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 {
  27   void *result;
  28   unsigned long int adj;
  29
  30   result = mdp->morecore(mdp, size);
  31   adj = RESIDUAL(result, BLOCKSIZE);
  32   if (adj != 0) {
  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     return (0);
  49   }
  50   memset((void *) mdp->heapinfo, 0, mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  51   mdp->heapinfo[0].free.size = 0;
  52   mdp->heapinfo[0].free.next = mdp->heapinfo[0].free.prev = 0;
  53   mdp->heapindex = 0;
  54   mdp->heapbase = (void *) mdp->heapinfo;
  55   mdp->flags |= MMALLOC_INITIALIZED;
  56   return (1);
  57 }
  58
  59 /* Get neatly aligned memory, initializing or
  60    growing the heap info table as necessary. */
  61
  62 static void *morecore(struct mdesc *mdp, size_t size)
  63 {
  64   void *result;
  65   malloc_info *newinfo, *oldinfo;
  66   size_t newsize;
  67
  68   result = align(mdp, size);
  69   if (result == NULL) {
  70     return (NULL);
  71   }
  72
  73   /* Check if we need to grow the info table.  */
  74   if ((size_t) BLOCK((char *) result + size) > mdp->heapsize) {
  75     newsize = mdp->heapsize;
  76     while ((size_t) BLOCK((char *) result + size) > newsize) {
  77       newsize *= 2;
  78     }
  79     newinfo = (malloc_info *) align(mdp, newsize * sizeof(malloc_info));
  80     if (newinfo == NULL) {
  81       mdp->morecore(mdp, -size);
  82       return (NULL);
  83     }
  84     memset((void *) newinfo, 0, newsize * sizeof(malloc_info));
  85     memcpy((void *) newinfo, (void *) mdp->heapinfo,
  86            mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  87     oldinfo = mdp->heapinfo;
  88     newinfo[BLOCK(oldinfo)].busy.type = 0;
  89     newinfo[BLOCK(oldinfo)].busy.info.size
  90         = BLOCKIFY(mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  91     mdp->heapinfo = newinfo;
  92     __mmalloc_free(mdp, (void *) oldinfo);
  93     mdp->heapsize = newsize;
  94   }
  95
  96   mdp->heaplimit = BLOCK((char *) result + size);
  97   return (result);
  98 }
  99
 100 /* Allocate memory from the heap.  */
 101
 102 void *mmalloc(void *md, size_t size)
 103 {
 104   struct mdesc *mdp;
 105   void *result;
 106   size_t block, blocks, lastblocks, start;
 107   register size_t i;
 108   struct list *next;
 109   register size_t log;
 110
 111   /* 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
 112    * glibc malloc does not use this trick but return a constant pointer, but my hack is quicker to implement ;)
 113    */
 114   if (size == 0)
 115     size = 1;
 116
 117   mdp = MD_TO_MDP(md);
 118 //  printf("(%s) Mallocing %d bytes on %p (default: %p)...",xbt_thread_self_name(),size,mdp,__mmalloc_default_mdp);fflush(stdout);
 119
 120   if (mdp->mmalloc_hook != NULL) {
 121     return (*mdp->mmalloc_hook) (md, size);
 122   }
 123
 124   if (!(mdp->flags & MMALLOC_INITIALIZED)) {
 125     if (!initialize(mdp)) {
 126       return (NULL);
 127     }
 128   }
 129
 130   if (size < sizeof(struct list)) {
 131     size = sizeof(struct list);
 132   }
 133
 134   /* Determine the allocation policy based on the request size.  */
 135   if (size <= BLOCKSIZE / 2) {
 136     /* Small allocation to receive a fragment of a block.
 137        Determine the logarithm to base two of the fragment size. */
 138     log = 1;
 139     --size;
 140     while ((size /= 2) != 0) {
 141       ++log;
 142     }
 143
 144     /* Look in the fragment lists for a
 145        free fragment of the desired size. */
 146     next = mdp->fraghead[log].next;
 147     if (next != NULL) {
 148       /* There are free fragments of this size.
 149          Pop a fragment out of the fragment list and return it.
 150          Update the block's nfree and first counters. */
 151       result = (void *) next;
 152       next->prev->next = next->next;
 153       if (next->next != NULL) {
 154         next->next->prev = next->prev;
 155       }
 156       block = BLOCK(result);
 157       if (--mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.nfree != 0) {
 158         mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.first =
 159             RESIDUAL(next->next, BLOCKSIZE) >> log;
 160       }
 161
 162       /* Update the statistics.  */
 163       mdp->heapstats.chunks_used++;
 164       mdp->heapstats.bytes_used += 1 << log;
 165       mdp->heapstats.chunks_free--;
 166       mdp->heapstats.bytes_free -= 1 << log;
 167     } else {
 168       /* No free fragments of the desired size, so get a new block
 169          and break it into fragments, returning the first.  */
 170       //printf("(%s) No free fragment...",xbt_thread_self_name());
 171       result = mmalloc(md, BLOCKSIZE);
 172       //printf("(%s) Fragment: %p...",xbt_thread_self_name(),result);
 173       if (result == NULL) {
 174         return (NULL);
 175       }
 176
 177       /* Link all fragments but the first into the free list.  */
 178       for (i = 1; i < (size_t) (BLOCKSIZE >> log); ++i) {
 179         next = (struct list *) ((char *) result + (i << log));
 180         next->next = mdp->fraghead[log].next;
 181         next->prev = &mdp->fraghead[log];
 182         next->prev->next = next;
 183         if (next->next != NULL) {
 184           next->next->prev = next;
 185         }
 186       }
 187
 188       /* Initialize the nfree and first counters for this block.  */
 189       block = BLOCK(result);
 190       mdp->heapinfo[block].busy.type = log;
 191       mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.nfree = i - 1;
 192       mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.first = i - 1;
 193
 194       mdp->heapstats.chunks_free += (BLOCKSIZE >> log) - 1;
 195       mdp->heapstats.bytes_free += BLOCKSIZE - (1 << log);
 196       mdp->heapstats.bytes_used -= BLOCKSIZE - (1 << log);
 197     }
 198   } else {
 199     /* Large allocation to receive one or more blocks.
 200        Search the free list in a circle starting at the last place visited.
 201        If we loop completely around without finding a large enough
 202        space we will have to get more memory from the system.  */
 203     blocks = BLOCKIFY(size);
 204     start = block = MALLOC_SEARCH_START;
 205     while (mdp->heapinfo[block].free.size < blocks) {
 206       block = mdp->heapinfo[block].free.next;
 207       if (block == start) {
 208         /* Need to get more from the system.  Check to see if
 209            the new core will be contiguous with the final free
 210            block; if so we don't need to get as much.  */
 211         block = mdp->heapinfo[0].free.prev;
 212         lastblocks = mdp->heapinfo[block].free.size;
 213         if (mdp->heaplimit != 0 &&
 214             block + lastblocks == mdp->heaplimit &&
 215             mdp->morecore(mdp, 0) == ADDRESS(block + lastblocks) &&
 216             (morecore(mdp, (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE)) != NULL) {
 217           /* Which block we are extending (the `final free
 218              block' referred to above) might have changed, if
 219              it got combined with a freed info table.  */
 220           block = mdp->heapinfo[0].free.prev;
 221
 222           mdp->heapinfo[block].free.size += (blocks - lastblocks);
 223           mdp->heapstats.bytes_free += (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE;
 224           continue;
 225         }
 226         result = morecore(mdp, blocks * BLOCKSIZE);
 227         if (result == NULL) {
 228           return (NULL);
 229         }
 230         block = BLOCK(result);
 231         mdp->heapinfo[block].busy.type = 0;
 232         mdp->heapinfo[block].busy.info.size = blocks;
 233         mdp->heapstats.chunks_used++;
 234         mdp->heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 235         return (result);
 236       }
 237     }
 238
 239     /* At this point we have found a suitable free list entry.
 240        Figure out how to remove what we need from the list. */
 241     result = ADDRESS(block);
 242     if (mdp->heapinfo[block].free.size > blocks) {
 243       /* The block we found has a bit left over,
 244          so relink the tail end back into the free list. */
 245       mdp->heapinfo[block + blocks].free.size
 246           = mdp->heapinfo[block].free.size - blocks;
 247       mdp->heapinfo[block + blocks].free.next
 248           = mdp->heapinfo[block].free.next;
 249       mdp->heapinfo[block + blocks].free.prev
 250           = mdp->heapinfo[block].free.prev;
 251       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.prev].free.next
 252           = mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.next].free.prev
 253           = mdp->heapindex = block + blocks;
 254     } else {
 255       /* The block exactly matches our requirements,
 256          so just remove it from the list. */
 257       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.next].free.prev
 258           = mdp->heapinfo[block].free.prev;
 259       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.prev].free.next
 260           = mdp->heapindex = mdp->heapinfo[block].free.next;
 261       mdp->heapstats.chunks_free--;
 262     }
 263
 264     mdp->heapinfo[block].busy.type = 0;
 265     mdp->heapinfo[block].busy.info.size = blocks;
 266     mdp->heapstats.chunks_used++;
 267     mdp->heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 268     mdp->heapstats.bytes_free -= blocks * BLOCKSIZE;
 269   }
 270   //printf("(%s) Done mallocing. Result is %p\n",xbt_thread_self_name(),result);fflush(stdout);
 271   return (result);
 272 }