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    */
  37   adj = RESIDUAL(result, BLOCKSIZE);
  38   if (adj != 0) {
  39     adj = BLOCKSIZE - adj;
  40     mmorecore(mdp, adj);
  41     result = (char *) result + adj;
  42   }
  43   return (result);
  44 }
  45
  46 /* Finish the initialization of the mheap. If we want to inline it
  47  * properly, we need to make the align function publicly visible, too  */
  48 static int initialize(xbt_mheap_t mdp)
  49 {
  50   mdp->heapsize = HEAP / BLOCKSIZE;
  51   mdp->heapinfo = (malloc_info *)
  52       align(mdp, mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  53   if (mdp->heapinfo == NULL) {
  54     return (0);
  55   }
  56   memset((void *) mdp->heapinfo, 0, mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  57   mdp->heapinfo[0].free.size = 0;
  58   mdp->heapinfo[0].free.next = mdp->heapinfo[0].free.prev = 0;
  59   mdp->heapindex = 0;
  60   mdp->heapbase = (void *) mdp->heapinfo;
  61   mdp->flags |= MMALLOC_INITIALIZED;
  62   return (1);
  63 }
  64
  65 /* Get neatly aligned memory from the low level layers, and register it
  66  * into the heap info table as necessary. */
  67 static void *register_morecore(struct mdesc *mdp, size_t size)
  68 {
  69   void *result;
  70   malloc_info *newinfo, *oldinfo;
  71   size_t newsize;
  72
  73   result = align(mdp, size);
  74   if (result == NULL) {
  75     return (NULL);
  76   }
  77
  78   /* Check if we need to grow the info table.  */
  79   if ((size_t) BLOCK((char *) result + size) > mdp->heapsize) {
  80     newsize = mdp->heapsize;
  81     while ((size_t) BLOCK((char *) result + size) > newsize) {
  82       newsize *= 2;
  83     }
  84     newinfo = (malloc_info *) align(mdp, newsize * sizeof(malloc_info));
  85     if (newinfo == NULL) {
  86       mmorecore(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.block.size
  95         = BLOCKIFY(mdp->heapsize * sizeof(malloc_info));
  96     newinfo[BLOCK(oldinfo)].busy.info.block.busy_size = size;
  97     mdp->heapinfo = newinfo;
  98     __mmalloc_free(mdp, (void *) oldinfo);
  99     mdp->heapsize = newsize;
 100   }
 101
 102   mdp->heaplimit = BLOCK((char *) result + size);
 103   return (result);
 104 }
 105
 106 /* Allocate memory from the heap.  */
 107
 108 void *mmalloc(xbt_mheap_t mdp, size_t size)
 109 {
 110   void *result;
 111   size_t block, blocks, lastblocks, start;
 112   register size_t i;
 113   struct list *next;
 114   register size_t log;
 115
 116   /* 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
 117    * glibc malloc does not use this trick but return a constant pointer, but my hack is quicker to implement ;)
 118    */
 119   if (size == 0)
 120     size = 1;
 121
 122 //  printf("(%s) Mallocing %d bytes on %p (default: %p)...",xbt_thread_self_name(),size,mdp,__mmalloc_default_mdp);fflush(stdout);
 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     } else {
 163       /* No free fragments of the desired size, so get a new block
 164          and break it into fragments, returning the first.  */
 165       //printf("(%s) No free fragment...",xbt_thread_self_name());
 166       result = mmalloc(mdp, BLOCKSIZE);
 167       //printf("(%s) Fragment: %p...",xbt_thread_self_name(),result);
 168       if (result == NULL) {
 169         return (NULL);
 170       }
 171
 172       /* Link all fragments but the first into the free list.  */
 173       for (i = 1; i < (size_t) (BLOCKSIZE >> log); ++i) {
 174         next = (struct list *) ((char *) result + (i << log));
 175         next->next = mdp->fraghead[log].next;
 176         next->prev = &mdp->fraghead[log];
 177         next->prev->next = next;
 178         if (next->next != NULL) {
 179           next->next->prev = next;
 180         }
 181       }
 182
 183       /* Initialize the nfree and first counters for this block.  */
 184       block = BLOCK(result);
 185       mdp->heapinfo[block].busy.type = log;
 186       mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.nfree = i - 1;
 187       mdp->heapinfo[block].busy.info.frag.first = i - 1;
 188     }
 189   } else {
 190     /* Large allocation to receive one or more blocks.
 191        Search the free list in a circle starting at the last place visited.
 192        If we loop completely around without finding a large enough
 193        space we will have to get more memory from the system.  */
 194     blocks = BLOCKIFY(size);
 195     start = block = MALLOC_SEARCH_START;
 196     while (mdp->heapinfo[block].free.size < blocks) {
 197       block = mdp->heapinfo[block].free.next;
 198       if (block == start) {
 199         /* Need to get more from the system.  Check to see if
 200            the new core will be contiguous with the final free
 201            block; if so we don't need to get as much.  */
 202         block = mdp->heapinfo[0].free.prev;
 203         lastblocks = mdp->heapinfo[block].free.size;
 204         if (mdp->heaplimit != 0 &&
 205             block + lastblocks == mdp->heaplimit &&
 206             mmorecore(mdp, 0) == ADDRESS(block + lastblocks) &&
 207             (register_morecore(mdp, (blocks - lastblocks) * BLOCKSIZE)) != NULL) {
 208           /* Which block we are extending (the `final free
 209              block' referred to above) might have changed, if
 210              it got combined with a freed info table.  */
 211           block = mdp->heapinfo[0].free.prev;
 212
 213           mdp->heapinfo[block].free.size += (blocks - lastblocks);
 214           continue;
 215         }
 216         result = register_morecore(mdp, blocks * BLOCKSIZE);
 217         if (result == NULL) {
 218           return (NULL);
 219         }
 220         block = BLOCK(result);
 221         mdp->heapinfo[block].busy.type = 0;
 222         mdp->heapinfo[block].busy.info.block.size = blocks;
 223         mdp->heapinfo[block].busy.info.block.busy_size = size;
 224         return (result);
 225       }
 226     }
 227
 228     /* At this point we have found a suitable free list entry.
 229        Figure out how to remove what we need from the list. */
 230     result = ADDRESS(block);
 231     if (mdp->heapinfo[block].free.size > blocks) {
 232       /* The block we found has a bit left over,
 233          so relink the tail end back into the free list. */
 234       mdp->heapinfo[block + blocks].free.size
 235           = mdp->heapinfo[block].free.size - blocks;
 236       mdp->heapinfo[block + blocks].free.next
 237           = mdp->heapinfo[block].free.next;
 238       mdp->heapinfo[block + blocks].free.prev
 239           = mdp->heapinfo[block].free.prev;
 240       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.prev].free.next
 241           = mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.next].free.prev
 242           = mdp->heapindex = block + blocks;
 243     } else {
 244       /* The block exactly matches our requirements,
 245          so just remove it from the list. */
 246       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.next].free.prev
 247           = mdp->heapinfo[block].free.prev;
 248       mdp->heapinfo[mdp->heapinfo[block].free.prev].free.next
 249           = mdp->heapindex = mdp->heapinfo[block].free.next;
 250     }
 251
 252     mdp->heapinfo[block].busy.type = 0;
 253     mdp->heapinfo[block].busy.info.block.size = blocks;
 254     mdp->heapinfo[block].busy.info.block.busy_size = size;
 255   }
 256   //printf("(%s) Done mallocing. Result is %p\n",xbt_thread_self_name(),result);fflush(stdout);
 257   return (result);
 258 }