Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
TODO--: the 'type' of each mmalloc block is granted to be uptodate at every point
[simgrid.git] / src / xbt / mmalloc / mmprivate.h
index 55908d2..423c57f 100644 (file)
 #ifndef __MMPRIVATE_H
 #define __MMPRIVATE_H 1
 
+#include "portable.h"
 #include "xbt/xbt_os_thread.h"
 #include "xbt/mmalloc.h"
+#include "xbt/ex.h"
+#include <semaphore.h>
 
 #ifdef HAVE_LIMITS_H
 #  include <limits.h>
 #  endif
 #endif
 
-#ifndef MIN
-#  define MIN(A, B) ((A) < (B) ? (A) : (B))
-#endif
-
-#define MMALLOC_MAGIC          "mmalloc"       /* Mapped file magic number */
-#define MMALLOC_MAGIC_SIZE     8               /* Size of magic number buf */
-#define MMALLOC_VERSION                1               /* Current mmalloc version */
-#define MMALLOC_KEYS           16              /* Keys for application use */
+#define MMALLOC_MAGIC          "mmalloc"       /* Mapped file magic number */
+#define MMALLOC_MAGIC_SIZE     8       /* Size of magic number buf */
+#define MMALLOC_VERSION                1       /* Current mmalloc version */
 
 /* The allocator divides the heap into blocks of fixed size; large
    requests receive one or more whole blocks, and small requests
 
 #define ADDRESS(B) ((void*) (((ADDR2UINT(B)) - 1) * BLOCKSIZE + (char*) mdp -> heapbase))
 
-/* Thread-safety (if the mutex is already created)*/
-#define LOCK(mdp) if (mdp->mutex) xbt_os_mutex_acquire(mdp->mutex)
-#define UNLOCK(mdp) if (mdp->mutex) xbt_os_mutex_release(mdp->mutex)
 const char *xbt_thread_self_name(void);
 
-/* Data structure giving per-block information.  */
-typedef union
-  {
-    /* Heap information for a busy block.  */
-    struct
-      {
-       /* Zero for a large block, or positive giving the
-          logarithm to the base two of the fragment size.  */
-       int type;
-       union
-         {
-           struct
-             {
-               size_t nfree;   /* Free fragments in a fragmented block.  */
-               size_t first;   /* First free fragment of the block.  */
-             } frag;
-           /* Size (in blocks) of a large cluster.  */
-           size_t size;
-         } info;
-      } busy;
-    /* Heap information for a free block (that may be the first of
-       a free cluster).  */
-    struct
-      {
-       size_t size;            /* Size (in blocks) of a free cluster.  */
-       size_t next;            /* Index of next free cluster.  */
-       size_t prev;            /* Index of previous free cluster.  */
-      } free;
-  } malloc_info;
-
-/* List of blocks allocated with `mmemalign' (or `mvalloc').  */
-
-struct alignlist
-  {
-    struct alignlist *next;
-    void* aligned;             /* The address that mmemaligned returned.  */
-    void* exact;                       /* The address that malloc returned.  */
-  };
+/* Data structure giving per-block information.
+ *
+ * There is one such structure in the mdp->heapinfo array,
+ * that is addressed by block number.
+ *
+ * There is several types of blocks in memory:
+ *  - full busy blocks: used when we are asked to malloc a block which size is > BLOCKSIZE/2
+ *    In this situation, the full block is given to the malloc.
+ *
+ *  - fragmented busy blocks: when asked for smaller amount of memory.
+ *    Fragment sizes are only power of 2. When looking for such a free fragment,
+ *    we get one from mdp->fraghead (that contains a linked list of blocks fragmented at that
+ *    size and containing a free fragment), or we get a fresh block that we fragment.
+ *
+ *  - free blocks are grouped by clusters, that are chained together.
+ *    When looking for free blocks, we traverse the mdp->heapinfo looking
+ *    for a cluster of free blocks that would be large enough.
+ *
+ *    The size of the cluster is only to be trusted in the first block of the cluster, not in the middle blocks.
+ *
+ * The type field is consistently updated for every blocks, even within clusters of blocks.
+ * You can crawl the array and rely on that value.
+ *
+ * TODO:
+ *  - add an indication of the requested size in each fragment, similarly to busy_block.busy_size
+ *  - make room to store the backtrace of where the blocks and fragment were malloced, too.
+ */
+typedef struct {
+       int type; /*  0: busy large block
+                        >0: busy fragmented (fragments of size 2^type bytes)
+                        <0: free block */
+       union {
+       /* Heap information for a busy block.  */
+               struct {
+                       size_t nfree;           /* Free fragments in a fragmented block.  */
+                       size_t first;           /* First free fragment of the block.  */
+               } busy_frag;
+               struct {
+                       size_t size; /* Size (in blocks) of a large cluster.  */
+                       size_t busy_size; /* Actually used space, in bytes */
+               } busy_block;
+               /* Heap information for a free block (that may be the first of a free cluster).  */
+               struct {
+                       size_t size;                /* Size (in blocks) of a free cluster.  */
+                       size_t next;                /* Index of next free cluster.  */
+                       size_t prev;                /* Index of previous free cluster.  */
+               } free_block;
+       };
+} malloc_info;
 
 /* Doubly linked lists of free fragments.  */
-
-struct list
-  {
-    struct list *next;
-    struct list *prev;
-  };
-
-/* Statistics available to the user.
-   FIXME:  By design, the internals of the malloc package are no longer
-   exported to the user via an include file, so access to this data needs
-   to be via some other mechanism, such as mmstat_<something> where the
-   return value is the <something> the user is interested in. */
-
-struct mstats
-  {
-    size_t bytes_total;                /* Total size of the heap. */
-    size_t chunks_used;                /* Chunks allocated by the user. */
-    size_t bytes_used;         /* Byte total of user-allocated chunks. */
-    size_t chunks_free;                /* Chunks in the free list. */
-    size_t bytes_free;         /* Byte total of chunks in the free list. */
-  };
+struct list {
+       struct list *next;
+       struct list *prev;
+};
 
 /* Internal structure that defines the format of the malloc-descriptor.
    This gets written to the base address of the region that mmalloc is
@@ -150,162 +139,103 @@ struct mstats
    if such a file exists. */
 
 struct mdesc {
-  xbt_os_mutex_t mutex;
-  /* The "magic number" for an mmalloc file. */
-  char magic[MMALLOC_MAGIC_SIZE];
-
-  /* The size in bytes of this structure, used as a sanity check when reusing
-     a previously created mapped file. */
-  unsigned int headersize;
-
-  /* The version number of the mmalloc package that created this file. */
-  unsigned char version;
-
-  /* Some flag bits to keep track of various internal things. */
-  unsigned int flags;
-
-  /* If a system call made by the mmalloc package fails, the errno is
-     preserved for future examination. */
-  int saved_errno;
-
-  /* Pointer to the function that is used to get more core, or return core
-     to the system, for requests using this malloc descriptor.  For memory
-     mapped regions, this is the mmap() based routine.  There may also be
-     a single malloc descriptor that points to an sbrk() based routine
-     for systems without mmap() or for applications that call the mmalloc()
-     package with a NULL malloc descriptor.
-
-     FIXME:  For mapped regions shared by more than one process, this
-     needs to be maintained on a per-process basis. */
-  void* (*morecore) (struct mdesc *mdp, int size);
-     
-  /* Pointer to the function that causes an abort when the memory checking
-     features are activated.  By default this is set to abort(), but can
-     be set to another function by the application using mmalloc().
-
-     FIXME:  For mapped regions shared by more than one process, this
-     needs to be maintained on a per-process basis. */
-  void (*abortfunc) (void);
-
-  /* Debugging hook for free.
-
-     FIXME:  For mapped regions shared by more than one process, this
-     needs to be maintained on a per-process basis. */
-  void (*mfree_hook) (void* mdp, void* ptr);
 
-  /* Debugging hook for `malloc'.
+       /* Semaphore locking the access to the heap */
+       sem_t sem;
 
-     FIXME:  For mapped regions shared by more than one process, this
-     needs to be maintained on a per-process basis. */
-  void* (*mmalloc_hook) (void* mdp, size_t size);
+       /* Number of processes that attached the heap */
+       unsigned int refcount;
 
-  /* Debugging hook for realloc.
+       /* Chained lists of mdescs */
+       struct mdesc *next_mdesc;
 
-     FIXME:  For mapped regions shared by more than one process, this
-     needs to be maintained on a per-process basis. */
-  void* (*mrealloc_hook) (void* mdp, void* ptr, size_t size);
+       /* The "magic number" for an mmalloc file. */
+       char magic[MMALLOC_MAGIC_SIZE];
 
-  /* Number of info entries.  */
-  size_t heapsize;
-
-  /* Pointer to first block of the heap (base of the first block).  */
-  void* heapbase;
-
-  /* Current search index for the heap table.  */
-  /* Search index in the info table.  */
-  size_t heapindex;
-
-  /* Limit of valid info table indices.  */
-  size_t heaplimit;
+       /* The size in bytes of this structure, used as a sanity check when reusing
+     a previously created mapped file. */
+       unsigned int headersize;
 
-  /* Block information table.
-     Allocated with malign/__mmalloc_free (not mmalloc/mfree).  */
-  /* Table indexed by block number giving per-block information.  */
+       /* The version number of the mmalloc package that created this file. */
+       unsigned char version;
 
-  malloc_info *heapinfo;
+       /* Some flag bits to keep track of various internal things. */
+       unsigned int flags;
 
-  /* Instrumentation.  */
+       /* Number of info entries.  */
+       size_t heapsize;
 
-  struct mstats heapstats;
+       /* Pointer to first block of the heap (base of the first block).  */
+       void *heapbase;
 
-  /* Free list headers for each fragment size.  */
-  /* Free lists for each fragment size.  */
+       /* Current search index for the heap table.  */
+       /* Search index in the info table.  */
+       size_t heapindex;
 
-  struct list fraghead[BLOCKLOG];
+       /* Limit of valid info table indices.  */
+       size_t heaplimit;
 
-  /* List of blocks allocated by memalign.  */
+       /* Block information table.
+     Allocated with malign/mfree (not mmalloc/mfree).  */
+       /* Table indexed by block number giving per-block information.  */
+       malloc_info *heapinfo;
 
-  struct alignlist *aligned_blocks;
+       /* List of all blocks containing free fragments of this size. The array indice is the log2 of requested size */
+       struct list fraghead[BLOCKLOG];
 
-  /* The base address of the memory region for this malloc heap.  This
+       /* The base address of the memory region for this malloc heap.  This
      is the location where the bookkeeping data for mmap and for malloc
      begins. */
 
-  void* base;
+       void *base;
 
-  /* The current location in the memory region for this malloc heap which
+       /* The current location in the memory region for this malloc heap which
      represents the end of memory in use. */
 
-  void* breakval;
+       void *breakval;
 
-  /* The end of the current memory region for this malloc heap.  This is
+       /* The end of the current memory region for this malloc heap.  This is
      the first location past the end of mapped memory. */
 
-  void* top;
+       void *top;
 
-  /* Open file descriptor for the file to which this malloc heap is mapped.
+       /* Open file descriptor for the file to which this malloc heap is mapped.
      This will always be a valid file descriptor, since /dev/zero is used
      by default if no open file is supplied by the client.  Also note that
      it may change each time the region is mapped and unmapped. */
 
-  int fd;
-
-  /* An array of keys to data within the mapped region, for use by the
-     application.  */
-
-  void* keys[MMALLOC_KEYS];
+       int fd;
 
 };
 
-/* Bits to look at in the malloc descriptor flags word */
+int mmalloc_compare_mdesc(struct mdesc *mdp1, struct mdesc *mdp2, void *std_heap_addr);
 
-#define MMALLOC_DEVZERO                (1 << 0)        /* Have mapped to /dev/zero */
-#define MMALLOC_ANONYMOUS (1 << 1)  /* Use anonymous mapping */
-#define MMALLOC_INITIALIZED    (1 << 2)        /* Initialized mmalloc */
-#define MMALLOC_MMCHECK_USED   (1 << 3)        /* mmcheckf() called already */
+void mmalloc_display_info(void *h);
 
-/* Internal version of `mfree' used in `morecore'. */
+/* Bits to look at in the malloc descriptor flags word */
 
-extern void __mmalloc_free (struct mdesc *mdp, void* ptr);
+#define MMALLOC_DEVZERO                (1 << 0)        /* Have mapped to /dev/zero */
+#define MMALLOC_ANONYMOUS (1 << 1)      /* Use anonymous mapping */
+#define MMALLOC_INITIALIZED    (1 << 2)        /* Initialized mmalloc */
 
 /* A default malloc descriptor for the single sbrk() managed region. */
 
 extern struct mdesc *__mmalloc_default_mdp;
 
-/* Initialize the first use of the default malloc descriptor, which uses
-   an sbrk() region. */
-
-extern struct mdesc *__mmalloc_create_default_mdp (void);
-
-/* Grow or shrink a contiguous mapped region using mmap().
-   Works much like sbrk(), only faster */
-
-extern void* __mmalloc_mmap_morecore (struct mdesc *mdp, int size);
-
-
 /* Remap a mmalloc region that was previously mapped. */
 
-extern void* __mmalloc_remap_core (struct mdesc *mdp);
+extern void *__mmalloc_remap_core(xbt_mheap_t mdp);
+
+/*  Get core for the memory region specified by MDP, using SIZE as the
+    amount to either add to or subtract from the existing region.  Works
+    like sbrk(), but using mmap(). */
+extern void *mmorecore(struct mdesc *mdp, int size);
 
-/* Macro to convert from a user supplied malloc descriptor to pointer to the
-   internal malloc descriptor.  If the user supplied descriptor is NULL, then
-   use the default internal version, initializing it if necessary.  Otherwise
-   just cast the user supplied version (which is void *) to the proper type
-   (struct mdesc *). */
+/* Thread-safety (if the sem is already created) FIXME: KILLIT*/
+#define LOCK(mdp)                                        \
+               sem_wait(&mdp->sem)
 
-#define MD_TO_MDP(md) \
-  ((md) == NULL \
-   ? __mmalloc_default_mdp  \
-   : (struct mdesc *) (md))
+#define UNLOCK(mdp)                                        \
+               sem_post(&mdp->sem)
 
-#endif  /* __MMPRIVATE_H */
+#endif                          /* __MMPRIVATE_H */