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(xbt_mheap_t mdp);
  20 static void *register_morecore(xbt_mheap_t mdp, size_t size);
  21 static void *align(xbt_mheap_t mdp, size_t size);
  22
  23 /* Allocation aligned on block boundary */
  24 static void *align(struct mdesc *mdp, size_t size)
  25 {
  26   void *result;
  27   unsigned long int adj;
  28
  29   result = mmorecore(mdp, size);
  30
  31   /* if this reservation does not fill up the last block of our resa,
  32    * complete the reservation by also asking for the full lastest block.
  33    *
  34    * Also, the returned block is aligned to the end of block (but I've
  35    * no fucking idea of why, actually -- http://abstrusegoose.com/432 --
  36    * but not doing so seems to lead to issues).
  37    */
  38   adj = RESIDUAL(result, BLOCKSIZE);
  39   if (adj != 0) {
  40     adj = BLOCKSIZE - adj;
  41     mmorecore(mdp, adj);
  42     result = (char *) result + adj;
  43   }
  44   return (result);
  45 }
  46
  47 /* Finish the initialization of the mheap. If we want to inline it
  48  * properly, we need to make the align function publicly visible, too  */
  49 static int initialize(xbt_mheap_t mdp)
  50 {
  51   mdp->heapsize = HEAP / BLOCKSIZE;
  52   mdp->heapinfo = (malloc_info *)
  53       align(mdp, mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  54   if (mdp->heapinfo == NULL) {
  55     return (0);
  56   }
  57   memset((void *) mdp->heapinfo, 0, mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  58   mdp->heapinfo[0].type=-1;
  59   mdp->heapinfo[0].free_block.size = 0;
  60   mdp->heapinfo[0].free_block.next = mdp->heapinfo[0].free_block.prev = 0;
  61   mdp->heapindex = 0;
  62   mdp->heapbase = (void *) mdp->heapinfo;
  63   mdp->flags |= MMALLOC_INITIALIZED;
  64   return (1);
  65 }
  66
  67 /* Get neatly aligned memory from the low level layers, and register it
  68  * into the heap info table as necessary. */
  69 static void *register_morecore(struct mdesc *mdp, size_t size)
  70 {
  71   void *result;
  72   malloc_info *newinfo, *oldinfo;
  73   size_t newsize;
  74
  75   result = align(mdp, size);
  76   if (result == NULL) {
  77     return (NULL);
  78   }
  79
  80   /* Check if we need to grow the info table (in a multiplicative manner)  */
  81   if ((size_t) BLOCK((char *) result + size) > mdp->heapsize) {
  82         int it;
  83
  84     newsize = mdp->heapsize;
  85     while ((size_t) BLOCK((char *) result + size) > newsize)
  86       newsize *= 2;
  87
  88     /* Copy old info into new location */
  89     oldinfo = mdp->heapinfo;
  90     newinfo = (malloc_info *) align(mdp, newsize * sizeof(malloc_info));
  91     memset(newinfo, 0, newsize * sizeof(malloc_info));
  92     memcpy(newinfo, oldinfo, mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  93     mdp->heapinfo = newinfo;
  94
  95     /* mark the space previously occupied by the block info as free by first marking it
  96      * as occupied in the regular way, and then freing it */
  97     for (it=0; it<BLOCKIFY(mdp->heapsize * sizeof(malloc_info)); it++)
  98         newinfo[BLOCK(oldinfo)+it].type = 0;
  99
 100     newinfo[BLOCK(oldinfo)].busy_block.size = BLOCKIFY(mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
 101     newinfo[BLOCK(oldinfo)].busy_block.busy_size = size;
 102     mfree(mdp, (void *) oldinfo);
 103     mdp->heapsize = newsize;
 104   }
 105
 106   mdp->heaplimit = BLOCK((char *) result + size);
 107   return (result);
 108 }
 109
 110 /* Allocate memory from the heap.  */
 111
 112 void *mmalloc(xbt_mheap_t mdp, size_t size)
 113 {
 114   void *result;
 115   size_t block, blocks, lastblocks, start;
 116   register size_t i;
 117   struct list *next;
 118   register size_t log;
 119   int it;
 120
 121   /* 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
 122    * glibc malloc does not use this trick but return a constant pointer, but my hack is quicker to implement ;)
 123    */
 124   if (size == 0)
 125     size = 1;
 126
 127 //  printf("(%s) Mallocing %d bytes on %p (default: %p)...",xbt_thread_self_name(),size,mdp,__mmalloc_default_mdp);fflush(stdout);
 128
 129   if (!(mdp->flags & MMALLOC_INITIALIZED)) {
 130     if (!initialize(mdp)) {
 131       return (NULL);
 132     }
 133   }
 134
 135   if (size < sizeof(struct list)) {
 136     size = sizeof(struct list);
 137   }
 138
 139   /* Determine the allocation policy based on the request size.  */
 140   if (size <= BLOCKSIZE / 2) {
 141     /* Small allocation to receive a fragment of a block.
 142        Determine the logarithm to base two of the fragment size. */
 143     log = 1;
 144     --size;
 145     while ((size /= 2) != 0) {
 146       ++log;
 147     }
 148
 149     /* Look in the fragment lists for a
 150        free fragment of the desired size. */
 151     next = mdp->fraghead[log].next;
 152     if (next != NULL) {
 153       /* There are free fragments of this size.
 154          Pop a fragment out of the fragment list and return it.
 155          Update the block's nfree and first counters. */
 156       result = (void *) next;
 157       next->prev->next = next->next;
 158       if (next->next != NULL) {
 159         next->next->prev = next->prev;
 160       }
 161       block = BLOCK(result);
 162       if (--mdp->heapinfo[block].busy_frag.nfree != 0) {
 163         mdp->heapinfo[block].busy_frag.first =
 164             RESIDUAL(next->next, BLOCKSIZE) >> log;
 165       }
 166
 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(mdp, 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].type = log;
 191       mdp->heapinfo[block].busy_frag.nfree = i - 1;
 192       mdp->heapinfo[block].busy_frag.first = i - 1;
 193     }
 194   } else {
 195     /* Large allocation to receive one or more blocks.
 196        Search the free list in a circle starting at the last place visited.
 197        If we loop completely around without finding a large enough
 198        space we will have to get more memory from the system.  */
 199     blocks = BLOCKIFY(size);
 200     start = block = MALLOC_SEARCH_START;
 201     while (mdp->heapinfo[block].free_block.size < blocks) {
 202         if (mdp->heapinfo[block].type >=0) {
 203                 fprintf(stderr,"Internal error: found a free block not marked as such (block=%lu type=%lu). Please report this bug.\n",(unsigned long)block,(unsigned long)mdp->heapinfo[block].type);
 204                 abort();
 205         }
 206
 207       block = mdp->heapinfo[block].free_block.next;
 208       if (block == start) {
 209         /* Need to get more from the system.  Check to see if
 210            the new core will be contiguous with the final free
 211            block; if so we don't need to get as much.  */
 212         block = mdp->heapinfo[0].free_block.prev;
 213         lastblocks = mdp->heapinfo[block].free_block.size;
 214         if (mdp->heaplimit != 0 &&
 215             block + lastblocks == mdp->heaplimit &&
 216             mmorecore(mdp, 0) == ADDRESS(block + lastblocks) &&
 217             (register_morecore(mdp, (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE)) != NULL) {
 218           /* Which block we are extending (the `final free
 219              block' referred to above) might have changed, if
 220              it got combined with a freed info table.  */
 221           block = mdp->heapinfo[0].free_block.prev;
 222
 223           mdp->heapinfo[block].free_block.size += (blocks - lastblocks);
 224           continue;
 225         }
 226         result = register_morecore(mdp, blocks * BLOCKSIZE);
 227         if (result == NULL) {
 228           return (NULL);
 229         }
 230         block = BLOCK(result);
 231         for (it=0;it<blocks;it++)
 232                 mdp->heapinfo[block+it].type = 0;
 233         mdp->heapinfo[block].busy_block.size = blocks;
 234         mdp->heapinfo[block].busy_block.busy_size = size;
 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_block.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_block.size
 246           = mdp->heapinfo[block].free_block.size - blocks;
 247       mdp->heapinfo[block + blocks].free_block.next
 248           = mdp->heapinfo[block].free_block.next;
 249       mdp->heapinfo[block + blocks].free_block.prev
 250           = mdp->heapinfo[block].free_block.prev;
 251       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free_block.prev].free_block.next
 252           = mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free_block.next].free_block.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_block.next].free_block.prev
 258           = mdp->heapinfo[block].free_block.prev;
 259       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free_block.prev].free_block.next
 260           = mdp->heapindex = mdp->heapinfo[block].free_block.next;
 261     }
 262
 263     for (it=0;it<blocks;it++)
 264         mdp->heapinfo[block+it].type = 0;
 265     mdp->heapinfo[block].busy_block.size = blocks;
 266     mdp->heapinfo[block].busy_block.busy_size = size;
 267   }
 268   //printf("(%s) Done mallocing. Result is %p\n",xbt_thread_self_name(),result);fflush(stdout);
 269   return (result);
 270 }