. This makes it clear when gPSMutex is locked and helps avoid
// accidental unlocked accesses to global state. There are ways to circumvent
// this mechanism, but please don't do so without *very* good reason and a
// detailed explanation.
//
// The exceptions to this rule:
//
// - mProcessStartTime, because it's immutable;
//
// - each thread's RacyRegisteredThread object is accessible without locking via
//   TLSRegisteredThread::RacyRegisteredThread().
class CorePS {
 private:
  CorePS()
      : mProcessStartTime(TimeStamp::ProcessCreation())
#ifdef USE_LUL_STACKWALK
        ,
        mLul(nullptr)
#endif
  {
  }

  ~CorePS() {}

 public:
  static void Create(PSLockRef aLock) {
    MOZ_ASSERT(!sInstance);
    sInstance = new CorePS();
  }

  static void Destroy(PSLockRef aLock) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    delete sInstance;
    sInstance = nullptr;
  }

  // Unlike ActivePS::Exists(), CorePS::Exists() can be called without gPSMutex
  // being locked. This is because CorePS is instantiated so early on the main
  // thread that we don't have to worry about it being racy.
  static bool Exists() { return !!sInstance; }

  static void AddSizeOf(PSLockRef, MallocSizeOf aMallocSizeOf,
                        size_t& aProfSize, size_t& aLulSize) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);

    aProfSize += aMallocSizeOf(sInstance);

    for (auto& registeredThread : sInstance->mRegisteredThreads) {
      aProfSize += registeredThread->SizeOfIncludingThis(aMallocSizeOf);
    }

    for (auto& registeredPage : sInstance->mRegisteredPages) {
      aProfSize += registeredPage->SizeOfIncludingThis(aMallocSizeOf);
    }

    // Measurement of the following things may be added later if DMD finds it
    // is worthwhile:
    // - CorePS::mRegisteredThreads itself (its elements' children are
    // measured above)
    // - CorePS::mRegisteredPages itself (its elements' children are
    // measured above)
    // - CorePS::mInterposeObserver

#if defined(USE_LUL_STACKWALK)
    if (sInstance->mLul) {
      aLulSize += sInstance->mLul->SizeOfIncludingThis(aMallocSizeOf);
    }
#endif
  }

  // No PSLockRef is needed for this field because it's immutable.
  PS_GET_LOCKLESS(const TimeStamp&, ProcessStartTime)

  PS_GET(const Vector<UniquePtr<RegisteredThread>>&, RegisteredThreads)

  static void AppendRegisteredThread(
      PSLockRef, UniquePtr<RegisteredThread>&& aRegisteredThread) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    MOZ_RELEASE_ASSERT(
        sInstance->mRegisteredThreads.append(std::move(aRegisteredThread)));
  }

  static void RemoveRegisteredThread(PSLockRef,
                                     RegisteredThread* aRegisteredThread) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    // Remove aRegisteredThread from mRegisteredThreads.
    for (UniquePtr<RegisteredThread>& rt : sInstance->mRegisteredThreads) {
      if (rt.get() == aRegisteredThread) {
        sInstance->mRegisteredThreads.erase(&rt);
        return;
      }
    }
  }

  PS_GET(Vector<RefPtr<PageInformation>>&, RegisteredPages)

  static void AppendRegisteredPage(PSLockRef,
                                   RefPtr<PageInformation>&& aRegisteredPage) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    struct RegisteredPageComparator {
      PageInformation* aA;
      bool operator()(PageInformation* aB) const { return aA->Equals(aB); }
    };

    auto foundPageIter = std::find_if(
        sInstance->mRegisteredPages.begin(), sInstance->mRegisteredPages.end(),
        RegisteredPageComparator{aRegisteredPage.get()});

    if (foundPageIter != sInstance->mRegisteredPages.end()) {
      if ((*foundPageIter)->Url() == "about:blank") {
        // When a BrowsingContext is loaded, the first url loaded in it will be
        // about:blank, and if the principal matches, the first document loaded
        // in it will share an inner window. That's why we should delete the
        // intermittent about:blank if they share the inner window.
        sInstance->mRegisteredPages.erase(foundPageIter);
      } else {
        // Do not register the same page again.
        return;
      }
    }
    MOZ_RELEASE_ASSERT(
        sInstance->mRegisteredPages.append(std::move(aRegisteredPage)));
  }

  static void RemoveRegisteredPage(PSLockRef,
                                   uint64_t aRegisteredInnerWindowID) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    // Remove RegisteredPage from mRegisteredPages by given inner window ID.
    sInstance->mRegisteredPages.eraseIf([&](const RefPtr<PageInformation>& rd) {
      return rd->InnerWindowID() == aRegisteredInnerWindowID;
    });
  }

  static void ClearRegisteredPages(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    sInstance->mRegisteredPages.clear();
  }

  PS_GET(const Vector<BaseProfilerCount*>&, Counters)

  static void AppendCounter(PSLockRef, BaseProfilerCount* aCounter) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    // we don't own the counter; they may be stored in static objects
    MOZ_RELEASE_ASSERT(sInstance->mCounters.append(aCounter));
  }

  static void RemoveCounter(PSLockRef, BaseProfilerCount* aCounter) {
    // we may be called to remove a counter after the profiler is stopped or
    // late in shutdown.
    if (sInstance) {
      auto* counter = std::find(sInstance->mCounters.begin(),
                                sInstance->mCounters.end(), aCounter);
      MOZ_RELEASE_ASSERT(counter != sInstance->mCounters.end());
      sInstance->mCounters.erase(counter);
    }
  }

#ifdef USE_LUL_STACKWALK
  static lul::LUL* Lul(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    return sInstance->mLul.get();
  }
  static void SetLul(PSLockRef, UniquePtr<lul::LUL> aLul) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    sInstance->mLul = std::move(aLul);
  }
#endif

  PS_GET_AND_SET(const std::string&, ProcessName)
  PS_GET_AND_SET(const std::string&, ETLDplus1)

 private:
  // The singleton instance
  static CorePS* sInstance;

  // The time that the process started.
  const TimeStamp mProcessStartTime;

  // Info on all the registered threads.
  // ThreadIds in mRegisteredThreads are unique.
  Vector<UniquePtr<RegisteredThread>> mRegisteredThreads;

  // Info on all the registered pages.
  // InnerWindowIDs in mRegisteredPages are unique.
  Vector<RefPtr<PageInformation>> mRegisteredPages;

  // Non-owning pointers to all active counters
  Vector<BaseProfilerCount*> mCounters;

#ifdef USE_LUL_STACKWALK
  // LUL's state. Null prior to the first activation, non-null thereafter.
  UniquePtr<lul::LUL> mLul;
#endif

  // Process name, provided by child process initialization code.
  std::string mProcessName;
  // Private name, provided by child process initialization code (eTLD+1 in
  // fission)
  std::string mETLDplus1;
};

CorePS* CorePS::sInstance = nullptr;

class SamplerThread;

static SamplerThread* NewSamplerThread(PSLockRef aLock, uint32_t aGeneration,
                                       double aInterval, uint32_t aFeatures);

struct LiveProfiledThreadData {
  RegisteredThread* mRegisteredThread;
  UniquePtr<ProfiledThreadData> mProfiledThreadData;
};

// The buffer size is provided as a number of "entries", this is their size in
// bytes.
constexpr static uint32_t scBytesPerEntry = 8;

// This class contains the profiler's global state that is valid only when the
// profiler is active. When not instantiated, the profiler is inactive.
//
// Accesses to ActivePS are guarded by gPSMutex, in much the same fashion as
// CorePS.
//
class ActivePS {
 private:
  constexpr static uint32_t ChunkSizeForEntries(uint32_t aEntries) {
    return uint32_t(std::min(size_t(ClampToAllowedEntries(aEntries)) *
                                 scBytesPerEntry / scMinimumNumberOfChunks,
                             size_t(scMaximumChunkSize)));
  }

  static uint32_t AdjustFeatures(uint32_t aFeatures, uint32_t aFilterCount) {
    // Filter out any features unavailable in this platform/configuration.
    aFeatures &= AvailableFeatures();

    // Some features imply others.
    if (aFeatures & ProfilerFeature::FileIOAll) {
      aFeatures |= ProfilerFeature::MainThreadIO | ProfilerFeature::FileIO;
    } else if (aFeatures & ProfilerFeature::FileIO) {
      aFeatures |= ProfilerFeature::MainThreadIO;
    }

    return aFeatures;
  }

  ActivePS(PSLockRef aLock, const TimeStamp& aProfilingStartTime,
           PowerOfTwo32 aCapacity, double aInterval, uint32_t aFeatures,
           const char** aFilters, uint32_t aFilterCount,
           const Maybe<double>& aDuration)
      : mProfilingStartTime(aProfilingStartTime),
        mGeneration(sNextGeneration++),
        mCapacity(aCapacity),
        mDuration(aDuration),
        mInterval(aInterval),
        mFeatures(AdjustFeatures(aFeatures, aFilterCount)),
        mProfileBufferChunkManager(
            MakeUnique<ProfileBufferChunkManagerWithLocalLimit>(
                size_t(ClampToAllowedEntries(aCapacity.Value())) *
                    scBytesPerEntry,
                ChunkSizeForEntries(aCapacity.Value()))),
        mProfileBuffer([this]() -> ProfileChunkedBuffer& {
          ProfileChunkedBuffer& buffer = profiler_get_core_buffer();
          buffer.SetChunkManager(*mProfileBufferChunkManager);
          return buffer;
        }()),
        // The new sampler thread doesn't start sampling immediately because the
        // main loop within Run() is blocked until this function's caller
        // unlocks gPSMutex.
        mSamplerThread(
            NewSamplerThread(aLock, mGeneration, aInterval, aFeatures)),
        mIsPaused(false),
        mIsSamplingPaused(false) {
    // Deep copy and lower-case aFilters.
    MOZ_ALWAYS_TRUE(mFilters.resize(aFilterCount));
    MOZ_ALWAYS_TRUE(mFiltersLowered.resize(aFilterCount));
    for (uint32_t i = 0; i < aFilterCount; ++i) {
      mFilters[i] = aFilters[i];
      mFiltersLowered[i].reserve(mFilters[i].size());
      std::transform(mFilters[i].cbegin(), mFilters[i].cend(),
                     std::back_inserter(mFiltersLowered[i]), ::tolower);
    }
  }

  ~ActivePS() {
    if (mProfileBufferChunkManager) {
      // We still control the chunk manager, remove it from the core buffer.
      profiler_get_core_buffer().ResetChunkManager();
    }
  }

  bool ThreadSelected(const char* aThreadName) {
    if (mFiltersLowered.empty()) {
      return true;
    }

    std::string name = aThreadName;
    std::transform(name.begin(), name.end(), name.begin(), ::tolower);

    for (const auto& filter : mFiltersLowered) {
      if (filter == "*") {
        return true;
      }

      // Crude, non UTF-8 compatible, case insensitive substring search
      if (name.find(filter) != std::string::npos) {
        return true;
      }

      // If the filter is "pid:<my pid>", profile all threads.
      if (mozilla::profiler::detail::FilterHasPid(filter.c_str())) {
        return true;
      }
    }

    return false;
  }

 public:
  static void Create(PSLockRef aLock, const TimeStamp& aProfilingStartTime,
                     PowerOfTwo32 aCapacity, double aInterval,
                     uint32_t aFeatures, const char** aFilters,
                     uint32_t aFilterCount, const Maybe<double>& aDuration) {
    MOZ_ASSERT(!sInstance);
    sInstance = new ActivePS(aLock, aProfilingStartTime, aCapacity, aInterval,
                             aFeatures, aFilters, aFilterCount, aDuration);
  }

  [[nodiscard]] static SamplerThread* Destroy(PSLockRef aLock) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    auto samplerThread = sInstance->mSamplerThread;
    delete sInstance;
    sInstance = nullptr;

    return samplerThread;
  }

  static bool Exists(PSLockRef) { return !!sInstance; }

  static bool Equals(PSLockRef, PowerOfTwo32 aCapacity,
                     const Maybe<double>& aDuration, double aInterval,
                     uint32_t aFeatures, const char** aFilters,
                     uint32_t aFilterCount) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    if (sInstance->mCapacity != aCapacity ||
        sInstance->mDuration != aDuration ||
        sInstance->mInterval != aInterval ||
        sInstance->mFeatures != aFeatures ||
        sInstance->mFilters.length() != aFilterCount) {
      return false;
    }

    for (uint32_t i = 0; i < sInstance->mFilters.length(); ++i) {
      if (strcmp(sInstance->mFilters[i].c_str(), aFilters[i]) != 0) {
        return false;
      }
    }
    return true;
  }

  static size_t SizeOf(PSLockRef, MallocSizeOf aMallocSizeOf) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);

    size_t n = aMallocSizeOf(sInstance);

    n += sInstance->mProfileBuffer.SizeOfExcludingThis(aMallocSizeOf);

    // Measurement of the following members may be added later if DMD finds it
    // is worthwhile:
    // - mLiveProfiledThreads (both the array itself, and the contents)
    // - mDeadProfiledThreads (both the array itself, and the contents)
    //

    return n;
  }

  static UniquePtr<ProfileBufferChunkManagerWithLocalLimit>
  ExtractBaseProfilerChunkManager(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    return std::move(sInstance->mProfileBufferChunkManager);
  }

  static bool ShouldProfileThread(PSLockRef aLock, ThreadInfo* aInfo) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    return sInstance->ThreadSelected(aInfo->Name());
  }

  PS_GET_LOCKLESS(TimeStamp, ProfilingStartTime)

  PS_GET(uint32_t, Generation)

  PS_GET(PowerOfTwo32, Capacity)

  PS_GET(Maybe<double>, Duration)

  PS_GET(double, Interval)

  PS_GET(uint32_t, Features)

#define PS_GET_FEATURE(n_, str_, Name_, desc_)                \
  static bool Feature##Name_(PSLockRef) {                     \
    MOZ_ASSERT(sInstance);                                    \
    return ProfilerFeature::Has##Name_(sInstance->mFeatures); \
  }

  BASE_PROFILER_FOR_EACH_FEATURE(PS_GET_FEATURE)

#undef PS_GET_FEATURE

  PS_GET(const Vector<std::string>&, Filters)
  PS_GET(const Vector<std::string>&, FiltersLowered)

  static void FulfillChunkRequests(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    if (sInstance->mProfileBufferChunkManager) {
      sInstance->mProfileBufferChunkManager->FulfillChunkRequests();
    }
  }

  static ProfileBuffer& Buffer(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    return sInstance->mProfileBuffer;
  }

  static const Vector<LiveProfiledThreadData>& LiveProfiledThreads(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    return sInstance->mLiveProfiledThreads;
  }

  // Returns an array containing (RegisteredThread*, ProfiledThreadData*) pairs
  // for all threads that should be included in a profile, both for threads
  // that are still registered, and for threads that have been unregistered but
  // still have data in the buffer.
  // For threads that have already been unregistered, the RegisteredThread
  // pointer will be null.
  // The returned array is sorted by thread register time.
  // Do not hold on to the return value across thread registration or profiler
  // restarts.
  static Vector<std::pair<RegisteredThread*, ProfiledThreadData*>>
  ProfiledThreads(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    Vector<std::pair<RegisteredThread*, ProfiledThreadData*>> array;
    MOZ_RELEASE_ASSERT(
        array.initCapacity(sInstance->mLiveProfiledThreads.length() +
                           sInstance->mDeadProfiledThreads.length()));
    for (auto& t : sInstance->mLiveProfiledThreads) {
      MOZ_RELEASE_ASSERT(array.append(
          std::make_pair(t.mRegisteredThread, t.mProfiledThreadData.get())));
    }
    for (auto& t : sInstance->mDeadProfiledThreads) {
      MOZ_RELEASE_ASSERT(
          array.append(std::make_pair((RegisteredThread*)nullptr, t.get())));
    }

    std::sort(array.begin(), array.end(),
              [](const std::pair<RegisteredThread*, ProfiledThreadData*>& a,
                 const std::pair<RegisteredThread*, ProfiledThreadData*>& b) {
                return a.second->Info()->RegisterTime() <
                       b.second->Info()->RegisterTime();
              });
    return array;
  }

  static Vector<RefPtr<PageInformation>> ProfiledPages(PSLockRef aLock) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    Vector<RefPtr<PageInformation>> array;
    for (auto& d : CorePS::RegisteredPages(aLock)) {
      MOZ_RELEASE_ASSERT(array.append(d));
    }
    for (auto& d : sInstance->mDeadProfiledPages) {
      MOZ_RELEASE_ASSERT(array.append(d));
    }
    // We don't need to sort the pages like threads since we won't show them
    // as a list.
    return array;
  }

  // Do a linear search through mLiveProfiledThreads to find the
  // ProfiledThreadData object for a RegisteredThread.
  static ProfiledThreadData* GetProfiledThreadData(
      PSLockRef, RegisteredThread* aRegisteredThread) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    for (const LiveProfiledThreadData& thread :
         sInstance->mLiveProfiledThreads) {
      if (thread.mRegisteredThread == aRegisteredThread) {
        return thread.mProfiledThreadData.get();
      }
    }
    return nullptr;
  }

  static ProfiledThreadData* AddLiveProfiledThread(
      PSLockRef, RegisteredThread* aRegisteredThread,
      UniquePtr<ProfiledThreadData>&& aProfiledThreadData) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    MOZ_RELEASE_ASSERT(
        sInstance->mLiveProfiledThreads.append(LiveProfiledThreadData{
            aRegisteredThread, std::move(aProfiledThreadData)}));

    // Return a weak pointer to the ProfiledThreadData object.
    return sInstance->mLiveProfiledThreads.back().mProfiledThreadData.get();
  }

  static void UnregisterThread(PSLockRef aLockRef,
                               RegisteredThread* aRegisteredThread) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);

    DiscardExpiredDeadProfiledThreads(aLockRef);

    // Find the right entry in the mLiveProfiledThreads array and remove the
    // element, moving the ProfiledThreadData object for the thread into the
    // mDeadProfiledThreads array.
    // The thread's RegisteredThread object gets destroyed here.
    for (size_t i = 0; i < sInstance->mLiveProfiledThreads.length(); i++) {
      LiveProfiledThreadData& thread = sInstance->mLiveProfiledThreads[i];
      if (thread.mRegisteredThread == aRegisteredThread) {
        thread.mProfiledThreadData->NotifyUnregistered(
            sInstance->mProfileBuffer.BufferRangeEnd());
        MOZ_RELEASE_ASSERT(sInstance->mDeadProfiledThreads.append(
            std::move(thread.mProfiledThreadData)));
        sInstance->mLiveProfiledThreads.erase(
            &sInstance->mLiveProfiledThreads[i]);
        return;
      }
    }
  }

  PS_GET_AND_SET(bool, IsPaused)

  // True if sampling is paused (though generic `SetIsPaused()` or specific
  // `SetIsSamplingPaused()`).
  static bool IsSamplingPaused(PSLockRef lock) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    return IsPaused(lock) || sInstance->mIsSamplingPaused;
  }

  static void SetIsSamplingPaused(PSLockRef, bool aIsSamplingPaused) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    sInstance->mIsSamplingPaused = aIsSamplingPaused;
  }

  static void DiscardExpiredDeadProfiledThreads(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    uint64_t bufferRangeStart = sInstance->mProfileBuffer.BufferRangeStart();
    // Discard any dead threads that were unregistered before bufferRangeStart.
    sInstance->mDeadProfiledThreads.eraseIf(
        [bufferRangeStart](
            const UniquePtr<ProfiledThreadData>& aProfiledThreadData) {
          Maybe<uint64_t> bufferPosition =
              aProfiledThreadData->BufferPositionWhenUnregistered();
          MOZ_RELEASE_ASSERT(bufferPosition,
                             "should have unregistered this thread");
          return *bufferPosition < bufferRangeStart;
        });
  }

  static void UnregisterPage(PSLockRef aLock,
                             uint64_t aRegisteredInnerWindowID) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    auto& registeredPages = CorePS::RegisteredPages(aLock);
    for (size_t i = 0; i < registeredPages.length(); i++) {
      RefPtr<PageInformation>& page = registeredPages[i];
      if (page->InnerWindowID() == aRegisteredInnerWindowID) {
        page->NotifyUnregistered(sInstance->mProfileBuffer.BufferRangeEnd());
        MOZ_RELEASE_ASSERT(
            sInstance->mDeadProfiledPages.append(std::move(page)));
        registeredPages.erase(®isteredPages[i--]);
      }
    }
  }

  static void DiscardExpiredPages(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    uint64_t bufferRangeStart = sInstance->mProfileBuffer.BufferRangeStart();
    // Discard any dead pages that were unregistered before
    // bufferRangeStart.
    sInstance->mDeadProfiledPages.eraseIf(
        [bufferRangeStart](const RefPtr<PageInformation>& aProfiledPage) {
          Maybe<uint64_t> bufferPosition =
              aProfiledPage->BufferPositionWhenUnregistered();
          MOZ_RELEASE_ASSERT(bufferPosition,
                             "should have unregistered this page");
          return *bufferPosition < bufferRangeStart;
        });
  }

  static void ClearUnregisteredPages(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    sInstance->mDeadProfiledPages.clear();
  }

  static void ClearExpiredExitProfiles(PSLockRef) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);
    uint64_t bufferRangeStart = sInstance->mProfileBuffer.BufferRangeStart();
    // Discard exit profiles that were gathered before our buffer RangeStart.
    sInstance->mExitProfiles.eraseIf(
        [bufferRangeStart](const ExitProfile& aExitProfile) {
          return aExitProfile.mBufferPositionAtGatherTime < bufferRangeStart;
        });
  }

  static void AddExitProfile(PSLockRef aLock, const std::string& aExitProfile) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);

    ClearExpiredExitProfiles(aLock);

    MOZ_RELEASE_ASSERT(sInstance->mExitProfiles.append(
        ExitProfile{aExitProfile, sInstance->mProfileBuffer.BufferRangeEnd()}));
  }

  static Vector<std::string> MoveExitProfiles(PSLockRef aLock) {
    MOZ_ASSERT(sInstance);

    ClearExpiredExitProfiles(aLock);

    Vector<std::string> profiles;
    MOZ_RELEASE_ASSERT(
        profiles.initCapacity(sInstance->mExitProfiles.length()));
    for (auto& profile : sInstance->mExitProfiles) {
      MOZ_RELEASE_ASSERT(profiles.append(std::move(profile.mJSON)));
    }
    sInstance->mExitProfiles.clear();
    return profiles;
  }

 private:
  // The singleton instance.
  static ActivePS* sInstance;

  const TimeStamp mProfilingStartTime;

  // We need to track activity generations. If we didn't we could have the
  // following scenario.
  //
  // - profiler_stop() locks gPSMutex, de-instantiates ActivePS, unlocks
  //   gPSMutex, deletes the SamplerThread (which does a join).
  //
  // - profiler_start() runs on a different thread, locks gPSMutex,
  //   re-instantiates ActivePS, unlocks gPSMutex -- all before the join
  //   completes.
  //
  // - SamplerThread::Run() locks gPSMutex, sees that ActivePS is instantiated,
  //   and continues as if the start/stop pair didn't occur. Also
  //   profiler_stop() is stuck, unable to finish.
  //
  // By checking ActivePS *and* the generation, we can avoid this scenario.
  // sNextGeneration is used to track the next generation number; it is static
  // because it must persist across different ActivePS instantiations.
  const uint32_t mGeneration;
  static uint32_t sNextGeneration;

  // The maximum number of 8-byte entries in mProfileBuffer.
  const PowerOfTwo32 mCapacity;

  // The maximum duration of entries in mProfileBuffer, in seconds.
  const Maybe<double> mDuration;

  // The interval between samples, measured in milliseconds.
  const double mInterval;

  // The profile features that are enabled.
  const uint32_t mFeatures;

  // Substrings of names of threads we want to profile.
  Vector<std::string> mFilters;
  Vector<std::string> mFiltersLowered;

  // The chunk manager used by `mProfileBuffer` below.
  // May become null if it gets transferred to the Gecko Profiler.
  UniquePtr<ProfileBufferChunkManagerWithLocalLimit> mProfileBufferChunkManager;

  // The buffer into which all samples are recorded.
  ProfileBuffer mProfileBuffer;

  // ProfiledThreadData objects for any threads that were profiled at any point
  // during this run of the profiler:
  //  - mLiveProfiledThreads contains all threads that are still registered, and
  //  - mDeadProfiledThreads contains all threads that have already been
  //    unregistered but for which there is still data in the profile buffer.
  Vector<LiveProfiledThreadData> mLiveProfiledThreads;
  Vector<UniquePtr<ProfiledThreadData>> mDeadProfiledThreads;

  // Info on all the dead pages.
  // Registered pages are being moved to this array after unregistration.
  // We are keeping them in case we need them in the profile data.
  // We are removing them when we ensure that we won't need them anymore.
  Vector<RefPtr<PageInformation>> mDeadProfiledPages;

  // The current sampler thread. This class is not responsible for destroying
  // the SamplerThread object; the Destroy() method returns it so the caller
  // can destroy it.
  SamplerThread* const mSamplerThread;

  // Is the profiler fully paused?
  bool mIsPaused;

  // Is the profiler periodic sampling paused?
  bool mIsSamplingPaused;

  struct ExitProfile {
    std::string mJSON;
    uint64_t mBufferPositionAtGatherTime;
  };
  Vector<ExitProfile> mExitProfiles;
};

ActivePS* ActivePS::sInstance = nullptr;
uint32_t ActivePS::sNextGeneration = 0;

#undef PS_GET
#undef PS_GET_LOCKLESS
#undef PS_GET_AND_SET

namespace detail {

TimeStamp GetProfilingStartTime() {
  if (!CorePS::Exists()) {
    return {};
  }
  PSAutoLock lock;
  if (!ActivePS::Exists(lock)) {
    return {};
  }
  return ActivePS::ProfilingStartTime();
}

[[nodiscard]] MFBT_API UniquePtr<ProfileBufferChunkManagerWithLocalLimit>
ExtractBaseProfilerChunkManager() {
  PSAutoLock lock;
  if (MOZ_UNLIKELY(!ActivePS::Exists(lock))) {
    return nullptr;
  }
  return ActivePS::ExtractBaseProfilerChunkManager(lock);
}

}  // namespace detail

Atomic<uint32_t, MemoryOrdering::Relaxed> RacyFeatures::sActiveAndFeatures(0);

/* static */
void RacyFeatures::SetActive(uint32_t aFeatures) {
  sActiveAndFeatures = Active | aFeatures;
}

/* static */
void RacyFeatures::SetInactive() { sActiveAndFeatures = 0; }

/* static */
bool RacyFeatures::IsActive() { return uint32_t(sActiveAndFeatures) & Active; }

/* static */
void RacyFeatures::SetPaused() { sActiveAndFeatures |= Paused; }

/* static */
void RacyFeatures::SetUnpaused() { sActiveAndFeatures &= ~Paused; }

/* static */
void RacyFeatures::SetSamplingPaused() { sActiveAndFeatures |= SamplingPaused; }

/* static */
void RacyFeatures::SetSamplingUnpaused() {
  sActiveAndFeatures &= ~SamplingPaused;
}

/* static */
bool RacyFeatures::IsActiveWithFeature(uint32_t aFeature) {
  uint32_t af = sActiveAndFeatures;  // copy it first
  return (af & Active) && (af & aFeature);
}

/* static */
bool RacyFeatures::IsActiveWithoutFeature(uint32_t aFeature) {
  uint32_t af = sActiveAndFeatures;  // copy it first
  return (af & Active) && !(af & aFeature);
}

/* static */
bool RacyFeatures::IsActiveAndUnpaused() {
  uint32_t af = sActiveAndFeatures;  // copy it first
  return (af & Active) && !(af & Paused);
}

/* static */
bool RacyFeatures::IsActiveAndSamplingUnpaused() {
  uint32_t af = sActiveAndFeatures;  // copy it first
  return (af & Active) && !(af & (Paused | SamplingPaused));
}

// Each live thread has a RegisteredThread, and we store a reference to it in
// TLS. This class encapsulates that TLS.
class TLSRegisteredThread {
 public:
  static bool Init(PSLockRef) {
    bool ok1 = sRegisteredThread.init();
    bool ok2 = AutoProfilerLabel::sProfilingStack.init();
    return ok1 && ok2;
  }

  // Get the entire RegisteredThread. Accesses are guarded by gPSMutex.
  static class RegisteredThread* RegisteredThread(PSLockRef) {
    return sRegisteredThread.get();
  }

  // Get only the RacyRegisteredThread. Accesses are not guarded by gPSMutex.
  static class RacyRegisteredThread* RacyRegisteredThread() {
    class RegisteredThread* registeredThread = sRegisteredThread.get();
    return registeredThread ? ®isteredThread->RacyRegisteredThread()
                            : nullptr;
  }

  // Get only the ProfilingStack. Accesses are not guarded by gPSMutex.
  // RacyRegisteredThread() can also be used to get the ProfilingStack, but that
  // is marginally slower because it requires an extra pointer indirection.
  static ProfilingStack* Stack() {
    return AutoProfilerLabel::sProfilingStack.get();
  }

  static void SetRegisteredThread(PSLockRef,
                                  class RegisteredThread* aRegisteredThread) {
    sRegisteredThread.set(aRegisteredThread);
    AutoProfilerLabel::sProfilingStack.set(
        aRegisteredThread
            ? &aRegisteredThread->RacyRegisteredThread().ProfilingStack()
            : nullptr);
  }

 private:
  // This is a non-owning reference to the RegisteredThread;
  // CorePS::mRegisteredThreads is the owning reference. On thread
  // deregistration, this reference is cleared and the RegisteredThread is
  // destroyed.
  static MOZ_THREAD_LOCAL(class RegisteredThread*) sRegisteredThread;
};

MOZ_THREAD_LOCAL(RegisteredThread*) TLSRegisteredThread::sRegisteredThread;

/* static */
ProfilingStack* AutoProfilerLabel::GetProfilingStack() {
  return sProfilingStack.get();
}

// Although you can access a thread's ProfilingStack via
// TLSRegisteredThread::sRegisteredThread, we also have a second TLS pointer
// directly to the ProfilingStack. Here's why.
//
// - We need to be able to push to and pop from the ProfilingStack in
//   AutoProfilerLabel.
//
// - The class functions are hot and must be defined in BaseProfiler.h so they
//   can be inlined.
//
// - We don't want to expose TLSRegisteredThread (and RegisteredThread) in
//   BaseProfiler.h.
//
// This second pointer isn't ideal, but does provide a way to satisfy those
// constraints. TLSRegisteredThread is responsible for updating it.
MOZ_THREAD_LOCAL(ProfilingStack*) AutoProfilerLabel::sProfilingStack;

namespace detail {

[[nodiscard]] MFBT_API TimeStamp GetThreadRegistrationTime() {
  if (!CorePS::Exists()) {
    return {};
  }

  PSAutoLock lock;

  RegisteredThread* registeredThread =
      TLSRegisteredThread::RegisteredThread(lock);
  if (!registeredThread) {
    return {};
  }

  return registeredThread->Info()->RegisterTime();
}

}  // namespace detail

// The name of the main thread.
static const char* const kMainThreadName = "GeckoMain";

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// BEGIN sampling/unwinding code

// Additional registers that have to be saved when thread is paused.
#if defined(GP_PLAT_x86_linux) || defined(GP_PLAT_x86_android) || \
    defined(GP_ARCH_x86)
#  define UNWINDING_REGS_HAVE_ECX_EDX
#elif defined(GP_PLAT_amd64_linux) || defined(GP_PLAT_amd64_android) || \
    defined(GP_PLAT_amd64_freebsd) || defined(GP_ARCH_amd64) ||         \
    defined(__x86_64__)
#  define UNWINDING_REGS_HAVE_R10_R12
#elif defined(GP_PLAT_arm_linux) || defined(GP_PLAT_arm_android)
#  define UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R7
#elif defined(GP_PLAT_arm64_linux) || defined(GP_PLAT_arm64_android) || \
    defined(GP_PLAT_arm64_freebsd) || defined(GP_ARCH_arm64) ||         \
    defined(__aarch64__)
#  define UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R11
#endif

// The registers used for stack unwinding and a few other sampling purposes.
// The ctor does nothing; users are responsible for filling in the fields.
class Registers {
 public:
  Registers()
      : mPC{nullptr},
        mSP{nullptr},
        mFP{nullptr}
#if defined(UNWINDING_REGS_HAVE_ECX_EDX)
        ,
        mEcx{nullptr},
        mEdx{nullptr}
#elif defined(UNWINDING_REGS_HAVE_R10_R12)
        ,
        mR10{nullptr},
        mR12{nullptr}
#elif defined(UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R7)
        ,
        mLR{nullptr},
        mR7{nullptr}
#elif defined(UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R11)
        ,
        mLR{nullptr},
        mR11{nullptr}
#endif
  {
  }

  void Clear() { memset(this, 0, sizeof(*this)); }

  // These fields are filled in by
  // Sampler::SuspendAndSampleAndResumeThread() for periodic and backtrace
  // samples, and by REGISTERS_SYNC_POPULATE for synchronous samples.
  Address mPC;  // Instruction pointer.
  Address mSP;  // Stack pointer.
  Address mFP;  // Frame pointer.
#if defined(UNWINDING_REGS_HAVE_ECX_EDX)
  Address mEcx;  // Temp for return address.
  Address mEdx;  // Temp for frame pointer.
#elif defined(UNWINDING_REGS_HAVE_R10_R12)
  Address mR10;  // Temp for return address.
  Address mR12;  // Temp for frame pointer.
#elif defined(UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R7)
  Address mLR;  // ARM link register, or temp for return address.
  Address mR7;  // Temp for frame pointer.
#elif defined(UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R11)
  Address mLR;   // ARM link register, or temp for return address.
  Address mR11;  // Temp for frame pointer.
#endif

#if defined(GP_OS_linux) || defined(GP_OS_android) || defined(GP_OS_freebsd)
  // This contains all the registers, which means it duplicates the four fields
  // above. This is ok.
  ucontext_t* mContext;  // The context from the signal handler.
#endif
};

// Setting MAX_NATIVE_FRAMES too high risks the unwinder wasting a lot of time
// looping on corrupted stacks.
static const size_t MAX_NATIVE_FRAMES = 1024;

struct NativeStack {
  void* mPCs[MAX_NATIVE_FRAMES];
  void* mSPs[MAX_NATIVE_FRAMES];
  size_t mCount;  // Number of frames filled.

  NativeStack() : mPCs(), mSPs(), mCount(0) {}
};

// Merges the profiling stack and native stack, outputting the details to
// aCollector.
static void MergeStacks(bool aIsSynchronous,
                        const RegisteredThread& aRegisteredThread,
                        const NativeStack& aNativeStack,
                        ProfilerStackCollector& aCollector) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".
  // WARNING: this function might be called while the profiler is inactive, and
  //          cannot rely on ActivePS.

  const ProfilingStack& profilingStack =
      aRegisteredThread.RacyRegisteredThread().ProfilingStack();
  const ProfilingStackFrame* profilingStackFrames = profilingStack.frames;
  uint32_t profilingStackFrameCount = profilingStack.stackSize();

  Maybe<uint64_t> samplePosInBuffer;
  if (!aIsSynchronous) {
    // aCollector.SamplePositionInBuffer() will return Nothing() when
    // profiler_suspend_and_sample_thread is called from the background hang
    // reporter.
    samplePosInBuffer = aCollector.SamplePositionInBuffer();
  }
  // While the profiling stack array is ordered oldest-to-youngest, the JS and
  // native arrays are ordered youngest-to-oldest. We must add frames to aInfo
  // oldest-to-youngest. Thus, iterate over the profiling stack forwards and JS
  // and native arrays backwards. Note: this means the terminating condition
  // jsIndex and nativeIndex is being < 0.
  uint32_t profilingStackIndex = 0;
  int32_t nativeIndex = aNativeStack.mCount - 1;

  uint8_t* lastLabelFrameStackAddr = nullptr;

  // Iterate as long as there is at least one frame remaining.
  while (profilingStackIndex != profilingStackFrameCount || nativeIndex >= 0) {
    // There are 1 to 3 frames available. Find and add the oldest.
    uint8_t* profilingStackAddr = nullptr;
    uint8_t* nativeStackAddr = nullptr;

    if (profilingStackIndex != profilingStackFrameCount) {
      const ProfilingStackFrame& profilingStackFrame =
          profilingStackFrames[profilingStackIndex];

      if (profilingStackFrame.isLabelFrame() ||
          profilingStackFrame.isSpMarkerFrame()) {
        lastLabelFrameStackAddr = (uint8_t*)profilingStackFrame.stackAddress();
      }

      // Skip any JS_OSR frames. Such frames are used when the JS interpreter
      // enters a jit frame on a loop edge (via on-stack-replacement, or OSR).
      // To avoid both the profiling stack frame and jit frame being recorded
      // (and showing up twice), the interpreter marks the interpreter
      // profiling stack frame as JS_OSR to ensure that it doesn't get counted.
      if (profilingStackFrame.isOSRFrame()) {
        profilingStackIndex++;
        continue;
      }

      MOZ_ASSERT(lastLabelFrameStackAddr);
      profilingStackAddr = lastLabelFrameStackAddr;
    }

    if (nativeIndex >= 0) {
      nativeStackAddr = (uint8_t*)aNativeStack.mSPs[nativeIndex];
    }

    // If there's a native stack frame which has the same SP as a profiling
    // stack frame, pretend we didn't see the native stack frame.  Ditto for a
    // native stack frame which has the same SP as a JS stack frame.  In effect
    // this means profiling stack frames or JS frames trump conflicting native
    // frames.
    if (nativeStackAddr && (profilingStackAddr == nativeStackAddr)) {
      nativeStackAddr = nullptr;
      nativeIndex--;
      MOZ_ASSERT(profilingStackAddr);
    }

    // Sanity checks.
    MOZ_ASSERT_IF(profilingStackAddr, profilingStackAddr != nativeStackAddr);
    MOZ_ASSERT_IF(nativeStackAddr, nativeStackAddr != profilingStackAddr);

    // Check to see if profiling stack frame is top-most.
    if (profilingStackAddr > nativeStackAddr) {
      MOZ_ASSERT(profilingStackIndex < profilingStackFrameCount);
      const ProfilingStackFrame& profilingStackFrame =
          profilingStackFrames[profilingStackIndex];

      // Sp marker frames are just annotations and should not be recorded in
      // the profile.
      if (!profilingStackFrame.isSpMarkerFrame()) {
        if (aIsSynchronous && profilingStackFrame.categoryPair() ==
                                  ProfilingCategoryPair::PROFILER) {
          // For stacks captured synchronously (ie. marker stacks), stop
          // walking the stack as soon as we enter the profiler category,
          // to avoid showing profiler internal code in marker stacks.
          return;
        }
        aCollector.CollectProfilingStackFrame(profilingStackFrame);
      }
      profilingStackIndex++;
      continue;
    }

    // If we reach here, there must be a native stack frame and it must be the
    // greatest frame.
    if (nativeStackAddr) {
      MOZ_ASSERT(nativeIndex >= 0);
      void* addr = (void*)aNativeStack.mPCs[nativeIndex];
      aCollector.CollectNativeLeafAddr(addr);
    }
    if (nativeIndex >= 0) {
      nativeIndex--;
    }
  }
}

#if defined(GP_OS_windows) && defined(USE_MOZ_STACK_WALK)
static HANDLE GetThreadHandle(PlatformData* aData);
#endif

#if defined(USE_FRAME_POINTER_STACK_WALK) || defined(USE_MOZ_STACK_WALK)
static void StackWalkCallback(uint32_t aFrameNumber, void* aPC, void* aSP,
                              void* aClosure) {
  NativeStack* nativeStack = static_cast<NativeStack*>(aClosure);
  MOZ_ASSERT(nativeStack->mCount < MAX_NATIVE_FRAMES);
  nativeStack->mSPs[nativeStack->mCount] = aSP;
  nativeStack->mPCs[nativeStack->mCount] = aPC;
  nativeStack->mCount++;
}
#endif

#if defined(USE_FRAME_POINTER_STACK_WALK)
static void DoFramePointerBacktrace(PSLockRef aLock,
                                    const RegisteredThread& aRegisteredThread,
                                    const Registers& aRegs,
                                    NativeStack& aNativeStack) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".
  // WARNING: this function might be called while the profiler is inactive, and
  //          cannot rely on ActivePS.

  // Start with the current function. We use 0 as the frame number here because
  // the FramePointerStackWalk() call below will use 1..N. This is a bit weird
  // but it doesn't matter because StackWalkCallback() doesn't use the frame
  // number argument.
  StackWalkCallback(/* frameNum */ 0, aRegs.mPC, aRegs.mSP, &aNativeStack);

  uint32_t maxFrames = uint32_t(MAX_NATIVE_FRAMES - aNativeStack.mCount);

  const void* stackEnd = aRegisteredThread.StackTop();
  if (aRegs.mFP >= aRegs.mSP && aRegs.mFP <= stackEnd) {
    FramePointerStackWalk(StackWalkCallback, maxFrames, &aNativeStack,
                          reinterpret_cast<void**>(aRegs.mFP),
                          const_cast<void*>(stackEnd));
  }
}
#endif

#if defined(USE_MOZ_STACK_WALK)
static void DoMozStackWalkBacktrace(PSLockRef aLock,
                                    const RegisteredThread& aRegisteredThread,
                                    const Registers& aRegs,
                                    NativeStack& aNativeStack) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".
  // WARNING: this function might be called while the profiler is inactive, and
  //          cannot rely on ActivePS.

  // Start with the current function. We use 0 as the frame number here because
  // the MozStackWalkThread() call below will use 1..N. This is a bit weird but
  // it doesn't matter because StackWalkCallback() doesn't use the frame number
  // argument.
  StackWalkCallback(/* frameNum */ 0, aRegs.mPC, aRegs.mSP, &aNativeStack);

  uint32_t maxFrames = uint32_t(MAX_NATIVE_FRAMES - aNativeStack.mCount);

  HANDLE thread = GetThreadHandle(aRegisteredThread.GetPlatformData());
  MOZ_ASSERT(thread);
  MozStackWalkThread(StackWalkCallback, maxFrames, &aNativeStack, thread,
                     /* context */ nullptr);
}
#endif

#ifdef USE_EHABI_STACKWALK
static void DoEHABIBacktrace(PSLockRef aLock,
                             const RegisteredThread& aRegisteredThread,
                             const Registers& aRegs,
                             NativeStack& aNativeStack) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".
  // WARNING: this function might be called while the profiler is inactive, and
  //          cannot rely on ActivePS.

  aNativeStack.mCount =
      EHABIStackWalk(aRegs.mContext->uc_mcontext,
                     const_cast<void*>(aRegisteredThread.StackTop()),
                     aNativeStack.mSPs, aNativeStack.mPCs, MAX_NATIVE_FRAMES);
}
#endif

#ifdef USE_LUL_STACKWALK

// See the comment at the callsite for why this function is necessary.
#  if defined(MOZ_HAVE_ASAN_IGNORE)
MOZ_ASAN_IGNORE static void ASAN_memcpy(void* aDst, const void* aSrc,
                                        size_t aLen) {
  // The obvious thing to do here is call memcpy(). However, although
  // ASAN_memcpy() is not instrumented by ASAN, memcpy() still is, and the
  // false positive still manifests! So we must implement memcpy() ourselves
  // within this function.
  char* dst = static_cast<char*>(aDst);
  const char* src = static_cast<const char*>(aSrc);

  for (size_t i = 0; i < aLen; i++) {
    dst[i] = src[i];
  }
}
#  endif

static void DoLULBacktrace(PSLockRef aLock,
                           const RegisteredThread& aRegisteredThread,
                           const Registers& aRegs, NativeStack& aNativeStack) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".
  // WARNING: this function might be called while the profiler is inactive, and
  //          cannot rely on ActivePS.

  const mcontext_t* mc = &aRegs.mContext->uc_mcontext;

  lul::UnwindRegs startRegs;
  memset(&startRegs, 0, sizeof(startRegs));

#  if defined(GP_PLAT_amd64_linux) || defined(GP_PLAT_amd64_android)
  startRegs.xip = lul::TaggedUWord(mc->gregs[REG_RIP]);
  startRegs.xsp = lul::TaggedUWord(mc->gregs[REG_RSP]);
  startRegs.xbp = lul::TaggedUWord(mc->gregs[REG_RBP]);
#  elif defined(GP_PLAT_amd64_freebsd)
  startRegs.xip = lul::TaggedUWord(mc->mc_rip);
  startRegs.xsp = lul::TaggedUWord(mc->mc_rsp);
  startRegs.xbp = lul::TaggedUWord(mc->mc_rbp);
#  elif defined(GP_PLAT_arm_linux) || defined(GP_PLAT_arm_android)
  startRegs.r15 = lul::TaggedUWord(mc->arm_pc);
  startRegs.r14 = lul::TaggedUWord(mc->arm_lr);
  startRegs.r13 = lul::TaggedUWord(mc->arm_sp);
  startRegs.r12 = lul::TaggedUWord(mc->arm_ip);
  startRegs.r11 = lul::TaggedUWord(mc->arm_fp);
  startRegs.r7 = lul::TaggedUWord(mc->arm_r7);
#  elif defined(GP_PLAT_arm64_linux) || defined(GP_PLAT_arm64_android)
  startRegs.pc = lul::TaggedUWord(mc->pc);
  startRegs.x29 = lul::TaggedUWord(mc->regs[29]);
  startRegs.x30 = lul::TaggedUWord(mc->regs[30]);
  startRegs.sp = lul::TaggedUWord(mc->sp);
#  elif defined(GP_PLAT_arm64_freebsd)
  startRegs.pc = lul::TaggedUWord(mc->mc_gpregs.gp_elr);
  startRegs.x29 = lul::TaggedUWord(mc->mc_gpregs.gp_x[29]);
  startRegs.x30 = lul::TaggedUWord(mc->mc_gpregs.gp_lr);
  startRegs.sp = lul::TaggedUWord(mc->mc_gpregs.gp_sp);
#  elif defined(GP_PLAT_x86_linux) || defined(GP_PLAT_x86_android)
  startRegs.xip = lul::TaggedUWord(mc->gregs[REG_EIP]);
  startRegs.xsp = lul::TaggedUWord(mc->gregs[REG_ESP]);
  startRegs.xbp = lul::TaggedUWord(mc->gregs[REG_EBP]);
#  elif defined(GP_PLAT_mips64_linux)
  startRegs.pc = lul::TaggedUWord(mc->pc);
  startRegs.sp = lul::TaggedUWord(mc->gregs[29]);
  startRegs.fp = lul::TaggedUWord(mc->gregs[30]);
#  else
#    error "Unknown plat"
#  endif

  // Copy up to N_STACK_BYTES from rsp-REDZONE upwards, but not going past the
  // stack's registered top point.  Do some basic sanity checks too.  This
  // assumes that the TaggedUWord holding the stack pointer value is valid, but
  // it should be, since it was constructed that way in the code just above.

  // We could construct |stackImg| so that LUL reads directly from the stack in
  // question, rather than from a copy of it.  That would reduce overhead and
  // space use a bit.  However, it gives a problem with dynamic analysis tools
  // (ASan, TSan, Valgrind) which is that such tools will report invalid or
  // racing memory accesses, and such accesses will be reported deep inside LUL.
  // By taking a copy here, we can either sanitise the copy (for Valgrind) or
  // copy it using an unchecked memcpy (for ASan, TSan).  That way we don't have
  // to try and suppress errors inside LUL.
  //
  // N_STACK_BYTES is set to 160KB.  This is big enough to hold all stacks
  // observed in some minutes of testing, whilst keeping the size of this
  // function (DoNativeBacktrace)'s frame reasonable.  Most stacks observed in
  // practice are small, 4KB or less, and so the copy costs are insignificant
  // compared to other profiler overhead.
  //
  // |stackImg| is allocated on this (the sampling thread's) stack.  That
  // implies that the frame for this function is at least N_STACK_BYTES large.
  // In general it would be considered unacceptable to have such a large frame
  // on a stack, but it only exists for the unwinder thread, and so is not
  // expected to be a problem.  Allocating it on the heap is troublesome because
  // this function runs whilst the sampled thread is suspended, so any heap
  // allocation risks deadlock.  Allocating it as a global variable is not
  // thread safe, which would be a problem if we ever allow multiple sampler
  // threads.  Hence allocating it on the stack seems to be the least-worst
  // option.

  lul::StackImage stackImg;

  {
#  if defined(GP_PLAT_amd64_linux) || defined(GP_PLAT_amd64_android) || \
      defined(GP_PLAT_amd64_freebsd)
    uintptr_t rEDZONE_SIZE = 128;
    uintptr_t start = startRegs.xsp.Value() - rEDZONE_SIZE;
#  elif defined(GP_PLAT_arm_linux) || defined(GP_PLAT_arm_android)
    uintptr_t rEDZONE_SIZE = 0;
    uintptr_t start = startRegs.r13.Value() - rEDZONE_SIZE;
#  elif defined(GP_PLAT_arm64_linux) || defined(GP_PLAT_arm64_android) || \
      defined(GP_PLAT_arm64_freebsd)
    uintptr_t rEDZONE_SIZE = 0;
    uintptr_t start = startRegs.sp.Value() - rEDZONE_SIZE;
#  elif defined(GP_PLAT_x86_linux) || defined(GP_PLAT_x86_android)
    uintptr_t rEDZONE_SIZE = 0;
    uintptr_t start = startRegs.xsp.Value() - rEDZONE_SIZE;
#  elif defined(GP_PLAT_mips64_linux)
    uintptr_t rEDZONE_SIZE = 0;
    uintptr_t start = startRegs.sp.Value() - rEDZONE_SIZE;
#  else
#    error "Unknown plat"
#  endif
    uintptr_t end = reinterpret_cast<uintptr_t>(aRegisteredThread.StackTop());
    uintptr_t ws = sizeof(void*);
    start &= ~(ws - 1);
    end &= ~(ws - 1);
    uintptr_t nToCopy = 0;
    if (start < end) {
      nToCopy = end - start;
      if (nToCopy > lul::N_STACK_BYTES) nToCopy = lul::N_STACK_BYTES;
    }
    MOZ_ASSERT(nToCopy <= lul::N_STACK_BYTES);
    stackImg.mLen = nToCopy;
    stackImg.mStartAvma = start;
    if (nToCopy > 0) {
      // If this is a vanilla memcpy(), ASAN makes the following complaint:
      //
      //   ERROR: AddressSanitizer: stack-buffer-underflow ...
      //   ...
      //   HINT: this may be a false positive if your program uses some custom
      //   stack unwind mechanism or swapcontext
      //
      // This code is very much a custom stack unwind mechanism! So we use an
      // alternative memcpy() implementation that is ignored by ASAN.
#  if defined(MOZ_HAVE_ASAN_IGNORE)
      ASAN_memcpy(&stackImg.mContents[0], (void*)start, nToCopy);
#  else
      memcpy(&stackImg.mContents[0], (void*)start, nToCopy);
#  endif
      (void)VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(&stackImg.mContents[0], nToCopy);
    }
  }

  size_t framePointerFramesAcquired = 0;
  lul::LUL* lul = CorePS::Lul(aLock);
  lul->Unwind(reinterpret_cast<uintptr_t*>(aNativeStack.mPCs),
              reinterpret_cast<uintptr_t*>(aNativeStack.mSPs),
              &aNativeStack.mCount, &framePointerFramesAcquired,
              MAX_NATIVE_FRAMES, &startRegs, &stackImg);

  // Update stats in the LUL stats object.  Unfortunately this requires
  // three global memory operations.
  lul->mStats.mContext += 1;
  lul->mStats.mCFI += aNativeStack.mCount - 1 - framePointerFramesAcquired;
  lul->mStats.mFP += framePointerFramesAcquired;
}

#endif

#ifdef HAVE_NATIVE_UNWIND
static void DoNativeBacktrace(PSLockRef aLock,
                              const RegisteredThread& aRegisteredThread,
                              const Registers& aRegs,
                              NativeStack& aNativeStack) {
  // This method determines which stackwalker is used for periodic and
  // synchronous samples. (Backtrace samples are treated differently, see
  // profiler_suspend_and_sample_thread() for details). The only part of the
  // ordering that matters is that LUL must precede FRAME_POINTER, because on
  // Linux they can both be present.
#  if defined(USE_LUL_STACKWALK)
  DoLULBacktrace(aLock, aRegisteredThread, aRegs, aNativeStack);
#  elif defined(USE_EHABI_STACKWALK)
  DoEHABIBacktrace(aLock, aRegisteredThread, aRegs, aNativeStack);
#  elif defined(USE_FRAME_POINTER_STACK_WALK)
  DoFramePointerBacktrace(aLock, aRegisteredThread, aRegs, aNativeStack);
#  elif defined(USE_MOZ_STACK_WALK)
  DoMozStackWalkBacktrace(aLock, aRegisteredThread, aRegs, aNativeStack);
#  else
#    error "Invalid configuration"
#  endif
}
#endif

// Writes some components shared by periodic and synchronous profiles to
// ActivePS's ProfileBuffer. (This should only be called from DoSyncSample()
// and DoPeriodicSample().)
//
// The grammar for entry sequences is in a comment above
// ProfileBuffer::StreamSamplesToJSON.
static inline void DoSharedSample(
    PSLockRef aLock, bool aIsSynchronous, RegisteredThread& aRegisteredThread,
    const Registers& aRegs, uint64_t aSamplePos, uint64_t aBufferRangeStart,
    ProfileBuffer& aBuffer,
    StackCaptureOptions aCaptureOptions = StackCaptureOptions::Full) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".

  MOZ_ASSERT(!aBuffer.IsThreadSafe(),
             "Mutexes cannot be used inside this critical section");

  MOZ_RELEASE_ASSERT(ActivePS::Exists(aLock));

  ProfileBufferCollector collector(aBuffer, aSamplePos, aBufferRangeStart);
  NativeStack nativeStack;
#if defined(HAVE_NATIVE_UNWIND)
  if (ActivePS::FeatureStackWalk(aLock) &&
      aCaptureOptions == StackCaptureOptions::Full) {
    DoNativeBacktrace(aLock, aRegisteredThread, aRegs, nativeStack);

    MergeStacks(aIsSynchronous, aRegisteredThread, nativeStack, collector);
  } else
#endif
  {
    MergeStacks(aIsSynchronous, aRegisteredThread, nativeStack, collector);

    // We can't walk the whole native stack, but we can record the top frame.
    if (aCaptureOptions == StackCaptureOptions::Full) {
      aBuffer.AddEntry(ProfileBufferEntry::NativeLeafAddr((void*)aRegs.mPC));
    }
  }
}

// Writes the components of a synchronous sample to the given ProfileBuffer.
static void DoSyncSample(PSLockRef aLock, RegisteredThread& aRegisteredThread,
                         const TimeStamp& aNow, const Registers& aRegs,
                         ProfileBuffer& aBuffer,
                         StackCaptureOptions aCaptureOptions) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".

  MOZ_ASSERT(aCaptureOptions != StackCaptureOptions::NoStack,
             "DoSyncSample should not be called when no capture is needed");

  const uint64_t bufferRangeStart = aBuffer.BufferRangeStart();

  const uint64_t samplePos =
      aBuffer.AddThreadIdEntry(aRegisteredThread.Info()->ThreadId());

  TimeDuration delta = aNow - CorePS::ProcessStartTime();
  aBuffer.AddEntry(ProfileBufferEntry::Time(delta.ToMilliseconds()));

  DoSharedSample(aLock, /* aIsSynchronous = */ true, aRegisteredThread, aRegs,
                 samplePos, bufferRangeStart, aBuffer, aCaptureOptions);
}

// Writes the components of a periodic sample to ActivePS's ProfileBuffer.
// The ThreadId entry is already written in the main ProfileBuffer, its location
// is `aSamplePos`, we can write the rest to `aBuffer` (which may be different).
static void DoPeriodicSample(PSLockRef aLock,
                             RegisteredThread& aRegisteredThread,
                             ProfiledThreadData& aProfiledThreadData,
                             const Registers& aRegs, uint64_t aSamplePos,
                             uint64_t aBufferRangeStart,
                             ProfileBuffer& aBuffer) {
  // WARNING: this function runs within the profiler's "critical section".

  DoSharedSample(aLock, /* aIsSynchronous = */ false, aRegisteredThread, aRegs,
                 aSamplePos, aBufferRangeStart, aBuffer);
}

#undef UNWINDING_REGS_HAVE_ECX_EDX
#undef UNWINDING_REGS_HAVE_R10_R12
#undef UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R7
#undef UNWINDING_REGS_HAVE_LR_R11

// END sampling/unwinding code
////////////////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// BEGIN saving/streaming code

const static uint64_t kJS_MAX_SAFE_UINTEGER = +9007199254740991ULL;

static int64_t SafeJSInteger(uint64_t aValue) {
  return aValue <= kJS_MAX_SAFE_UINTEGER ? int64_t(aValue) : -1;
}

--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------