source: libcfa/src/heap.cfa @ b4aa1ab

ADTarm-ehast-experimentalenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since b4aa1ab was b4aa1ab, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 3 years ago

fix running nested routines on stacks in the heap

  • 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
[b4aa1ab]12// Last Modified On : Sun Dec 13 22:04:10 2020
13// Update Count     : 984
[73abe95]14//
[c4f68dc]15
16#include <unistd.h>                                                                             // sbrk, sysconf
17#include <stdbool.h>                                                                    // true, false
18#include <stdio.h>                                                                              // snprintf, fileno
19#include <errno.h>                                                                              // errno
[1e034d9]20#include <string.h>                                                                             // memset, memcpy
[1076d05]21#include <limits.h>                                                                             // ULONG_MAX
[ada0246d]22#include <malloc.h>                                                                             // memalign, malloc_usable_size
[c4f68dc]23#include <sys/mman.h>                                                                   // mmap, munmap
24
[92aca37]25#include "bits/align.hfa"                                                               // libAlign
[bcb14b5]26#include "bits/defs.hfa"                                                                // likely, unlikely
27#include "bits/locks.hfa"                                                               // __spinlock_t
[73abe95]28#include "startup.hfa"                                                                  // STARTUP_PRIORITY_MEMORY
[7cfef0d]29#include "math.hfa"                                                                             // ceiling
30#include "bitmanip.hfa"                                                                 // is_pow2, ceiling2
[c4f68dc]31
[93c2e0a]32static bool traceHeap = false;
[d46ed6e]33
[baf608a]34inline bool traceHeap() { return traceHeap; }
[d46ed6e]35
[93c2e0a]36bool traceHeapOn() {
37        bool temp = traceHeap;
[d46ed6e]38        traceHeap = true;
39        return temp;
40} // traceHeapOn
41
[93c2e0a]42bool traceHeapOff() {
43        bool temp = traceHeap;
[d46ed6e]44        traceHeap = false;
45        return temp;
46} // traceHeapOff
47
[baf608a]48bool traceHeapTerm() { return false; }
49
[d46ed6e]50
[95eb7cf]51static bool prtFree = false;
[d46ed6e]52
[95eb7cf]53inline bool prtFree() {
54        return prtFree;
55} // prtFree
[5d4fa18]56
[95eb7cf]57bool prtFreeOn() {
58        bool temp = prtFree;
59        prtFree = true;
[5d4fa18]60        return temp;
[95eb7cf]61} // prtFreeOn
[5d4fa18]62
[95eb7cf]63bool prtFreeOff() {
64        bool temp = prtFree;
65        prtFree = false;
[5d4fa18]66        return temp;
[95eb7cf]67} // prtFreeOff
[5d4fa18]68
69
[e723100]70enum {
[1e034d9]71        // Define the default extension heap amount in units of bytes. When the uC++ supplied heap reaches the brk address,
72        // the brk address is extended by the extension amount.
[e723100]73        __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__ = (1 * 1024 * 1024),
[1e034d9]74
75        // Define the mmap crossover point during allocation. Allocations less than this amount are allocated from buckets;
76        // values greater than or equal to this value are mmap from the operating system.
77        __CFA_DEFAULT_MMAP_START__ = (512 * 1024 + 1),
[e723100]78};
79
[dd23e66]80size_t default_mmap_start() __attribute__(( weak )) {
81        return __CFA_DEFAULT_MMAP_START__;
82} // default_mmap_start
83
[e723100]84size_t default_heap_expansion() __attribute__(( weak )) {
85        return __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__;
86} // default_heap_expansion
87
88
[f0b3f51]89#ifdef __CFA_DEBUG__
[92aca37]90static size_t allocUnfreed;                                                             // running total of allocations minus frees
[d46ed6e]91
[95eb7cf]92static void prtUnfreed() {
[c1f38e6c]93        if ( allocUnfreed != 0 ) {
[d46ed6e]94                // DO NOT USE STREAMS AS THEY MAY BE UNAVAILABLE AT THIS POINT.
[4ea1c6d]95                char helpText[512];
[92aca37]96                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]97                                                        "Possible cause is unfreed storage allocated by the program or system/library routines called from the program.\n",
[c1f38e6c]98                                                        (long int)getpid(), allocUnfreed, allocUnfreed ); // always print the UNIX pid
[4ea1c6d]99                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
[b6830d74]100        } // if
[95eb7cf]101} // prtUnfreed
[d46ed6e]102
103extern "C" {
[bcb14b5]104        void heapAppStart() {                                                           // called by __cfaabi_appready_startup
[c1f38e6c]105                allocUnfreed = 0;
[bcb14b5]106        } // heapAppStart
107
108        void heapAppStop() {                                                            // called by __cfaabi_appready_startdown
109                fclose( stdin ); fclose( stdout );
[95eb7cf]110                prtUnfreed();
[bcb14b5]111        } // heapAppStop
[d46ed6e]112} // extern "C"
113#endif // __CFA_DEBUG__
114
[1e034d9]115
[e723100]116// statically allocated variables => zero filled.
117static size_t pageSize;                                                                 // architecture pagesize
118static size_t heapExpand;                                                               // sbrk advance
119static size_t mmapStart;                                                                // cross over point for mmap
120static unsigned int maxBucketsUsed;                                             // maximum number of buckets in use
121
122
123#define SPINLOCK 0
124#define LOCKFREE 1
125#define BUCKETLOCK SPINLOCK
[9c438546]126#if BUCKETLOCK == SPINLOCK
127#elif BUCKETLOCK == LOCKFREE
128#include <stackLockFree.hfa>
129#else
130        #error undefined lock type for bucket lock
[e723100]131#endif // LOCKFREE
132
133// Recursive definitions: HeapManager needs size of bucket array and bucket area needs sizeof HeapManager storage.
134// Break recusion by hardcoding number of buckets and statically checking number is correct after bucket array defined.
[95eb7cf]135enum { NoBucketSizes = 91 };                                                    // number of buckets sizes
[d46ed6e]136
[c4f68dc]137struct HeapManager {
138        struct Storage {
[bcb14b5]139                struct Header {                                                                 // header
[c4f68dc]140                        union Kind {
141                                struct RealHeader {
142                                        union {
[bcb14b5]143                                                struct {                                                // 4-byte word => 8-byte header, 8-byte word => 16-byte header
[f0b3f51]144                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[9c438546]145                                                        uint64_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
[bcb14b5]146                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[c4f68dc]147
148                                                        union {
[9c438546]149                                                                // FreeHeader * home;           // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
[cfbc703d]150                                                                // 2nd low-order bit => zero filled
[c4f68dc]151                                                                void * home;                    // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
152                                                                size_t blockSize;               // size for munmap (must overlay alignment)
[9c438546]153                                                                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[c4f68dc]154                                                                Storage * next;                 // freed block points next freed block of same size
155                                                                #endif // SPINLOCK
156                                                        };
[9c438546]157                                                        size_t size;                            // allocation size in bytes
[c4f68dc]158
[f0b3f51]159                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[9c438546]160                                                        uint64_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
[bcb14b5]161                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
[c4f68dc]162                                                };
[9c438546]163                                                #if BUCKETLOCK == LOCKFREE
164                                                Link(Storage) next;                             // freed block points next freed block of same size (double-wide)
[c4f68dc]165                                                #endif // LOCKFREE
166                                        };
[93c2e0a]167                                } real; // RealHeader
[9c438546]168
[c4f68dc]169                                struct FakeHeader {
170                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
[9c438546]171                                        uint32_t alignment;                                     // 1st low-order bit => fake header & alignment
[f0b3f51]172                                        #endif // __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
[c4f68dc]173
174                                        uint32_t offset;
175
176                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
177                                        uint32_t alignment;                                     // low-order bits of home/blockSize used for tricks
[f0b3f51]178                                        #endif // __ORDER_BIG_ENDIAN__
[93c2e0a]179                                } fake; // FakeHeader
180                        } kind; // Kind
[bcb14b5]181                } header; // Header
[95eb7cf]182                char pad[libAlign() - sizeof( Header )];
[bcb14b5]183                char data[0];                                                                   // storage
[c4f68dc]184        }; // Storage
185
[95eb7cf]186        static_assert( libAlign() >= sizeof( Storage ), "libAlign() < sizeof( Storage )" );
[c4f68dc]187
188        struct FreeHeader {
[9c438546]189                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[bcb14b5]190                __spinlock_t lock;                                                              // must be first field for alignment
191                Storage * freeList;
[c4f68dc]192                #else
[9c438546]193                StackLF(Storage) freeList;
194                #endif // BUCKETLOCK
[bcb14b5]195                size_t blockSize;                                                               // size of allocations on this list
[c4f68dc]196        }; // FreeHeader
197
198        // must be first fields for alignment
199        __spinlock_t extlock;                                                           // protects allocation-buffer extension
200        FreeHeader freeLists[NoBucketSizes];                            // buckets for different allocation sizes
201
202        void * heapBegin;                                                                       // start of heap
203        void * heapEnd;                                                                         // logical end of heap
204        size_t heapRemaining;                                                           // amount of storage not allocated in the current chunk
205}; // HeapManager
206
[9c438546]207#if BUCKETLOCK == LOCKFREE
[c45d2fa]208static inline {
[8b58bae]209        Link(HeapManager.Storage) * ?`next( HeapManager.Storage * this ) { return &this->header.kind.real.next; }
[c45d2fa]210        void ?{}( HeapManager.FreeHeader & ) {}
211        void ^?{}( HeapManager.FreeHeader & ) {}
212} // distribution
[9c438546]213#endif // LOCKFREE
214
[7b149bc]215static inline size_t getKey( const HeapManager.FreeHeader & freeheader ) { return freeheader.blockSize; }
[5d4fa18]216
[e723100]217
218#define FASTLOOKUP
219#define __STATISTICS__
[5d4fa18]220
[c1f38e6c]221// Size of array must harmonize with NoBucketSizes and individual bucket sizes must be multiple of 16.
[d5d3a90]222// Smaller multiples of 16 and powers of 2 are common allocation sizes, so make them generate the minimum required bucket size.
223// malloc(0) returns 0p, so no bucket is necessary for 0 bytes returning an address that can be freed.
[e723100]224static const unsigned int bucketSizes[] @= {                    // different bucket sizes
[d5d3a90]225        16 + sizeof(HeapManager.Storage), 32 + sizeof(HeapManager.Storage), 48 + sizeof(HeapManager.Storage), 64 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
226        96 + sizeof(HeapManager.Storage), 112 + sizeof(HeapManager.Storage), 128 + sizeof(HeapManager.Storage), // 3
[95eb7cf]227        160, 192, 224, 256 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
228        320, 384, 448, 512 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
229        640, 768, 896, 1_024 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
230        1_536, 2_048 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
231        2_560, 3_072, 3_584, 4_096 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
232        6_144, 8_192 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
233        9_216, 10_240, 11_264, 12_288, 13_312, 14_336, 15_360, 16_384 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
234        18_432, 20_480, 22_528, 24_576, 26_624, 28_672, 30_720, 32_768 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
235        36_864, 40_960, 45_056, 49_152, 53_248, 57_344, 61_440, 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
236        73_728, 81_920, 90_112, 98_304, 106_496, 114_688, 122_880, 131_072 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
237        147_456, 163_840, 180_224, 196_608, 212_992, 229_376, 245_760, 262_144 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
238        294_912, 327_680, 360_448, 393_216, 425_984, 458_752, 491_520, 524_288 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
239        655_360, 786_432, 917_504, 1_048_576 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
240        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
241        2_621_440, 3_145_728, 3_670_016, 4_194_304 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
[5d4fa18]242};
[e723100]243
[c1f38e6c]244static_assert( NoBucketSizes == sizeof(bucketSizes) / sizeof(bucketSizes[0] ), "size of bucket array wrong" );
[e723100]245
[5d4fa18]246#ifdef FASTLOOKUP
[a92a4fe]247enum { LookupSizes = 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage) }; // number of fast lookup sizes
[5d4fa18]248static unsigned char lookup[LookupSizes];                               // O(1) lookup for small sizes
249#endif // FASTLOOKUP
250
[95eb7cf]251static int mmapFd = -1;                                                                 // fake or actual fd for anonymous file
[5d4fa18]252#ifdef __CFA_DEBUG__
[93c2e0a]253static bool heapBoot = 0;                                                               // detect recursion during boot
[5d4fa18]254#endif // __CFA_DEBUG__
[9c438546]255
256// The constructor for heapManager is called explicitly in memory_startup.
[5d4fa18]257static HeapManager heapManager __attribute__(( aligned (128) )) @= {}; // size of cache line to prevent false sharing
258
[c4f68dc]259
260#ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]261// Heap statistics counters.
[c4f68dc]262static unsigned int malloc_calls;
[c1f38e6c]263static unsigned long long int malloc_storage;
[76e2113]264static unsigned int aalloc_calls;
[c1f38e6c]265static unsigned long long int aalloc_storage;
[c4f68dc]266static unsigned int calloc_calls;
[c1f38e6c]267static unsigned long long int calloc_storage;
[c4f68dc]268static unsigned int memalign_calls;
[c1f38e6c]269static unsigned long long int memalign_storage;
[76e2113]270static unsigned int amemalign_calls;
[c1f38e6c]271static unsigned long long int amemalign_storage;
[c4f68dc]272static unsigned int cmemalign_calls;
[c1f38e6c]273static unsigned long long int cmemalign_storage;
[cfbc703d]274static unsigned int resize_calls;
[c1f38e6c]275static unsigned long long int resize_storage;
[c4f68dc]276static unsigned int realloc_calls;
[c1f38e6c]277static unsigned long long int realloc_storage;
278static unsigned int free_calls;
279static unsigned long long int free_storage;
280static unsigned int mmap_calls;
281static unsigned long long int mmap_storage;
282static unsigned int munmap_calls;
283static unsigned long long int munmap_storage;
284static unsigned int sbrk_calls;
285static unsigned long long int sbrk_storage;
[95eb7cf]286// Statistics file descriptor (changed by malloc_stats_fd).
[92aca37]287static int stat_fd = STDERR_FILENO;                                             // default stderr
[c4f68dc]288
289// Use "write" because streams may be shutdown when calls are made.
[d46ed6e]290static void printStats() {
[76e2113]291        char helpText[1024];
[95eb7cf]292        __cfaabi_bits_print_buffer( STDERR_FILENO, helpText, sizeof(helpText),
[bcb14b5]293                                                                        "\nHeap statistics:\n"
294                                                                        "  malloc: calls %u / storage %llu\n"
[76e2113]295                                                                        "  aalloc: calls %u / storage %llu\n"
[bcb14b5]296                                                                        "  calloc: calls %u / storage %llu\n"
297                                                                        "  memalign: calls %u / storage %llu\n"
[76e2113]298                                                                        "  amemalign: calls %u / storage %llu\n"
[bcb14b5]299                                                                        "  cmemalign: calls %u / storage %llu\n"
[cfbc703d]300                                                                        "  resize: calls %u / storage %llu\n"
[bcb14b5]301                                                                        "  realloc: calls %u / storage %llu\n"
302                                                                        "  free: calls %u / storage %llu\n"
303                                                                        "  mmap: calls %u / storage %llu\n"
304                                                                        "  munmap: calls %u / storage %llu\n"
305                                                                        "  sbrk: calls %u / storage %llu\n",
306                                                                        malloc_calls, malloc_storage,
[92aca37]307                                                                        aalloc_calls, aalloc_storage,
[bcb14b5]308                                                                        calloc_calls, calloc_storage,
309                                                                        memalign_calls, memalign_storage,
[76e2113]310                                                                        amemalign_calls, amemalign_storage,
[bcb14b5]311                                                                        cmemalign_calls, cmemalign_storage,
[cfbc703d]312                                                                        resize_calls, resize_storage,
[bcb14b5]313                                                                        realloc_calls, realloc_storage,
314                                                                        free_calls, free_storage,
315                                                                        mmap_calls, mmap_storage,
316                                                                        munmap_calls, munmap_storage,
317                                                                        sbrk_calls, sbrk_storage
[c4f68dc]318                );
[d46ed6e]319} // printStats
[c4f68dc]320
[bcb14b5]321static int printStatsXML( FILE * stream ) {                             // see malloc_info
[76e2113]322        char helpText[1024];
[b6830d74]323        int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText),
[c4f68dc]324                                                "<malloc version=\"1\">\n"
325                                                "<heap nr=\"0\">\n"
326                                                "<sizes>\n"
327                                                "</sizes>\n"
328                                                "<total type=\"malloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[76e2113]329                                                "<total type=\"aalloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[c4f68dc]330                                                "<total type=\"calloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
331                                                "<total type=\"memalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[76e2113]332                                                "<total type=\"amemalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[c4f68dc]333                                                "<total type=\"cmemalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[cfbc703d]334                                                "<total type=\"resize\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
[c4f68dc]335                                                "<total type=\"realloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
336                                                "<total type=\"free\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
337                                                "<total type=\"mmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
338                                                "<total type=\"munmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
339                                                "<total type=\"sbrk\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
340                                                "</malloc>",
341                                                malloc_calls, malloc_storage,
[76e2113]342                                                aalloc_calls, aalloc_storage,
[c4f68dc]343                                                calloc_calls, calloc_storage,
344                                                memalign_calls, memalign_storage,
[76e2113]345                                                amemalign_calls, amemalign_storage,
[c4f68dc]346                                                cmemalign_calls, cmemalign_storage,
[cfbc703d]347                                                resize_calls, resize_storage,
[c4f68dc]348                                                realloc_calls, realloc_storage,
349                                                free_calls, free_storage,
350                                                mmap_calls, mmap_storage,
351                                                munmap_calls, munmap_storage,
352                                                sbrk_calls, sbrk_storage
353                );
[95eb7cf]354        __cfaabi_bits_write( fileno( stream ), helpText, len ); // ensures all bytes written or exit
355        return len;
[d46ed6e]356} // printStatsXML
[c4f68dc]357#endif // __STATISTICS__
358
[95eb7cf]359
[1e034d9]360// thunk problem
361size_t Bsearchl( unsigned int key, const unsigned int * vals, size_t dim ) {
362        size_t l = 0, m, h = dim;
363        while ( l < h ) {
364                m = (l + h) / 2;
365                if ( (unsigned int &)(vals[m]) < key ) {                // cast away const
366                        l = m + 1;
367                } else {
368                        h = m;
369                } // if
370        } // while
371        return l;
372} // Bsearchl
373
374
[95eb7cf]375static inline bool setMmapStart( size_t value ) {               // true => mmapped, false => sbrk
[1076d05]376  if ( value < pageSize || bucketSizes[NoBucketSizes - 1] < value ) return false;
[95eb7cf]377        mmapStart = value;                                                                      // set global
378
379        // find the closest bucket size less than or equal to the mmapStart size
[1e034d9]380        maxBucketsUsed = Bsearchl( (unsigned int)mmapStart, bucketSizes, NoBucketSizes ); // binary search
[95eb7cf]381        assert( maxBucketsUsed < NoBucketSizes );                       // subscript failure ?
382        assert( mmapStart <= bucketSizes[maxBucketsUsed] ); // search failure ?
[1076d05]383        return true;
[95eb7cf]384} // setMmapStart
385
386
[cfbc703d]387// <-------+----------------------------------------------------> bsize (bucket size)
388// |header |addr
389//==================================================================================
390//                   align/offset |
391// <-----------------<------------+-----------------------------> bsize (bucket size)
392//                   |fake-header | addr
393#define headerAddr( addr ) ((HeapManager.Storage.Header *)( (char *)addr - sizeof(HeapManager.Storage) ))
394#define realHeader( header ) ((HeapManager.Storage.Header *)((char *)header - header->kind.fake.offset))
395
396// <-------<<--------------------- dsize ---------------------->> bsize (bucket size)
397// |header |addr
398//==================================================================================
399//                   align/offset |
400// <------------------------------<<---------- dsize --------->>> bsize (bucket size)
401//                   |fake-header |addr
402#define dataStorage( bsize, addr, header ) (bsize - ( (char *)addr - (char *)header ))
403
404
405static inline void checkAlign( size_t alignment ) {
[92aca37]406        if ( alignment < libAlign() || ! is_pow2( alignment ) ) {
[cfbc703d]407                abort( "Alignment %zu for memory allocation is less than %d and/or not a power of 2.", alignment, libAlign() );
408        } // if
409} // checkAlign
410
411
[e3fea42]412static inline void checkHeader( bool check, const char name[], void * addr ) {
[b6830d74]413        if ( unlikely( check ) ) {                                                      // bad address ?
[c4f68dc]414                abort( "Attempt to %s storage %p with address outside the heap.\n"
[bcb14b5]415                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of memory.",
416                           name, addr );
[b6830d74]417        } // if
[c4f68dc]418} // checkHeader
419
[95eb7cf]420
421static inline void fakeHeader( HeapManager.Storage.Header *& header, size_t & alignment ) {
[b6830d74]422        if ( unlikely( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) ) { // fake header ?
[c4f68dc]423                alignment = header->kind.fake.alignment & -2;   // remove flag from value
424                #ifdef __CFA_DEBUG__
425                checkAlign( alignment );                                                // check alignment
426                #endif // __CFA_DEBUG__
[cfbc703d]427                header = realHeader( header );                                  // backup from fake to real header
[d5d3a90]428        } else {
[c1f38e6c]429                alignment = libAlign();                                                 // => no fake header
[b6830d74]430        } // if
[c4f68dc]431} // fakeHeader
432
[95eb7cf]433
[9c438546]434static inline bool headers( const char name[] __attribute__(( unused )), void * addr, HeapManager.Storage.Header *& header, HeapManager.FreeHeader *& freeElem,
435                                                        size_t & size, size_t & alignment ) with( heapManager ) {
[b6830d74]436        header = headerAddr( addr );
[c4f68dc]437
[92aca37]438  if ( unlikely( heapEnd < addr ) ) {                                   // mmapped ?
[95eb7cf]439                fakeHeader( header, alignment );
[c4f68dc]440                size = header->kind.real.blockSize & -3;                // mmap size
441                return true;
[b6830d74]442        } // if
[c4f68dc]443
444        #ifdef __CFA_DEBUG__
[1076d05]445        checkHeader( addr < heapBegin, name, addr );            // bad low address ?
[c4f68dc]446        #endif // __CFA_DEBUG__
[b6830d74]447
[bcb14b5]448        // header may be safe to dereference
[95eb7cf]449        fakeHeader( header, alignment );
[c4f68dc]450        #ifdef __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]451        checkHeader( header < (HeapManager.Storage.Header *)heapBegin || (HeapManager.Storage.Header *)heapEnd < header, name, addr ); // bad address ? (offset could be + or -)
[c4f68dc]452        #endif // __CFA_DEBUG__
453
[bcb14b5]454        freeElem = (HeapManager.FreeHeader *)((size_t)header->kind.real.home & -3);
[c4f68dc]455        #ifdef __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]456        if ( freeElem < &freeLists[0] || &freeLists[NoBucketSizes] <= freeElem ) {
457                abort( "Attempt to %s storage %p with corrupted header.\n"
458                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of header information.",
459                           name, addr );
460        } // if
[c4f68dc]461        #endif // __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]462        size = freeElem->blockSize;
463        return false;
[c4f68dc]464} // headers
465
[e4b6b7d3]466#ifdef __CFA_DEBUG__
467#if __SIZEOF_POINTER__ == 4
468#define MASK 0xdeadbeef
469#else
470#define MASK 0xdeadbeefdeadbeef
471#endif
472#define STRIDE size_t
473
474static void * Memset( void * addr, STRIDE size ) {              // debug only
475        if ( size % sizeof(STRIDE) != 0 ) abort( "Memset() : internal error, size %zd not multiple of %zd.", size, sizeof(STRIDE) );
476        if ( (STRIDE)addr % sizeof(STRIDE) != 0 ) abort( "Memset() : internal error, addr %p not multiple of %zd.", addr, sizeof(STRIDE) );
477
478        STRIDE * end = (STRIDE *)addr + size / sizeof(STRIDE);
479        for ( STRIDE * p = (STRIDE *)addr; p < end; p += 1 ) *p = MASK;
480        return addr;
481} // Memset
482#endif // __CFA_DEBUG__
483
[92aca37]484#define NO_MEMORY_MSG "insufficient heap memory available for allocating %zd new bytes."
[c4f68dc]485
[9c438546]486static inline void * extend( size_t size ) with( heapManager ) {
[b6830d74]487        lock( extlock __cfaabi_dbg_ctx2 );
488        ptrdiff_t rem = heapRemaining - size;
489        if ( rem < 0 ) {
[c4f68dc]490                // If the size requested is bigger than the current remaining storage, increase the size of the heap.
491
[b4aa1ab]492                size_t increase = ceiling2( size > heapExpand ? size : heapExpand, pageSize );
[92aca37]493                if ( sbrk( increase ) == (void *)-1 ) {                 // failed, no memory ?
[c4f68dc]494                        unlock( extlock );
[dd23e66]495                        abort( NO_MEMORY_MSG, size );                           // give up
[92aca37]496                } // if
[b4aa1ab]497                if ( mprotect( (char *)heapEnd + heapRemaining, increase, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC ) ) {
498                        enum { BufferSize = 128 };
499                        char helpText[BufferSize];
500                        // Do not call strerror( errno ) as it may call malloc.
501                        int len = snprintf( helpText, BufferSize, "internal error, extend(), mprotect failure, heapEnd:%p size:%zd, errno:%d.", heapEnd, increase, errno );
502                        __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len );
503                } // if
[bcb14b5]504                #ifdef __STATISTICS__
[c4f68dc]505                sbrk_calls += 1;
506                sbrk_storage += increase;
[bcb14b5]507                #endif // __STATISTICS__
508                #ifdef __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]509                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
[e4b6b7d3]510                //memset( (char *)heapEnd + heapRemaining, '\377', increase );
511                Memset( (char *)heapEnd + heapRemaining, increase );
[bcb14b5]512                #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]513                rem = heapRemaining + increase - size;
[b6830d74]514        } // if
[c4f68dc]515
[b6830d74]516        HeapManager.Storage * block = (HeapManager.Storage *)heapEnd;
517        heapRemaining = rem;
518        heapEnd = (char *)heapEnd + size;
519        unlock( extlock );
520        return block;
[c4f68dc]521} // extend
522
523
[9c438546]524static inline void * doMalloc( size_t size ) with( heapManager ) {
[7b149bc]525        HeapManager.Storage * block;                                            // pointer to new block of storage
[c4f68dc]526
[b6830d74]527        // Look up size in the size list.  Make sure the user request includes space for the header that must be allocated
528        // along with the block and is a multiple of the alignment size.
[c4f68dc]529
[1076d05]530  if ( unlikely( size > ULONG_MAX - sizeof(HeapManager.Storage) ) ) return 0p;
[b6830d74]531        size_t tsize = size + sizeof(HeapManager.Storage);
532        if ( likely( tsize < mmapStart ) ) {                            // small size => sbrk
[e723100]533                size_t posn;
534                #ifdef FASTLOOKUP
535                if ( tsize < LookupSizes ) posn = lookup[tsize];
536                else
537                #endif // FASTLOOKUP
538                        posn = Bsearchl( (unsigned int)tsize, bucketSizes, (size_t)maxBucketsUsed );
539                HeapManager.FreeHeader * freeElem = &freeLists[posn];
[c1f38e6c]540                verify( freeElem <= &freeLists[maxBucketsUsed] ); // subscripting error ?
541                verify( tsize <= freeElem->blockSize );                 // search failure ?
[c4f68dc]542                tsize = freeElem->blockSize;                                    // total space needed for request
543
544                // Spin until the lock is acquired for this particular size of block.
545
[9c438546]546                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[bcb14b5]547                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
548                block = freeElem->freeList;                                             // remove node from stack
[c4f68dc]549                #else
[9c438546]550                block = pop( freeElem->freeList );
551                #endif // BUCKETLOCK
[95eb7cf]552                if ( unlikely( block == 0p ) ) {                                // no free block ?
[9c438546]553                        #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[c4f68dc]554                        unlock( freeElem->lock );
[9c438546]555                        #endif // BUCKETLOCK
[bcb14b5]556
[c4f68dc]557                        // Freelist for that size was empty, so carve it out of the heap if there's enough left, or get some more
558                        // and then carve it off.
559
560                        block = (HeapManager.Storage *)extend( tsize ); // mutual exclusion on call
[9c438546]561                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[c4f68dc]562                } else {
563                        freeElem->freeList = block->header.kind.real.next;
564                        unlock( freeElem->lock );
[9c438546]565                #endif // BUCKETLOCK
[c4f68dc]566                } // if
567
568                block->header.kind.real.home = freeElem;                // pointer back to free list of apropriate size
[bcb14b5]569        } else {                                                                                        // large size => mmap
[1076d05]570  if ( unlikely( size > ULONG_MAX - pageSize ) ) return 0p;
[92aca37]571                tsize = ceiling2( tsize, pageSize );                    // must be multiple of page size
[c4f68dc]572                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]573                __atomic_add_fetch( &mmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
574                __atomic_add_fetch( &mmap_storage, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]575                #endif // __STATISTICS__
[92aca37]576
[b4aa1ab]577                block = (HeapManager.Storage *)mmap( 0, tsize, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, mmapFd, 0 );
[92aca37]578                if ( block == (HeapManager.Storage *)MAP_FAILED ) { // failed ?
579                        if ( errno == ENOMEM ) abort( NO_MEMORY_MSG, tsize ); // no memory
[c4f68dc]580                        // Do not call strerror( errno ) as it may call malloc.
[b4aa1ab]581                        abort( "(HeapManager &)0x%p.doMalloc() : internal error, mmap failure, size:%zu errno:%d.", &heapManager, tsize, errno );
[92aca37]582                } //if
[bcb14b5]583                #ifdef __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]584                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
[e4b6b7d3]585                //memset( block, '\377', tsize );
586                Memset( block, tsize );
[bcb14b5]587                #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]588                block->header.kind.real.blockSize = tsize;              // storage size for munmap
[bcb14b5]589        } // if
[c4f68dc]590
[9c438546]591        block->header.kind.real.size = size;                            // store allocation size
[95eb7cf]592        void * addr = &(block->data);                                           // adjust off header to user bytes
[c1f38e6c]593        verify( ((uintptr_t)addr & (libAlign() - 1)) == 0 ); // minimum alignment ?
[c4f68dc]594
595        #ifdef __CFA_DEBUG__
[c1f38e6c]596        __atomic_add_fetch( &allocUnfreed, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[bcb14b5]597        if ( traceHeap() ) {
598                enum { BufferSize = 64 };
599                char helpText[BufferSize];
[95eb7cf]600                int len = snprintf( helpText, BufferSize, "%p = Malloc( %zu ) (allocated %zu)\n", addr, size, tsize );
601                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
[bcb14b5]602        } // if
[c4f68dc]603        #endif // __CFA_DEBUG__
604
[95eb7cf]605        return addr;
[c4f68dc]606} // doMalloc
607
608
[9c438546]609static inline void doFree( void * addr ) with( heapManager ) {
[c4f68dc]610        #ifdef __CFA_DEBUG__
[95eb7cf]611        if ( unlikely( heapManager.heapBegin == 0p ) ) {
[bcb14b5]612                abort( "doFree( %p ) : internal error, called before heap is initialized.", addr );
613        } // if
[c4f68dc]614        #endif // __CFA_DEBUG__
615
[b6830d74]616        HeapManager.Storage.Header * header;
617        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
618        size_t size, alignment;                                                         // not used (see realloc)
[c4f68dc]619
[b6830d74]620        if ( headers( "free", addr, header, freeElem, size, alignment ) ) { // mmapped ?
[c4f68dc]621                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]622                __atomic_add_fetch( &munmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
623                __atomic_add_fetch( &munmap_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]624                #endif // __STATISTICS__
625                if ( munmap( header, size ) == -1 ) {
626                        #ifdef __CFA_DEBUG__
627                        abort( "Attempt to deallocate storage %p not allocated or with corrupt header.\n"
[bcb14b5]628                                   "Possible cause is invalid pointer.",
629                                   addr );
[c4f68dc]630                        #endif // __CFA_DEBUG__
631                } // if
[bcb14b5]632        } else {
[c4f68dc]633                #ifdef __CFA_DEBUG__
[bcb14b5]634                // Set free memory to garbage so subsequent usages might fail.
[e4b6b7d3]635                //memset( ((HeapManager.Storage *)header)->data, '\377', freeElem->blockSize - sizeof( HeapManager.Storage ) );
636                Memset( ((HeapManager.Storage *)header)->data, freeElem->blockSize - sizeof( HeapManager.Storage ) );
[c4f68dc]637                #endif // __CFA_DEBUG__
638
639                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]640                free_storage += size;
[c4f68dc]641                #endif // __STATISTICS__
[9c438546]642                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[bcb14b5]643                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );               // acquire spin lock
644                header->kind.real.next = freeElem->freeList;    // push on stack
645                freeElem->freeList = (HeapManager.Storage *)header;
646                unlock( freeElem->lock );                                               // release spin lock
[c4f68dc]647                #else
[9c438546]648                push( freeElem->freeList, *(HeapManager.Storage *)header );
649                #endif // BUCKETLOCK
[bcb14b5]650        } // if
[c4f68dc]651
652        #ifdef __CFA_DEBUG__
[c1f38e6c]653        __atomic_add_fetch( &allocUnfreed, -size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[bcb14b5]654        if ( traceHeap() ) {
[92aca37]655                char helpText[64];
[bcb14b5]656                int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText), "Free( %p ) size:%zu\n", addr, size );
[95eb7cf]657                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
[bcb14b5]658        } // if
[c4f68dc]659        #endif // __CFA_DEBUG__
660} // doFree
661
662
[9c438546]663size_t prtFree( HeapManager & manager ) with( manager ) {
[b6830d74]664        size_t total = 0;
[c4f68dc]665        #ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]666        __cfaabi_bits_acquire();
667        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\nBin lists (bin size : free blocks on list)\n" );
[c4f68dc]668        #endif // __STATISTICS__
[b6830d74]669        for ( unsigned int i = 0; i < maxBucketsUsed; i += 1 ) {
[d46ed6e]670                size_t size = freeLists[i].blockSize;
671                #ifdef __STATISTICS__
672                unsigned int N = 0;
673                #endif // __STATISTICS__
[b6830d74]674
[9c438546]675                #if BUCKETLOCK == SPINLOCK
[95eb7cf]676                for ( HeapManager.Storage * p = freeLists[i].freeList; p != 0p; p = p->header.kind.real.next ) {
[d46ed6e]677                #else
[b4aa1ab]678                        for(;;) {
679//              for ( HeapManager.Storage * p = top( freeLists[i].freeList ); p != 0p; p = (p)`next->top ) {
[7cfef0d]680//              for ( HeapManager.Storage * p = top( freeLists[i].freeList ); p != 0p; /* p = getNext( p )->top */) {
[b4aa1ab]681//                      HeapManager.Storage * temp = p->header.kind.real.next.top; // FIX ME: direct assignent fails, initialization works`
[7cfef0d]682//                      typeof(p) temp = (( p )`next)->top;                     // FIX ME: direct assignent fails, initialization works`
683//                      p = temp;
[9c438546]684                #endif // BUCKETLOCK
[d46ed6e]685                        total += size;
686                        #ifdef __STATISTICS__
687                        N += 1;
688                        #endif // __STATISTICS__
[b6830d74]689                } // for
690
[d46ed6e]691                #ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]692                __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "%7zu, %-7u  ", size, N );
693                if ( (i + 1) % 8 == 0 ) __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\n" );
[d46ed6e]694                #endif // __STATISTICS__
695        } // for
696        #ifdef __STATISTICS__
[95eb7cf]697        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\ntotal free blocks:%zu\n", total );
698        __cfaabi_bits_release();
[d46ed6e]699        #endif // __STATISTICS__
700        return (char *)heapEnd - (char *)heapBegin - total;
[95eb7cf]701} // prtFree
702
703
[9c438546]704static void ?{}( HeapManager & manager ) with( manager ) {
[95eb7cf]705        pageSize = sysconf( _SC_PAGESIZE );
706
707        for ( unsigned int i = 0; i < NoBucketSizes; i += 1 ) { // initialize the free lists
708                freeLists[i].blockSize = bucketSizes[i];
709        } // for
710
711        #ifdef FASTLOOKUP
712        unsigned int idx = 0;
713        for ( unsigned int i = 0; i < LookupSizes; i += 1 ) {
714                if ( i > bucketSizes[idx] ) idx += 1;
715                lookup[i] = idx;
716        } // for
717        #endif // FASTLOOKUP
718
[1076d05]719        if ( ! setMmapStart( default_mmap_start() ) ) {
[95eb7cf]720                abort( "HeapManager : internal error, mmap start initialization failure." );
721        } // if
722        heapExpand = default_heap_expansion();
723
[1e034d9]724        char * end = (char *)sbrk( 0 );
[b4aa1ab]725        heapBegin = heapEnd = sbrk( (char *)ceiling2( (long unsigned int)end, pageSize ) - end ); // move start of heap to multiple of alignment
[95eb7cf]726} // HeapManager
727
728
729static void ^?{}( HeapManager & ) {
730        #ifdef __STATISTICS__
[baf608a]731        if ( traceHeapTerm() ) {
732                printStats();
[92aca37]733                // prtUnfreed() called in heapAppStop()
[baf608a]734        } // if
[95eb7cf]735        #endif // __STATISTICS__
736} // ~HeapManager
737
738
739static void memory_startup( void ) __attribute__(( constructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
740void memory_startup( void ) {
741        #ifdef __CFA_DEBUG__
[92aca37]742        if ( heapBoot ) {                                                                       // check for recursion during system boot
[95eb7cf]743                // DO NOT USE STREAMS AS THEY MAY BE UNAVAILABLE AT THIS POINT.
744                abort( "boot() : internal error, recursively invoked during system boot." );
745        } // if
746        heapBoot = true;
747        #endif // __CFA_DEBUG__
748
[c1f38e6c]749        //verify( heapManager.heapBegin != 0 );
[95eb7cf]750        //heapManager{};
[1076d05]751        if ( heapManager.heapBegin == 0p ) heapManager{};       // sanity check
[95eb7cf]752} // memory_startup
753
754static void memory_shutdown( void ) __attribute__(( destructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
755void memory_shutdown( void ) {
756        ^heapManager{};
757} // memory_shutdown
[c4f68dc]758
[bcb14b5]759
760static inline void * mallocNoStats( size_t size ) {             // necessary for malloc statistics
[92aca37]761        verify( heapManager.heapBegin != 0p );                          // called before memory_startup ?
[dd23e66]762  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[d5d3a90]763
[76e2113]764#if __SIZEOF_POINTER__ == 8
765        verify( size < ((typeof(size_t))1 << 48) );
766#endif // __SIZEOF_POINTER__ == 8
[d5d3a90]767        return doMalloc( size );
[bcb14b5]768} // mallocNoStats
[c4f68dc]769
770
[76e2113]771static inline void * callocNoStats( size_t dim, size_t elemSize ) {
772        size_t size = dim * elemSize;
[dd23e66]773  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[95eb7cf]774        char * addr = (char *)mallocNoStats( size );
775
776        HeapManager.Storage.Header * header;
777        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
778        size_t bsize, alignment;
[d5d3a90]779        #ifndef __CFA_DEBUG__
780        bool mapped =
781        #endif // __CFA_DEBUG__
782                headers( "calloc", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
[95eb7cf]783        #ifndef __CFA_DEBUG__
[dd23e66]784
[95eb7cf]785        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
786        if ( ! mapped )
787        #endif // __CFA_DEBUG__
[d5d3a90]788                // <-------0000000000000000000000000000UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU> bsize (bucket size) U => undefined
[1e034d9]789                // `-header`-addr                      `-size
[d5d3a90]790                memset( addr, '\0', size );                                             // set to zeros
[95eb7cf]791
792        header->kind.real.blockSize |= 2;                                       // mark as zero filled
793        return addr;
794} // callocNoStats
795
796
[92aca37]797static inline void * memalignNoStats( size_t alignment, size_t size ) {
[dd23e66]798  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[d5d3a90]799
[bcb14b5]800        #ifdef __CFA_DEBUG__
[b6830d74]801        checkAlign( alignment );                                                        // check alignment
[bcb14b5]802        #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]803
[b6830d74]804        // if alignment <= default alignment, do normal malloc as two headers are unnecessary
[bcb14b5]805  if ( unlikely( alignment <= libAlign() ) ) return mallocNoStats( size );
[b6830d74]806
807        // Allocate enough storage to guarantee an address on the alignment boundary, and sufficient space before it for
808        // administrative storage. NOTE, WHILE THERE ARE 2 HEADERS, THE FIRST ONE IS IMPLICITLY CREATED BY DOMALLOC.
809        //      .-------------v-----------------v----------------v----------,
810        //      | Real Header | ... padding ... |   Fake Header  | data ... |
811        //      `-------------^-----------------^-+--------------^----------'
812        //      |<--------------------------------' offset/align |<-- alignment boundary
813
814        // subtract libAlign() because it is already the minimum alignment
815        // add sizeof(Storage) for fake header
[95eb7cf]816        char * addr = (char *)mallocNoStats( size + alignment - libAlign() + sizeof(HeapManager.Storage) );
[b6830d74]817
818        // address in the block of the "next" alignment address
[92aca37]819        char * user = (char *)ceiling2( (uintptr_t)(addr + sizeof(HeapManager.Storage)), alignment );
[b6830d74]820
821        // address of header from malloc
[95eb7cf]822        HeapManager.Storage.Header * realHeader = headerAddr( addr );
[4cf617e]823        realHeader->kind.real.size = size;                                      // correct size to eliminate above alignment offset
[b6830d74]824        // address of fake header * before* the alignment location
825        HeapManager.Storage.Header * fakeHeader = headerAddr( user );
826        // SKULLDUGGERY: insert the offset to the start of the actual storage block and remember alignment
827        fakeHeader->kind.fake.offset = (char *)fakeHeader - (char *)realHeader;
828        // SKULLDUGGERY: odd alignment imples fake header
829        fakeHeader->kind.fake.alignment = alignment | 1;
830
831        return user;
[bcb14b5]832} // memalignNoStats
[c4f68dc]833
834
[76e2113]835static inline void * cmemalignNoStats( size_t alignment, size_t dim, size_t elemSize ) {
836        size_t size = dim * elemSize;
[dd23e66]837  if ( unlikely( size ) == 0 ) return 0p;                               // 0 BYTE ALLOCATION RETURNS NULL POINTER
[95eb7cf]838        char * addr = (char *)memalignNoStats( alignment, size );
[d5d3a90]839
[95eb7cf]840        HeapManager.Storage.Header * header;
841        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
842        size_t bsize;
843        #ifndef __CFA_DEBUG__
[dd23e66]844        bool mapped =
845        #endif // __CFA_DEBUG__
846                headers( "cmemalign", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
847
[95eb7cf]848        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
[92aca37]849        #ifndef __CFA_DEBUG__
[95eb7cf]850        if ( ! mapped )
851        #endif // __CFA_DEBUG__
[dd23e66]852                // <-------0000000000000000000000000000UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU> bsize (bucket size) U => undefined
853                // `-header`-addr                      `-size
854                memset( addr, '\0', size );                                             // set to zeros
[95eb7cf]855
[cfbc703d]856        header->kind.real.blockSize |= 2;                                       // mark as zero filled
[95eb7cf]857        return addr;
858} // cmemalignNoStats
859
860
[c4f68dc]861extern "C" {
[61248a4]862        // Allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory.  The contents are undefined. If size is 0,
863        // then malloc() returns a unique pointer value that can later be successfully passed to free().
[b6830d74]864        void * malloc( size_t size ) {
[c4f68dc]865                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]866                __atomic_add_fetch( &malloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
867                __atomic_add_fetch( &malloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]868                #endif // __STATISTICS__
869
[bcb14b5]870                return mallocNoStats( size );
871        } // malloc
[c4f68dc]872
[76e2113]873
[61248a4]874        // Same as malloc() except size bytes is an array of dim elements each of elemSize bytes.
[76e2113]875        void * aalloc( size_t dim, size_t elemSize ) {
[92aca37]876                size_t size = dim * elemSize;
[76e2113]877                #ifdef __STATISTICS__
878                __atomic_add_fetch( &aalloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[92aca37]879                __atomic_add_fetch( &aalloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]880                #endif // __STATISTICS__
881
[92aca37]882                return mallocNoStats( size );
[76e2113]883        } // aalloc
884
885
[61248a4]886        // Same as aalloc() with memory set to zero.
[76e2113]887        void * calloc( size_t dim, size_t elemSize ) {
[c4f68dc]888                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]889                __atomic_add_fetch( &calloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]890                __atomic_add_fetch( &calloc_storage, dim * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]891                #endif // __STATISTICS__
892
[76e2113]893                return callocNoStats( dim, elemSize );
[bcb14b5]894        } // calloc
[c4f68dc]895
[92aca37]896
[61248a4]897        // Change the size of the memory block pointed to by oaddr to size bytes. The contents are undefined.  If oaddr is
898        // 0p, then the call is equivalent to malloc(size), for all values of size; if size is equal to zero, and oaddr is
899        // not 0p, then the call is equivalent to free(oaddr). Unless oaddr is 0p, it must have been returned by an earlier
900        // call to malloc(), alloc(), calloc() or realloc(). If the area pointed to was moved, a free(oaddr) is done.
[cfbc703d]901        void * resize( void * oaddr, size_t size ) {
902                #ifdef __STATISTICS__
903                __atomic_add_fetch( &resize_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
904                #endif // __STATISTICS__
905
906                // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
[d5d3a90]907          if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
[92aca37]908          if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
909                        #ifdef __STATISTICS__
910                        __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
911                        #endif // __STATISTICS__
912                        return mallocNoStats( size );
913                } // if
[cfbc703d]914
915                HeapManager.Storage.Header * header;
916                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
[92aca37]917                size_t bsize, oalign;
[cfbc703d]918                headers( "resize", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
[76e2113]919                size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
[92847f7]920
[cfbc703d]921                // same size, DO NOT preserve STICKY PROPERTIES.
[92847f7]922                if ( oalign == libAlign() && size <= odsize && odsize <= size * 2 ) { // allow 50% wasted storage for smaller size
[cfbc703d]923                        header->kind.real.blockSize &= -2;                      // no alignment and turn off 0 fill
[d5d3a90]924                        header->kind.real.size = size;                          // reset allocation size
[cfbc703d]925                        return oaddr;
926                } // if
[0f89d4f]927
[92aca37]928                #ifdef __STATISTICS__
929                __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
930                #endif // __STATISTICS__
931
[cfbc703d]932                // change size, DO NOT preserve STICKY PROPERTIES.
933                free( oaddr );
[d5d3a90]934                return mallocNoStats( size );                                   // create new area
[cfbc703d]935        } // resize
936
937
[61248a4]938        // Same as resize() but the contents are unchanged in the range from the start of the region up to the minimum of
[cfbc703d]939        // the old and new sizes.
[95eb7cf]940        void * realloc( void * oaddr, size_t size ) {
[c4f68dc]941                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]942                __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]943                #endif // __STATISTICS__
944
[1f6de372]945                // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
[d5d3a90]946          if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
[92aca37]947          if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
948                        #ifdef __STATISTICS__
949                        __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
950                        #endif // __STATISTICS__
951                        return mallocNoStats( size );
952                } // if
[c4f68dc]953
954                HeapManager.Storage.Header * header;
955                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
[92aca37]956                size_t bsize, oalign;
[95eb7cf]957                headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
958
959                size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
[d5d3a90]960                size_t osize = header->kind.real.size;                  // old allocation size
[92847f7]961                bool ozfill = (header->kind.real.blockSize & 2); // old allocation zero filled
962          if ( unlikely( size <= odsize ) && odsize <= size * 2 ) { // allow up to 50% wasted storage
[d5d3a90]963                        header->kind.real.size = size;                          // reset allocation size
964                        if ( unlikely( ozfill ) && size > osize ) {     // previous request zero fill and larger ?
[e4b6b7d3]965                                memset( (char *)oaddr + osize, '\0', size - osize ); // initialize added storage
[d5d3a90]966                        } // if
[95eb7cf]967                        return oaddr;
[c4f68dc]968                } // if
969
[92aca37]970                #ifdef __STATISTICS__
971                __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
972                #endif // __STATISTICS__
973
[95eb7cf]974                // change size and copy old content to new storage
975
976                void * naddr;
[92847f7]977                if ( likely( oalign == libAlign() ) ) {                 // previous request not aligned ?
[d5d3a90]978                        naddr = mallocNoStats( size );                          // create new area
[c4f68dc]979                } else {
[d5d3a90]980                        naddr = memalignNoStats( oalign, size );        // create new aligned area
[c4f68dc]981                } // if
[1e034d9]982
[95eb7cf]983                headers( "realloc", naddr, header, freeElem, bsize, oalign );
[47dd0d2]984                memcpy( naddr, oaddr, min( osize, size ) );             // copy bytes
[95eb7cf]985                free( oaddr );
[d5d3a90]986
987                if ( unlikely( ozfill ) ) {                                             // previous request zero fill ?
988                        header->kind.real.blockSize |= 2;                       // mark new request as zero filled
989                        if ( size > osize ) {                                           // previous request larger ?
[e4b6b7d3]990                                memset( (char *)naddr + osize, '\0', size - osize ); // initialize added storage
[d5d3a90]991                        } // if
992                } // if
[95eb7cf]993                return naddr;
[b6830d74]994        } // realloc
[c4f68dc]995
[c1f38e6c]996
[61248a4]997        // Same as malloc() except the memory address is a multiple of alignment, which must be a power of two. (obsolete)
[bcb14b5]998        void * memalign( size_t alignment, size_t size ) {
[c4f68dc]999                #ifdef __STATISTICS__
1000                __atomic_add_fetch( &memalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
1001                __atomic_add_fetch( &memalign_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1002                #endif // __STATISTICS__
1003
[95eb7cf]1004                return memalignNoStats( alignment, size );
[bcb14b5]1005        } // memalign
[c4f68dc]1006
[95eb7cf]1007
[76e2113]1008        // Same as aalloc() with memory alignment.
1009        void * amemalign( size_t alignment, size_t dim, size_t elemSize ) {
[92aca37]1010                size_t size = dim * elemSize;
[76e2113]1011                #ifdef __STATISTICS__
1012                __atomic_add_fetch( &cmemalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[92aca37]1013                __atomic_add_fetch( &cmemalign_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]1014                #endif // __STATISTICS__
1015
[92aca37]1016                return memalignNoStats( alignment, size );
[76e2113]1017        } // amemalign
1018
1019
[ca7949b]1020        // Same as calloc() with memory alignment.
[76e2113]1021        void * cmemalign( size_t alignment, size_t dim, size_t elemSize ) {
[95eb7cf]1022                #ifdef __STATISTICS__
1023                __atomic_add_fetch( &cmemalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[76e2113]1024                __atomic_add_fetch( &cmemalign_storage, dim * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
[95eb7cf]1025                #endif // __STATISTICS__
1026
[76e2113]1027                return cmemalignNoStats( alignment, dim, elemSize );
[95eb7cf]1028        } // cmemalign
1029
[ca7949b]1030        // Same as memalign(), but ISO/IEC 2011 C11 Section 7.22.2 states: the value of size shall be an integral multiple
1031    // of alignment. This requirement is universally ignored.
[b6830d74]1032        void * aligned_alloc( size_t alignment, size_t size ) {
[c4f68dc]1033                return memalign( alignment, size );
[b6830d74]1034        } // aligned_alloc
[c4f68dc]1035
1036
[ca7949b]1037        // Allocates size bytes and places the address of the allocated memory in *memptr. The address of the allocated
1038        // memory shall be a multiple of alignment, which must be a power of two and a multiple of sizeof(void *). If size
1039        // is 0, then posix_memalign() returns either 0p, or a unique pointer value that can later be successfully passed to
1040        // free(3).
[b6830d74]1041        int posix_memalign( void ** memptr, size_t alignment, size_t size ) {
[92aca37]1042          if ( alignment < libAlign() || ! is_pow2( alignment ) ) return EINVAL; // check alignment
[c4f68dc]1043                * memptr = memalign( alignment, size );
1044                return 0;
[b6830d74]1045        } // posix_memalign
[c4f68dc]1046
[ca7949b]1047        // Allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory address shall be a multiple of the
1048        // page size.  It is equivalent to memalign(sysconf(_SC_PAGESIZE),size).
[b6830d74]1049        void * valloc( size_t size ) {
[c4f68dc]1050                return memalign( pageSize, size );
[b6830d74]1051        } // valloc
[c4f68dc]1052
1053
[ca7949b]1054        // Same as valloc but rounds size to multiple of page size.
1055        void * pvalloc( size_t size ) {
[92aca37]1056                return memalign( pageSize, ceiling2( size, pageSize ) );
[ca7949b]1057        } // pvalloc
1058
1059
1060        // Frees the memory space pointed to by ptr, which must have been returned by a previous call to malloc(), calloc()
[1076d05]1061        // or realloc().  Otherwise, or if free(ptr) has already been called before, undefined behaviour occurs. If ptr is
[ca7949b]1062        // 0p, no operation is performed.
[b6830d74]1063        void free( void * addr ) {
[c4f68dc]1064                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]1065                __atomic_add_fetch( &free_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[c4f68dc]1066                #endif // __STATISTICS__
1067
[95eb7cf]1068          if ( unlikely( addr == 0p ) ) {                                       // special case
1069                        // #ifdef __CFA_DEBUG__
1070                        // if ( traceHeap() ) {
1071                        //      #define nullmsg "Free( 0x0 ) size:0\n"
[1e034d9]1072                        //      // Do not debug print free( 0p ), as it can cause recursive entry from sprintf.
[95eb7cf]1073                        //      __cfaabi_dbg_write( nullmsg, sizeof(nullmsg) - 1 );
1074                        // } // if
1075                        // #endif // __CFA_DEBUG__
[c4f68dc]1076                        return;
1077                } // exit
1078
1079                doFree( addr );
[b6830d74]1080        } // free
[93c2e0a]1081
[c4f68dc]1082
[76e2113]1083        // Returns the alignment of an allocation.
[b6830d74]1084        size_t malloc_alignment( void * addr ) {
[95eb7cf]1085          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return libAlign();      // minimum alignment
[1aa6ecb]1086                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
[c4f68dc]1087                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1088                        return header->kind.fake.alignment & -2;        // remove flag from value
1089                } else {
[cfbc703d]1090                        return libAlign();                                                      // minimum alignment
[c4f68dc]1091                } // if
[bcb14b5]1092        } // malloc_alignment
[c4f68dc]1093
[92aca37]1094
[76e2113]1095        // Set the alignment for an the allocation and return previous alignment or 0 if no alignment.
1096        size_t $malloc_alignment_set( void * addr, size_t alignment ) {
1097          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return libAlign();      // minimum alignment
1098                size_t ret;
1099                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1100                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1101                        ret = header->kind.fake.alignment & -2;         // remove flag from old value
1102                        header->kind.fake.alignment = alignment | 1; // add flag to new value
1103                } else {
1104                        ret = 0;                                                                        // => no alignment to change
1105                } // if
1106                return ret;
1107        } // $malloc_alignment_set
1108
[c4f68dc]1109
[76e2113]1110        // Returns true if the allocation is zero filled, e.g., allocated by calloc().
[b6830d74]1111        bool malloc_zero_fill( void * addr ) {
[95eb7cf]1112          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return false;           // null allocation is not zero fill
[1aa6ecb]1113                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
[c4f68dc]1114                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
[cfbc703d]1115                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
[c4f68dc]1116                } // if
[76e2113]1117                return (header->kind.real.blockSize & 2) != 0;  // zero filled ?
[bcb14b5]1118        } // malloc_zero_fill
[c4f68dc]1119
[76e2113]1120        // Set allocation is zero filled and return previous zero filled.
1121        bool $malloc_zero_fill_set( void * addr ) {
1122          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return false;           // null allocation is not zero fill
1123                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1124                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1125                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
1126                } // if
1127                bool ret = (header->kind.real.blockSize & 2) != 0; // zero filled ?
1128                header->kind.real.blockSize |= 2;                               // mark as zero filled
1129                return ret;
1130        } // $malloc_zero_fill_set
1131
[c4f68dc]1132
[76e2113]1133        // Returns original total allocation size (not bucket size) => array size is dimension * sizeif(T).
1134        size_t malloc_size( void * addr ) {
[849fb370]1135          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has zero size
[cfbc703d]1136                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1137                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1138                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
1139                } // if
[9c438546]1140                return header->kind.real.size;
[76e2113]1141        } // malloc_size
1142
1143        // Set allocation size and return previous size.
1144        size_t $malloc_size_set( void * addr, size_t size ) {
[849fb370]1145          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has 0 size
[76e2113]1146                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1147                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1148                        header = realHeader( header );                          // backup from fake to real header
1149                } // if
[9c438546]1150                size_t ret = header->kind.real.size;
1151                header->kind.real.size = size;
[76e2113]1152                return ret;
1153        } // $malloc_size_set
[cfbc703d]1154
1155
[ca7949b]1156        // Returns the number of usable bytes in the block pointed to by ptr, a pointer to a block of memory allocated by
1157        // malloc or a related function.
[95eb7cf]1158        size_t malloc_usable_size( void * addr ) {
1159          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has 0 size
1160                HeapManager.Storage.Header * header;
1161                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1162                size_t bsize, alignment;
1163
1164                headers( "malloc_usable_size", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
[dd23e66]1165                return dataStorage( bsize, addr, header );              // data storage in bucket
[95eb7cf]1166        } // malloc_usable_size
1167
1168
[ca7949b]1169        // Prints (on default standard error) statistics about memory allocated by malloc and related functions.
[b6830d74]1170        void malloc_stats( void ) {
[c4f68dc]1171                #ifdef __STATISTICS__
[bcb14b5]1172                printStats();
[95eb7cf]1173                if ( prtFree() ) prtFree( heapManager );
[c4f68dc]1174                #endif // __STATISTICS__
[bcb14b5]1175        } // malloc_stats
[c4f68dc]1176
[92aca37]1177
[ca7949b]1178        // Changes the file descripter where malloc_stats() writes statistics.
[95eb7cf]1179        int malloc_stats_fd( int fd __attribute__(( unused )) ) {
[c4f68dc]1180                #ifdef __STATISTICS__
[92aca37]1181                int temp = stat_fd;
1182                stat_fd = fd;
[bcb14b5]1183                return temp;
[c4f68dc]1184                #else
[bcb14b5]1185                return -1;
[c4f68dc]1186                #endif // __STATISTICS__
[bcb14b5]1187        } // malloc_stats_fd
[c4f68dc]1188
[95eb7cf]1189
[1076d05]1190        // Adjusts parameters that control the behaviour of the memory-allocation functions (see malloc). The param argument
[ca7949b]1191        // specifies the parameter to be modified, and value specifies the new value for that parameter.
[95eb7cf]1192        int mallopt( int option, int value ) {
1193                choose( option ) {
1194                  case M_TOP_PAD:
[68d40b7]1195                        heapExpand = ceiling2( value, pageSize ); return 1;
[95eb7cf]1196                  case M_MMAP_THRESHOLD:
1197                        if ( setMmapStart( value ) ) return 1;
[1076d05]1198                        break;
[95eb7cf]1199                } // switch
1200                return 0;                                                                               // error, unsupported
1201        } // mallopt
1202
[c1f38e6c]1203
[ca7949b]1204        // Attempt to release free memory at the top of the heap (by calling sbrk with a suitable argument).
[95eb7cf]1205        int malloc_trim( size_t ) {
1206                return 0;                                                                               // => impossible to release memory
1207        } // malloc_trim
1208
1209
[ca7949b]1210        // Exports an XML string that describes the current state of the memory-allocation implementation in the caller.
1211        // The string is printed on the file stream stream.  The exported string includes information about all arenas (see
1212        // malloc).
[c4f68dc]1213        int malloc_info( int options, FILE * stream ) {
[92aca37]1214          if ( options != 0 ) { errno = EINVAL; return -1; }
1215                #ifdef __STATISTICS__
[d46ed6e]1216                return printStatsXML( stream );
[92aca37]1217                #else
1218                return 0;                                                                               // unsupported
1219                #endif // __STATISTICS__
[c4f68dc]1220        } // malloc_info
1221
1222
[ca7949b]1223        // Records the current state of all malloc internal bookkeeping variables (but not the actual contents of the heap
1224        // or the state of malloc_hook functions pointers).  The state is recorded in a system-dependent opaque data
1225        // structure dynamically allocated via malloc, and a pointer to that data structure is returned as the function
1226        // result.  (The caller must free this memory.)
[c4f68dc]1227        void * malloc_get_state( void ) {
[95eb7cf]1228                return 0p;                                                                              // unsupported
[c4f68dc]1229        } // malloc_get_state
1230
[bcb14b5]1231
[ca7949b]1232        // Restores the state of all malloc internal bookkeeping variables to the values recorded in the opaque data
1233        // structure pointed to by state.
[92aca37]1234        int malloc_set_state( void * ) {
[bcb14b5]1235                return 0;                                                                               // unsupported
[c4f68dc]1236        } // malloc_set_state
1237} // extern "C"
1238
1239
[95eb7cf]1240// Must have CFA linkage to overload with C linkage realloc.
[cfbc703d]1241void * resize( void * oaddr, size_t nalign, size_t size ) {
[1e034d9]1242        #ifdef __STATISTICS__
[cfbc703d]1243        __atomic_add_fetch( &resize_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[1e034d9]1244        #endif // __STATISTICS__
[95eb7cf]1245
[c86f587]1246        if ( unlikely( nalign < libAlign() ) ) nalign = libAlign(); // reset alignment to minimum
1247        #ifdef __CFA_DEBUG__
1248        else
1249                checkAlign( nalign );                                                   // check alignment
1250        #endif // __CFA_DEBUG__
1251
[1f6de372]1252        // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
[d5d3a90]1253  if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
[92aca37]1254  if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
1255                #ifdef __STATISTICS__
1256                __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1257                #endif // __STATISTICS__
1258                return memalignNoStats( nalign, size );
1259        } // if
[cfbc703d]1260
[92847f7]1261        // Attempt to reuse existing alignment.
[47dd0d2]1262        HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( oaddr );
[92847f7]1263        bool isFakeHeader = header->kind.fake.alignment & 1; // old fake header ?
1264        size_t oalign;
1265        if ( isFakeHeader ) {
1266                oalign = header->kind.fake.alignment & -2;              // old alignment
1267                if ( (uintptr_t)oaddr % nalign == 0                             // lucky match ?
1268                         && ( oalign <= nalign                                          // going down
1269                                  || (oalign >= nalign && oalign <= 256) ) // little alignment storage wasted ?
1270                        ) {
1271                        headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
1272                        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1273                        size_t bsize, oalign;
1274                        headers( "resize", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
1275                        size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
[a3ade94]1276
[92847f7]1277                        if ( size <= odsize && odsize <= size * 2 ) { // allow 50% wasted data storage
[03b87140]1278                                headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
[a3ade94]1279
[92847f7]1280                                header->kind.real.blockSize &= -2;              // turn off 0 fill
1281                                header->kind.real.size = size;                  // reset allocation size
1282                                return oaddr;
1283                        } // if
[cfbc703d]1284                } // if
[92847f7]1285        } else if ( ! isFakeHeader                                                      // old real header (aligned on libAlign) ?
1286                                && nalign == libAlign() ) {                             // new alignment also on libAlign => no fake header needed
[113d785]1287                return resize( oaddr, size );                                   // duplicate special case checks
[cfbc703d]1288        } // if
1289
[92aca37]1290        #ifdef __STATISTICS__
1291        __atomic_add_fetch( &resize_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1292        #endif // __STATISTICS__
1293
[dd23e66]1294        // change size, DO NOT preserve STICKY PROPERTIES.
[cfbc703d]1295        free( oaddr );
[dd23e66]1296        return memalignNoStats( nalign, size );                         // create new aligned area
[cfbc703d]1297} // resize
1298
1299
1300void * realloc( void * oaddr, size_t nalign, size_t size ) {
[c1f38e6c]1301        if ( unlikely( nalign < libAlign() ) ) nalign = libAlign(); // reset alignment to minimum
[cfbc703d]1302        #ifdef __CFA_DEBUG__
1303        else
1304                checkAlign( nalign );                                                   // check alignment
1305        #endif // __CFA_DEBUG__
1306
[c86f587]1307        // If size is equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to free() is returned.
1308  if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
1309  if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) {
1310                #ifdef __STATISTICS__
1311                __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
1312                __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1313                #endif // __STATISTICS__
1314                return memalignNoStats( nalign, size );
1315        } // if
1316
[92847f7]1317        // Attempt to reuse existing alignment.
1318        HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( oaddr );
1319        bool isFakeHeader = header->kind.fake.alignment & 1; // old fake header ?
1320        size_t oalign;
1321        if ( isFakeHeader ) {
1322                oalign = header->kind.fake.alignment & -2;              // old alignment
1323                if ( (uintptr_t)oaddr % nalign == 0                             // lucky match ?
1324                         && ( oalign <= nalign                                          // going down
1325                                  || (oalign >= nalign && oalign <= 256) ) // little alignment storage wasted ?
1326                        ) {
[03b87140]1327                        headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
[92847f7]1328                        return realloc( oaddr, size );                          // duplicate alignment and special case checks
1329                } // if
1330        } else if ( ! isFakeHeader                                                      // old real header (aligned on libAlign) ?
1331                                && nalign == libAlign() )                               // new alignment also on libAlign => no fake header needed
1332                return realloc( oaddr, size );                                  // duplicate alignment and special case checks
[cfbc703d]1333
[1e034d9]1334        #ifdef __STATISTICS__
[cfbc703d]1335        __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
[95eb7cf]1336        __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
[1e034d9]1337        #endif // __STATISTICS__
1338
[92847f7]1339        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1340        size_t bsize;
1341        headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
1342
1343        // change size and copy old content to new storage
1344
[dd23e66]1345        size_t osize = header->kind.real.size;                          // old allocation size
[92847f7]1346        bool ozfill = (header->kind.real.blockSize & 2);        // old allocation zero filled
[dd23e66]1347
1348        void * naddr = memalignNoStats( nalign, size );         // create new aligned area
[95eb7cf]1349
[1e034d9]1350        headers( "realloc", naddr, header, freeElem, bsize, oalign );
[47dd0d2]1351        memcpy( naddr, oaddr, min( osize, size ) );                     // copy bytes
[1e034d9]1352        free( oaddr );
[d5d3a90]1353
1354        if ( unlikely( ozfill ) ) {                                                     // previous request zero fill ?
1355                header->kind.real.blockSize |= 2;                               // mark new request as zero filled
1356                if ( size > osize ) {                                                   // previous request larger ?
[e4b6b7d3]1357                        memset( (char *)naddr + osize, '\0', size - osize ); // initialize added storage
[d5d3a90]1358                } // if
1359        } // if
[1e034d9]1360        return naddr;
[95eb7cf]1361} // realloc
1362
1363
[c4f68dc]1364// Local Variables: //
1365// tab-width: 4 //
[f8cd310]1366// compile-command: "cfa -nodebug -O2 heap.cfa" //
[c4f68dc]1367// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.