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.block.size
  90         = BLOCKIFY(mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  91     newinfo[BLOCK(oldinfo)].busy.info.block.busy_size = size;
  92     mdp->heapinfo = newinfo;
  93     __mmalloc_free(mdp, (void *) oldinfo);
  94     mdp->heapsize = newsize;
  95   }
  96
  97   mdp->heaplimit = BLOCK((char *) result + size);
  98   return (result);
  99 }
 100
 101 /* Allocate memory from the heap.  */
 102
 103 void *mmalloc(void *md, size_t size)
 104 {
 105   struct mdesc *mdp;
 106   void *result;
 107   size_t block, blocks, lastblocks, start;
 108   register size_t i;
 109   struct list *next;
 110   register size_t log;
 111
 112   /* 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
 113    * glibc malloc does not use this trick but return a constant pointer, but my hack is quicker to implement ;)
 114    */
 115   if (size == 0)
 116     size = 1;
 117
 118   mdp = MD_TO_MDP(md);
 119 //  printf("(%s) Mallocing %d bytes on %p (default: %p)...",xbt_thread_self_name(),size,mdp,__mmalloc_default_mdp);fflush(stdout);
 120
 121   if (mdp->mmalloc_hook != NULL) {
 122     return mdp->mmalloc_hook(md, size);
 123   }
 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       /* Update the statistics.  */
 164       mdp->heapstats.chunks_used++;
 165       mdp->heapstats.bytes_used += 1 << log;
 166       mdp->heapstats.chunks_free--;
 167       mdp->heapstats.bytes_free -= 1 << log;
 168     } else {
 169       /* No free fragments of the desired size, so get a new block
 170          and break it into fragments, returning the first.  */
 171       //printf("(%s) No free fragment...",xbt_thread_self_name());
 172       result = mmalloc(md, BLOCKSIZE);
 173       //printf("(%s) Fragment: %p...",xbt_thread_self_name(),result);
 174       if (result == NULL) {
 175         return (NULL);
 176       }
 177
 178       /* Link all fragments but the first into the free list.  */
 179       for (i = 1; i < (size_t) (BLOCKSIZE >> log); ++i) {
 180         next = (struct list *) ((char *) result + (i << log));
 181         next->next = mdp->fraghead[log].next;
 182         next->prev = &mdp->fraghead[log];
 183         next->prev->next = next;
 184         if (next->next != NULL) {
 185           next->next->prev = next;
 186         }
 187       }
 188
 189       /* Initialize the nfree and first counters for this block.  */
 190       block = BLOCK(result);
 191       mdp->heapinfo[block].busy.type = log;
 192       mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.nfree = i - 1;
 193       mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.first = i - 1;
 194
 195       mdp->heapstats.chunks_free += (BLOCKSIZE >> log) - 1;
 196       mdp->heapstats.bytes_free += BLOCKSIZE - (1 << log);
 197       mdp->heapstats.bytes_used -= BLOCKSIZE - (1 << log);
 198     }
 199   } else {
 200     /* Large allocation to receive one or more blocks.
 201        Search the free list in a circle starting at the last place visited.
 202        If we loop completely around without finding a large enough
 203        space we will have to get more memory from the system.  */
 204     blocks = BLOCKIFY(size);
 205     start = block = MALLOC_SEARCH_START;
 206     while (mdp->heapinfo[block].free.size < blocks) {
 207       block = mdp->heapinfo[block].free.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.prev;
 213         lastblocks = mdp->heapinfo[block].free.size;
 214         if (mdp->heaplimit != 0 &&
 215             block + lastblocks == mdp->heaplimit &&
 216             mdp->morecore(mdp, 0) == ADDRESS(block + lastblocks) &&
 217             (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.prev;
 222
 223           mdp->heapinfo[block].free.size += (blocks - lastblocks);
 224           mdp->heapstats.bytes_free += (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE;
 225           continue;
 226         }
 227         result = morecore(mdp, blocks * BLOCKSIZE);
 228         if (result == NULL) {
 229           return (NULL);
 230         }
 231         block = BLOCK(result);
 232         mdp->heapinfo[block].busy.type = 0;
 233         mdp->heapinfo[block].busy.info.block.size = blocks;
 234         mdp->heapinfo[block].busy.info.block.busy_size = size;
 235         mdp->heapstats.chunks_used++;
 236         mdp->heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 237         return (result);
 238       }
 239     }
 240
 241     /* At this point we have found a suitable free list entry.
 242        Figure out how to remove what we need from the list. */
 243     result = ADDRESS(block);
 244     if (mdp->heapinfo[block].free.size > blocks) {
 245       /* The block we found has a bit left over,
 246          so relink the tail end back into the free list. */
 247       mdp->heapinfo[block + blocks].free.size
 248           = mdp->heapinfo[block].free.size - blocks;
 249       mdp->heapinfo[block + blocks].free.next
 250           = mdp->heapinfo[block].free.next;
 251       mdp->heapinfo[block + blocks].free.prev
 252           = mdp->heapinfo[block].free.prev;
 253       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.prev].free.next
 254           = mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.next].free.prev
 255           = mdp->heapindex = block + blocks;
 256     } else {
 257       /* The block exactly matches our requirements,
 258          so just remove it from the list. */
 259       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.next].free.prev
 260           = mdp->heapinfo[block].free.prev;
 261       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.prev].free.next
 262           = mdp->heapindex = mdp->heapinfo[block].free.next;
 263       mdp->heapstats.chunks_free--;
 264     }
 265
 266     mdp->heapinfo[block].busy.type = 0;
 267     mdp->heapinfo[block].busy.info.block.size = blocks;
 268     mdp->heapinfo[block].busy.info.block.busy_size = size;
 269     mdp->heapstats.chunks_used++;
 270     mdp->heapstats.bytes_used += blocks * BLOCKSIZE;
 271     mdp->heapstats.bytes_free -= blocks * BLOCKSIZE;
 272   }
 273   //printf("(%s) Done mallocing. Result is %p\n",xbt_thread_self_name(),result);fflush(stdout);
 274   return (result);
 275 }