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