home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Celestin Apprentice 2 / Apprentice-Release2.iso / Tools / Languages / GCC 1.37.1r14 / usr / lib / stdlib / malloc.c.orig < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-03-20  |  11.2 KB  |  416 lines  |  [TEXT/CPED]
  1. /*
  2.  * Copyright (c) 1983 Regents of the University of California.
  3.  * All rights reserved.
  4.  *
  5.  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  6.  * modification, are permitted provided that the following conditions
  7.  * are met:
  8.  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  9.  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10.  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11.  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12.  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13.  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14.  *    must display the following acknowledgement:
  15.  *    This product includes software developed by the University of
  16.  *    California, Berkeley and its contributors.
  17.  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18.  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19.  *    without specific prior written permission.
  20.  *
  21.  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22.  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23.  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24.  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25.  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26.  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27.  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28.  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29.  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30.  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31.  * SUCH DAMAGE.
  32.  */
  33.  
  34. #if defined(LIBC_SCCS) && !defined(lint)
  35. static char sccsid[] = "@(#)malloc.c    5.11 (Berkeley) 2/23/91";
  36. #endif /* LIBC_SCCS and not lint */
  37.  
  38. /*
  39.  * malloc.c (Caltech) 2/21/82
  40.  * Chris Kingsley, kingsley@cit-20.
  41.  *
  42.  * This is a very fast storage allocator.  It allocates blocks of a small 
  43.  * number of different sizes, and keeps free lists of each size.  Blocks that
  44.  * don't exactly fit are passed up to the next larger size.  In this 
  45.  * implementation, the available sizes are 2^n-4 (or 2^n-10) bytes long.
  46.  * This is designed for use in a virtual memory environment.
  47.  */
  48.  
  49. #include <sys/types.h>
  50. #include <stdlib.h>
  51. #include <string.h>
  52. #include <unistd.h>
  53.  
  54. #ifndef NULL
  55. #define    NULL 0
  56. #endif
  57.  
  58. static void morecore();
  59. static int findbucket();
  60.  
  61. /*
  62.  * The overhead on a block is at least 4 bytes.  When free, this space
  63.  * contains a pointer to the next free block, and the bottom two bits must
  64.  * be zero.  When in use, the first byte is set to MAGIC, and the second
  65.  * byte is the size index.  The remaining bytes are for alignment.
  66.  * If range checking is enabled then a second word holds the size of the
  67.  * requested block, less 1, rounded up to a multiple of sizeof(RMAGIC).
  68.  * The order of elements is critical: ov_magic must overlay the low order
  69.  * bits of ov_next, and ov_magic can not be a valid ov_next bit pattern.
  70.  */
  71. union    overhead {
  72.     union    overhead *ov_next;    /* when free */
  73.     struct {
  74.         u_char    ovu_magic;    /* magic number */
  75.         u_char    ovu_index;    /* bucket # */
  76. #ifdef RCHECK
  77.         u_short    ovu_rmagic;    /* range magic number */
  78.         u_int    ovu_size;    /* actual block size */
  79. #endif
  80.     } ovu;
  81. #define    ov_magic    ovu.ovu_magic
  82. #define    ov_index    ovu.ovu_index
  83. #define    ov_rmagic    ovu.ovu_rmagic
  84. #define    ov_size        ovu.ovu_size
  85. };
  86.  
  87. #define    MAGIC        0xef        /* magic # on accounting info */
  88. #define RMAGIC        0x5555        /* magic # on range info */
  89.  
  90. #ifdef RCHECK
  91. #define    RSLOP        sizeof (u_short)
  92. #else
  93. #define    RSLOP        0
  94. #endif
  95.  
  96. /*
  97.  * nextf[i] is the pointer to the next free block of size 2^(i+3).  The
  98.  * smallest allocatable block is 8 bytes.  The overhead information
  99.  * precedes the data area returned to the user.
  100.  */
  101. #define    NBUCKETS 30
  102. static    union overhead *nextf[NBUCKETS];
  103. extern    char *sbrk();
  104.  
  105. static    int pagesz;            /* page size */
  106. static    int pagebucket;            /* page size bucket */
  107.  
  108. #ifdef MSTATS
  109. /*
  110.  * nmalloc[i] is the difference between the number of mallocs and frees
  111.  * for a given block size.
  112.  */
  113. static    u_int nmalloc[NBUCKETS];
  114. #include <stdio.h>
  115. #endif
  116.  
  117. #if defined(DEBUG) || defined(RCHECK)
  118. #define    ASSERT(p)   if (!(p)) botch("p")
  119. #include <stdio.h>
  120. static
  121. botch(s)
  122.     char *s;
  123. {
  124.     fprintf(stderr, "\r\nassertion botched: %s\r\n", s);
  125.      (void) fflush(stderr);        /* just in case user buffered it */
  126.     abort();
  127. }
  128. #else
  129. #define    ASSERT(p)
  130. #endif
  131.  
  132. void *
  133. malloc(nbytes)
  134.     size_t nbytes;
  135. {
  136.       register union overhead *op;
  137.       register int bucket, n;
  138.     register unsigned amt;
  139.  
  140.     /*
  141.      * First time malloc is called, setup page size and
  142.      * align break pointer so all data will be page aligned.
  143.      */
  144.     if (pagesz == 0) {
  145.         pagesz = n = getpagesize();
  146.         bucket = 0;
  147.         amt = 8;
  148.         while (pagesz > amt) 
  149.             {
  150.             amt <<= 1;
  151.             bucket++;
  152.             }
  153.         pagebucket = bucket;
  154.     }
  155.     /*
  156.      * Convert amount of memory requested into closest block size
  157.      * stored in hash buckets which satisfies request.
  158.      * Account for space used per block for accounting.
  159.      */
  160.     if (nbytes <= (n = pagesz - sizeof (*op) - RSLOP)) {
  161. #ifndef RCHECK
  162.         amt = 8;    /* size of first bucket */
  163.         bucket = 0;
  164. #else
  165.         amt = 16;    /* size of first bucket */
  166.         bucket = 1;
  167. #endif
  168.         n = -(sizeof (*op) + RSLOP);
  169.     } else {
  170.         amt = pagesz;
  171.         bucket = pagebucket;
  172.     }
  173.     while (nbytes > amt + n) {
  174.         amt <<= 1;
  175.         if (amt == 0)
  176.             return (NULL);
  177.         bucket++;
  178.     }
  179.     /*
  180.      * If nothing in hash bucket right now,
  181.      * request more memory from the system.
  182.      */
  183.       if ((op = nextf[bucket]) == NULL) {
  184.           morecore(bucket);
  185.           if ((op = nextf[bucket]) == NULL)
  186.               return (NULL);
  187.     }
  188.     /* remove from linked list */
  189.       nextf[bucket] = op->ov_next;
  190.     op->ov_magic = MAGIC;
  191.     op->ov_index = bucket;
  192. #ifdef MSTATS
  193.       nmalloc[bucket]++;
  194. #endif
  195. #ifdef RCHECK
  196.     /*
  197.      * Record allocated size of block and
  198.      * bound space with magic numbers.
  199.      */
  200.     op->ov_size = (nbytes + RSLOP - 1) & ~(RSLOP - 1);
  201.     op->ov_rmagic = RMAGIC;
  202.       *(u_short *)((caddr_t)(op + 1) + op->ov_size) = RMAGIC;
  203. #endif
  204.       return ((char *)(op + 1));
  205. }
  206.  
  207. /*
  208.  * Allocate more memory to the indicated bucket.
  209.  */
  210. static void
  211. morecore(bucket)
  212.     int bucket;
  213. {
  214.       register union overhead *op;
  215.     register int sz;        /* size of desired block */
  216.       int amt;            /* amount to allocate */
  217.       int nblks;            /* how many blocks we get */
  218.  
  219.     /*
  220.      * sbrk_size <= 0 only for big, FLUFFY, requests (about
  221.      * 2^30 bytes on a VAX, I think) or for a negative arg.
  222.      */
  223.     sz = 1 << (bucket + 3);
  224. #ifdef DEBUG
  225.     ASSERT(sz > 0);
  226. #else
  227.     if (sz <= 0)
  228.         return;
  229. #endif
  230.     if (sz < pagesz) {
  231.         amt = pagesz;
  232.           nblks = amt / sz;
  233.     } else {
  234.         amt = sz + pagesz;
  235.         nblks = 1;
  236.     }
  237.     op = (union overhead *)sbrk(amt);
  238.     /* no more room! */
  239.       if ((int)op == -1)
  240.           return;
  241.     /*
  242.      * Add new memory allocated to that on
  243.      * free list for this hash bucket.
  244.      */
  245.       nextf[bucket] = op;
  246.       while (--nblks > 0) {
  247.         op->ov_next = (union overhead *)((caddr_t)op + sz);
  248.         op = (union overhead *)((caddr_t)op + sz);
  249.       }
  250. }
  251.  
  252. void
  253. free(cp)
  254.     void *cp;
  255. {   
  256.       register int size;
  257.     register union overhead *op;
  258.  
  259.       if (cp == NULL)
  260.           return;
  261.     op = (union overhead *)((caddr_t)cp - sizeof (union overhead));
  262. #ifdef DEBUG
  263.       ASSERT(op->ov_magic == MAGIC);        /* make sure it was in use */
  264. #else
  265.     if (op->ov_magic != MAGIC)
  266.         return;                /* sanity */
  267. #endif
  268. #ifdef RCHECK
  269.       ASSERT(op->ov_rmagic == RMAGIC);
  270.     ASSERT(*(u_short *)((caddr_t)(op + 1) + op->ov_size) == RMAGIC);
  271. #endif
  272.       size = op->ov_index;
  273.       ASSERT(size < NBUCKETS);
  274.     op->ov_next = nextf[size];    /* also clobbers ov_magic */
  275.       nextf[size] = op;
  276. #ifdef MSTATS
  277.       nmalloc[size]--;
  278. #endif
  279. }
  280.  
  281. /*
  282.  * When a program attempts "storage compaction" as mentioned in the
  283.  * old malloc man page, it realloc's an already freed block.  Usually
  284.  * this is the last block it freed; occasionally it might be farther
  285.  * back.  We have to search all the free lists for the block in order
  286.  * to determine its bucket: 1st we make one pass thru the lists
  287.  * checking only the first block in each; if that fails we search
  288.  * ``realloc_srchlen'' blocks in each list for a match (the variable
  289.  * is extern so the caller can modify it).  If that fails we just copy
  290.  * however many bytes was given to realloc() and hope it's not huge.
  291.  */
  292. int realloc_srchlen = 4;    /* 4 should be plenty, -1 =>'s whole list */
  293.  
  294. void *
  295. realloc(cp, nbytes)
  296.     void *cp; 
  297.     size_t nbytes;
  298. {   
  299.       register u_int onb;
  300.     register int i;
  301.     union overhead *op;
  302.       char *res;
  303.     int was_alloced = 0;
  304.  
  305.       if (cp == NULL)
  306.           return (malloc(nbytes));
  307.     op = (union overhead *)((caddr_t)cp - sizeof (union overhead));
  308.     if (op->ov_magic == MAGIC) {
  309.         was_alloced++;
  310.         i = op->ov_index;
  311.     } else {
  312.         /*
  313.          * Already free, doing "compaction".
  314.          *
  315.          * Search for the old block of memory on the
  316.          * free list.  First, check the most common
  317.          * case (last element free'd), then (this failing)
  318.          * the last ``realloc_srchlen'' items free'd.
  319.          * If all lookups fail, then assume the size of
  320.          * the memory block being realloc'd is the
  321.          * largest possible (so that all "nbytes" of new
  322.          * memory are copied into).  Note that this could cause
  323.          * a memory fault if the old area was tiny, and the moon
  324.          * is gibbous.  However, that is very unlikely.
  325.          */
  326.         if ((i = findbucket(op, 1)) < 0 &&
  327.             (i = findbucket(op, realloc_srchlen)) < 0)
  328.             i = NBUCKETS;
  329.     }
  330.     onb = 1 << (i + 3);
  331.     if (onb < pagesz)
  332.         onb -= sizeof (*op) + RSLOP;
  333.     else
  334.         onb += pagesz - sizeof (*op) - RSLOP;
  335.     /* avoid the copy if same size block */
  336.     if (was_alloced) {
  337.         if (i) {
  338.             i = 1 << (i + 2);
  339.             if (i < pagesz)
  340.                 i -= sizeof (*op) + RSLOP;
  341.             else
  342.                 i += pagesz - sizeof (*op) - RSLOP;
  343.         }
  344.         if (nbytes <= onb && nbytes > i) {
  345. #ifdef RCHECK
  346.             op->ov_size = (nbytes + RSLOP - 1) & ~(RSLOP - 1);
  347.             *(u_short *)((caddr_t)(op + 1) + op->ov_size) = RMAGIC;
  348. #endif
  349.             return(cp);
  350.         } else
  351.             free(cp);
  352.     }
  353.       if ((res = malloc(nbytes)) == NULL)
  354.           return (NULL);
  355.       if (cp != res)        /* common optimization if "compacting" */
  356.         bcopy(cp, res, (nbytes < onb) ? nbytes : onb);
  357.       return (res);
  358. }
  359.  
  360. /*
  361.  * Search ``srchlen'' elements of each free list for a block whose
  362.  * header starts at ``freep''.  If srchlen is -1 search the whole list.
  363.  * Return bucket number, or -1 if not found.
  364.  */
  365. static
  366. findbucket(freep, srchlen)
  367.     union overhead *freep;
  368.     int srchlen;
  369. {
  370.     register union overhead *p;
  371.     register int i, j;
  372.  
  373.     for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
  374.         j = 0;
  375.         for (p = nextf[i]; p && j != srchlen; p = p->ov_next) {
  376.             if (p == freep)
  377.                 return (i);
  378.             j++;
  379.         }
  380.     }
  381.     return (-1);
  382. }
  383.  
  384. #ifdef MSTATS
  385. /*
  386.  * mstats - print out statistics about malloc
  387.  * 
  388.  * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
  389.  * for each size category, the second showing the number of mallocs -
  390.  * frees for each size category.
  391.  */
  392. mstats(s)
  393.     char *s;
  394. {
  395.       register int i, j;
  396.       register union overhead *p;
  397.       int totfree = 0,
  398.       totused = 0;
  399.  
  400.       fprintf(stderr, "Memory allocation statistics %s\nfree:\t", s);
  401.       for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
  402.           for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++)
  403.               ;
  404.           fprintf(stderr, " %d", j);
  405.           totfree += j * (1 << (i + 3));
  406.       }
  407.       fprintf(stderr, "\nused:\t");
  408.       for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
  409.           fprintf(stderr, " %d", nmalloc[i]);
  410.           totused += nmalloc[i] * (1 << (i + 3));
  411.       }
  412.       fprintf(stderr, "\n\tTotal in use: %d, total free: %d\n",
  413.         totused, totfree);
  414. }
  415. #endif
  416.