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   if (size == 0)
 116     return (NULL);
 117
 118   mdp = MD_TO_MDP (md);
 119   LOCK(mdp);
 120   printf("(%s) Mallocing %d bytes on %p (default: %p)...",xbt_thread_self_name(),size,mdp,__mmalloc_default_mdp);fflush(stdout);
 121
 122
 123   if (mdp -> mmalloc_hook != NULL) {
 124     void * res = ((*mdp -> mmalloc_hook) (md, size));
 125     UNLOCK(mdp);
 126     return res;
 127   }
 128
 129   if (!(mdp -> flags & MMALLOC_INITIALIZED)) {
 130     if (!initialize (mdp)) {
 131       UNLOCK(mdp);
 132       return (NULL);
 133     }
 134   }
 135
 136   if (size < sizeof (struct list)) {
 137     size = sizeof (struct list);
 138   }
 139
 140   /* Determine the allocation policy based on the request size.  */
 141   if (size <= BLOCKSIZE / 2)
 142   {
 143     /* Small allocation to receive a fragment of a block.
 144          Determine the logarithm to base two of the fragment size. */
 145     log = 1;
 146     --size;
 147     while ((size /= 2) != 0)
 148     {
 149       ++log;
 150     }
 151
 152     /* Look in the fragment lists for a
 153          free fragment of the desired size. */
 154     next = mdp -> fraghead[log].next;
 155     if (next != NULL)
 156     {
 157       /* There are free fragments of this size.
 158              Pop a fragment out of the fragment list and return it.
 159              Update the block's nfree and first counters. */
 160       result = (void*) next;
 161       next -> prev -> next = next -> next;
 162       if (next -> next != NULL)
 163       {
 164         next -> next -> prev = next -> prev;
 165       }
 166       block = BLOCK (result);
 167       if (--mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.nfree != 0)
 168       {
 169         mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.first =
 170             RESIDUAL (next -> next, BLOCKSIZE) >> log;
 171       }
 172
 173       /* Update the statistics.  */
 174       mdp -> heapstats.chunks_used++;
 175       mdp -> heapstats.bytes_used += 1 << log;
 176       mdp -> heapstats.chunks_free--;
 177       mdp -> heapstats.bytes_free -= 1 << log;
 178     }
 179     else
 180     {
 181       /* No free fragments of the desired size, so get a new block
 182              and break it into fragments, returning the first.  */
 183       UNLOCK(mdp);
 184       printf("(%s) No free fragment...",xbt_thread_self_name());
 185       result = mmalloc (md, BLOCKSIZE);
 186       printf("(%s) Fragment: %p...",xbt_thread_self_name(),result);
 187       LOCK(mdp);
 188       if (result == NULL)
 189       {
 190         UNLOCK(mdp);
 191         return (NULL);
 192       }
 193
 194       /* Link all fragments but the first into the free list.  */
 195       for (i = 1; i < (size_t) (BLOCKSIZE >> log); ++i)
 196       {
 197         next = (struct list *) ((char*) result + (i << log));
 198         next -> next = mdp -> fraghead[log].next;
 199         next -> prev = &mdp -> fraghead[log];
 200         next -> prev -> next = next;
 201         if (next -> next != NULL)
 202         {
 203           next -> next -> prev = next;
 204         }
 205       }
 206
 207       /* Initialize the nfree and first counters for this block.  */
 208       block = BLOCK (result);
 209       mdp -> heapinfo[block].busy.type = log;
 210       mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.nfree = i - 1;
 211       mdp -> heapinfo[block].busy.info.frag.first = i - 1;
 212
 213       mdp -> heapstats.chunks_free += (BLOCKSIZE >> log) - 1;
 214       mdp -> heapstats.bytes_free += BLOCKSIZE - (1 << log);
 215       mdp -> heapstats.bytes_used -= BLOCKSIZE - (1 << log);
 216     }
 217   }
 218   else
 219   {
 220     /* Large allocation to receive one or more blocks.
 221          Search the free list in a circle starting at the last place visited.
 222          If we loop completely around without finding a large enough
 223          space we will have to get more memory from the system.  */
 224     blocks = BLOCKIFY(size);
 225     start = block = MALLOC_SEARCH_START;
 226     while (mdp -> heapinfo[block].free.size < blocks)
 227     {
 228       block = mdp -> heapinfo[block].free.next;
 229       if (block == start)
 230       {
 231         /* Need to get more from the system.  Check to see if
 232                  the new core will be contiguous with the final free
 233                  block; if so we don't need to get as much.  */
 234         block = mdp -> heapinfo[0].free.prev;
 235         lastblocks = mdp -> heapinfo[block].free.size;
 236         if (mdp -> heaplimit != 0 &&
 237             block + lastblocks == mdp -> heaplimit &&
 238             mdp -> morecore (mdp, 0) == ADDRESS(block + lastblocks) &&
 239             (morecore (mdp, (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE)) != NULL)
 240         {
 241           /* Which block we are extending (the `final free
 242                      block' referred to above) might have changed, if
 243                      it got combined with a freed info table.  */
 244           block = mdp -> heapinfo[0].free.prev;
 245
 246           mdp -> heapinfo[block].free.size += (blocks - lastblocks);
 247           mdp -> heapstats.bytes_free +=
 248               (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE;
 249           continue;
 250         }
 251         result = morecore(mdp, blocks * BLOCKSIZE);
 252         if (result == NULL)
 253         {
 254           UNLOCK(mdp);
 255           return (NULL);
 256         }
 257         block = BLOCK (result);
 258         mdp -> heapinfo[block].busy.type = 0;
 259         mdp -> heapinfo[block].busy.info.size = blocks;
 260         mdp -> heapstats.chunks_used++;
 261         mdp -> heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 262         UNLOCK(mdp);
 263         return (result);
 264       }
 265     }
 266
 267     /* At this point we have found a suitable free list entry.
 268          Figure out how to remove what we need from the list. */
 269     result = ADDRESS(block);
 270     if (mdp -> heapinfo[block].free.size > blocks)
 271     {
 272       /* The block we found has a bit left over,
 273              so relink the tail end back into the free list. */
 274       mdp -> heapinfo[block + blocks].free.size
 275       = mdp -> heapinfo[block].free.size - blocks;
 276       mdp -> heapinfo[block + blocks].free.next
 277       = mdp -> heapinfo[block].free.next;
 278       mdp -> heapinfo[block + blocks].free.prev
 279       = mdp -> heapinfo[block].free.prev;
 280       mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.prev].free.next
 281       = mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.next].free.prev
 282       = mdp -> heapindex = block + blocks;
 283     }
 284     else
 285     {
 286       /* The block exactly matches our requirements,
 287              so just remove it from the list. */
 288       mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.next].free.prev
 289       = mdp -> heapinfo[block].free.prev;
 290       mdp -> heapinfo[mdp -> heapinfo[block].free.prev].free.next
 291       = mdp -> heapindex = mdp -> heapinfo[block].free.next;
 292       mdp -> heapstats.chunks_free--;
 293     }
 294
 295     mdp -> heapinfo[block].busy.type = 0;
 296     mdp -> heapinfo[block].busy.info.size = blocks;
 297     mdp -> heapstats.chunks_used++;
 298     mdp -> heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 299     mdp -> heapstats.bytes_free -= blocks * BLOCKSIZE;
 300   }
 301   printf("(%s) Done mallocing. Result is %p\n",xbt_thread_self_name(),result);fflush(stdout);
 302   UNLOCK(mdp);
 303   return (result);
 304 }