home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Celestin Apprentice 2 / Apprentice-Release2.iso / Tools / Languages / GCC 1.37.1r14 / usr / lib / stdlib / malloc.c.old < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-07-16  |  11.6 KB  |  449 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.  
  104. static    int pagesz;            /* page size */
  105. static    int pagebucket;            /* page size bucket */
  106.  
  107. #ifdef MSTATS
  108. /*
  109.  * nmalloc[i] is the difference between the number of mallocs and frees
  110.  * for a given block size.
  111.  */
  112. static    u_int nmalloc[NBUCKETS];
  113. #include <stdio.h>
  114. #endif
  115.  
  116. #if defined(DEBUG) || defined(RCHECK)
  117. #define    ASSERT(p)   if (!(p)) botch("p")
  118. #include <stdio.h>
  119. static
  120. botch(s)
  121.     char *s;
  122. {
  123.     fprintf(stderr, "\r\nassertion botched: %s\r\n", s);
  124.      (void) fflush(stderr);        /* just in case user buffered it */
  125.     abort();
  126. }
  127. #else
  128. #define    ASSERT(p)
  129. #endif
  130.  
  131. void *
  132. malloc(nbytes)
  133.     size_t nbytes;
  134. {
  135.       register union overhead *op;
  136.       register int bucket, n;
  137.     register unsigned amt;
  138.  
  139.     /*
  140.      * First time malloc is called, setup page size and
  141.      * align break pointer so all data will be page aligned.
  142.      */
  143.     if (pagesz == 0) 
  144.         {
  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. #ifdef THINK_C
  208. static
  209. #endif
  210. void *emptyblock(size_t sz);
  211.  
  212. /*
  213.  * Allocate more memory to the indicated bucket.
  214.  */
  215. static void
  216. morecore(bucket)
  217.     int bucket;
  218. {
  219.       register union overhead *op;
  220.     register int sz;        /* size of desired block */
  221.       int amt;            /* amount to allocate */
  222.       int nblks;            /* how many blocks we get */
  223.  
  224.     /*
  225.      * sbrk_size <= 0 only for big, FLUFFY, requests (about
  226.      * 2^30 bytes on a VAX, I think) or for a negative arg.
  227.      */
  228.     sz = 1 << (bucket + 3);
  229. #ifdef DEBUG
  230.     ASSERT(sz > 0);
  231. #else
  232.     if (sz <= 0)
  233.         return;
  234. #endif
  235.     if (sz < pagesz) {
  236.         amt = pagesz;
  237.           nblks = amt / sz;
  238.     } else {
  239.         amt = sz + pagesz;
  240.         nblks = 1;
  241.     }
  242.     op = (union overhead *)emptyblock(amt);
  243.     /* no more room! */
  244.       if (!op)
  245.           return;
  246.     /*
  247.      * Add new memory allocated to that on
  248.      * free list for this hash bucket.
  249.      */
  250.       nextf[bucket] = op;
  251.       while (--nblks > 0) {
  252.         op->ov_next = (union overhead *)((caddr_t)op + sz);
  253.         op = (union overhead *)((caddr_t)op + sz);
  254.       }
  255. }
  256.  
  257. void
  258. free(cp)
  259.     void *cp;
  260. {   
  261.       register int size;
  262.     register union overhead *op;
  263.  
  264.       if (cp == NULL)
  265.           return;
  266.     op = (union overhead *)((caddr_t)cp - sizeof (union overhead));
  267. #ifdef DEBUG
  268.       ASSERT(op->ov_magic == MAGIC);        /* make sure it was in use */
  269. #else
  270.     if (op->ov_magic != MAGIC)
  271.         return;                /* sanity */
  272. #endif
  273. #ifdef RCHECK
  274.       ASSERT(op->ov_rmagic == RMAGIC);
  275.     ASSERT(*(u_short *)((caddr_t)(op + 1) + op->ov_size) == RMAGIC);
  276. #endif
  277.       size = op->ov_index;
  278.       ASSERT(size < NBUCKETS);
  279.     op->ov_next = nextf[size];    /* also clobbers ov_magic */
  280.       nextf[size] = op;
  281. #ifdef MSTATS
  282.       nmalloc[size]--;
  283. #endif
  284. }
  285.  
  286. /*
  287.  * When a program attempts "storage compaction" as mentioned in the
  288.  * old malloc man page, it realloc's an already freed block.  Usually
  289.  * this is the last block it freed; occasionally it might be farther
  290.  * back.  We have to search all the free lists for the block in order
  291.  * to determine its bucket: 1st we make one pass thru the lists
  292.  * checking only the first block in each; if that fails we search
  293.  * ``realloc_srchlen'' blocks in each list for a match (the variable
  294.  * is extern so the caller can modify it).  If that fails we just copy
  295.  * however many bytes was given to realloc() and hope it's not huge.
  296.  */
  297. int realloc_srchlen = 4;    /* 4 should be plenty, -1 =>'s whole list */
  298.  
  299. void *
  300. realloc(cp, nbytes)
  301.     void *cp; 
  302.     size_t nbytes;
  303. {   
  304.       register u_int onb;
  305.     register int i;
  306.     union overhead *op;
  307.       char *res;
  308.     int was_alloced = 0;
  309.  
  310.       if (cp == NULL)
  311.           return (malloc(nbytes));
  312.     op = (union overhead *)((caddr_t)cp - sizeof (union overhead));
  313.     if (op->ov_magic == MAGIC) {
  314.         was_alloced++;
  315.         i = op->ov_index;
  316.     } else {
  317.         /*
  318.          * Already free, doing "compaction".
  319.          *
  320.          * Search for the old block of memory on the
  321.          * free list.  First, check the most common
  322.          * case (last element free'd), then (this failing)
  323.          * the last ``realloc_srchlen'' items free'd.
  324.          * If all lookups fail, then assume the size of
  325.          * the memory block being realloc'd is the
  326.          * largest possible (so that all "nbytes" of new
  327.          * memory are copied into).  Note that this could cause
  328.          * a memory fault if the old area was tiny, and the moon
  329.          * is gibbous.  However, that is very unlikely.
  330.          */
  331.         if ((i = findbucket(op, 1)) < 0 &&
  332.             (i = findbucket(op, realloc_srchlen)) < 0)
  333.             i = NBUCKETS;
  334.     }
  335.     onb = 1 << (i + 3);
  336.     if (onb < pagesz)
  337.         onb -= sizeof (*op) + RSLOP;
  338.     else
  339.         onb += pagesz - sizeof (*op) - RSLOP;
  340.     /* avoid the copy if same size block */
  341.     if (was_alloced) {
  342.         if (i) {
  343.             i = 1 << (i + 2);
  344.             if (i < pagesz)
  345.                 i -= sizeof (*op) + RSLOP;
  346.             else
  347.                 i += pagesz - sizeof (*op) - RSLOP;
  348.         }
  349.         if (nbytes <= onb && nbytes > i) {
  350. #ifdef RCHECK
  351.             op->ov_size = (nbytes + RSLOP - 1) & ~(RSLOP - 1);
  352.             *(u_short *)((caddr_t)(op + 1) + op->ov_size) = RMAGIC;
  353. #endif
  354.             return(cp);
  355.         } else
  356.             free(cp);
  357.     }
  358.       if ((res = malloc(nbytes)) == NULL)
  359.           return (NULL);
  360.       if (cp != res)        /* common optimization if "compacting" */
  361.         bcopy(cp, res, (nbytes < onb) ? nbytes : onb);
  362.       return (res);
  363. }
  364.  
  365. /*
  366.  * Search ``srchlen'' elements of each free list for a block whose
  367.  * header starts at ``freep''.  If srchlen is -1 search the whole list.
  368.  * Return bucket number, or -1 if not found.
  369.  */
  370. static
  371. findbucket(freep, srchlen)
  372.     union overhead *freep;
  373.     int srchlen;
  374. {
  375.     register union overhead *p;
  376.     register int i, j;
  377.  
  378.     for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
  379.         j = 0;
  380.         for (p = nextf[i]; p && j != srchlen; p = p->ov_next) {
  381.             if (p == freep)
  382.                 return (i);
  383.             j++;
  384.         }
  385.     }
  386.     return (-1);
  387. }
  388.  
  389. #ifdef MSTATS
  390. /*
  391.  * mstats - print out statistics about malloc
  392.  * 
  393.  * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
  394.  * for each size category, the second showing the number of mallocs -
  395.  * frees for each size category.
  396.  */
  397. mstats(s)
  398.     char *s;
  399. {
  400.       register int i, j;
  401.       register union overhead *p;
  402.       int totfree = 0,
  403.       totused = 0;
  404.  
  405.       fprintf(stderr, "Memory allocation statistics %s\nfree:\t", s);
  406.       for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
  407.           for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++)
  408.               ;
  409.           fprintf(stderr, " %d", j);
  410.           totfree += j * (1 << (i + 3));
  411.       }
  412.       fprintf(stderr, "\nused:\t");
  413.       for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
  414.           fprintf(stderr, " %d", nmalloc[i]);
  415.           totused += nmalloc[i] * (1 << (i + 3));
  416.       }
  417.       fprintf(stderr, "\n\tTotal in use: %d, total free: %d\n",
  418.         totused, totfree);
  419. }
  420. #endif
  421.  
  422. #ifdef THINK_C
  423. #include <Memory.h>
  424.  
  425. static long old_chain = 0;
  426.  
  427. void malloc_free_all(void)
  428.     {
  429.     long *ptr = (void *)old_chain;
  430.     while (ptr)
  431.         {
  432.         long *nxt = (void *)*ptr;
  433.         DisposPtr((Ptr)ptr);
  434.         ptr = nxt;
  435.         }
  436.     old_chain = 0;
  437.     bzero(nextf, sizeof nextf);
  438.     }
  439.  
  440. static void *emptyblock(size_t sz)
  441.     {
  442.     long *chain = (void *)NewPtrClear(sz+4);
  443.     *chain = old_chain;
  444.     old_chain = (long)chain;
  445.     return chain+1;
  446.     }
  447.  
  448. #endif
  449.