source: libcfa/src/heap.cfa @ 302ef2a

ADTarm-ehast-experimentalenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 302ef2a was 13fece5, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 3 years ago

modify location of mmapped storage to either side of the heap, and fix pattern for memory scrubbing

  • Property mode set to 100644
File size: 52.5 KB
RevLine 
[73abe95]1//
[c4f68dc]2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2017 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
[73abe95]6//
[92aca37]7// heap.cfa --
[73abe95]8//
[c4f68dc]9// Author           : Peter A. Buhr
10// Created On       : Tue Dec 19 21:58:35 2017
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
[13fece5]12// Last Modified On : Wed Dec 16 12:28:25 2020
13// Update Count     : 1023
[73abe95]14//
[c4f68dc]15
16#include <unistd.h>                                                                             // sbrk, sysconf
[ad2dced]17#include <stdlib.h>                                                                             // EXIT_FAILURE
[c4f68dc]18#include <stdbool.h>                                                                    // true, false
19#include <stdio.h>                                                                              // snprintf, fileno
20#include <errno.h>                                                                              // errno
[1e034d9]21#include <string.h>                                                                             // memset, memcpy
[1076d05]22#include <limits.h>                                                                             // ULONG_MAX
[ada0246d]23#include <malloc.h>                                                                             // memalign, malloc_usable_size
[c4f68dc]24#include <sys/mman.h>                                                                   // mmap, munmap
25
[92aca37]26#include "bits/align.hfa"                                                               // libAlign
[bcb14b5]27#include "bits/defs.hfa"                                                                // likely, unlikely
28#include "bits/locks.hfa"                                                               // __spinlock_t
[73abe95]29#include "startup.hfa"                                                                  // STARTUP_PRIORITY_MEMORY
[7cfef0d]30#include "math.hfa"                                                                             // ceiling
31#include "bitmanip.hfa"                                                                 // is_pow2, ceiling2
[c4f68dc]32
[93c2e0a]33static bool traceHeap = false;
[d46ed6e]34
[baf608a]35inline bool traceHeap() { return traceHeap; }
[d46ed6e]36
[93c2e0a]37bool traceHeapOn() {
38        bool temp = traceHeap;
[d46ed6e]39        traceHeap = true;
40        return temp;
41} // traceHeapOn
42
[93c2e0a]43bool traceHeapOff() {
44        bool temp = traceHeap;
[d46ed6e]45        traceHeap = false;
46        return temp;
47} // traceHeapOff
48
[baf608a]49bool traceHeapTerm() { return false; }
50
[d46ed6e]51
[95eb7cf]52static bool prtFree = false;
[d46ed6e]53
[95eb7cf]54inline bool prtFree() {
55        return prtFree;
56} // prtFree
[5d4fa18]57
[95eb7cf]58bool prtFreeOn() {
59        bool temp = prtFree;
60        prtFree = true;
[5d4fa18]61        return temp;
[95eb7cf]62} // prtFreeOn
[5d4fa18]63
[95eb7cf]64bool prtFreeOff() {
65        bool temp = prtFree;
66        prtFree = false;
[5d4fa18]67        return temp;
[95eb7cf]68} // prtFreeOff
[5d4fa18]69
70
[e723100]71enum {
[1e034d9]72        // Define the default extension heap amount in units of bytes. When the uC++ supplied heap reaches the brk address,
73        // the brk address is extended by the extension amount.
[ad2dced]74        __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__ = (10 * 1024 * 1024),
[1e034d9]75
76        // Define the mmap crossover point during allocation. Allocations less than this amount are allocated from buckets;
77        // values greater than or equal to this value are mmap from the operating system.
78        __CFA_DEFAULT_MMAP_START__ = (512 * 1024 + 1),
[e723100]79};
80
[dd23e66]81size_t default_mmap_start() __attribute__(( weak )) {
82        return __CFA_DEFAULT_MMAP_START__;
83} // default_mmap_start
84
[e723100]85size_t default_heap_expansion() __attribute__(( weak )) {
86        return __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__;
87} // default_heap_expansion
88
89
[f0b3f51]90#ifdef __CFA_DEBUG__
[92aca37]91static size_t allocUnfreed;                                                             // running total of allocations minus frees
[d46ed6e]92
[95eb7cf]93static void prtUnfreed() {
[c1f38e6c]94        if ( allocUnfreed != 0 ) {
[d46ed6e]95                // DO NOT USE STREAMS AS THEY MAY BE UNAVAILABLE AT THIS POINT.
[4ea1c6d]96                char helpText[512];
[92aca37]97                int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText), "CFA warning (UNIX pid:%ld) : program terminating with %zu(0x%zx) bytes of storage allocated but not freed.\n"
[4ea1c6d]98                                                        "Possible cause is unfreed storage allocated by the program or system/library routines called from the program.\n",
[c1f38e6c]99                                                        (long int)getpid(), allocUnfreed, allocUnfreed ); // always print the UNIX pid
[4ea1c6d]100                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
[b6830d74]101        } // if
[95eb7cf]102} // prtUnfreed
[d46ed6e]103
104extern "C" {
[bcb14b5]105        void heapAppStart() {                                                           // called by __cfaabi_appready_startup
[c1f38e6c]106                allocUnfreed = 0;
[bcb14b5]107        } // heapAppStart
108
109        void heapAppStop() {                                                            // called by __cfaabi_appready_startdown
110                fclose( stdin ); fclose( stdout );
[95eb7cf]111                prtUnfreed();
[bcb14b5]112        } // heapAppStop
[d46ed6e]113} // extern "C"
114#endif // __CFA_DEBUG__
115
[1e034d9]116
[e723100]117// statically allocated variables => zero filled.
[ad2dced]118size_t __page_size;                                                                             // architecture pagesize
119int __map_prot;                                                                                 // common mmap/mprotect protection
[e723100]120static size_t heapExpand;                                                               // sbrk advance
121static size_t mmapStart;                                                                // cross over point for mmap
122static unsigned int maxBucketsUsed;                                             // maximum number of buckets in use
123
124
125#define SPINLOCK 0
126#define LOCKFREE 1
127#define BUCKETLOCK SPINLOCK
[9c438546]128#if BUCKETLOCK == SPINLOCK
129#elif BUCKETLOCK == LOCKFREE
130#include <stackLockFree.hfa>
131#else
132        #error undefined lock type for bucket lock
[e723100]133#endif // LOCKFREE
134
135// Recursive definitions: HeapManager needs size of bucket array and bucket area needs sizeof HeapManager storage.
136// Break recusion by hardcoding number of buckets and statically checking number is correct after bucket array defined.
[95eb7cf]137enum { NoBucketSizes = 91 };                                                    // number of buckets sizes
[d46ed6e]138
[c4f68dc]139struct HeapManager {
140        struct Storage {
[bcb14b5]141                struct Header {                                                                 // header
[c4f68dc]142                        union Kind {
143                                struct RealHeader {
144                                        union {
[bcb14b5]145                                                struct {                                                // 4-byte word => 8-byte header, 8-byte word => 16-byte header
[f0b3f51]146                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[9c438546]147                                                        uint64_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
[bcb14b5]148                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[c4f68dc]149
150                                                        union {
[9c438546]151                                                                // FreeHeader * home;           // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
[cfbc703d]152                                                                // 2nd low-order bit => zero filled
[c4f68dc]153                                                                void * home;                    // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
154                                                                size_t blockSize;               // size for munmap (must overlay alignment)
[9c438546]155                                                                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[c4f68dc]156                                                                Storage * next;                 // freed block points next freed block of same size
157                                                                #endif // SPINLOCK
158                                                        };
[9c438546]159                                                        size_t size;                            // allocation size in bytes
[c4f68dc]160
[f0b3f51]161                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[9c438546]162                                                        uint64_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
[bcb14b5]163                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[c4f68dc]164                                                };
[9c438546]165                                                #if BUCKETLOCK == LOCKFREE
166                                                Link(Storage) next;                             // freed block points next freed block of same size (double-wide)
[c4f68dc]167                                                #endif // LOCKFREE
168                                        };
[93c2e0a]169                                } real; // RealHeader
[9c438546]170
[c4f68dc]171                                struct FakeHeader {
172                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
[9c438546]173                                        uint32_t alignment;                                     // 1st low-order bit => fake header & alignment
[f0b3f51]174                                        #endif // __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
[c4f68dc]175
176                                        uint32_t offset;
177
178                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
179                                        uint32_t alignment;                                     // low-order bits of home/blockSize used for tricks
[f0b3f51]180                                        #endif // __ORDER_BIG_ENDIAN__
[93c2e0a]181                                } fake; // FakeHeader
182                        } kind; // Kind
[bcb14b5]183                } header; // Header
[95eb7cf]184                char pad[libAlign() - sizeof( Header )];
[bcb14b5]185                char data[0];                                                                   // storage
[c4f68dc]186        }; // Storage
187
[95eb7cf]188        static_assert( libAlign() >= sizeof( Storage ), "libAlign() < sizeof( Storage )" );
[c4f68dc]189
190        struct FreeHeader {
[9c438546]191                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[bcb14b5]192                __spinlock_t lock;                                                              // must be first field for alignment
193                Storage * freeList;
[c4f68dc]194                #else
[9c438546]195                StackLF(Storage) freeList;
196                #endif // BUCKETLOCK
[bcb14b5]197                size_t blockSize;                                                               // size of allocations on this list
[c4f68dc]198        }; // FreeHeader
199
200        // must be first fields for alignment
201        __spinlock_t extlock;                                                           // protects allocation-buffer extension
202        FreeHeader freeLists[NoBucketSizes];                            // buckets for different allocation sizes
203
204        void * heapBegin;                                                                       // start of heap
205        void * heapEnd;                                                                         // logical end of heap
206        size_t heapRemaining;                                                           // amount of storage not allocated in the current chunk
207}; // HeapManager
208
[9c438546]209#if BUCKETLOCK == LOCKFREE
[c45d2fa]210static inline {
[8b58bae]211        Link(HeapManager.Storage) * ?`next( HeapManager.Storage * this ) { return &this->header.kind.real.next; }
[c45d2fa]212        void ?{}( HeapManager.FreeHeader & ) {}
213        void ^?{}( HeapManager.FreeHeader & ) {}
214} // distribution
[9c438546]215#endif // LOCKFREE
216
[7b149bc]217static inline size_t getKey( const HeapManager.FreeHeader & freeheader ) { return freeheader.blockSize; }
[5d4fa18]218
[e723100]219
220#define FASTLOOKUP
221#define __STATISTICS__
[5d4fa18]222
[c1f38e6c]223// Size of array must harmonize with NoBucketSizes and individual bucket sizes must be multiple of 16.
[d5d3a90]224// Smaller multiples of 16 and powers of 2 are common allocation sizes, so make them generate the minimum required bucket size.
225// malloc(0) returns 0p, so no bucket is necessary for 0 bytes returning an address that can be freed.
[e723100]226static const unsigned int bucketSizes[] @= {                    // different bucket sizes
[d5d3a90]227        16 + sizeof(HeapManager.Storage), 32 + sizeof(HeapManager.Storage), 48 + sizeof(HeapManager.Storage), 64 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
228        96 + sizeof(HeapManager.Storage), 112 + sizeof(HeapManager.Storage), 128 + sizeof(HeapManager.Storage), // 3
[95eb7cf]229        160, 192, 224, 256 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
230        320, 384, 448, 512 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
231        640, 768, 896, 1_024 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
232        1_536, 2_048 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
233        2_560, 3_072, 3_584, 4_096 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
234        6_144, 8_192 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
235        9_216, 10_240, 11_264, 12_288, 13_312, 14_336, 15_360, 16_384 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
236        18_432, 20_480, 22_528, 24_576, 26_624, 28_672, 30_720, 32_768 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
237        36_864, 40_960, 45_056, 49_152, 53_248, 57_344, 61_440, 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
238        73_728, 81_920, 90_112, 98_304, 106_496, 114_688, 122_880, 131_072 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
239        147_456, 163_840, 180_224, 196_608, 212_992, 229_376, 245_760, 262_144 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
240        294_912, 327_680, 360_448, 393_216, 425_984, 458_752, 491_520, 524_288 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
241        655_360, 786_432, 917_504, 1_048_576 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
242        1_179_648, 1_310_720, 1_441_792, 1_572_864, 1_703_936, 1_835_008, 1_966_080, 2_097_152 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
243        2_621_440, 3_145_728, 3_670_016, 4_194_304 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
[5d4fa18]244};
[e723100]245
[c1f38e6c]246static_assert( NoBucketSizes == sizeof(bucketSizes) / sizeof(bucketSizes[0] ), "size of bucket array wrong" );
[e723100]247
[5d4fa18]248#ifdef FASTLOOKUP
[a92a4fe]249enum { LookupSizes = 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage) }; // number of fast lookup sizes
[5d4fa18]250static unsigned char lookup[LookupSizes];                               // O(1) lookup for small sizes
251#endif // FASTLOOKUP
252
[ad2dced]253static const off_t mmapFd = -1;                                                 // fake or actual fd for anonymous file
[5d4fa18]254#ifdef __CFA_DEBUG__
[93c2e0a]255static bool heapBoot = 0;                                                               // detect recursion during boot
[5d4fa18]256#endif // __CFA_DEBUG__
[9c438546]257
258// The constructor for heapManager is called explicitly in memory_startup.
[5d4fa18]259static HeapManager heapManager __attribute__(( aligned (128) )) @= {}; // size of cache line to prevent false sharing
260
[c4f68dc]261
262#ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]263// Heap statistics counters.
[c4f68dc]264static unsigned int malloc_calls;
[c1f38e6c]265static unsigned long long int malloc_storage;
[76e2113]266static unsigned int aalloc_calls;
[c1f38e6c]267static unsigned long long int aalloc_storage;
[c4f68dc]268static unsigned int calloc_calls;
[c1f38e6c]269static unsigned long long int calloc_storage;
[c4f68dc]270static unsigned int memalign_calls;
[c1f38e6c]271static unsigned long long int memalign_storage;
[76e2113]272static unsigned int amemalign_calls;
[c1f38e6c]273static unsigned long long int amemalign_storage;
[c4f68dc]274static unsigned int cmemalign_calls;
[c1f38e6c]275static unsigned long long int cmemalign_storage;
[cfbc703d]276static unsigned int resize_calls;
[c1f38e6c]277static unsigned long long int resize_storage;
[c4f68dc]278static unsigned int realloc_calls;
[c1f38e6c]279static unsigned long long int realloc_storage;
280static unsigned int free_calls;
281static unsigned long long int free_storage;
282static unsigned int mmap_calls;
283static unsigned long long int mmap_storage;
284static unsigned int munmap_calls;
285static unsigned long long int munmap_storage;
286static unsigned int sbrk_calls;
287static unsigned long long int sbrk_storage;
[95eb7cf]288// Statistics file descriptor (changed by malloc_stats_fd).
[92aca37]289static int stat_fd = STDERR_FILENO;                                             // default stderr
[c4f68dc]290
291// Use "write" because streams may be shutdown when calls are made.
[d46ed6e]292static void printStats() {
[76e2113]293        char helpText[1024];
[95eb7cf]294        __cfaabi_bits_print_buffer( STDERR_FILENO, helpText, sizeof(helpText),
[bcb14b5]295                                                                        "\nHeap statistics:\n"
296                                                                        "  malloc: calls %u / storage %llu\n"
[76e2113]297                                                                        "  aalloc: calls %u / storage %llu\n"
[bcb14b5]298                                                                        "  calloc: calls %u / storage %llu\n"
299                                                                        "  memalign: calls %u / storage %llu\n"
[76e2113]300                                                                        "  amemalign: calls %u / storage %llu\n"
[bcb14b5]301                                                                        "  cmemalign: calls %u / storage %llu\n"
[cfbc703d]302                                                                        "  resize: calls %u / storage %llu\n"
[bcb14b5]303                                                                        "  realloc: calls %u / storage %llu\n"
304                                                                        "  free: calls %u / storage %llu\n"
305                                                                        "  mmap: calls %u / storage %llu\n"
306                                                                        "  munmap: calls %u / storage %llu\n"
307                                                                        "  sbrk: calls %u / storage %llu\n",
308                                                                        malloc_calls, malloc_storage,
[92aca37]309                                                                        aalloc_calls, aalloc_storage,
[bcb14b5]310                                                                        calloc_calls, calloc_storage,
311                                                                        memalign_calls, memalign_storage,
[76e2113]312                                                                        amemalign_calls, amemalign_storage,
[bcb14b5]313                                                                        cmemalign_calls, cmemalign_storage,
[cfbc703d]314                                                                        resize_calls, resize_storage,
[bcb14b5]315                                                                        realloc_calls, realloc_storage,
316                                                                        free_calls, free_storage,
317                                                                        mmap_calls, mmap_storage,
318                                                                        munmap_calls, munmap_storage,
319                                                                        sbrk_calls, sbrk_storage
[c4f68dc]320                );
[d46ed6e]321} // printStats
[c4f68dc]322
[bcb14b5]323static int printStatsXML( FILE * stream ) {                             // see malloc_info
[76e2113]324        char helpText[1024];
[b6830d74]325        int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText),
[c4f68dc]326                                                "<malloc version=\"1\">\n"
327                                                "<heap nr=\"0\">\n"
328                                                "<sizes>\n"
329                                                "</sizes>\n"
330                                                "<total type=\"malloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[76e2113]331                                                "<total type=\"aalloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[c4f68dc]332                                                "<total type=\"calloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
333                                                "<total type=\"memalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[76e2113]334                                                "<total type=\"amemalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[c4f68dc]335                                                "<total type=\"cmemalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[cfbc703d]336                                                "<total type=\"resize\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[c4f68dc]337                                                "<total type=\"realloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
338                                                "<total type=\"free\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
339                                                "<total type=\"mmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
340                                                "<total type=\"munmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
341                                                "<total type=\"sbrk\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
342                                                "</malloc>",
343                                                malloc_calls, malloc_storage,
[76e2113]344                                                aalloc_calls, aalloc_storage,
[c4f68dc]345                                                calloc_calls, calloc_storage,
346                                                memalign_calls, memalign_storage,
[76e2113]347                                                amemalign_calls, amemalign_storage,
[c4f68dc]348                                                cmemalign_calls, cmemalign_storage,
[cfbc703d]349                                                resize_calls, resize_storage,
[c4f68dc]350                                                realloc_calls, realloc_storage,
351                                                free_calls, free_storage,
352                                                mmap_calls, mmap_storage,
353                                                munmap_calls, munmap_storage,
354                                                sbrk_calls, sbrk_storage
355                );
[95eb7cf]356        __cfaabi_bits_write( fileno( stream ), helpText, len ); // ensures all bytes written or exit
357        return len;
[d46ed6e]358} // printStatsXML
[c4f68dc]359#endif // __STATISTICS__
360
[95eb7cf]361
[1e034d9]362// thunk problem
363size_t Bsearchl( unsigned int key, const unsigned int * vals, size_t dim ) {
364        size_t l = 0, m, h = dim;
365        while ( l < h ) {
366                m = (l + h) / 2;
367                if ( (unsigned int &)(vals[m]) < key ) {                // cast away const
368                        l = m + 1;
369                } else {
370                        h = m;
371                } // if
372        } // while
373        return l;
374} // Bsearchl
375
376
[95eb7cf]377static inline bool setMmapStart( size_t value ) {               // true => mmapped, false => sbrk
[ad2dced]378  if ( value < __page_size || bucketSizes[NoBucketSizes - 1] < value ) return false;
[95eb7cf]379        mmapStart = value;                                                                      // set global
380
381        // find the closest bucket size less than or equal to the mmapStart size
[1e034d9]382        maxBucketsUsed = Bsearchl( (unsigned int)mmapStart, bucketSizes, NoBucketSizes ); // binary search
[95eb7cf]383        assert( maxBucketsUsed < NoBucketSizes );                       // subscript failure ?
384        assert( mmapStart <= bucketSizes[maxBucketsUsed] ); // search failure ?
[1076d05]385        return true;
[95eb7cf]386} // setMmapStart
387
388
[cfbc703d]389// <-------+----------------------------------------------------> bsize (bucket size)
390// |header |addr
391//==================================================================================
392//                   align/offset |
393// <-----------------<------------+-----------------------------> bsize (bucket size)
394//                   |fake-header | addr
395#define headerAddr( addr ) ((HeapManager.Storage.Header *)( (char *)addr - sizeof(HeapManager.Storage) ))
396#define realHeader( header ) ((HeapManager.Storage.Header *)((char *)header - header->kind.fake.offset))
397
398// <-------<<--------------------- dsize ---------------------->> bsize (bucket size)
399// |header |addr
400//==================================================================================
401//                   align/offset |
402// <------------------------------<<---------- dsize --------->>> bsize (bucket size)
403//                   |fake-header |addr
404#define dataStorage( bsize, addr, header ) (bsize - ( (char *)addr - (char *)header ))
405
406
407static inline void checkAlign( size_t alignment ) {
[92aca37]408        if ( alignment < libAlign() || ! is_pow2( alignment ) ) {
[cfbc703d]409                abort( "Alignment %zu for memory allocation is less than %d and/or not a power of 2.", alignment, libAlign() );
410        } // if
411} // checkAlign
412
413
[e3fea42]414static inline void checkHeader( bool check, const char name[], void * addr ) {
[b6830d74]415        if ( unlikely( check ) ) {                                                      // bad address ?
[c4f68dc]416                abort( "Attempt to %s storage %p with address outside the heap.\n"
[bcb14b5]417                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of memory.",
418                           name, addr );
[b6830d74]419        } // if
[c4f68dc]420} // checkHeader
421
[95eb7cf]422
423static inline void fakeHeader( HeapManager.Storage.Header *& header, size_t & alignment ) {
[b6830d74]424        if ( unlikely( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) ) { // fake header ?
[c4f68dc]425                alignment = header->kind.fake.alignment & -2;   // remove flag from value
426                #ifdef __CFA_DEBUG__
427                checkAlign( alignment );                                                // check alignment
428                #endif // __CFA_DEBUG__
[cfbc703d]429                header = realHeader( header );                                  // backup from fake to real header
[d5d3a90]430        } else {
[c1f38e6c]431                alignment = libAlign();                                                 // => no fake header
[b6830d74]432        } // if
[c4f68dc]433} // fakeHeader
434
[95eb7cf]435
[9c438546]436static inline bool headers( const char name[] __attribute__(( unused )), void * addr, HeapManager.Storage.Header *& header, HeapManager.FreeHeader *& freeElem,
437                                                        size_t & size, size_t & alignment ) with( heapManager ) {
[b6830d74]438        header = headerAddr( addr );
[c4f68dc]439
[13fece5]440  if ( unlikely( addr < heapBegin || heapEnd < addr ) ) { // mmapped ?
[95eb7cf]441                fakeHeader( header, alignment );
[c4f68dc]442                size = header->kind.real.blockSize & -3;                // mmap size
443                return true;
[b6830d74]444        } // if
[c4f68dc]445
446        #ifdef __CFA_DEBUG__
[13fece5]447        checkHeader( header < (HeapManager.Storage.Header *)heapBegin, name, addr ); // bad low address ?
[c4f68dc]448        #endif // __CFA_DEBUG__
[b6830d74]449
[bcb14b5]450        // header may be safe to dereference
[95eb7cf]451        fakeHeader( header, alignment );
[c4f68dc]452        #ifdef __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]453        checkHeader( header < (HeapManager.Storage.Header *)heapBegin || (HeapManager.Storage.Header *)heapEnd < header, name, addr ); // bad address ? (offset could be + or -)
[c4f68dc]454        #endif // __CFA_DEBUG__
455
[bcb14b5]456        freeElem = (HeapManager.FreeHeader *)((size_t)header->kind.real.home & -3);
[c4f68dc]457        #ifdef __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]458        if ( freeElem < &freeLists[0] || &freeLists[NoBucketSizes] <= freeElem ) {
459                abort( "Attempt to %s storage %p with corrupted header.\n"
460                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of header information.",
461                           name, addr );
462        } // if
[c4f68dc]463        #endif // __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]464        size = freeElem->blockSize;
465        return false;
[c4f68dc]466} // headers
467
[e4b6b7d3]468#ifdef __CFA_DEBUG__
469#if __SIZEOF_POINTER__ == 4
470#define MASK 0xdeadbeef
471#else
472#define MASK 0xdeadbeefdeadbeef
473#endif
474#define STRIDE size_t
475
476static void * Memset( void * addr, STRIDE size ) {              // debug only
477        if ( size % sizeof(STRIDE) != 0 ) abort( "Memset() : internal error, size %zd not multiple of %zd.", size, sizeof(STRIDE) );
478        if ( (STRIDE)addr % sizeof(STRIDE) != 0 ) abort( "Memset() : internal error, addr %p not multiple of %zd.", addr, sizeof(STRIDE) );
479
480        STRIDE * end = (STRIDE *)addr + size / sizeof(STRIDE);
481        for ( STRIDE * p = (STRIDE *)addr; p < end; p += 1 ) *p = MASK;
482        return addr;
483} // Memset
484#endif // __CFA_DEBUG__
485
[13fece5]486
[92aca37]487#define NO_MEMORY_MSG "insufficient heap memory available for allocating %zd new bytes."
[c4f68dc]488
[9c438546]489static inline void * extend( size_t size ) with( heapManager ) {
[b6830d74]490        lock( extlock __cfaabi_dbg_ctx2 );
491        ptrdiff_t rem = heapRemaining - size;
492        if ( rem < 0 ) {
[c4f68dc]493                // If the size requested is bigger than the current remaining storage, increase the size of the heap.
494
[ad2dced]495                size_t increase = ceiling2( size > heapExpand ? size : heapExpand, __page_size );
496                // Do not call abort or strerror( errno ) as they may call malloc.
[92aca37]497                if ( sbrk( increase ) == (void *)-1 ) {                 // failed, no memory ?
[c4f68dc]498                        unlock( extlock );
[ad2dced]499                        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, NO_MEMORY_MSG, size );
500                        _exit( EXIT_FAILURE );
[92aca37]501                } // if
[ad2dced]502                if ( mprotect( (char *)heapEnd + heapRemaining, increase, __map_prot ) ) {
503                        unlock( extlock );
504                        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "extend() : internal error, mprotect failure, heapEnd:%p size:%zd, errno:%d.\n", heapEnd, increase, errno );
505                        _exit( EXIT_FAILURE );
[b4aa1ab]506                } // if
[bcb14b5]507                #ifdef __STATISTICS__
[c4f68dc]508                sbrk_calls += 1;
509                sbrk_storage += increase;
[bcb14b5]510                #endif // __STATISTICS__
511                #ifdef __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]512                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
[13fece5]513                memset( (char *)heapEnd + heapRemaining, '\xde', increase );
[ad2dced]514                //Memset( (char *)heapEnd + heapRemaining, increase );
[bcb14b5]515                #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]516                rem = heapRemaining + increase - size;
[b6830d74]517        } // if
[c4f68dc]518
[b6830d74]519        HeapManager.Storage * block = (HeapManager.Storage *)heapEnd;
520        heapRemaining = rem;
521        heapEnd = (char *)heapEnd + size;
522        unlock( extlock );
523        return block;
[c4f68dc]524} // extend
525
526
[9c438546]527static inline void * doMalloc( size_t size ) with( heapManager ) {
[7b149bc]528        HeapManager.Storage * block;                                            // pointer to new block of storage
[c4f68dc]529
[b6830d74]530        // Look up size in the size list.  Make sure the user request includes space for the header that must be allocated
531        // along with the block and is a multiple of the alignment size.
[c4f68dc]532
[1076d05]533  if ( unlikely( size > ULONG_MAX - sizeof(HeapManager.Storage) ) ) return 0p;
[b6830d74]534        size_t tsize = size + sizeof(HeapManager.Storage);
535        if ( likely( tsize < mmapStart ) ) {                            // small size => sbrk
[e723100]536                size_t posn;
537                #ifdef FASTLOOKUP
538                if ( tsize < LookupSizes ) posn = lookup[tsize];
539                else
540                #endif // FASTLOOKUP
541                        posn = Bsearchl( (unsigned int)tsize, bucketSizes, (size_t)maxBucketsUsed );
542                HeapManager.FreeHeader * freeElem = &freeLists[posn];
[c1f38e6c]543                verify( freeElem <= &freeLists[maxBucketsUsed] ); // subscripting error ?
544                verify( tsize <= freeElem->blockSize );                 // search failure ?
[c4f68dc]545                tsize = freeElem->blockSize;                                    // total space needed for request
546
547                // Spin until the lock is acquired for this particular size of block.
548
[9c438546]549                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[bcb14b5]550                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
551                block = freeElem->freeList;                                             // remove node from stack
[c4f68dc]552                #else
[9c438546]553                block = pop( freeElem->freeList );
554                #endif // BUCKETLOCK
[95eb7cf]555                if ( unlikely( block == 0p ) ) {                                // no free block ?
[9c438546]556                        #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[c4f68dc]557                        unlock( freeElem->lock );
[9c438546]558                        #endif // BUCKETLOCK
[bcb14b5]559
[c4f68dc]560                        // Freelist for that size was empty, so carve it out of the heap if there's enough left, or get some more
561                        // and then carve it off.
562
563                        block = (HeapManager.Storage *)extend( tsize ); // mutual exclusion on call
[9c438546]564                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[c4f68dc]565                } else {
566                        freeElem->freeList = block->header.kind.real.next;
567                        unlock( freeElem->lock );
[9c438546]568                #endif // BUCKETLOCK
[c4f68dc]569                } // if
570
571                block->header.kind.real.home = freeElem;                // pointer back to free list of apropriate size
[bcb14b5]572        } else {                                                                                        // large size => mmap
[ad2dced]573  if ( unlikely( size > ULONG_MAX - __page_size ) ) return 0p;
574                tsize = ceiling2( tsize, __page_size );                 // must be multiple of page size
[c4f68dc]575                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]576                __atomic_add_fetch( &mmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
577                __atomic_add_fetch( &mmap_storage, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]578                #endif // __STATISTICS__
[92aca37]579
[ad2dced]580                block = (HeapManager.Storage *)mmap( 0, tsize, __map_prot, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, mmapFd, 0 );
[92aca37]581                if ( block == (HeapManager.Storage *)MAP_FAILED ) { // failed ?
582                        if ( errno == ENOMEM ) abort( NO_MEMORY_MSG, tsize ); // no memory
[c4f68dc]583                        // Do not call strerror( errno ) as it may call malloc.
[b4aa1ab]584                        abort( "(HeapManager &)0x%p.doMalloc() : internal error, mmap failure, size:%zu errno:%d.", &heapManager, tsize, errno );
[92aca37]585                } //if
[bcb14b5]586                #ifdef __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]587                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
[13fece5]588                memset( block, '\xde', tsize );
[ad2dced]589                //Memset( block, tsize );
[bcb14b5]590                #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]591                block->header.kind.real.blockSize = tsize;              // storage size for munmap
[bcb14b5]592        } // if
[c4f68dc]593
[9c438546]594        block->header.kind.real.size = size;                            // store allocation size
[95eb7cf]595        void * addr = &(block->data);                                           // adjust off header to user bytes
[c1f38e6c]596        verify( ((uintptr_t)addr & (libAlign() - 1)) == 0 ); // minimum alignment ?
[c4f68dc]597
598        #ifdef __CFA_DEBUG__
[c1f38e6c]599        __atomic_add_fetch( &allocUnfreed, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[bcb14b5]600        if ( traceHeap() ) {
601                enum { BufferSize = 64 };
602                char helpText[BufferSize];
[95eb7cf]603                int len = snprintf( helpText, BufferSize, "%p = Malloc( %zu ) (allocated %zu)\n", addr, size, tsize );
604                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
[bcb14b5]605        } // if
[c4f68dc]606        #endif // __CFA_DEBUG__
607
[95eb7cf]608        return addr;
[c4f68dc]609} // doMalloc
610
611
[9c438546]612static inline void doFree( void * addr ) with( heapManager ) {
[c4f68dc]613        #ifdef __CFA_DEBUG__
[95eb7cf]614        if ( unlikely( heapManager.heapBegin == 0p ) ) {
[bcb14b5]615                abort( "doFree( %p ) : internal error, called before heap is initialized.", addr );
616        } // if
[c4f68dc]617        #endif // __CFA_DEBUG__
618
[b6830d74]619        HeapManager.Storage.Header * header;
620        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
621        size_t size, alignment;                                                         // not used (see realloc)
[c4f68dc]622
[b6830d74]623        if ( headers( "free", addr, header, freeElem, size, alignment ) ) { // mmapped ?
[c4f68dc]624                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]625                __atomic_add_fetch( &munmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
626                __atomic_add_fetch( &munmap_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]627                #endif // __STATISTICS__
628                if ( munmap( header, size ) == -1 ) {
629                        abort( "Attempt to deallocate storage %p not allocated or with corrupt header.\n"
[bcb14b5]630                                   "Possible cause is invalid pointer.",
631                                   addr );
[c4f68dc]632                } // if
[bcb14b5]633        } else {
[c4f68dc]634                #ifdef __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]635                // Set free memory to garbage so subsequent usages might fail.
[13fece5]636                memset( ((HeapManager.Storage *)header)->data, '\xde', freeElem->blockSize - sizeof( HeapManager.Storage ) );
[ad2dced]637                //Memset( ((HeapManager.Storage *)header)->data, freeElem->blockSize - sizeof( HeapManager.Storage ) );
[c4f68dc]638                #endif // __CFA_DEBUG__
639
640                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]641                free_storage += size;
[c4f68dc]642                #endif // __STATISTICS__
[9c438546]643                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[bcb14b5]644                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );               // acquire spin lock
645                header->kind.real.next = freeElem->freeList;    // push on stack
646                freeElem->freeList = (HeapManager.Storage *)header;
647                unlock( freeElem->lock );                                               // release spin lock
[c4f68dc]648                #else
[9c438546]649                push( freeElem->freeList, *(HeapManager.Storage *)header );
650                #endif // BUCKETLOCK
[bcb14b5]651        } // if
[c4f68dc]652
653        #ifdef __CFA_DEBUG__
[c1f38e6c]654        __atomic_add_fetch( &allocUnfreed, -size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[bcb14b5]655        if ( traceHeap() ) {
[92aca37]656                char helpText[64];
[bcb14b5]657                int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText), "Free( %p ) size:%zu\n", addr, size );
[95eb7cf]658                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
[bcb14b5]659        } // if
[c4f68dc]660        #endif // __CFA_DEBUG__
661} // doFree
662
663
[9c438546]664size_t prtFree( HeapManager & manager ) with( manager ) {
[b6830d74]665        size_t total = 0;
[c4f68dc]666        #ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]667        __cfaabi_bits_acquire();
668        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\nBin lists (bin size : free blocks on list)\n" );
[c4f68dc]669        #endif // __STATISTICS__
[b6830d74]670        for ( unsigned int i = 0; i < maxBucketsUsed; i += 1 ) {
[d46ed6e]671                size_t size = freeLists[i].blockSize;
672                #ifdef __STATISTICS__
673                unsigned int N = 0;
674                #endif // __STATISTICS__
[b6830d74]675
[9c438546]676                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[95eb7cf]677                for ( HeapManager.Storage * p = freeLists[i].freeList; p != 0p; p = p->header.kind.real.next ) {
[d46ed6e]678                #else
[b4aa1ab]679                        for(;;) {
680//              for ( HeapManager.Storage * p = top( freeLists[i].freeList ); p != 0p; p = (p)`next->top ) {
[7cfef0d]681//              for ( HeapManager.Storage * p = top( freeLists[i].freeList ); p != 0p; /* p = getNext( p )->top */) {
[b4aa1ab]682//                      HeapManager.Storage * temp = p->header.kind.real.next.top; // FIX ME: direct assignent fails, initialization works`
[7cfef0d]683//                      typeof(p) temp = (( p )`next)->top;                     // FIX ME: direct assignent fails, initialization works`
684//                      p = temp;
[9c438546]685                #endif // BUCKETLOCK
[d46ed6e]686                        total += size;
687                        #ifdef __STATISTICS__
688                        N += 1;
689                        #endif // __STATISTICS__
[b6830d74]690                } // for
691
[d46ed6e]692                #ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]693                __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "%7zu, %-7u  ", size, N );
694                if ( (i + 1) % 8 == 0 ) __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\n" );
[d46ed6e]695                #endif // __STATISTICS__
696        } // for
697        #ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]698        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\ntotal free blocks:%zu\n", total );
699        __cfaabi_bits_release();
[d46ed6e]700        #endif // __STATISTICS__
701        return (char *)heapEnd - (char *)heapBegin - total;
[95eb7cf]702} // prtFree
703
704
[9c438546]705static void ?{}( HeapManager & manager ) with( manager ) {
[ad2dced]706        __page_size = sysconf( _SC_PAGESIZE );
707        __map_prot = PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC;
[95eb7cf]708
709        for ( unsigned int i = 0; i < NoBucketSizes; i += 1 ) { // initialize the free lists
710                freeLists[i].blockSize = bucketSizes[i];
711        } // for
712
713        #ifdef FASTLOOKUP
714        unsigned int idx = 0;
715        for ( unsigned int i = 0; i < LookupSizes; i += 1 ) {
716                if ( i > bucketSizes[idx] ) idx += 1;
717                lookup[i] = idx;
718        } // for
719        #endif // FASTLOOKUP
720
[1076d05]721        if ( ! setMmapStart( default_mmap_start() ) ) {
[95eb7cf]722                abort( "HeapManager : internal error, mmap start initialization failure." );
723        } // if
724        heapExpand = default_heap_expansion();
725
[1e034d9]726        char * end = (char *)sbrk( 0 );
[ad2dced]727        heapBegin = heapEnd = sbrk( (char *)ceiling2( (long unsigned int)end, __page_size ) - end ); // move start of heap to multiple of alignment
[95eb7cf]728} // HeapManager
729
730
731static void ^?{}( HeapManager & ) {
732        #ifdef __STATISTICS__
[baf608a]733        if ( traceHeapTerm() ) {
734                printStats();
[92aca37]735                // prtUnfreed() called in heapAppStop()
[baf608a]736        } // if
[95eb7cf]737        #endif // __STATISTICS__
738} // ~HeapManager
739
740
741static void memory_startup( void ) __attribute__(( constructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
742void memory_startup( void ) {
743        #ifdef __CFA_DEBUG__
[92aca37]744        if ( heapBoot ) {                                                                       // check for recursion during system boot
[95eb7cf]745                abort( "boot() : internal error, recursively invoked during system boot." );
746        } // if
747        heapBoot = true;
748        #endif // __CFA_DEBUG__
749
[c1f38e6c]750        //verify( heapManager.heapBegin != 0 );
[95eb7cf]751        //heapManager{};
[1076d05]752        if ( heapManager.heapBegin == 0p ) heapManager{};       // sanity check
[95eb7cf]753} // memory_startup
754
755static void memory_shutdown( void ) __attribute__(( destructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
756void memory_shutdown( void ) {
757        ^heapManager{};
758} // memory_shutdown
[c4f68dc]759
[bcb14b5]760
761static inline void * mallocNoStats( size_t size ) {             // necessary for malloc statistics
[92aca37]762        verify( heapManager.heapBegin != 0p );                          // called before memory_startup ?
[dd23e66]763  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[d5d3a90]764
[76e2113]765#if __SIZEOF_POINTER__ == 8
766        verify( size < ((typeof(size_t))1 << 48) );
767#endif // __SIZEOF_POINTER__ == 8
[d5d3a90]768        return doMalloc( size );
[bcb14b5]769} // mallocNoStats
[c4f68dc]770
771
[76e2113]772static inline void * callocNoStats( size_t dim, size_t elemSize ) {
773        size_t size = dim * elemSize;
[dd23e66]774  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[95eb7cf]775        char * addr = (char *)mallocNoStats( size );
776
777        HeapManager.Storage.Header * header;
778        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
779        size_t bsize, alignment;
[d5d3a90]780        #ifndef __CFA_DEBUG__
781        bool mapped =
782        #endif // __CFA_DEBUG__
783                headers( "calloc", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
[95eb7cf]784        #ifndef __CFA_DEBUG__
[dd23e66]785
[95eb7cf]786        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
787        if ( ! mapped )
788        #endif // __CFA_DEBUG__
[d5d3a90]789                // <-------0000000000000000000000000000UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU> bsize (bucket size) U => undefined
[1e034d9]790                // `-header`-addr                      `-size
[d5d3a90]791                memset( addr, '\0', size );                                             // set to zeros
[95eb7cf]792
793        header->kind.real.blockSize |= 2;                                       // mark as zero filled
794        return addr;
795} // callocNoStats
796
797
[92aca37]798static inline void * memalignNoStats( size_t alignment, size_t size ) {
[dd23e66]799  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[d5d3a90]800
[bcb14b5]801        #ifdef __CFA_DEBUG__
[b6830d74]802        checkAlign( alignment );                                                        // check alignment
[bcb14b5]803        #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]804
[b6830d74]805        // if alignment <= default alignment, do normal malloc as two headers are unnecessary
[bcb14b5]806  if ( unlikely( alignment <= libAlign() ) ) return mallocNoStats( size );
[b6830d74]807
808        // Allocate enough storage to guarantee an address on the alignment boundary, and sufficient space before it for
809        // administrative storage. NOTE, WHILE THERE ARE 2 HEADERS, THE FIRST ONE IS IMPLICITLY CREATED BY DOMALLOC.
810        //      .-------------v-----------------v----------------v----------,
811        //      | Real Header | ... padding ... |   Fake Header  | data ... |
812        //      `-------------^-----------------^-+--------------^----------'
813        //      |<--------------------------------' offset/align |<-- alignment boundary
814
815        // subtract libAlign() because it is already the minimum alignment
816        // add sizeof(Storage) for fake header
[95eb7cf]817        char * addr = (char *)mallocNoStats( size + alignment - libAlign() + sizeof(HeapManager.Storage) );
[b6830d74]818
819        // address in the block of the "next" alignment address
[92aca37]820        char * user = (char *)ceiling2( (uintptr_t)(addr + sizeof(HeapManager.Storage)), alignment );
[b6830d74]821
822        // address of header from malloc
[95eb7cf]823        HeapManager.Storage.Header * realHeader = headerAddr( addr );
[4cf617e]824        realHeader->kind.real.size = size;                                      // correct size to eliminate above alignment offset
[b6830d74]825        // address of fake header * before* the alignment location
826        HeapManager.Storage.Header * fakeHeader = headerAddr( user );
827        // SKULLDUGGERY: insert the offset to the start of the actual storage block and remember alignment
828        fakeHeader->kind.fake.offset = (char *)fakeHeader - (char *)realHeader;
829        // SKULLDUGGERY: odd alignment imples fake header
830        fakeHeader->kind.fake.alignment = alignment | 1;
831
832        return user;
[bcb14b5]833} // memalignNoStats
[c4f68dc]834
835
[76e2113]836static inline void * cmemalignNoStats( size_t alignment, size_t dim, size_t elemSize ) {
837        size_t size = dim * elemSize;
[dd23e66]838  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[95eb7cf]839        char * addr = (char *)memalignNoStats( alignment, size );
[d5d3a90]840
[95eb7cf]841        HeapManager.Storage.Header * header;
842        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
843        size_t bsize;
844        #ifndef __CFA_DEBUG__
[dd23e66]845        bool mapped =
846        #endif // __CFA_DEBUG__
847                headers( "cmemalign", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
848
[95eb7cf]849        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
[92aca37]850        #ifndef __CFA_DEBUG__
[95eb7cf]851        if ( ! mapped )
852        #endif // __CFA_DEBUG__
[dd23e66]853                // <-------0000000000000000000000000000UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU> bsize (bucket size) U => undefined
854                // `-header`-addr                      `-size
855                memset( addr, '\0', size );                                             // set to zeros
[95eb7cf]856
[cfbc703d]857        header->kind.real.blockSize |= 2;                                       // mark as zero filled
[95eb7cf]858        return addr;
859} // cmemalignNoStats
860
861
[c4f68dc]862extern "C" {
[61248a4]863        // Allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory.  The contents are undefined. If size is 0,
864        // then malloc() returns a unique pointer value that can later be successfully passed to free().
[b6830d74]865        void * malloc( size_t size ) {
[c4f68dc]866                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]867                __atomic_add_fetch( &malloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
868                __atomic_add_fetch( &malloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]869                #endif // __STATISTICS__
870
[bcb14b5]871                return mallocNoStats( size );
872        } // malloc
[c4f68dc]873
[76e2113]874
[61248a4]875        // Same as malloc() except size bytes is an array of dim elements each of elemSize bytes.
[76e2113]876        void * aalloc( size_t dim, size_t elemSize ) {
[92aca37]877                size_t size = dim * elemSize;
[76e2113]878                #ifdef __STATISTICS__
879                __atomic_add_fetch( &aalloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[92aca37]880                __atomic_add_fetch( &aalloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]881                #endif // __STATISTICS__
882
[92aca37]883                return mallocNoStats( size );
[76e2113]884        } // aalloc
885
886
[61248a4]887        // Same as aalloc() with memory set to zero.
[76e2113]888        void * calloc( size_t dim, size_t elemSize ) {
[c4f68dc]889                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]890                __atomic_add_fetch( &calloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]891                __atomic_add_fetch( &calloc_storage, dim * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]892                #endif // __STATISTICS__
893
[76e2113]894                return callocNoStats( dim, elemSize );
[bcb14b5]895        } // calloc
[c4f68dc]896
[92aca37]897
[61248a4]898        // Change the size of the memory block pointed to by oaddr to size bytes. The contents are undefined.  If oaddr is
899        // 0p, then the call is equivalent to malloc(size), for all values of size; if size is equal to zero, and oaddr is
900        // not 0p, then the call is equivalent to free(oaddr). Unless oaddr is 0p, it must have been returned by an earlier
901        // call to malloc(), alloc(), calloc() or realloc(). If the area pointed to was moved, a free(oaddr) is done.
[cfbc703d]902        void * resize( void * oaddr, size_t size ) {
903                #ifdef __STATISTICS__
904                __atomic_add_fetch( &resize_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
905                #endif // __STATISTICS__
906
907                // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
[d5d3a90]908          if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
[92aca37]909          if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
910                        #ifdef __STATISTICS__
911                        __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
912                        #endif // __STATISTICS__
913                        return mallocNoStats( size );
914                } // if
[cfbc703d]915
916                HeapManager.Storage.Header * header;
917                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
[92aca37]918                size_t bsize, oalign;
[cfbc703d]919                headers( "resize", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
[76e2113]920                size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
[92847f7]921
[cfbc703d]922                // same size, DO NOT preserve STICKY PROPERTIES.
[92847f7]923                if ( oalign == libAlign() && size <= odsize && odsize <= size * 2 ) { // allow 50% wasted storage for smaller size
[cfbc703d]924                        header->kind.real.blockSize &= -2;                      // no alignment and turn off 0 fill
[d5d3a90]925                        header->kind.real.size = size;                          // reset allocation size
[cfbc703d]926                        return oaddr;
927                } // if
[0f89d4f]928
[92aca37]929                #ifdef __STATISTICS__
930                __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
931                #endif // __STATISTICS__
932
[cfbc703d]933                // change size, DO NOT preserve STICKY PROPERTIES.
934                free( oaddr );
[d5d3a90]935                return mallocNoStats( size );                                   // create new area
[cfbc703d]936        } // resize
937
938
[61248a4]939        // Same as resize() but the contents are unchanged in the range from the start of the region up to the minimum of
[cfbc703d]940        // the old and new sizes.
[95eb7cf]941        void * realloc( void * oaddr, size_t size ) {
[c4f68dc]942                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]943                __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]944                #endif // __STATISTICS__
945
[1f6de372]946                // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
[d5d3a90]947          if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
[92aca37]948          if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
949                        #ifdef __STATISTICS__
950                        __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
951                        #endif // __STATISTICS__
952                        return mallocNoStats( size );
953                } // if
[c4f68dc]954
955                HeapManager.Storage.Header * header;
956                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
[92aca37]957                size_t bsize, oalign;
[95eb7cf]958                headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
959
960                size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
[d5d3a90]961                size_t osize = header->kind.real.size;                  // old allocation size
[92847f7]962                bool ozfill = (header->kind.real.blockSize & 2); // old allocation zero filled
963          if ( unlikely( size <= odsize ) && odsize <= size * 2 ) { // allow up to 50% wasted storage
[d5d3a90]964                        header->kind.real.size = size;                          // reset allocation size
965                        if ( unlikely( ozfill ) && size > osize ) {     // previous request zero fill and larger ?
[e4b6b7d3]966                                memset( (char *)oaddr + osize, '\0', size - osize ); // initialize added storage
[d5d3a90]967                        } // if
[95eb7cf]968                        return oaddr;
[c4f68dc]969                } // if
970
[92aca37]971                #ifdef __STATISTICS__
972                __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
973                #endif // __STATISTICS__
974
[95eb7cf]975                // change size and copy old content to new storage
976
977                void * naddr;
[92847f7]978                if ( likely( oalign == libAlign() ) ) {                 // previous request not aligned ?
[d5d3a90]979                        naddr = mallocNoStats( size );                          // create new area
[c4f68dc]980                } else {
[d5d3a90]981                        naddr = memalignNoStats( oalign, size );        // create new aligned area
[c4f68dc]982                } // if
[1e034d9]983
[95eb7cf]984                headers( "realloc", naddr, header, freeElem, bsize, oalign );
[47dd0d2]985                memcpy( naddr, oaddr, min( osize, size ) );             // copy bytes
[95eb7cf]986                free( oaddr );
[d5d3a90]987
988                if ( unlikely( ozfill ) ) {                                             // previous request zero fill ?
989                        header->kind.real.blockSize |= 2;                       // mark new request as zero filled
990                        if ( size > osize ) {                                           // previous request larger ?
[e4b6b7d3]991                                memset( (char *)naddr + osize, '\0', size - osize ); // initialize added storage
[d5d3a90]992                        } // if
993                } // if
[95eb7cf]994                return naddr;
[b6830d74]995        } // realloc
[c4f68dc]996
[c1f38e6c]997
[61248a4]998        // Same as malloc() except the memory address is a multiple of alignment, which must be a power of two. (obsolete)
[bcb14b5]999        void * memalign( size_t alignment, size_t size ) {
[c4f68dc]1000                #ifdef __STATISTICS__
1001                __atomic_add_fetch( &memalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
1002                __atomic_add_fetch( &memalign_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1003                #endif // __STATISTICS__
1004
[95eb7cf]1005                return memalignNoStats( alignment, size );
[bcb14b5]1006        } // memalign
[c4f68dc]1007
[95eb7cf]1008
[76e2113]1009        // Same as aalloc() with memory alignment.
1010        void * amemalign( size_t alignment, size_t dim, size_t elemSize ) {
[92aca37]1011                size_t size = dim * elemSize;
[76e2113]1012                #ifdef __STATISTICS__
1013                __atomic_add_fetch( &cmemalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[92aca37]1014                __atomic_add_fetch( &cmemalign_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]1015                #endif // __STATISTICS__
1016
[92aca37]1017                return memalignNoStats( alignment, size );
[76e2113]1018        } // amemalign
1019
1020
[ca7949b]1021        // Same as calloc() with memory alignment.
[76e2113]1022        void * cmemalign( size_t alignment, size_t dim, size_t elemSize ) {
[95eb7cf]1023                #ifdef __STATISTICS__
1024                __atomic_add_fetch( &cmemalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]1025                __atomic_add_fetch( &cmemalign_storage, dim * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[95eb7cf]1026                #endif // __STATISTICS__
1027
[76e2113]1028                return cmemalignNoStats( alignment, dim, elemSize );
[95eb7cf]1029        } // cmemalign
1030
[13fece5]1031
[ca7949b]1032        // Same as memalign(), but ISO/IEC 2011 C11 Section 7.22.2 states: the value of size shall be an integral multiple
1033    // of alignment. This requirement is universally ignored.
[b6830d74]1034        void * aligned_alloc( size_t alignment, size_t size ) {
[c4f68dc]1035                return memalign( alignment, size );
[b6830d74]1036        } // aligned_alloc
[c4f68dc]1037
1038
[ca7949b]1039        // Allocates size bytes and places the address of the allocated memory in *memptr. The address of the allocated
1040        // memory shall be a multiple of alignment, which must be a power of two and a multiple of sizeof(void *). If size
1041        // is 0, then posix_memalign() returns either 0p, or a unique pointer value that can later be successfully passed to
1042        // free(3).
[b6830d74]1043        int posix_memalign( void ** memptr, size_t alignment, size_t size ) {
[92aca37]1044          if ( alignment < libAlign() || ! is_pow2( alignment ) ) return EINVAL; // check alignment
[c4f68dc]1045                * memptr = memalign( alignment, size );
1046                return 0;
[b6830d74]1047        } // posix_memalign
[c4f68dc]1048
[13fece5]1049
[ca7949b]1050        // Allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory address shall be a multiple of the
1051        // page size.  It is equivalent to memalign(sysconf(_SC_PAGESIZE),size).
[b6830d74]1052        void * valloc( size_t size ) {
[ad2dced]1053                return memalign( __page_size, size );
[b6830d74]1054        } // valloc
[c4f68dc]1055
1056
[ca7949b]1057        // Same as valloc but rounds size to multiple of page size.
1058        void * pvalloc( size_t size ) {
[ad2dced]1059                return memalign( __page_size, ceiling2( size, __page_size ) );
[ca7949b]1060        } // pvalloc
1061
1062
1063        // Frees the memory space pointed to by ptr, which must have been returned by a previous call to malloc(), calloc()
[1076d05]1064        // or realloc().  Otherwise, or if free(ptr) has already been called before, undefined behaviour occurs. If ptr is
[ca7949b]1065        // 0p, no operation is performed.
[b6830d74]1066        void free( void * addr ) {
[c4f68dc]1067                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]1068                __atomic_add_fetch( &free_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]1069                #endif // __STATISTICS__
1070
[95eb7cf]1071          if ( unlikely( addr == 0p ) ) {                                       // special case
1072                        // #ifdef __CFA_DEBUG__
1073                        // if ( traceHeap() ) {
1074                        //      #define nullmsg "Free( 0x0 ) size:0\n"
[1e034d9]1075                        //      // Do not debug print free( 0p ), as it can cause recursive entry from sprintf.
[95eb7cf]1076                        //      __cfaabi_dbg_write( nullmsg, sizeof(nullmsg) - 1 );
1077                        // } // if
1078                        // #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]1079                        return;
1080                } // exit
1081
1082                doFree( addr );
[b6830d74]1083        } // free
[93c2e0a]1084
[c4f68dc]1085
[76e2113]1086        // Returns the alignment of an allocation.
[b6830d74]1087        size_t malloc_alignment( void * addr ) {
[95eb7cf]1088          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return libAlign();      // minimum alignment
[1aa6ecb]1089                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
[c4f68dc]1090                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1091                        return header->kind.fake.alignment & -2;        // remove flag from value
1092                } else {
[cfbc703d]1093                        return libAlign();                                                      // minimum alignment
[c4f68dc]1094                } // if
[bcb14b5]1095        } // malloc_alignment
[c4f68dc]1096
[92aca37]1097
[76e2113]1098        // Set the alignment for an the allocation and return previous alignment or 0 if no alignment.
1099        size_t $malloc_alignment_set( void * addr, size_t alignment ) {
1100          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return libAlign();      // minimum alignment
1101                size_t ret;
1102                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1103                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1104                        ret = header->kind.fake.alignment & -2;         // remove flag from old value
1105                        header->kind.fake.alignment = alignment | 1; // add flag to new value
1106                } else {
1107                        ret = 0;                                                                        // => no alignment to change
1108                } // if
1109                return ret;
1110        } // $malloc_alignment_set
1111
[c4f68dc]1112
[76e2113]1113        // Returns true if the allocation is zero filled, e.g., allocated by calloc().
[b6830d74]1114        bool malloc_zero_fill( void * addr ) {
[95eb7cf]1115          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return false;           // null allocation is not zero fill
[1aa6ecb]1116                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
[c4f68dc]1117                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
[cfbc703d]1118                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
[c4f68dc]1119                } // if
[76e2113]1120                return (header->kind.real.blockSize & 2) != 0;  // zero filled ?
[bcb14b5]1121        } // malloc_zero_fill
[c4f68dc]1122
[76e2113]1123        // Set allocation is zero filled and return previous zero filled.
1124        bool $malloc_zero_fill_set( void * addr ) {
1125          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return false;           // null allocation is not zero fill
1126                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1127                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1128                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
1129                } // if
1130                bool ret = (header->kind.real.blockSize & 2) != 0; // zero filled ?
1131                header->kind.real.blockSize |= 2;                               // mark as zero filled
1132                return ret;
1133        } // $malloc_zero_fill_set
1134
[c4f68dc]1135
[76e2113]1136        // Returns original total allocation size (not bucket size) => array size is dimension * sizeif(T).
1137        size_t malloc_size( void * addr ) {
[849fb370]1138          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has zero size
[cfbc703d]1139                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1140                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1141                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
1142                } // if
[9c438546]1143                return header->kind.real.size;
[76e2113]1144        } // malloc_size
1145
1146        // Set allocation size and return previous size.
1147        size_t $malloc_size_set( void * addr, size_t size ) {
[849fb370]1148          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has 0 size
[76e2113]1149                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1150                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1151                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
1152                } // if
[9c438546]1153                size_t ret = header->kind.real.size;
1154                header->kind.real.size = size;
[76e2113]1155                return ret;
1156        } // $malloc_size_set
[cfbc703d]1157
1158
[ca7949b]1159        // Returns the number of usable bytes in the block pointed to by ptr, a pointer to a block of memory allocated by
1160        // malloc or a related function.
[95eb7cf]1161        size_t malloc_usable_size( void * addr ) {
1162          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has 0 size
1163                HeapManager.Storage.Header * header;
1164                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1165                size_t bsize, alignment;
1166
1167                headers( "malloc_usable_size", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
[dd23e66]1168                return dataStorage( bsize, addr, header );              // data storage in bucket
[95eb7cf]1169        } // malloc_usable_size
1170
1171
[ca7949b]1172        // Prints (on default standard error) statistics about memory allocated by malloc and related functions.
[b6830d74]1173        void malloc_stats( void ) {
[c4f68dc]1174                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]1175                printStats();
[95eb7cf]1176                if ( prtFree() ) prtFree( heapManager );
[c4f68dc]1177                #endif // __STATISTICS__
[bcb14b5]1178        } // malloc_stats
[c4f68dc]1179
[92aca37]1180
[ca7949b]1181        // Changes the file descripter where malloc_stats() writes statistics.
[95eb7cf]1182        int malloc_stats_fd( int fd __attribute__(( unused )) ) {
[c4f68dc]1183                #ifdef __STATISTICS__
[92aca37]1184                int temp = stat_fd;
1185                stat_fd = fd;
[bcb14b5]1186                return temp;
[c4f68dc]1187                #else
[bcb14b5]1188                return -1;
[c4f68dc]1189                #endif // __STATISTICS__
[bcb14b5]1190        } // malloc_stats_fd
[c4f68dc]1191
[95eb7cf]1192
[1076d05]1193        // Adjusts parameters that control the behaviour of the memory-allocation functions (see malloc). The param argument
[ca7949b]1194        // specifies the parameter to be modified, and value specifies the new value for that parameter.
[95eb7cf]1195        int mallopt( int option, int value ) {
1196                choose( option ) {
1197                  case M_TOP_PAD:
[ad2dced]1198                        heapExpand = ceiling2( value, __page_size ); return 1;
[95eb7cf]1199                  case M_MMAP_THRESHOLD:
1200                        if ( setMmapStart( value ) ) return 1;
[1076d05]1201                        break;
[95eb7cf]1202                } // switch
1203                return 0;                                                                               // error, unsupported
1204        } // mallopt
1205
[c1f38e6c]1206
[ca7949b]1207        // Attempt to release free memory at the top of the heap (by calling sbrk with a suitable argument).
[95eb7cf]1208        int malloc_trim( size_t ) {
1209                return 0;                                                                               // => impossible to release memory
1210        } // malloc_trim
1211
1212
[ca7949b]1213        // Exports an XML string that describes the current state of the memory-allocation implementation in the caller.
1214        // The string is printed on the file stream stream.  The exported string includes information about all arenas (see
1215        // malloc).
[c4f68dc]1216        int malloc_info( int options, FILE * stream ) {
[92aca37]1217          if ( options != 0 ) { errno = EINVAL; return -1; }
1218                #ifdef __STATISTICS__
[d46ed6e]1219                return printStatsXML( stream );
[92aca37]1220                #else
1221                return 0;                                                                               // unsupported
1222                #endif // __STATISTICS__
[c4f68dc]1223        } // malloc_info
1224
1225
[ca7949b]1226        // Records the current state of all malloc internal bookkeeping variables (but not the actual contents of the heap
1227        // or the state of malloc_hook functions pointers).  The state is recorded in a system-dependent opaque data
1228        // structure dynamically allocated via malloc, and a pointer to that data structure is returned as the function
1229        // result.  (The caller must free this memory.)
[c4f68dc]1230        void * malloc_get_state( void ) {
[95eb7cf]1231                return 0p;                                                                              // unsupported
[c4f68dc]1232        } // malloc_get_state
1233
[bcb14b5]1234
[ca7949b]1235        // Restores the state of all malloc internal bookkeeping variables to the values recorded in the opaque data
1236        // structure pointed to by state.
[92aca37]1237        int malloc_set_state( void * ) {
[bcb14b5]1238                return 0;                                                                               // unsupported
[c4f68dc]1239        } // malloc_set_state
1240} // extern "C"
1241
1242
[95eb7cf]1243// Must have CFA linkage to overload with C linkage realloc.
[cfbc703d]1244void * resize( void * oaddr, size_t nalign, size_t size ) {
[1e034d9]1245        #ifdef __STATISTICS__
[cfbc703d]1246        __atomic_add_fetch( &resize_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[1e034d9]1247        #endif // __STATISTICS__
[95eb7cf]1248
[c86f587]1249        if ( unlikely( nalign < libAlign() ) ) nalign = libAlign(); // reset alignment to minimum
1250        #ifdef __CFA_DEBUG__
1251        else
1252                checkAlign( nalign );                                                   // check alignment
1253        #endif // __CFA_DEBUG__
1254
[1f6de372]1255        // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
[d5d3a90]1256  if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
[92aca37]1257  if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
1258                #ifdef __STATISTICS__
1259                __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1260                #endif // __STATISTICS__
1261                return memalignNoStats( nalign, size );
1262        } // if
[cfbc703d]1263
[92847f7]1264        // Attempt to reuse existing alignment.
[47dd0d2]1265        HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( oaddr );
[92847f7]1266        bool isFakeHeader = header->kind.fake.alignment & 1; // old fake header ?
1267        size_t oalign;
1268        if ( isFakeHeader ) {
1269                oalign = header->kind.fake.alignment & -2;              // old alignment
1270                if ( (uintptr_t)oaddr % nalign == 0                             // lucky match ?
1271                         && ( oalign <= nalign                                          // going down
1272                                  || (oalign >= nalign && oalign <= 256) ) // little alignment storage wasted ?
1273                        ) {
1274                        headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
1275                        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1276                        size_t bsize, oalign;
1277                        headers( "resize", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
1278                        size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
[a3ade94]1279
[92847f7]1280                        if ( size <= odsize && odsize <= size * 2 ) { // allow 50% wasted data storage
[03b87140]1281                                headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
[a3ade94]1282
[92847f7]1283                                header->kind.real.blockSize &= -2;              // turn off 0 fill
1284                                header->kind.real.size = size;                  // reset allocation size
1285                                return oaddr;
1286                        } // if
[cfbc703d]1287                } // if
[92847f7]1288        } else if ( ! isFakeHeader                                                      // old real header (aligned on libAlign) ?
1289                                && nalign == libAlign() ) {                             // new alignment also on libAlign => no fake header needed
[113d785]1290                return resize( oaddr, size );                                   // duplicate special case checks
[cfbc703d]1291        } // if
1292
[92aca37]1293        #ifdef __STATISTICS__
1294        __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1295        #endif // __STATISTICS__
1296
[dd23e66]1297        // change size, DO NOT preserve STICKY PROPERTIES.
[cfbc703d]1298        free( oaddr );
[dd23e66]1299        return memalignNoStats( nalign, size );                         // create new aligned area
[cfbc703d]1300} // resize
1301
1302
1303void * realloc( void * oaddr, size_t nalign, size_t size ) {
[c1f38e6c]1304        if ( unlikely( nalign < libAlign() ) ) nalign = libAlign(); // reset alignment to minimum
[cfbc703d]1305        #ifdef __CFA_DEBUG__
1306        else
1307                checkAlign( nalign );                                                   // check alignment
1308        #endif // __CFA_DEBUG__
1309
[c86f587]1310        // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
1311  if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
1312  if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
1313                #ifdef __STATISTICS__
1314                __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
1315                __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1316                #endif // __STATISTICS__
1317                return memalignNoStats( nalign, size );
1318        } // if
1319
[92847f7]1320        // Attempt to reuse existing alignment.
1321        HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( oaddr );
1322        bool isFakeHeader = header->kind.fake.alignment & 1; // old fake header ?
1323        size_t oalign;
1324        if ( isFakeHeader ) {
1325                oalign = header->kind.fake.alignment & -2;              // old alignment
1326                if ( (uintptr_t)oaddr % nalign == 0                             // lucky match ?
1327                         && ( oalign <= nalign                                          // going down
1328                                  || (oalign >= nalign && oalign <= 256) ) // little alignment storage wasted ?
1329                        ) {
[03b87140]1330                        headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
[92847f7]1331                        return realloc( oaddr, size );                          // duplicate alignment and special case checks
1332                } // if
1333        } else if ( ! isFakeHeader                                                      // old real header (aligned on libAlign) ?
1334                                && nalign == libAlign() )                               // new alignment also on libAlign => no fake header needed
1335                return realloc( oaddr, size );                                  // duplicate alignment and special case checks
[cfbc703d]1336
[1e034d9]1337        #ifdef __STATISTICS__
[cfbc703d]1338        __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[95eb7cf]1339        __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[1e034d9]1340        #endif // __STATISTICS__
1341
[92847f7]1342        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1343        size_t bsize;
1344        headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
1345
1346        // change size and copy old content to new storage
1347
[dd23e66]1348        size_t osize = header->kind.real.size;                          // old allocation size
[92847f7]1349        bool ozfill = (header->kind.real.blockSize & 2);        // old allocation zero filled
[dd23e66]1350
1351        void * naddr = memalignNoStats( nalign, size );         // create new aligned area
[95eb7cf]1352
[1e034d9]1353        headers( "realloc", naddr, header, freeElem, bsize, oalign );
[47dd0d2]1354        memcpy( naddr, oaddr, min( osize, size ) );                     // copy bytes
[1e034d9]1355        free( oaddr );
[d5d3a90]1356
1357        if ( unlikely( ozfill ) ) {                                                     // previous request zero fill ?
1358                header->kind.real.blockSize |= 2;                               // mark new request as zero filled
1359                if ( size > osize ) {                                                   // previous request larger ?
[e4b6b7d3]1360                        memset( (char *)naddr + osize, '\0', size - osize ); // initialize added storage
[d5d3a90]1361                } // if
1362        } // if
[1e034d9]1363        return naddr;
[95eb7cf]1364} // realloc
1365
1366
[c4f68dc]1367// Local Variables: //
1368// tab-width: 4 //
[f8cd310]1369// compile-command: "cfa -nodebug -O2 heap.cfa" //
[c4f68dc]1370// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.