src/xbt/mmalloc/mmalloc.c

   1 /* Memory allocator `malloc'.
   2    Copyright 1990, 1991, 1992 Free Software Foundation
   3
   4    Written May 1989 by Mike Haertel.
   5    Heavily modified Mar 1992 by Fred Fish for mmap'd version. */
   6
   7 /* Copyright (c) 2010. The SimGrid Team.
   8  * All rights reserved.                                                     */
   9
  10 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  11  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
  12
  13 #include <string.h>     /* Prototypes for memcpy, memmove, memset, etc */
  14 #include <stdio.h>
  15 #include "mmprivate.h"
  16
  17 /* Prototypes for local functions */
  18
  19 static int initialize (struct mdesc *mdp);
  20 static void* morecore (struct mdesc *mdp, size_t size);
  21 static void* align (struct mdesc *mdp, size_t size);
  22
  23 /* Aligned allocation.  */
  24
  25 static void* align (struct mdesc *mdp, size_t size) {
  26   void* result;
  27   unsigned long int adj;
  28
  29   result = mdp -> morecore (mdp, size);
  30   adj = RESIDUAL (result, BLOCKSIZE);
  31   if (adj != 0)
  32   {
  33     adj = BLOCKSIZE - adj;
  34     mdp -> morecore (mdp, adj);
  35     result = (char*) result + adj;
  36   }
  37   return (result);
  38 }
  39
  40 /* Set everything up and remember that we have.  */
  41
  42 static int initialize (struct mdesc *mdp)
  43 {
  44   mdp -> heapsize = HEAP / BLOCKSIZE;
  45   mdp -> heapinfo = (malloc_info *)
  46         align (mdp, mdp -> heapsize * sizeof (malloc_info));
  47   if (mdp -> heapinfo == NULL)
  48   {
  49     return (0);
  50   }
  51   memset ((void*)mdp -> heapinfo, 0, mdp -> heapsize * sizeof (malloc_info));
  52   mdp -> heapinfo[0].free.size = 0;
  53   mdp -> heapinfo[0].free.next = mdp -> heapinfo[0].free.prev = 0;
  54   mdp -> heapindex = 0;
  55   mdp -> heapbase = (void*) mdp -> heapinfo;
  56   mdp -> flags |= MMALLOC_INITIALIZED;
  57   return (1);
  58 }
  59
  60 /* Get neatly aligned memory, initializing or
  61    growing the heap info table as necessary. */
  62
  63 static void* morecore (struct mdesc *mdp, size_t size)
  64 {
  65   void* result;
  66   malloc_info *newinfo, *oldinfo;
  67   size_t newsize;
  68
  69   result = align (mdp, size);
  70   if (result == NULL)
  71   {
  72     return (NULL);
  73   }
  74
  75   /* Check if we need to grow the info table.  */
  76   if ((size_t) BLOCK ((char*) result + size) > mdp -> heapsize)
  77   {
  78     newsize = mdp -> heapsize;
  79     while ((size_t) BLOCK ((char*) result + size) > newsize)
  80     {
  81       newsize *= 2;
  82     }
  83     newinfo = (malloc_info *) align (mdp, newsize * sizeof (malloc_info));
  84     if (newinfo == NULL)
  85     {
  86       mdp -> morecore (mdp, -size);
  87       return (NULL);
  88     }
  89     memset ((void*) newinfo, 0, newsize * sizeof (malloc_info));
  90     memcpy ((void*) newinfo, (void*) mdp -> heapinfo,
  91         mdp -> heapsize * sizeof (malloc_info));
  92     oldinfo = mdp -> heapinfo;
  93     newinfo[BLOCK (oldinfo)].busy.type = 0;
  94     newinfo[BLOCK (oldinfo)].busy.info.size
  95     = BLOCKIFY (mdp -> heapsize * sizeof (malloc_info));
  96     mdp -> heapinfo = newinfo;
  97     __mmalloc_free (mdp, (void*)oldinfo);
  98     mdp -> heapsize = newsize;
  99   }
 100
 101   mdp -> heaplimit = BLOCK ((char*) result + size);
 102   return (result);
 103 }
 104
 105 /* Allocate memory from the heap.  */
 106
 107 void* mmalloc (void *md, size_t size) {
 108   struct mdesc *mdp;
 109   void* result;
 110   size_t block, blocks, lastblocks, start;
 111   register size_t i;
 112   struct list *next;
 113   register size_t log;
 114
 115   /* Work even if the user was stupid enough to ask a 0-byte block, ie return a valid block that can be realloced or freed
 116    * glibc malloc does not use this trick but return a constant pointer, but my hack is quicker to implement ;)
 117    */
 118   if (size == 0)
 119     size=1;
 120
 121   mdp = MD_TO_MDP (md);
 122   LOCK(mdp);
 123 //  printf("(%s) Mallocing %d bytes on %p (default: %p)...",xbt_thread_self_name(),size,mdp,__mmalloc_default_mdp);fflush(stdout);
 124
 125
 126   if (mdp -> mmalloc_hook != NULL) {
 127     void * res = ((*mdp -> mmalloc_hook) (md, size));
 128     UNLOCK(mdp);
 129     return res;
 130   }
 131
 132   if (!(mdp -> flags & MMALLOC_INITIALIZED)) {
 133     if (!initialize (mdp)) {
 134       UNLOCK(mdp);
 135       return (NULL);
 136     }
 137   }
 138
 139   if (size < sizeof (struct list)) {
 140     size = sizeof (struct list);
 141   }
 142
 143   /* Determine the allocation policy based on the request size.  */
 144   if (size <= BLOCKSIZE / 2)
 145   {
 146     /* Small allocation to receive a fragment of a block.
 147          Determine the logarithm to base two of the fragment size. */
 148     log = 1;
 149     --size;
 150     while ((size /= 2) != 0)
 151     {
 152       ++log;
 153     }
 154
 155     /* Look in the fragment lists for a
 156          free fragment of the desired size. */
 157     next = mdp -> fraghead[log].next;
 158     if (next != NULL)
 159     {
 160       /* There are free fragments of this size.
 161              Pop a fragment out of the fragment list and return it.
 162              Update the block's nfree and first counters. */
 163       result = (void*) next;
 164       next -> prev -> next = next -> next;
 165       if (next -> next != NULL)
 166       {
 167         next -> next -> prev = next -> prev;
 168       }
 169       block = BLOCK (result);
 170       if (--mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.nfree != 0)
 171       {
 172         mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.first =
 173             RESIDUAL (next -> next, BLOCKSIZE) >> log;
 174       }
 175
 176       /* Update the statistics.  */
 177       mdp -> heapstats.chunks_used++;
 178       mdp -> heapstats.bytes_used += 1 << log;
 179       mdp -> heapstats.chunks_free--;
 180       mdp -> heapstats.bytes_free -= 1 << log;
 181     }
 182     else
 183     {
 184       /* No free fragments of the desired size, so get a new block
 185              and break it into fragments, returning the first.  */
 186       UNLOCK(mdp);
 187       //printf("(%s) No free fragment...",xbt_thread_self_name());
 188       result = mmalloc (md, BLOCKSIZE);
 189       //printf("(%s) Fragment: %p...",xbt_thread_self_name(),result);
 190       LOCK(mdp);
 191       if (result == NULL)
 192       {
 193         UNLOCK(mdp);
 194         return (NULL);
 195       }
 196
 197       /* Link all fragments but the first into the free list.  */
 198       for (i = 1; i < (size_t) (BLOCKSIZE >> log); ++i)
 199       {
 200         next = (struct list *) ((char*) result + (i << log));
 201         next -> next = mdp -> fraghead[log].next;
 202         next -> prev = &mdp -> fraghead[log];
 203         next -> prev -> next = next;
 204         if (next -> next != NULL)
 205         {
 206           next -> next -> prev = next;
 207         }
 208       }
 209
 210       /* Initialize the nfree and first counters for this block.  */
 211       block = BLOCK (result);
 212       mdp -> heapinfo[block].busy.type = log;
 213       mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.nfree = i - 1;
 214       mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.first = i - 1;
 215
 216       mdp -> heapstats.chunks_free += (BLOCKSIZE >> log) - 1;
 217       mdp -> heapstats.bytes_free += BLOCKSIZE - (1 << log);
 218       mdp -> heapstats.bytes_used -= BLOCKSIZE - (1 << log);
 219     }
 220   }
 221   else
 222   {
 223     /* Large allocation to receive one or more blocks.
 224          Search the free list in a circle starting at the last place visited.
 225          If we loop completely around without finding a large enough
 226          space we will have to get more memory from the system.  */
 227     blocks = BLOCKIFY(size);
 228     start = block = MALLOC_SEARCH_START;
 229     while (mdp -> heapinfo[block].free.size < blocks)
 230     {
 231       block = mdp -> heapinfo[block].free.next;
 232       if (block == start)
 233       {
 234         /* Need to get more from the system.  Check to see if
 235                  the new core will be contiguous with the final free
 236                  block; if so we don't need to get as much.  */
 237         block = mdp -> heapinfo[0].free.prev;
 238         lastblocks = mdp -> heapinfo[block].free.size;
 239         if (mdp -> heaplimit != 0 &&
 240             block + lastblocks == mdp -> heaplimit &&
 241             mdp -> morecore (mdp, 0) == ADDRESS(block + lastblocks) &&
 242             (morecore (mdp, (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE)) != NULL)
 243         {
 244           /* Which block we are extending (the `final free
 245                      block' referred to above) might have changed, if
 246                      it got combined with a freed info table.  */
 247           block = mdp -> heapinfo[0].free.prev;
 248
 249           mdp -> heapinfo[block].free.size += (blocks - lastblocks);
 250           mdp -> heapstats.bytes_free +=
 251               (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE;
 252           continue;
 253         }
 254         result = morecore(mdp, blocks * BLOCKSIZE);
 255         if (result == NULL)
 256         {
 257           UNLOCK(mdp);
 258           return (NULL);
 259         }
 260         block = BLOCK (result);
 261         mdp -> heapinfo[block].busy.type = 0;
 262         mdp -> heapinfo[block].busy.info.size = blocks;
 263         mdp -> heapstats.chunks_used++;
 264         mdp -> heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 265         UNLOCK(mdp);
 266         return (result);
 267       }
 268     }
 269
 270     /* At this point we have found a suitable free list entry.
 271          Figure out how to remove what we need from the list. */
 272     result = ADDRESS(block);
 273     if (mdp -> heapinfo[block].free.size > blocks)
 274     {
 275       /* The block we found has a bit left over,
 276              so relink the tail end back into the free list. */
 277       mdp -> heapinfo[block + blocks].free.size
 278       = mdp -> heapinfo[block].free.size - blocks;
 279       mdp -> heapinfo[block + blocks].free.next
 280       = mdp -> heapinfo[block].free.next;
 281       mdp -> heapinfo[block + blocks].free.prev
 282       = mdp -> heapinfo[block].free.prev;
 283       mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.prev].free.next
 284       = mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.next].free.prev
 285       = mdp -> heapindex = block + blocks;
 286     }
 287     else
 288     {
 289       /* The block exactly matches our requirements,
 290              so just remove it from the list. */
 291       mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.next].free.prev
 292       = mdp -> heapinfo[block].free.prev;
 293       mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.prev].free.next
 294       = mdp -> heapindex = mdp -> heapinfo[block].free.next;
 295       mdp -> heapstats.chunks_free--;
 296     }
 297
 298     mdp -> heapinfo[block].busy.type = 0;
 299     mdp -> heapinfo[block].busy.info.size = blocks;
 300     mdp -> heapstats.chunks_used++;
 301     mdp -> heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 302     mdp -> heapstats.bytes_free -= blocks * BLOCKSIZE;
 303   }
 304   //printf("(%s) Done mallocing. Result is %p\n",xbt_thread_self_name(),result);fflush(stdout);
 305   UNLOCK(mdp);
 306   return (result);
 307 }