source: libcfa/src/heap.cfa @ 1e034d9

arm-ehenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 1e034d9 was 1e034d9, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 3 years ago

forammting, add missing call to header in alignment realloc

  • Property mode set to 100644
File size: 43.7 KB
Line 
1//
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.
6//
7// heap.c --
8//
9// Author           : Peter A. Buhr
10// Created On       : Tue Dec 19 21:58:35 2017
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Sun Nov 24 17:56:15 2019
13// Update Count     : 638
14//
15
16#include <unistd.h>                                                                             // sbrk, sysconf
17#include <stdbool.h>                                                                    // true, false
18#include <stdio.h>                                                                              // snprintf, fileno
19#include <errno.h>                                                                              // errno
20#include <string.h>                                                                             // memset, memcpy
21extern "C" {
22#include <sys/mman.h>                                                                   // mmap, munmap
23} // extern "C"
24
25// #comment TD : Many of these should be merged into math I believe
26#include "bits/align.hfa"                                                               // libPow2
27#include "bits/defs.hfa"                                                                // likely, unlikely
28#include "bits/locks.hfa"                                                               // __spinlock_t
29#include "startup.hfa"                                                                  // STARTUP_PRIORITY_MEMORY
30//#include "stdlib.hfa"                                                                 // bsearchl
31#include "malloc.h"
32
33#define MIN(x, y) (y > x ? x : y)
34
35static bool traceHeap = false;
36
37inline bool traceHeap() {
38        return traceHeap;
39} // traceHeap
40
41bool traceHeapOn() {
42        bool temp = traceHeap;
43        traceHeap = true;
44        return temp;
45} // traceHeapOn
46
47bool traceHeapOff() {
48        bool temp = traceHeap;
49        traceHeap = false;
50        return temp;
51} // traceHeapOff
52
53
54static bool prtFree = false;
55
56inline bool prtFree() {
57        return prtFree;
58} // prtFree
59
60bool prtFreeOn() {
61        bool temp = prtFree;
62        prtFree = true;
63        return temp;
64} // prtFreeOn
65
66bool prtFreeOff() {
67        bool temp = prtFree;
68        prtFree = false;
69        return temp;
70} // prtFreeOff
71
72
73// static bool traceHeapTerm = false;
74
75// inline bool traceHeapTerm() {
76//      return traceHeapTerm;
77// } // traceHeapTerm
78
79// bool traceHeapTermOn() {
80//      bool temp = traceHeapTerm;
81//      traceHeapTerm = true;
82//      return temp;
83// } // traceHeapTermOn
84
85// bool traceHeapTermOff() {
86//      bool temp = traceHeapTerm;
87//      traceHeapTerm = false;
88//      return temp;
89// } // traceHeapTermOff
90
91
92enum {
93        // Define the default extension heap amount in units of bytes. When the uC++ supplied heap reaches the brk address,
94        // the brk address is extended by the extension amount.
95        __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__ = (1 * 1024 * 1024),
96
97        // Define the mmap crossover point during allocation. Allocations less than this amount are allocated from buckets;
98        // values greater than or equal to this value are mmap from the operating system.
99        __CFA_DEFAULT_MMAP_START__ = (512 * 1024 + 1),
100};
101
102size_t default_mmap_start() __attribute__(( weak )) {
103        return __CFA_DEFAULT_MMAP_START__;
104} // default_mmap_start
105
106size_t default_heap_expansion() __attribute__(( weak )) {
107        return __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__;
108} // default_heap_expansion
109
110
111#ifdef __CFA_DEBUG__
112static unsigned int allocFree;                                                  // running total of allocations minus frees
113
114static void prtUnfreed() {
115        if ( allocFree != 0 ) {
116                // DO NOT USE STREAMS AS THEY MAY BE UNAVAILABLE AT THIS POINT.
117                // char helpText[512];
118                // int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText), "CFA warning (UNIX pid:%ld) : program terminating with %u(0x%x) bytes of storage allocated but not freed.\n"
119                //                                      "Possible cause is unfreed storage allocated by the program or system/library routines called from the program.\n",
120                //                                      (long int)getpid(), allocFree, allocFree ); // always print the UNIX pid
121                // __cfaabi_dbg_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
122        } // if
123} // prtUnfreed
124
125extern "C" {
126        void heapAppStart() {                                                           // called by __cfaabi_appready_startup
127                allocFree = 0;
128        } // heapAppStart
129
130        void heapAppStop() {                                                            // called by __cfaabi_appready_startdown
131                fclose( stdin ); fclose( stdout );
132                prtUnfreed();
133        } // heapAppStop
134} // extern "C"
135#endif // __CFA_DEBUG__
136
137
138// statically allocated variables => zero filled.
139static size_t pageSize;                                                                 // architecture pagesize
140static size_t heapExpand;                                                               // sbrk advance
141static size_t mmapStart;                                                                // cross over point for mmap
142static unsigned int maxBucketsUsed;                                             // maximum number of buckets in use
143
144
145#define SPINLOCK 0
146#define LOCKFREE 1
147#define BUCKETLOCK SPINLOCK
148#if BUCKETLOCK == LOCKFREE
149#include <uStackLF.h>
150#endif // LOCKFREE
151
152// Recursive definitions: HeapManager needs size of bucket array and bucket area needs sizeof HeapManager storage.
153// Break recusion by hardcoding number of buckets and statically checking number is correct after bucket array defined.
154enum { NoBucketSizes = 91 };                                                    // number of buckets sizes
155
156struct HeapManager {
157//      struct FreeHeader;                                                                      // forward declaration
158
159        struct Storage {
160                struct Header {                                                                 // header
161                        union Kind {
162                                struct RealHeader {
163                                        union {
164                                                struct {                                                // 4-byte word => 8-byte header, 8-byte word => 16-byte header
165                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
166                                                        uint32_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
167                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
168
169                                                        union {
170//                                                              FreeHeader * home;              // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
171                                                                void * home;                    // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
172                                                                size_t blockSize;               // size for munmap (must overlay alignment)
173                                                                #if BUCKLOCK == SPINLOCK
174                                                                Storage * next;                 // freed block points next freed block of same size
175                                                                #endif // SPINLOCK
176                                                        };
177
178                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
179                                                        uint32_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
180                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
181                                                };
182                                                // future code
183                                                #if BUCKLOCK == LOCKFREE
184                                                Stack<Storage>::Link next;              // freed block points next freed block of same size (double-wide)
185                                                #endif // LOCKFREE
186                                        };
187                                } real; // RealHeader
188                                struct FakeHeader {
189                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
190                                        uint32_t alignment;                                     // low-order bits of home/blockSize used for tricks
191                                        #endif // __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
192
193                                        uint32_t offset;
194
195                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
196                                        uint32_t alignment;                                     // low-order bits of home/blockSize used for tricks
197                                        #endif // __ORDER_BIG_ENDIAN__
198                                } fake; // FakeHeader
199                        } kind; // Kind
200                } header; // Header
201                char pad[libAlign() - sizeof( Header )];
202                char data[0];                                                                   // storage
203        }; // Storage
204
205        static_assert( libAlign() >= sizeof( Storage ), "libAlign() < sizeof( Storage )" );
206
207        struct FreeHeader {
208                #if BUCKLOCK == SPINLOCK
209                __spinlock_t lock;                                                              // must be first field for alignment
210                Storage * freeList;
211                #elif BUCKLOCK == LOCKFREE
212                // future code
213                StackLF<Storage> freeList;
214                #else
215                        #error undefined lock type for bucket lock
216                #endif // SPINLOCK
217                size_t blockSize;                                                               // size of allocations on this list
218        }; // FreeHeader
219
220        // must be first fields for alignment
221        __spinlock_t extlock;                                                           // protects allocation-buffer extension
222        FreeHeader freeLists[NoBucketSizes];                            // buckets for different allocation sizes
223
224        void * heapBegin;                                                                       // start of heap
225        void * heapEnd;                                                                         // logical end of heap
226        size_t heapRemaining;                                                           // amount of storage not allocated in the current chunk
227}; // HeapManager
228
229static inline size_t getKey( const HeapManager.FreeHeader & freeheader ) { return freeheader.blockSize; }
230
231
232#define FASTLOOKUP
233#define __STATISTICS__
234
235// Bucket size must be multiple of 16.
236// Powers of 2 are common allocation sizes, so make powers of 2 generate the minimum required size.
237static const unsigned int bucketSizes[] @= {                    // different bucket sizes
238        16, 32, 48, 64 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
239        96, 112, 128 + sizeof(HeapManager.Storage), // 3
240        160, 192, 224, 256 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
241        320, 384, 448, 512 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
242        640, 768, 896, 1_024 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
243        1_536, 2_048 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
244        2_560, 3_072, 3_584, 4_096 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
245        6_144, 8_192 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
246        9_216, 10_240, 11_264, 12_288, 13_312, 14_336, 15_360, 16_384 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
247        18_432, 20_480, 22_528, 24_576, 26_624, 28_672, 30_720, 32_768 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
248        36_864, 40_960, 45_056, 49_152, 53_248, 57_344, 61_440, 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
249        73_728, 81_920, 90_112, 98_304, 106_496, 114_688, 122_880, 131_072 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
250        147_456, 163_840, 180_224, 196_608, 212_992, 229_376, 245_760, 262_144 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
251        294_912, 327_680, 360_448, 393_216, 425_984, 458_752, 491_520, 524_288 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
252        655_360, 786_432, 917_504, 1_048_576 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
253        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
254        2_621_440, 3_145_728, 3_670_016, 4_194_304 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
255};
256
257static_assert( NoBucketSizes == sizeof(bucketSizes) / sizeof(bucketSizes[0]), "size of bucket array wrong" );
258
259#ifdef FASTLOOKUP
260enum { LookupSizes = 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage) }; // number of fast lookup sizes
261static unsigned char lookup[LookupSizes];                               // O(1) lookup for small sizes
262#endif // FASTLOOKUP
263
264static int mmapFd = -1;                                                                 // fake or actual fd for anonymous file
265#ifdef __CFA_DEBUG__
266static bool heapBoot = 0;                                                               // detect recursion during boot
267#endif // __CFA_DEBUG__
268static HeapManager heapManager __attribute__(( aligned (128) )) @= {}; // size of cache line to prevent false sharing
269
270
271#ifdef __STATISTICS__
272// Heap statistics counters.
273static unsigned long long int mmap_storage;
274static unsigned int mmap_calls;
275static unsigned long long int munmap_storage;
276static unsigned int munmap_calls;
277static unsigned long long int sbrk_storage;
278static unsigned int sbrk_calls;
279static unsigned long long int malloc_storage;
280static unsigned int malloc_calls;
281static unsigned long long int free_storage;
282static unsigned int free_calls;
283static unsigned long long int calloc_storage;
284static unsigned int calloc_calls;
285static unsigned long long int memalign_storage;
286static unsigned int memalign_calls;
287static unsigned long long int cmemalign_storage;
288static unsigned int cmemalign_calls;
289static unsigned long long int realloc_storage;
290static unsigned int realloc_calls;
291// Statistics file descriptor (changed by malloc_stats_fd).
292static int statfd = STDERR_FILENO;                                              // default stderr
293
294// Use "write" because streams may be shutdown when calls are made.
295static void printStats() {
296        char helpText[512];
297        __cfaabi_bits_print_buffer( STDERR_FILENO, helpText, sizeof(helpText),
298                                                                        "\nHeap statistics:\n"
299                                                                        "  malloc: calls %u / storage %llu\n"
300                                                                        "  calloc: calls %u / storage %llu\n"
301                                                                        "  memalign: calls %u / storage %llu\n"
302                                                                        "  cmemalign: calls %u / storage %llu\n"
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,
309                                                                        calloc_calls, calloc_storage,
310                                                                        memalign_calls, memalign_storage,
311                                                                        cmemalign_calls, cmemalign_storage,
312                                                                        realloc_calls, realloc_storage,
313                                                                        free_calls, free_storage,
314                                                                        mmap_calls, mmap_storage,
315                                                                        munmap_calls, munmap_storage,
316                                                                        sbrk_calls, sbrk_storage
317                );
318} // printStats
319
320static int printStatsXML( FILE * stream ) {                             // see malloc_info
321        char helpText[512];
322        int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText),
323                                                "<malloc version=\"1\">\n"
324                                                "<heap nr=\"0\">\n"
325                                                "<sizes>\n"
326                                                "</sizes>\n"
327                                                "<total type=\"malloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
328                                                "<total type=\"calloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
329                                                "<total type=\"memalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
330                                                "<total type=\"cmemalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
331                                                "<total type=\"realloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
332                                                "<total type=\"free\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
333                                                "<total type=\"mmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
334                                                "<total type=\"munmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
335                                                "<total type=\"sbrk\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
336                                                "</malloc>",
337                                                malloc_calls, malloc_storage,
338                                                calloc_calls, calloc_storage,
339                                                memalign_calls, memalign_storage,
340                                                cmemalign_calls, cmemalign_storage,
341                                                realloc_calls, realloc_storage,
342                                                free_calls, free_storage,
343                                                mmap_calls, mmap_storage,
344                                                munmap_calls, munmap_storage,
345                                                sbrk_calls, sbrk_storage
346                );
347        __cfaabi_bits_write( fileno( stream ), helpText, len ); // ensures all bytes written or exit
348        return len;
349} // printStatsXML
350#endif // __STATISTICS__
351
352
353// #comment TD : Is this the samething as Out-of-Memory?
354static inline void noMemory() {
355        abort( "Heap memory exhausted at %zu bytes.\n"
356                   "Possible cause is very large memory allocation and/or large amount of unfreed storage allocated by the program or system/library routines.",
357                   ((char *)(sbrk( 0 )) - (char *)(heapManager.heapBegin)) );
358} // noMemory
359
360
361static inline void checkAlign( size_t alignment ) {
362        if ( alignment < libAlign() || ! libPow2( alignment ) ) {
363                abort( "Alignment %zu for memory allocation is less than %d and/or not a power of 2.", alignment, libAlign() );
364        } // if
365} // checkAlign
366
367
368static inline bool setHeapExpand( size_t value ) {
369  if ( heapExpand < pageSize ) return true;
370        heapExpand = value;
371        return false;
372} // setHeapExpand
373
374
375// thunk problem
376size_t Bsearchl( unsigned int key, const unsigned int * vals, size_t dim ) {
377        size_t l = 0, m, h = dim;
378        while ( l < h ) {
379                m = (l + h) / 2;
380                if ( (unsigned int &)(vals[m]) < key ) {                // cast away const
381                        l = m + 1;
382                } else {
383                        h = m;
384                } // if
385        } // while
386        return l;
387} // Bsearchl
388
389
390static inline bool setMmapStart( size_t value ) {               // true => mmapped, false => sbrk
391  if ( value < pageSize || bucketSizes[NoBucketSizes - 1] < value ) return true;
392        mmapStart = value;                                                                      // set global
393
394        // find the closest bucket size less than or equal to the mmapStart size
395        maxBucketsUsed = Bsearchl( (unsigned int)mmapStart, bucketSizes, NoBucketSizes ); // binary search
396        assert( maxBucketsUsed < NoBucketSizes );                       // subscript failure ?
397        assert( mmapStart <= bucketSizes[maxBucketsUsed] ); // search failure ?
398        return false;
399} // setMmapStart
400
401
402static inline void checkHeader( bool check, const char * name, void * addr ) {
403        if ( unlikely( check ) ) {                                                      // bad address ?
404                abort( "Attempt to %s storage %p with address outside the heap.\n"
405                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of memory.",
406                           name, addr );
407        } // if
408} // checkHeader
409
410
411static inline void fakeHeader( HeapManager.Storage.Header *& header, size_t & alignment ) {
412        if ( unlikely( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) ) { // fake header ?
413                size_t offset = header->kind.fake.offset;
414                alignment = header->kind.fake.alignment & -2;   // remove flag from value
415                #ifdef __CFA_DEBUG__
416                checkAlign( alignment );                                                // check alignment
417                #endif // __CFA_DEBUG__
418                header = (HeapManager.Storage.Header *)((char *)header - offset);
419        } // if
420} // fakeHeader
421
422
423// <-------+----------------------------------------------------> bsize (bucket size)
424// |header |addr
425//==================================================================================
426//                                | alignment
427// <-----------------<------------+-----------------------------> bsize (bucket size)
428//                   |fake-header | addr
429#define headerAddr( addr ) ((HeapManager.Storage.Header *)( (char *)addr - sizeof(HeapManager.Storage) ))
430
431// <-------<<--------------------- dsize ---------------------->> bsize (bucket size)
432// |header |addr
433//==================================================================================
434//                                | alignment
435// <------------------------------<<---------- dsize --------->>> bsize (bucket size)
436//                   |fake-header |addr
437#define dataStorage( bsize, addr, header ) (bsize - ( (char *)addr - (char *)header ))
438
439
440static inline bool headers( const char * name __attribute__(( unused )), void * addr, HeapManager.Storage.Header *& header, HeapManager.FreeHeader *& freeElem, size_t & size, size_t & alignment ) with ( heapManager ) {
441        header = headerAddr( addr );
442
443        if ( unlikely( heapEnd < addr ) ) {                                     // mmapped ?
444                fakeHeader( header, alignment );
445                size = header->kind.real.blockSize & -3;                // mmap size
446                return true;
447        } // if
448
449        #ifdef __CFA_DEBUG__
450        checkHeader( addr < heapBegin || header < (HeapManager.Storage.Header *)heapBegin, name, addr ); // bad low address ?
451        #endif // __CFA_DEBUG__
452
453        // header may be safe to dereference
454        fakeHeader( header, alignment );
455        #ifdef __CFA_DEBUG__
456        checkHeader( header < (HeapManager.Storage.Header *)heapBegin || (HeapManager.Storage.Header *)heapEnd < header, name, addr ); // bad address ? (offset could be + or -)
457        #endif // __CFA_DEBUG__
458
459        freeElem = (HeapManager.FreeHeader *)((size_t)header->kind.real.home & -3);
460        #ifdef __CFA_DEBUG__
461        if ( freeElem < &freeLists[0] || &freeLists[NoBucketSizes] <= freeElem ) {
462                abort( "Attempt to %s storage %p with corrupted header.\n"
463                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of header information.",
464                           name, addr );
465        } // if
466        #endif // __CFA_DEBUG__
467        size = freeElem->blockSize;
468        return false;
469} // headers
470
471
472static inline void * extend( size_t size ) with ( heapManager ) {
473        lock( extlock __cfaabi_dbg_ctx2 );
474        ptrdiff_t rem = heapRemaining - size;
475        if ( rem < 0 ) {
476                // If the size requested is bigger than the current remaining storage, increase the size of the heap.
477
478                size_t increase = libCeiling( size > heapExpand ? size : heapExpand, libAlign() );
479                if ( sbrk( increase ) == (void *)-1 ) {
480                        unlock( extlock );
481                        errno = ENOMEM;
482                        return 0p;
483                } // if
484                #ifdef __STATISTICS__
485                sbrk_calls += 1;
486                sbrk_storage += increase;
487                #endif // __STATISTICS__
488                #ifdef __CFA_DEBUG__
489                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
490                memset( (char *)heapEnd + heapRemaining, '\377', increase );
491                #endif // __CFA_DEBUG__
492                rem = heapRemaining + increase - size;
493        } // if
494
495        HeapManager.Storage * block = (HeapManager.Storage *)heapEnd;
496        heapRemaining = rem;
497        heapEnd = (char *)heapEnd + size;
498        unlock( extlock );
499        return block;
500} // extend
501
502
503static inline void * doMalloc( size_t size ) with ( heapManager ) {
504        HeapManager.Storage * block;                                            // pointer to new block of storage
505
506        // Look up size in the size list.  Make sure the user request includes space for the header that must be allocated
507        // along with the block and is a multiple of the alignment size.
508
509  if ( unlikely( size > ~0ul - sizeof(HeapManager.Storage) ) ) return 0p;
510        size_t tsize = size + sizeof(HeapManager.Storage);
511        if ( likely( tsize < mmapStart ) ) {                            // small size => sbrk
512                size_t posn;
513                #ifdef FASTLOOKUP
514                if ( tsize < LookupSizes ) posn = lookup[tsize];
515                else
516                #endif // FASTLOOKUP
517                        posn = Bsearchl( (unsigned int)tsize, bucketSizes, (size_t)maxBucketsUsed );
518                HeapManager.FreeHeader * freeElem = &freeLists[posn];
519                // #ifdef FASTLOOKUP
520                // if ( tsize < LookupSizes )
521                //      freeElem = &freeLists[lookup[tsize]];
522                // else
523                // #endif // FASTLOOKUP
524                //      freeElem = bsearchl( tsize, freeLists, (size_t)maxBucketsUsed ); // binary search
525                // HeapManager.FreeHeader * freeElem =
526                //      #ifdef FASTLOOKUP
527                //      tsize < LookupSizes ? &freeLists[lookup[tsize]] :
528                //      #endif // FASTLOOKUP
529                //      bsearchl( tsize, freeLists, (size_t)maxBucketsUsed ); // binary search
530                assert( freeElem <= &freeLists[maxBucketsUsed] ); // subscripting error ?
531                assert( tsize <= freeElem->blockSize );                 // search failure ?
532                tsize = freeElem->blockSize;                                    // total space needed for request
533
534                // Spin until the lock is acquired for this particular size of block.
535
536                #if defined( SPINLOCK )
537                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
538                block = freeElem->freeList;                                             // remove node from stack
539                #else
540                block = freeElem->freeList.pop();
541                #endif // SPINLOCK
542                if ( unlikely( block == 0p ) ) {                                // no free block ?
543                        #if defined( SPINLOCK )
544                        unlock( freeElem->lock );
545                        #endif // SPINLOCK
546
547                        // Freelist for that size was empty, so carve it out of the heap if there's enough left, or get some more
548                        // and then carve it off.
549
550                        block = (HeapManager.Storage *)extend( tsize ); // mutual exclusion on call
551  if ( unlikely( block == 0p ) ) return 0p;
552                #if defined( SPINLOCK )
553                } else {
554                        freeElem->freeList = block->header.kind.real.next;
555                        unlock( freeElem->lock );
556                #endif // SPINLOCK
557                } // if
558
559                block->header.kind.real.home = freeElem;                // pointer back to free list of apropriate size
560        } else {                                                                                        // large size => mmap
561  if ( unlikely( size > ~0ul - pageSize ) ) return 0p;
562                tsize = libCeiling( tsize, pageSize );                  // must be multiple of page size
563                #ifdef __STATISTICS__
564                __atomic_add_fetch( &mmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
565                __atomic_add_fetch( &mmap_storage, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
566                #endif // __STATISTICS__
567                block = (HeapManager.Storage *)mmap( 0, tsize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, mmapFd, 0 );
568                if ( block == (HeapManager.Storage *)MAP_FAILED ) {
569                        // Do not call strerror( errno ) as it may call malloc.
570                        abort( "(HeapManager &)0x%p.doMalloc() : internal error, mmap failure, size:%zu error:%d.", &heapManager, tsize, errno );
571                } // if
572                #ifdef __CFA_DEBUG__
573                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
574                memset( block, '\377', tsize );
575                #endif // __CFA_DEBUG__
576                block->header.kind.real.blockSize = tsize;              // storage size for munmap
577        } // if
578
579        void * addr = &(block->data);                                           // adjust off header to user bytes
580
581        #ifdef __CFA_DEBUG__
582        assert( ((uintptr_t)addr & (libAlign() - 1)) == 0 ); // minimum alignment ?
583        __atomic_add_fetch( &allocFree, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
584        if ( traceHeap() ) {
585                enum { BufferSize = 64 };
586                char helpText[BufferSize];
587                int len = snprintf( helpText, BufferSize, "%p = Malloc( %zu ) (allocated %zu)\n", addr, size, tsize );
588                // int len = snprintf( helpText, BufferSize, "Malloc %p %zu\n", addr, size );
589                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
590        } // if
591        #endif // __CFA_DEBUG__
592
593        return addr;
594} // doMalloc
595
596
597static inline void doFree( void * addr ) with ( heapManager ) {
598        #ifdef __CFA_DEBUG__
599        if ( unlikely( heapManager.heapBegin == 0p ) ) {
600                abort( "doFree( %p ) : internal error, called before heap is initialized.", addr );
601        } // if
602        #endif // __CFA_DEBUG__
603
604        HeapManager.Storage.Header * header;
605        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
606        size_t size, alignment;                                                         // not used (see realloc)
607
608        if ( headers( "free", addr, header, freeElem, size, alignment ) ) { // mmapped ?
609                #ifdef __STATISTICS__
610                __atomic_add_fetch( &munmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
611                __atomic_add_fetch( &munmap_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
612                #endif // __STATISTICS__
613                if ( munmap( header, size ) == -1 ) {
614                        #ifdef __CFA_DEBUG__
615                        abort( "Attempt to deallocate storage %p not allocated or with corrupt header.\n"
616                                   "Possible cause is invalid pointer.",
617                                   addr );
618                        #endif // __CFA_DEBUG__
619                } // if
620        } else {
621                #ifdef __CFA_DEBUG__
622                // Set free memory to garbage so subsequent usages might fail.
623                memset( ((HeapManager.Storage *)header)->data, '\377', freeElem->blockSize - sizeof( HeapManager.Storage ) );
624                #endif // __CFA_DEBUG__
625
626                #ifdef __STATISTICS__
627                free_storage += size;
628                #endif // __STATISTICS__
629                #if defined( SPINLOCK )
630                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );               // acquire spin lock
631                header->kind.real.next = freeElem->freeList;    // push on stack
632                freeElem->freeList = (HeapManager.Storage *)header;
633                unlock( freeElem->lock );                                               // release spin lock
634                #else
635                freeElem->freeList.push( *(HeapManager.Storage *)header );
636                #endif // SPINLOCK
637        } // if
638
639        #ifdef __CFA_DEBUG__
640        __atomic_add_fetch( &allocFree, -size, __ATOMIC_SEQ_CST );
641        if ( traceHeap() ) {
642                enum { BufferSize = 64 };
643                char helpText[BufferSize];
644                int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText), "Free( %p ) size:%zu\n", addr, size );
645                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
646        } // if
647        #endif // __CFA_DEBUG__
648} // doFree
649
650
651size_t prtFree( HeapManager & manager ) with ( manager ) {
652        size_t total = 0;
653        #ifdef __STATISTICS__
654        __cfaabi_bits_acquire();
655        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\nBin lists (bin size : free blocks on list)\n" );
656        #endif // __STATISTICS__
657        for ( unsigned int i = 0; i < maxBucketsUsed; i += 1 ) {
658                size_t size = freeLists[i].blockSize;
659                #ifdef __STATISTICS__
660                unsigned int N = 0;
661                #endif // __STATISTICS__
662
663                #if defined( SPINLOCK )
664                for ( HeapManager.Storage * p = freeLists[i].freeList; p != 0p; p = p->header.kind.real.next ) {
665                #else
666                for ( HeapManager.Storage * p = freeLists[i].freeList.top(); p != 0p; p = p->header.kind.real.next.top ) {
667                #endif // SPINLOCK
668                        total += size;
669                        #ifdef __STATISTICS__
670                        N += 1;
671                        #endif // __STATISTICS__
672                } // for
673
674                #ifdef __STATISTICS__
675                __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "%7zu, %-7u  ", size, N );
676                if ( (i + 1) % 8 == 0 ) __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\n" );
677                #endif // __STATISTICS__
678        } // for
679        #ifdef __STATISTICS__
680        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\ntotal free blocks:%zu\n", total );
681        __cfaabi_bits_release();
682        #endif // __STATISTICS__
683        return (char *)heapEnd - (char *)heapBegin - total;
684} // prtFree
685
686
687static void ?{}( HeapManager & manager ) with ( manager ) {
688        pageSize = sysconf( _SC_PAGESIZE );
689
690        for ( unsigned int i = 0; i < NoBucketSizes; i += 1 ) { // initialize the free lists
691                freeLists[i].blockSize = bucketSizes[i];
692        } // for
693
694        #ifdef FASTLOOKUP
695        unsigned int idx = 0;
696        for ( unsigned int i = 0; i < LookupSizes; i += 1 ) {
697                if ( i > bucketSizes[idx] ) idx += 1;
698                lookup[i] = idx;
699        } // for
700        #endif // FASTLOOKUP
701
702        if ( setMmapStart( default_mmap_start() ) ) {
703                abort( "HeapManager : internal error, mmap start initialization failure." );
704        } // if
705        heapExpand = default_heap_expansion();
706
707        char * end = (char *)sbrk( 0 );
708        sbrk( (char *)libCeiling( (long unsigned int)end, libAlign() ) - end ); // move start of heap to multiple of alignment
709        heapBegin = heapEnd = sbrk( 0 );                                        // get new start point
710} // HeapManager
711
712
713static void ^?{}( HeapManager & ) {
714        #ifdef __STATISTICS__
715        // if ( traceHeapTerm() ) {
716        //      printStats();
717        //      if ( prtfree() ) prtFree( heapManager, true );
718        // } // if
719        #endif // __STATISTICS__
720} // ~HeapManager
721
722
723static void memory_startup( void ) __attribute__(( constructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
724void memory_startup( void ) {
725        #ifdef __CFA_DEBUG__
726        if ( unlikely( heapBoot ) ) {                                           // check for recursion during system boot
727                // DO NOT USE STREAMS AS THEY MAY BE UNAVAILABLE AT THIS POINT.
728                abort( "boot() : internal error, recursively invoked during system boot." );
729        } // if
730        heapBoot = true;
731        #endif // __CFA_DEBUG__
732
733        //assert( heapManager.heapBegin != 0 );
734        //heapManager{};
735        if ( heapManager.heapBegin == 0p ) heapManager{};
736} // memory_startup
737
738static void memory_shutdown( void ) __attribute__(( destructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
739void memory_shutdown( void ) {
740        ^heapManager{};
741} // memory_shutdown
742
743
744static inline void * mallocNoStats( size_t size ) {             // necessary for malloc statistics
745        //assert( heapManager.heapBegin != 0 );
746        if ( unlikely( heapManager.heapBegin == 0p ) ) heapManager{}; // called before memory_startup ?
747        void * addr = doMalloc( size );
748        if ( unlikely( addr == 0p ) ) errno = ENOMEM;           // POSIX
749        return addr;
750} // mallocNoStats
751
752
753static inline void * callocNoStats( size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
754        size_t size = noOfElems * elemSize;
755        char * addr = (char *)mallocNoStats( size );
756  if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0p;
757
758        HeapManager.Storage.Header * header;
759        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
760        size_t bsize, alignment;
761        bool mapped __attribute__(( unused )) = headers( "calloc", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
762        #ifndef __CFA_DEBUG__
763        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
764        if ( ! mapped )
765        #endif // __CFA_DEBUG__
766                // Zero entire data space even when > than size => realloc without a new allocation and zero fill works.
767                // <-------00000000000000000000000000000000000000000000000000000> bsize (bucket size)
768                // `-header`-addr                      `-size
769                memset( addr, '\0', bsize - sizeof(HeapManager.Storage) ); // set to zeros
770
771        header->kind.real.blockSize |= 2;                                       // mark as zero filled
772        return addr;
773} // callocNoStats
774
775
776static inline void * memalignNoStats( size_t alignment, size_t size ) { // necessary for malloc statistics
777        #ifdef __CFA_DEBUG__
778        checkAlign( alignment );                                                        // check alignment
779        #endif // __CFA_DEBUG__
780
781        // if alignment <= default alignment, do normal malloc as two headers are unnecessary
782  if ( unlikely( alignment <= libAlign() ) ) return mallocNoStats( size );
783
784        // Allocate enough storage to guarantee an address on the alignment boundary, and sufficient space before it for
785        // administrative storage. NOTE, WHILE THERE ARE 2 HEADERS, THE FIRST ONE IS IMPLICITLY CREATED BY DOMALLOC.
786        //      .-------------v-----------------v----------------v----------,
787        //      | Real Header | ... padding ... |   Fake Header  | data ... |
788        //      `-------------^-----------------^-+--------------^----------'
789        //      |<--------------------------------' offset/align |<-- alignment boundary
790
791        // subtract libAlign() because it is already the minimum alignment
792        // add sizeof(Storage) for fake header
793        char * addr = (char *)mallocNoStats( size + alignment - libAlign() + sizeof(HeapManager.Storage) );
794  if ( unlikely( addr == 0p ) ) return addr;
795
796        // address in the block of the "next" alignment address
797        char * user = (char *)libCeiling( (uintptr_t)(addr + sizeof(HeapManager.Storage)), alignment );
798
799        // address of header from malloc
800        HeapManager.Storage.Header * realHeader = headerAddr( addr );
801        // address of fake header * before* the alignment location
802        HeapManager.Storage.Header * fakeHeader = headerAddr( user );
803        // SKULLDUGGERY: insert the offset to the start of the actual storage block and remember alignment
804        fakeHeader->kind.fake.offset = (char *)fakeHeader - (char *)realHeader;
805        // SKULLDUGGERY: odd alignment imples fake header
806        fakeHeader->kind.fake.alignment = alignment | 1;
807
808        return user;
809} // memalignNoStats
810
811
812static inline void * cmemalignNoStats( size_t alignment, size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
813        size_t size = noOfElems * elemSize;
814        char * addr = (char *)memalignNoStats( alignment, size );
815  if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0p;
816        HeapManager.Storage.Header * header;
817        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
818        size_t bsize;
819        bool mapped __attribute__(( unused )) = headers( "cmemalign", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
820        #ifndef __CFA_DEBUG__
821        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
822        if ( ! mapped )
823        #endif // __CFA_DEBUG__
824                memset( addr, '\0', dataStorage( bsize, addr, header ) ); // set to zeros
825        header->kind.real.blockSize |= 2;                               // mark as zero filled
826
827        return addr;
828} // cmemalignNoStats
829
830
831// supported mallopt options
832#ifndef M_MMAP_THRESHOLD
833#define M_MMAP_THRESHOLD (-1)
834#endif // M_TOP_PAD
835#ifndef M_TOP_PAD
836#define M_TOP_PAD (-2)
837#endif // M_TOP_PAD
838
839
840extern "C" {
841        // The malloc() function allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory is not
842        // initialized. If size is 0, then malloc() returns either 0p, or a unique pointer value that can later be
843        // successfully passed to free().
844        void * malloc( size_t size ) {
845                #ifdef __STATISTICS__
846                __atomic_add_fetch( &malloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
847                __atomic_add_fetch( &malloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
848                #endif // __STATISTICS__
849
850                return mallocNoStats( size );
851        } // malloc
852
853        // The calloc() function allocates memory for an array of nmemb elements of size bytes each and returns a pointer to
854        // the allocated memory. The memory is set to zero. If nmemb or size is 0, then calloc() returns either 0p, or a
855        // unique pointer value that can later be successfully passed to free().
856        void * calloc( size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
857                #ifdef __STATISTICS__
858                __atomic_add_fetch( &calloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
859                __atomic_add_fetch( &calloc_storage, noOfElems * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
860                #endif // __STATISTICS__
861
862                return callocNoStats( noOfElems, elemSize );
863        } // calloc
864
865        // The realloc() function changes the size of the memory block pointed to by ptr to size bytes. The contents will be
866        // unchanged in the range from the start of the region up to the minimum of the old and new sizes. If the new size
867        // is larger than the old size, the added memory will not be initialized.  If ptr is 0p, then the call is
868        // equivalent to malloc(size), for all values of size; if size is equal to zero, and ptr is not 0p, then the call
869        // is equivalent to free(ptr). Unless ptr is 0p, it must have been returned by an earlier call to malloc(),
870        // calloc() or realloc(). If the area pointed to was moved, a free(ptr) is done.
871        void * realloc( void * oaddr, size_t size ) {
872                #ifdef __STATISTICS__
873                __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
874                #endif // __STATISTICS__
875
876          if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
877          if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) return mallocNoStats( size );
878
879                HeapManager.Storage.Header * header;
880                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
881                size_t bsize, oalign = 0;
882                headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
883
884                size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
885          if ( size <= odsize && odsize <= size * 2 ) { // allow up to 50% wasted storage in smaller size
886                        // Do not know size of original allocation => cannot do 0 fill for any additional space because do not know
887                        // where to start filling, i.e., do not overwrite existing values in space.
888                        //
889                        // This case does not result in a new profiler entry because the previous one still exists and it must match with
890                        // the free for this memory.  Hence, this realloc does not appear in the profiler output.
891                        return oaddr;
892                } // if
893
894                #ifdef __STATISTICS__
895                __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
896                #endif // __STATISTICS__
897
898                // change size and copy old content to new storage
899
900                void * naddr;
901                if ( unlikely( oalign != 0 ) ) {                                // previous request memalign?
902                        if ( unlikely( header->kind.real.blockSize & 2 ) ) { // previous request zero fill
903                                naddr = cmemalignNoStats( oalign, 1, size ); // create new aligned area
904                        } else {
905                                naddr = memalignNoStats( oalign, size ); // create new aligned area
906                        } // if
907                } else {
908                        if ( unlikely( header->kind.real.blockSize & 2 ) ) { // previous request zero fill
909                                naddr = callocNoStats( 1, size );               // create new area
910                        } else {
911                                naddr = mallocNoStats( size );                  // create new area
912                        } // if
913                } // if
914          if ( unlikely( naddr == 0p ) ) return 0p;
915
916                headers( "realloc", naddr, header, freeElem, bsize, oalign );
917                size_t ndsize = dataStorage( bsize, naddr, header ); // data storage avilable in bucket
918                // To preserve prior fill, the entire bucket must be copied versus the size.
919                memcpy( naddr, oaddr, MIN( odsize, ndsize ) );  // copy bytes
920                free( oaddr );
921                return naddr;
922        } // realloc
923
924        // The obsolete function memalign() allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory
925        // address will be a multiple of alignment, which must be a power of two.
926        void * memalign( size_t alignment, size_t size ) {
927                #ifdef __STATISTICS__
928                __atomic_add_fetch( &memalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
929                __atomic_add_fetch( &memalign_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
930                #endif // __STATISTICS__
931
932                return memalignNoStats( alignment, size );
933        } // memalign
934
935
936        // The cmemalign() function is the same as calloc() with memory alignment.
937        void * cmemalign( size_t alignment, size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
938                #ifdef __STATISTICS__
939                __atomic_add_fetch( &cmemalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
940                __atomic_add_fetch( &cmemalign_storage, noOfElems * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
941                #endif // __STATISTICS__
942
943                return cmemalignNoStats( alignment, noOfElems, elemSize );
944        } // cmemalign
945
946        // The function aligned_alloc() is the same as memalign(), except for the added restriction that size should be a
947        // multiple of alignment.
948        void * aligned_alloc( size_t alignment, size_t size ) {
949                return memalign( alignment, size );
950        } // aligned_alloc
951
952
953        // The function posix_memalign() allocates size bytes and places the address of the allocated memory in *memptr. The
954        // address of the allocated memory will be a multiple of alignment, which must be a power of two and a multiple of
955        // sizeof(void *). If size is 0, then posix_memalign() returns either 0p, or a unique pointer value that can later
956        // be successfully passed to free(3).
957        int posix_memalign( void ** memptr, size_t alignment, size_t size ) {
958          if ( alignment < sizeof(void *) || ! libPow2( alignment ) ) return EINVAL; // check alignment
959                * memptr = memalign( alignment, size );
960          if ( unlikely( * memptr == 0p ) ) return ENOMEM;
961                return 0;
962        } // posix_memalign
963
964        // The obsolete function valloc() allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory
965        // address will be a multiple of the page size.  It is equivalent to memalign(sysconf(_SC_PAGESIZE),size).
966        void * valloc( size_t size ) {
967                return memalign( pageSize, size );
968        } // valloc
969
970
971        // The free() function frees the memory space pointed to by ptr, which must have been returned by a previous call to
972        // malloc(), calloc() or realloc().  Otherwise, or if free(ptr) has already been called before, undefined behavior
973        // occurs. If ptr is 0p, no operation is performed.
974        void free( void * addr ) {
975                #ifdef __STATISTICS__
976                __atomic_add_fetch( &free_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
977                #endif // __STATISTICS__
978
979          if ( unlikely( addr == 0p ) ) {                                       // special case
980                        // #ifdef __CFA_DEBUG__
981                        // if ( traceHeap() ) {
982                        //      #define nullmsg "Free( 0x0 ) size:0\n"
983                        //      // Do not debug print free( 0p ), as it can cause recursive entry from sprintf.
984                        //      __cfaabi_dbg_write( nullmsg, sizeof(nullmsg) - 1 );
985                        // } // if
986                        // #endif // __CFA_DEBUG__
987                        return;
988                } // exit
989
990                doFree( addr );
991        } // free
992
993
994        // The malloc_alignment() function returns the alignment of the allocation.
995        size_t malloc_alignment( void * addr ) {
996          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return libAlign();      // minimum alignment
997                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
998                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
999                        return header->kind.fake.alignment & -2;        // remove flag from value
1000                } else {
1001                        return libAlign ();                                                     // minimum alignment
1002                } // if
1003        } // malloc_alignment
1004
1005
1006        // The malloc_zero_fill() function returns true if the allocation is zero filled, i.e., initially allocated by calloc().
1007        bool malloc_zero_fill( void * addr ) {
1008          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return false;           // null allocation is not zero fill
1009                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1010                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1011                        header = (HeapManager.Storage.Header *)((char *)header - header->kind.fake.offset);
1012                } // if
1013                return (header->kind.real.blockSize & 2) != 0;  // zero filled (calloc/cmemalign) ?
1014        } // malloc_zero_fill
1015
1016
1017        // The malloc_usable_size() function returns the number of usable bytes in the block pointed to by ptr, a pointer to
1018        // a block of memory allocated by malloc(3) or a related function.
1019        size_t malloc_usable_size( void * addr ) {
1020          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has 0 size
1021                HeapManager.Storage.Header * header;
1022                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1023                size_t bsize, alignment;
1024
1025                headers( "malloc_usable_size", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
1026                return dataStorage( bsize, addr, header );      // data storage in bucket
1027        } // malloc_usable_size
1028
1029
1030        // The malloc_stats() function prints (on default standard error) statistics about memory allocated by malloc(3) and
1031        // related functions.
1032        void malloc_stats( void ) {
1033                #ifdef __STATISTICS__
1034                printStats();
1035                if ( prtFree() ) prtFree( heapManager );
1036                #endif // __STATISTICS__
1037        } // malloc_stats
1038
1039        // The malloc_stats_fd() function changes the file descripter where malloc_stats() writes the statistics.
1040        int malloc_stats_fd( int fd __attribute__(( unused )) ) {
1041                #ifdef __STATISTICS__
1042                int temp = statfd;
1043                statfd = fd;
1044                return temp;
1045                #else
1046                return -1;
1047                #endif // __STATISTICS__
1048        } // malloc_stats_fd
1049
1050
1051        // The mallopt() function adjusts parameters that control the behavior of the memory-allocation functions (see
1052        // malloc(3)). The param argument specifies the parameter to be modified, and value specifies the new value for that
1053        // parameter.
1054        int mallopt( int option, int value ) {
1055                choose( option ) {
1056                  case M_TOP_PAD:
1057                        if ( setHeapExpand( value ) ) return 1;
1058                  case M_MMAP_THRESHOLD:
1059                        if ( setMmapStart( value ) ) return 1;
1060                } // switch
1061                return 0;                                                                               // error, unsupported
1062        } // mallopt
1063
1064        // The malloc_trim() function attempts to release free memory at the top of the heap (by calling sbrk(2) with a
1065        // suitable argument).
1066        int malloc_trim( size_t ) {
1067                return 0;                                                                               // => impossible to release memory
1068        } // malloc_trim
1069
1070
1071        // The malloc_info() function exports an XML string that describes the current state of the memory-allocation
1072        // implementation in the caller.  The string is printed on the file stream stream.  The exported string includes
1073        // information about all arenas (see malloc(3)).
1074        int malloc_info( int options, FILE * stream ) {
1075                if ( options != 0 ) { errno = EINVAL; return -1; }
1076                return printStatsXML( stream );
1077        } // malloc_info
1078
1079
1080        // The malloc_get_state() function records the current state of all malloc(3) internal bookkeeping variables (but
1081        // not the actual contents of the heap or the state of malloc_hook(3) functions pointers).  The state is recorded in
1082        // a system-dependent opaque data structure dynamically allocated via malloc(3), and a pointer to that data
1083        // structure is returned as the function result.  (It is the caller's responsibility to free(3) this memory.)
1084        void * malloc_get_state( void ) {
1085                return 0p;                                                                              // unsupported
1086        } // malloc_get_state
1087
1088
1089        // The malloc_set_state() function restores the state of all malloc(3) internal bookkeeping variables to the values
1090        // recorded in the opaque data structure pointed to by state.
1091        int malloc_set_state( void * ptr ) {
1092                return 0;                                                                               // unsupported
1093        } // malloc_set_state
1094} // extern "C"
1095
1096
1097// Must have CFA linkage to overload with C linkage realloc.
1098void * realloc( void * oaddr, size_t nalign, size_t size ) {
1099        #ifdef __STATISTICS__
1100        __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
1101        #endif // __STATISTICS__
1102
1103  if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
1104  if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) return mallocNoStats( size );
1105
1106        if ( unlikely( nalign == 0 ) ) nalign = libAlign();     // reset alignment to minimum
1107        #ifdef __CFA_DEBUG__
1108        else
1109                checkAlign( nalign );                                                   // check alignment
1110        #endif // __CFA_DEBUG__
1111
1112        HeapManager.Storage.Header * header;
1113        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1114        size_t bsize, oalign = 0;
1115        headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
1116        size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
1117
1118  if ( oalign != 0 && (uintptr_t)oaddr % nalign == 0 ) { // has alignment and just happens to work out
1119                headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
1120                return realloc( oaddr, size );
1121        } // if
1122
1123        #ifdef __STATISTICS__
1124        __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1125        #endif // __STATISTICS__
1126
1127        // change size and copy old content to new storage
1128
1129        void * naddr;
1130        if ( unlikely( header->kind.real.blockSize & 2 ) ) { // previous request zero fill
1131                naddr = cmemalignNoStats( nalign, 1, size );    // create new aligned area
1132        } else {
1133                naddr = memalignNoStats( nalign, size );                // create new aligned area
1134        } // if
1135
1136        headers( "realloc", naddr, header, freeElem, bsize, oalign );
1137        size_t ndsize = dataStorage( bsize, naddr, header ); // data storage avilable in bucket
1138        // To preserve prior fill, the entire bucket must be copied versus the size.
1139        memcpy( naddr, oaddr, MIN( odsize, ndsize ) );          // copy bytes
1140        free( oaddr );
1141        return naddr;
1142} // realloc
1143
1144
1145// Local Variables: //
1146// tab-width: 4 //
1147// compile-command: "cfa -nodebug -O2 heap.cfa" //
1148// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.