source: libcfa/src/heap.cfa @ 95eb7cf

arm-ehenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 95eb7cf was 95eb7cf, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 3 years ago

major update of heap, especially realloc

  • Property mode set to 100644
File size: 43.2 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 : Fri Nov 22 14:16:30 2019
13// Update Count     : 626
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
20extern "C" {
21#include <sys/mman.h>                                                                   // mmap, munmap
22} // extern "C"
23
24// #comment TD : Many of these should be merged into math I believe
25#include "bits/align.hfa"                                                               // libPow2
26#include "bits/defs.hfa"                                                                // likely, unlikely
27#include "bits/locks.hfa"                                                               // __spinlock_t
28#include "startup.hfa"                                                                  // STARTUP_PRIORITY_MEMORY
29#include "stdlib.hfa"                                                                   // bsearchl
30#include "malloc.h"
31
32#define MIN(x, y) (y > x ? x : y)
33
34static bool traceHeap = false;
35
36inline bool traceHeap() {
37        return traceHeap;
38} // traceHeap
39
40bool traceHeapOn() {
41        bool temp = traceHeap;
42        traceHeap = true;
43        return temp;
44} // traceHeapOn
45
46bool traceHeapOff() {
47        bool temp = traceHeap;
48        traceHeap = false;
49        return temp;
50} // traceHeapOff
51
52
53static bool prtFree = false;
54
55inline bool prtFree() {
56        return prtFree;
57} // prtFree
58
59bool prtFreeOn() {
60        bool temp = prtFree;
61        prtFree = true;
62        return temp;
63} // prtFreeOn
64
65bool prtFreeOff() {
66        bool temp = prtFree;
67        prtFree = false;
68        return temp;
69} // prtFreeOff
70
71
72// static bool traceHeapTerm = false;
73
74// inline bool traceHeapTerm() {
75//      return traceHeapTerm;
76// } // traceHeapTerm
77
78// bool traceHeapTermOn() {
79//      bool temp = traceHeapTerm;
80//      traceHeapTerm = true;
81//      return temp;
82// } // traceHeapTermOn
83
84// bool traceHeapTermOff() {
85//      bool temp = traceHeapTerm;
86//      traceHeapTerm = false;
87//      return temp;
88// } // traceHeapTermOff
89
90
91enum {
92        __CFA_DEFAULT_MMAP_START__ = (512 * 1024 + 1),
93        __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__ = (1 * 1024 * 1024),
94};
95
96size_t default_mmap_start() __attribute__(( weak )) {
97        return __CFA_DEFAULT_MMAP_START__;
98} // default_mmap_start
99
100size_t default_heap_expansion() __attribute__(( weak )) {
101        return __CFA_DEFAULT_HEAP_EXPANSION__;
102} // default_heap_expansion
103
104
105#ifdef __CFA_DEBUG__
106static unsigned int allocFree;                                                  // running total of allocations minus frees
107
108static void prtUnfreed() {
109        if ( allocFree != 0 ) {
110                // DO NOT USE STREAMS AS THEY MAY BE UNAVAILABLE AT THIS POINT.
111                // char helpText[512];
112                // 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"
113                //                                      "Possible cause is unfreed storage allocated by the program or system/library routines called from the program.\n",
114                //                                      (long int)getpid(), allocFree, allocFree ); // always print the UNIX pid
115                // __cfaabi_dbg_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
116        } // if
117} // prtUnfreed
118
119extern "C" {
120        void heapAppStart() {                                                           // called by __cfaabi_appready_startup
121                allocFree = 0;
122        } // heapAppStart
123
124        void heapAppStop() {                                                            // called by __cfaabi_appready_startdown
125                fclose( stdin ); fclose( stdout );
126                prtUnfreed();
127        } // heapAppStop
128} // extern "C"
129#endif // __CFA_DEBUG__
130
131// statically allocated variables => zero filled.
132static size_t pageSize;                                                                 // architecture pagesize
133static size_t heapExpand;                                                               // sbrk advance
134static size_t mmapStart;                                                                // cross over point for mmap
135static unsigned int maxBucketsUsed;                                             // maximum number of buckets in use
136
137
138#define SPINLOCK 0
139#define LOCKFREE 1
140#define BUCKETLOCK SPINLOCK
141#if BUCKETLOCK == LOCKFREE
142#include <uStackLF.h>
143#endif // LOCKFREE
144
145// Recursive definitions: HeapManager needs size of bucket array and bucket area needs sizeof HeapManager storage.
146// Break recusion by hardcoding number of buckets and statically checking number is correct after bucket array defined.
147enum { NoBucketSizes = 91 };                                                    // number of buckets sizes
148
149struct HeapManager {
150//      struct FreeHeader;                                                                      // forward declaration
151
152        struct Storage {
153                struct Header {                                                                 // header
154                        union Kind {
155                                struct RealHeader {
156                                        union {
157                                                struct {                                                // 4-byte word => 8-byte header, 8-byte word => 16-byte header
158                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
159                                                        uint32_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
160                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
161
162                                                        union {
163//                                                              FreeHeader * home;              // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
164                                                                void * home;                    // allocated block points back to home locations (must overlay alignment)
165                                                                size_t blockSize;               // size for munmap (must overlay alignment)
166                                                                #if BUCKLOCK == SPINLOCK
167                                                                Storage * next;                 // freed block points next freed block of same size
168                                                                #endif // SPINLOCK
169                                                        };
170
171                                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
172                                                        uint32_t padding;                       // unused, force home/blocksize to overlay alignment in fake header
173                                                        #endif // __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ && __SIZEOF_POINTER__ == 4
174                                                };
175                                                // future code
176                                                #if BUCKLOCK == LOCKFREE
177                                                Stack<Storage>::Link next;              // freed block points next freed block of same size (double-wide)
178                                                #endif // LOCKFREE
179                                        };
180                                } real; // RealHeader
181                                struct FakeHeader {
182                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
183                                        uint32_t alignment;                                     // low-order bits of home/blockSize used for tricks
184                                        #endif // __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
185
186                                        uint32_t offset;
187
188                                        #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
189                                        uint32_t alignment;                                     // low-order bits of home/blockSize used for tricks
190                                        #endif // __ORDER_BIG_ENDIAN__
191                                } fake; // FakeHeader
192                        } kind; // Kind
193                } header; // Header
194                char pad[libAlign() - sizeof( Header )];
195                char data[0];                                                                   // storage
196        }; // Storage
197
198        static_assert( libAlign() >= sizeof( Storage ), "libAlign() < sizeof( Storage )" );
199
200        struct FreeHeader {
201                #if BUCKLOCK == SPINLOCK
202                __spinlock_t lock;                                                              // must be first field for alignment
203                Storage * freeList;
204                #elif BUCKLOCK == LOCKFREE
205                // future code
206                StackLF<Storage> freeList;
207                #else
208                        #error undefined lock type for bucket lock
209                #endif // SPINLOCK
210                size_t blockSize;                                                               // size of allocations on this list
211        }; // FreeHeader
212
213        // must be first fields for alignment
214        __spinlock_t extlock;                                                           // protects allocation-buffer extension
215        FreeHeader freeLists[NoBucketSizes];                            // buckets for different allocation sizes
216
217        void * heapBegin;                                                                       // start of heap
218        void * heapEnd;                                                                         // logical end of heap
219        size_t heapRemaining;                                                           // amount of storage not allocated in the current chunk
220}; // HeapManager
221
222static inline size_t getKey( const HeapManager.FreeHeader & freeheader ) { return freeheader.blockSize; }
223
224
225#define FASTLOOKUP
226#define __STATISTICS__
227
228// Powers of 2 are common allocation sizes, so make powers of 2 generate the minimum required size.
229static const unsigned int bucketSizes[] @= {                    // different bucket sizes
230        16, 32, 48, 64 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
231        96, 112, 128 + sizeof(HeapManager.Storage), // 3
232        160, 192, 224, 256 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
233        320, 384, 448, 512 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
234        640, 768, 896, 1_024 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
235        1_536, 2_048 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
236        2_560, 3_072, 3_584, 4_096 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
237        6_144, 8_192 + sizeof(HeapManager.Storage), // 2
238        9_216, 10_240, 11_264, 12_288, 13_312, 14_336, 15_360, 16_384 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
239        18_432, 20_480, 22_528, 24_576, 26_624, 28_672, 30_720, 32_768 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
240        36_864, 40_960, 45_056, 49_152, 53_248, 57_344, 61_440, 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
241        73_728, 81_920, 90_112, 98_304, 106_496, 114_688, 122_880, 131_072 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
242        147_456, 163_840, 180_224, 196_608, 212_992, 229_376, 245_760, 262_144 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
243        294_912, 327_680, 360_448, 393_216, 425_984, 458_752, 491_520, 524_288 + sizeof(HeapManager.Storage), // 8
244        655_360, 786_432, 917_504, 1_048_576 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
245        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
246        2_621_440, 3_145_728, 3_670_016, 4_194_304 + sizeof(HeapManager.Storage), // 4
247};
248
249static_assert( NoBucketSizes == sizeof(bucketSizes) / sizeof(bucketSizes[0]), "size of bucket array wrong" );
250
251#ifdef FASTLOOKUP
252enum { LookupSizes = 65_536 + sizeof(HeapManager.Storage) }; // number of fast lookup sizes
253static unsigned char lookup[LookupSizes];                               // O(1) lookup for small sizes
254#endif // FASTLOOKUP
255
256static int mmapFd = -1;                                                                 // fake or actual fd for anonymous file
257#ifdef __CFA_DEBUG__
258static bool heapBoot = 0;                                                               // detect recursion during boot
259#endif // __CFA_DEBUG__
260static HeapManager heapManager __attribute__(( aligned (128) )) @= {}; // size of cache line to prevent false sharing
261
262
263#ifdef __STATISTICS__
264// Heap statistics counters.
265static unsigned long long int mmap_storage;
266static unsigned int mmap_calls;
267static unsigned long long int munmap_storage;
268static unsigned int munmap_calls;
269static unsigned long long int sbrk_storage;
270static unsigned int sbrk_calls;
271static unsigned long long int malloc_storage;
272static unsigned int malloc_calls;
273static unsigned long long int free_storage;
274static unsigned int free_calls;
275static unsigned long long int calloc_storage;
276static unsigned int calloc_calls;
277static unsigned long long int memalign_storage;
278static unsigned int memalign_calls;
279static unsigned long long int cmemalign_storage;
280static unsigned int cmemalign_calls;
281static unsigned long long int realloc_storage;
282static unsigned int realloc_calls;
283// Statistics file descriptor (changed by malloc_stats_fd).
284static int statfd = STDERR_FILENO;                                              // default stderr
285
286// Use "write" because streams may be shutdown when calls are made.
287static void printStats() {
288        char helpText[512];
289        __cfaabi_bits_print_buffer( STDERR_FILENO, helpText, sizeof(helpText),
290                                                                        "\nHeap statistics:\n"
291                                                                        "  malloc: calls %u / storage %llu\n"
292                                                                        "  calloc: calls %u / storage %llu\n"
293                                                                        "  memalign: calls %u / storage %llu\n"
294                                                                        "  cmemalign: calls %u / storage %llu\n"
295                                                                        "  realloc: calls %u / storage %llu\n"
296                                                                        "  free: calls %u / storage %llu\n"
297                                                                        "  mmap: calls %u / storage %llu\n"
298                                                                        "  munmap: calls %u / storage %llu\n"
299                                                                        "  sbrk: calls %u / storage %llu\n",
300                                                                        malloc_calls, malloc_storage,
301                                                                        calloc_calls, calloc_storage,
302                                                                        memalign_calls, memalign_storage,
303                                                                        cmemalign_calls, cmemalign_storage,
304                                                                        realloc_calls, realloc_storage,
305                                                                        free_calls, free_storage,
306                                                                        mmap_calls, mmap_storage,
307                                                                        munmap_calls, munmap_storage,
308                                                                        sbrk_calls, sbrk_storage
309                );
310} // printStats
311
312static int printStatsXML( FILE * stream ) {                             // see malloc_info
313        char helpText[512];
314        int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText),
315                                                "<malloc version=\"1\">\n"
316                                                "<heap nr=\"0\">\n"
317                                                "<sizes>\n"
318                                                "</sizes>\n"
319                                                "<total type=\"malloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
320                                                "<total type=\"calloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
321                                                "<total type=\"memalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
322                                                "<total type=\"cmemalign\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
323                                                "<total type=\"realloc\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
324                                                "<total type=\"free\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
325                                                "<total type=\"mmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
326                                                "<total type=\"munmap\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
327                                                "<total type=\"sbrk\" count=\"%u\" size=\"%llu\"/>\n"
328                                                "</malloc>",
329                                                malloc_calls, malloc_storage,
330                                                calloc_calls, calloc_storage,
331                                                memalign_calls, memalign_storage,
332                                                cmemalign_calls, cmemalign_storage,
333                                                realloc_calls, realloc_storage,
334                                                free_calls, free_storage,
335                                                mmap_calls, mmap_storage,
336                                                munmap_calls, munmap_storage,
337                                                sbrk_calls, sbrk_storage
338                );
339        __cfaabi_bits_write( fileno( stream ), helpText, len ); // ensures all bytes written or exit
340        return len;
341} // printStatsXML
342#endif // __STATISTICS__
343
344
345// #comment TD : Is this the samething as Out-of-Memory?
346static inline void noMemory() {
347        abort( "Heap memory exhausted at %zu bytes.\n"
348                   "Possible cause is very large memory allocation and/or large amount of unfreed storage allocated by the program or system/library routines.",
349                   ((char *)(sbrk( 0 )) - (char *)(heapManager.heapBegin)) );
350} // noMemory
351
352
353static inline void checkAlign( size_t alignment ) {
354        if ( alignment < libAlign() || ! libPow2( alignment ) ) {
355                abort( "Alignment %zu for memory allocation is less than %d and/or not a power of 2.", alignment, libAlign() );
356        } // if
357} // checkAlign
358
359
360static inline bool setHeapExpand( size_t value ) {
361  if ( heapExpand < pageSize ) return true;
362        heapExpand = value;
363        return false;
364} // setHeapExpand
365
366
367static inline bool setMmapStart( size_t value ) {               // true => mmapped, false => sbrk
368  if ( value < pageSize || bucketSizes[NoBucketSizes - 1] < value ) return true;
369        mmapStart = value;                                                                      // set global
370
371        // find the closest bucket size less than or equal to the mmapStart size
372        maxBucketsUsed = bsearchl( (unsigned int)mmapStart, bucketSizes, NoBucketSizes ); // binary search
373        assert( maxBucketsUsed < NoBucketSizes );                       // subscript failure ?
374        assert( mmapStart <= bucketSizes[maxBucketsUsed] ); // search failure ?
375        return false;
376} // setMmapStart
377
378
379static inline void checkHeader( bool check, const char * name, void * addr ) {
380        if ( unlikely( check ) ) {                                                      // bad address ?
381                abort( "Attempt to %s storage %p with address outside the heap.\n"
382                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of memory.",
383                           name, addr );
384        } // if
385} // checkHeader
386
387
388static inline void fakeHeader( HeapManager.Storage.Header *& header, size_t & alignment ) {
389        if ( unlikely( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) ) { // fake header ?
390                size_t offset = header->kind.fake.offset;
391                alignment = header->kind.fake.alignment & -2;   // remove flag from value
392                #ifdef __CFA_DEBUG__
393                checkAlign( alignment );                                                // check alignment
394                #endif // __CFA_DEBUG__
395                header = (HeapManager.Storage.Header *)((char *)header - offset);
396        } // if
397} // fakeHeader
398
399
400// <-------+----------------------------------------------------> bsize (bucket size)
401// |header |addr
402//==================================================================================
403//                                | alignment
404// <-----------------<------------+-----------------------------> bsize (bucket size)
405//                   |fake-header | addr
406#define headerAddr( addr ) ((HeapManager.Storage.Header *)( (char *)addr - sizeof(HeapManager.Storage) ))
407
408// <-------<<--------------------- dsize ---------------------->> bsize (bucket size)
409// |header |addr
410//==================================================================================
411//                                | alignment
412// <------------------------------<<---------- dsize --------->>> bsize (bucket size)
413//                   |fake-header |addr
414#define dataStorage( bsize, addr, header ) (bsize - ( (char *)addr - (char *)header ))
415
416
417static 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 ) {
418        header = headerAddr( addr );
419
420        if ( unlikely( heapEnd < addr ) ) {                                     // mmapped ?
421                fakeHeader( header, alignment );
422                size = header->kind.real.blockSize & -3;                // mmap size
423                return true;
424        } // if
425
426        #ifdef __CFA_DEBUG__
427        checkHeader( addr < heapBegin || header < (HeapManager.Storage.Header *)heapBegin, name, addr ); // bad low address ?
428        #endif // __CFA_DEBUG__
429
430        // header may be safe to dereference
431        fakeHeader( header, alignment );
432        #ifdef __CFA_DEBUG__
433        checkHeader( header < (HeapManager.Storage.Header *)heapBegin || (HeapManager.Storage.Header *)heapEnd < header, name, addr ); // bad address ? (offset could be + or -)
434        #endif // __CFA_DEBUG__
435
436        freeElem = (HeapManager.FreeHeader *)((size_t)header->kind.real.home & -3);
437        #ifdef __CFA_DEBUG__
438        if ( freeElem < &freeLists[0] || &freeLists[NoBucketSizes] <= freeElem ) {
439                abort( "Attempt to %s storage %p with corrupted header.\n"
440                           "Possible cause is duplicate free on same block or overwriting of header information.",
441                           name, addr );
442        } // if
443        #endif // __CFA_DEBUG__
444        size = freeElem->blockSize;
445        return false;
446} // headers
447
448
449static inline void * extend( size_t size ) with ( heapManager ) {
450        lock( extlock __cfaabi_dbg_ctx2 );
451        ptrdiff_t rem = heapRemaining - size;
452        if ( rem < 0 ) {
453                // If the size requested is bigger than the current remaining storage, increase the size of the heap.
454
455                size_t increase = libCeiling( size > heapExpand ? size : heapExpand, libAlign() );
456                if ( sbrk( increase ) == (void *)-1 ) {
457                        unlock( extlock );
458                        errno = ENOMEM;
459                        return 0p;
460                } // if
461                #ifdef __STATISTICS__
462                sbrk_calls += 1;
463                sbrk_storage += increase;
464                #endif // __STATISTICS__
465                #ifdef __CFA_DEBUG__
466                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
467                memset( (char *)heapEnd + heapRemaining, '\377', increase );
468                #endif // __CFA_DEBUG__
469                rem = heapRemaining + increase - size;
470        } // if
471
472        HeapManager.Storage * block = (HeapManager.Storage *)heapEnd;
473        heapRemaining = rem;
474        heapEnd = (char *)heapEnd + size;
475        unlock( extlock );
476        return block;
477} // extend
478
479
480size_t Bsearchl( unsigned int key, const unsigned int * vals, size_t dim ) {
481        size_t l = 0, m, h = dim;
482        while ( l < h ) {
483                m = (l + h) / 2;
484                if ( (unsigned int &)(vals[m]) < key ) {                // cast away const
485                        l = m + 1;
486                } else {
487                        h = m;
488                } // if
489        } // while
490        return l;
491} // Bsearchl
492
493
494static inline void * doMalloc( size_t size ) with ( heapManager ) {
495        HeapManager.Storage * block;                                            // pointer to new block of storage
496
497        // Look up size in the size list.  Make sure the user request includes space for the header that must be allocated
498        // along with the block and is a multiple of the alignment size.
499
500  if ( unlikely( size > ~0ul - sizeof(HeapManager.Storage) ) ) return 0p;
501        size_t tsize = size + sizeof(HeapManager.Storage);
502        if ( likely( tsize < mmapStart ) ) {                            // small size => sbrk
503                size_t posn;
504                #ifdef FASTLOOKUP
505                if ( tsize < LookupSizes ) posn = lookup[tsize];
506                else
507                #endif // FASTLOOKUP
508                        posn = Bsearchl( (unsigned int)tsize, bucketSizes, (size_t)maxBucketsUsed );
509                HeapManager.FreeHeader * freeElem = &freeLists[posn];
510                // #ifdef FASTLOOKUP
511                // if ( tsize < LookupSizes )
512                //      freeElem = &freeLists[lookup[tsize]];
513                // else
514                // #endif // FASTLOOKUP
515                //      freeElem = bsearchl( tsize, freeLists, (size_t)maxBucketsUsed ); // binary search
516                // HeapManager.FreeHeader * freeElem =
517                //      #ifdef FASTLOOKUP
518                //      tsize < LookupSizes ? &freeLists[lookup[tsize]] :
519                //      #endif // FASTLOOKUP
520                //      bsearchl( tsize, freeLists, (size_t)maxBucketsUsed ); // binary search
521                assert( freeElem <= &freeLists[maxBucketsUsed] ); // subscripting error ?
522                assert( tsize <= freeElem->blockSize );                 // search failure ?
523                tsize = freeElem->blockSize;                                    // total space needed for request
524
525                // Spin until the lock is acquired for this particular size of block.
526
527                #if defined( SPINLOCK )
528                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );
529                block = freeElem->freeList;                                             // remove node from stack
530                #else
531                block = freeElem->freeList.pop();
532                #endif // SPINLOCK
533                if ( unlikely( block == 0p ) ) {                                // no free block ?
534                        #if defined( SPINLOCK )
535                        unlock( freeElem->lock );
536                        #endif // SPINLOCK
537
538                        // Freelist for that size was empty, so carve it out of the heap if there's enough left, or get some more
539                        // and then carve it off.
540
541                        block = (HeapManager.Storage *)extend( tsize ); // mutual exclusion on call
542  if ( unlikely( block == 0p ) ) return 0p;
543                        #if defined( SPINLOCK )
544                } else {
545                        freeElem->freeList = block->header.kind.real.next;
546                        unlock( freeElem->lock );
547                        #endif // SPINLOCK
548                } // if
549
550                block->header.kind.real.home = freeElem;                // pointer back to free list of apropriate size
551        } else {                                                                                        // large size => mmap
552  if ( unlikely( size > ~0ul - pageSize ) ) return 0p;
553                tsize = libCeiling( tsize, pageSize );                  // must be multiple of page size
554                #ifdef __STATISTICS__
555                __atomic_add_fetch( &mmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
556                __atomic_add_fetch( &mmap_storage, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
557                #endif // __STATISTICS__
558                block = (HeapManager.Storage *)mmap( 0, tsize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, mmapFd, 0 );
559                if ( block == (HeapManager.Storage *)MAP_FAILED ) {
560                        // Do not call strerror( errno ) as it may call malloc.
561                        abort( "(HeapManager &)0x%p.doMalloc() : internal error, mmap failure, size:%zu error:%d.", &heapManager, tsize, errno );
562                } // if
563                #ifdef __CFA_DEBUG__
564                // Set new memory to garbage so subsequent uninitialized usages might fail.
565                memset( block, '\377', tsize );
566                #endif // __CFA_DEBUG__
567                block->header.kind.real.blockSize = tsize;              // storage size for munmap
568        } // if
569
570        void * addr = &(block->data);                                           // adjust off header to user bytes
571
572        #ifdef __CFA_DEBUG__
573        assert( ((uintptr_t)addr & (libAlign() - 1)) == 0 ); // minimum alignment ?
574        __atomic_add_fetch( &allocFree, tsize, __ATOMIC_SEQ_CST );
575        if ( traceHeap() ) {
576                enum { BufferSize = 64 };
577                char helpText[BufferSize];
578                int len = snprintf( helpText, BufferSize, "%p = Malloc( %zu ) (allocated %zu)\n", addr, size, tsize );
579                // int len = snprintf( helpText, BufferSize, "Malloc %p %zu\n", addr, size );
580                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
581        } // if
582        #endif // __CFA_DEBUG__
583
584        return addr;
585} // doMalloc
586
587
588static inline void doFree( void * addr ) with ( heapManager ) {
589        #ifdef __CFA_DEBUG__
590        if ( unlikely( heapManager.heapBegin == 0p ) ) {
591                abort( "doFree( %p ) : internal error, called before heap is initialized.", addr );
592        } // if
593        #endif // __CFA_DEBUG__
594
595        HeapManager.Storage.Header * header;
596        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
597        size_t size, alignment;                                                         // not used (see realloc)
598
599        if ( headers( "free", addr, header, freeElem, size, alignment ) ) { // mmapped ?
600                #ifdef __STATISTICS__
601                __atomic_add_fetch( &munmap_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
602                __atomic_add_fetch( &munmap_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
603                #endif // __STATISTICS__
604                if ( munmap( header, size ) == -1 ) {
605                        #ifdef __CFA_DEBUG__
606                        abort( "Attempt to deallocate storage %p not allocated or with corrupt header.\n"
607                                   "Possible cause is invalid pointer.",
608                                   addr );
609                        #endif // __CFA_DEBUG__
610                } // if
611        } else {
612                #ifdef __CFA_DEBUG__
613                // Set free memory to garbage so subsequent usages might fail.
614                memset( ((HeapManager.Storage *)header)->data, '\377', freeElem->blockSize - sizeof( HeapManager.Storage ) );
615                #endif // __CFA_DEBUG__
616
617                #ifdef __STATISTICS__
618                free_storage += size;
619                #endif // __STATISTICS__
620                #if defined( SPINLOCK )
621                lock( freeElem->lock __cfaabi_dbg_ctx2 );               // acquire spin lock
622                header->kind.real.next = freeElem->freeList;    // push on stack
623                freeElem->freeList = (HeapManager.Storage *)header;
624                unlock( freeElem->lock );                                               // release spin lock
625                #else
626                freeElem->freeList.push( *(HeapManager.Storage *)header );
627                #endif // SPINLOCK
628        } // if
629
630        #ifdef __CFA_DEBUG__
631        __atomic_add_fetch( &allocFree, -size, __ATOMIC_SEQ_CST );
632        if ( traceHeap() ) {
633                enum { BufferSize = 64 };
634                char helpText[BufferSize];
635                int len = snprintf( helpText, sizeof(helpText), "Free( %p ) size:%zu\n", addr, size );
636                __cfaabi_bits_write( STDERR_FILENO, helpText, len ); // print debug/nodebug
637        } // if
638        #endif // __CFA_DEBUG__
639} // doFree
640
641
642size_t prtFree( HeapManager & manager ) with ( manager ) {
643        size_t total = 0;
644        #ifdef __STATISTICS__
645        __cfaabi_bits_acquire();
646        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\nBin lists (bin size : free blocks on list)\n" );
647        #endif // __STATISTICS__
648        for ( unsigned int i = 0; i < maxBucketsUsed; i += 1 ) {
649                size_t size = freeLists[i].blockSize;
650                #ifdef __STATISTICS__
651                unsigned int N = 0;
652                #endif // __STATISTICS__
653
654                #if defined( SPINLOCK )
655                for ( HeapManager.Storage * p = freeLists[i].freeList; p != 0p; p = p->header.kind.real.next ) {
656                #else
657                for ( HeapManager.Storage * p = freeLists[i].freeList.top(); p != 0p; p = p->header.kind.real.next.top ) {
658                #endif // SPINLOCK
659                        total += size;
660                        #ifdef __STATISTICS__
661                        N += 1;
662                        #endif // __STATISTICS__
663                } // for
664
665                #ifdef __STATISTICS__
666                __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "%7zu, %-7u  ", size, N );
667                if ( (i + 1) % 8 == 0 ) __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\n" );
668                #endif // __STATISTICS__
669        } // for
670        #ifdef __STATISTICS__
671        __cfaabi_bits_print_nolock( STDERR_FILENO, "\ntotal free blocks:%zu\n", total );
672        __cfaabi_bits_release();
673        #endif // __STATISTICS__
674        return (char *)heapEnd - (char *)heapBegin - total;
675} // prtFree
676
677
678static void ?{}( HeapManager & manager ) with ( manager ) {
679        pageSize = sysconf( _SC_PAGESIZE );
680
681        for ( unsigned int i = 0; i < NoBucketSizes; i += 1 ) { // initialize the free lists
682                freeLists[i].blockSize = bucketSizes[i];
683        } // for
684
685        #ifdef FASTLOOKUP
686        unsigned int idx = 0;
687        for ( unsigned int i = 0; i < LookupSizes; i += 1 ) {
688                if ( i > bucketSizes[idx] ) idx += 1;
689                lookup[i] = idx;
690        } // for
691        #endif // FASTLOOKUP
692
693        if ( setMmapStart( default_mmap_start() ) ) {
694                abort( "HeapManager : internal error, mmap start initialization failure." );
695        } // if
696        heapExpand = default_heap_expansion();
697
698        char * End = (char *)sbrk( 0 );
699        sbrk( (char *)libCeiling( (long unsigned int)End, libAlign() ) - End ); // move start of heap to multiple of alignment
700        heapBegin = heapEnd = sbrk( 0 );                                        // get new start point
701} // HeapManager
702
703
704static void ^?{}( HeapManager & ) {
705        #ifdef __STATISTICS__
706        // if ( traceHeapTerm() ) {
707        //      printStats();
708        //      if ( prtfree() ) prtFree( heapManager, true );
709        // } // if
710        #endif // __STATISTICS__
711} // ~HeapManager
712
713
714static void memory_startup( void ) __attribute__(( constructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
715void memory_startup( void ) {
716        #ifdef __CFA_DEBUG__
717        if ( unlikely( heapBoot ) ) {                                           // check for recursion during system boot
718                // DO NOT USE STREAMS AS THEY MAY BE UNAVAILABLE AT THIS POINT.
719                abort( "boot() : internal error, recursively invoked during system boot." );
720        } // if
721        heapBoot = true;
722        #endif // __CFA_DEBUG__
723
724        //assert( heapManager.heapBegin != 0 );
725        //heapManager{};
726        if ( heapManager.heapBegin == 0p ) heapManager{};
727} // memory_startup
728
729static void memory_shutdown( void ) __attribute__(( destructor( STARTUP_PRIORITY_MEMORY ) ));
730void memory_shutdown( void ) {
731        ^heapManager{};
732} // memory_shutdown
733
734
735static inline void * mallocNoStats( size_t size ) {             // necessary for malloc statistics
736        //assert( heapManager.heapBegin != 0 );
737        if ( unlikely( heapManager.heapBegin == 0p ) ) heapManager{}; // called before memory_startup ?
738        void * addr = doMalloc( size );
739        if ( unlikely( addr == 0p ) ) errno = ENOMEM;           // POSIX
740        return addr;
741} // mallocNoStats
742
743
744static inline void * callocNoStats( size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
745        size_t size = noOfElems * elemSize;
746        char * addr = (char *)mallocNoStats( size );
747  if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0p;
748
749        HeapManager.Storage.Header * header;
750        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
751        size_t bsize, alignment;
752        bool mapped __attribute__(( unused )) = headers( "calloc", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
753        #ifndef __CFA_DEBUG__
754        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
755        if ( ! mapped )
756        #endif // __CFA_DEBUG__
757            // Zero entire data space even when > than size => realloc without a new allocation and zero fill works.
758            // <-------00000000000000000000000000000000000000000000000000000> bsize (bucket size)
759            // `-header`-addr                      `-size
760                memset( addr, '\0', bsize - sizeof(HeapManager.Storage) ); // set to zeros
761
762        header->kind.real.blockSize |= 2;                                       // mark as zero filled
763        return addr;
764} // callocNoStats
765
766
767static inline void * memalignNoStats( size_t alignment, size_t size ) { // necessary for malloc statistics
768        #ifdef __CFA_DEBUG__
769        checkAlign( alignment );                                                        // check alignment
770        #endif // __CFA_DEBUG__
771
772        // if alignment <= default alignment, do normal malloc as two headers are unnecessary
773  if ( unlikely( alignment <= libAlign() ) ) return mallocNoStats( size );
774
775        // Allocate enough storage to guarantee an address on the alignment boundary, and sufficient space before it for
776        // administrative storage. NOTE, WHILE THERE ARE 2 HEADERS, THE FIRST ONE IS IMPLICITLY CREATED BY DOMALLOC.
777        //      .-------------v-----------------v----------------v----------,
778        //      | Real Header | ... padding ... |   Fake Header  | data ... |
779        //      `-------------^-----------------^-+--------------^----------'
780        //      |<--------------------------------' offset/align |<-- alignment boundary
781
782        // subtract libAlign() because it is already the minimum alignment
783        // add sizeof(Storage) for fake header
784        char * addr = (char *)mallocNoStats( size + alignment - libAlign() + sizeof(HeapManager.Storage) );
785  if ( unlikely( addr == 0p ) ) return addr;
786
787        // address in the block of the "next" alignment address
788        char * user = (char *)libCeiling( (uintptr_t)(addr + sizeof(HeapManager.Storage)), alignment );
789
790        // address of header from malloc
791        HeapManager.Storage.Header * realHeader = headerAddr( addr );
792        // address of fake header * before* the alignment location
793        HeapManager.Storage.Header * fakeHeader = headerAddr( user );
794        // SKULLDUGGERY: insert the offset to the start of the actual storage block and remember alignment
795        fakeHeader->kind.fake.offset = (char *)fakeHeader - (char *)realHeader;
796        // SKULLDUGGERY: odd alignment imples fake header
797        fakeHeader->kind.fake.alignment = alignment | 1;
798
799        return user;
800} // memalignNoStats
801
802
803static inline void * cmemalignNoStats( size_t alignment, size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
804        size_t size = noOfElems * elemSize;
805        char * addr = (char *)memalignNoStats( alignment, size );
806  if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0p;
807        HeapManager.Storage.Header * header;
808        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
809        size_t bsize;
810        bool mapped __attribute__(( unused )) = headers( "cmemalign", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
811        #ifndef __CFA_DEBUG__
812        // Mapped storage is zero filled, but in debug mode mapped memory is scrubbed in doMalloc, so it has to be reset to zero.
813        if ( ! mapped )
814        #endif // __CFA_DEBUG__
815                memset( addr, '\0', dataStorage( bsize, addr, header ) ); // set to zeros
816        header->kind.real.blockSize |= 2;                               // mark as zero filled
817
818        return addr;
819} // cmemalignNoStats
820
821
822// supported mallopt options
823#ifndef M_MMAP_THRESHOLD
824#define M_MMAP_THRESHOLD (-1)
825#endif // M_TOP_PAD
826#ifndef M_TOP_PAD
827#define M_TOP_PAD (-2)
828#endif // M_TOP_PAD
829
830
831extern "C" {
832        // The malloc() function allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory is not
833        // initialized. If size is 0, then malloc() returns either 0p, or a unique pointer value that can later be
834        // successfully passed to free().
835        void * malloc( size_t size ) {
836                #ifdef __STATISTICS__
837                __atomic_add_fetch( &malloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
838                __atomic_add_fetch( &malloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
839                #endif // __STATISTICS__
840
841                return mallocNoStats( size );
842        } // malloc
843
844        // The calloc() function allocates memory for an array of nmemb elements of size bytes each and returns a pointer to
845        // the allocated memory. The memory is set to zero. If nmemb or size is 0, then calloc() returns either 0p, or a
846        // unique pointer value that can later be successfully passed to free().
847        void * calloc( size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
848                #ifdef __STATISTICS__
849                __atomic_add_fetch( &calloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
850                __atomic_add_fetch( &calloc_storage, noOfElems * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
851                #endif // __STATISTICS__
852
853                return callocNoStats( noOfElems, elemSize );
854        } // calloc
855
856        // The realloc() function changes the size of the memory block pointed to by ptr to size bytes. The contents will be
857        // unchanged in the range from the start of the region up to the minimum of the old and new sizes. If the new size
858        // is larger than the old size, the added memory will not be initialized.  If ptr is 0p, then the call is
859        // equivalent to malloc(size), for all values of size; if size is equal to zero, and ptr is not 0p, then the call
860        // is equivalent to free(ptr). Unless ptr is 0p, it must have been returned by an earlier call to malloc(),
861        // calloc() or realloc(). If the area pointed to was moved, a free(ptr) is done.
862        void * realloc( void * oaddr, size_t size ) {
863                #ifdef __STATISTICS__
864                __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
865                #endif // __STATISTICS__
866
867          if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
868          if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) return mallocNoStats( size );
869
870                HeapManager.Storage.Header * header;
871                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
872                size_t bsize, oalign = 0;
873                headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
874
875                size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
876          if ( size <= odsize && odsize <= size * 2 ) { // allow up to 50% wasted storage in smaller size
877                        // Do not know size of original allocation => cannot do 0 fill for any additional space because do not know
878                        // where to start filling, i.e., do not overwrite existing values in space.
879                        //
880                        // This case does not result in a new profiler entry because the previous one still exists and it must match with
881                        // the free for this memory.  Hence, this realloc does not appear in the profiler output.
882                        return oaddr;
883                } // if
884
885                #ifdef __STATISTICS__
886                __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
887                #endif // __STATISTICS__
888
889                // change size and copy old content to new storage
890
891                void * naddr;
892                if ( unlikely( oalign != 0 ) ) {                                // previous request memalign?
893                        if ( unlikely( header->kind.real.blockSize & 2 ) ) { // previous request zero fill
894                                naddr = cmemalignNoStats( oalign, 1, size ); // create new aligned area
895                        } else {
896                                naddr = memalignNoStats( oalign, size ); // create new aligned area
897                        } // if
898                } else {
899                        if ( unlikely( header->kind.real.blockSize & 2 ) ) { // previous request zero fill
900                                naddr = callocNoStats( 1, size );               // create new area
901                        } else {
902                                naddr = mallocNoStats( size );                  // create new area
903                        } // if
904                } // if
905          if ( unlikely( naddr == 0p ) ) return 0p;
906                headers( "realloc", naddr, header, freeElem, bsize, oalign );
907                size_t ndsize = dataStorage( bsize, naddr, header ); // data storage avilable in bucket
908                // To preserve prior fill, the entire bucket must be copied versus the size.
909                memcpy( naddr, oaddr, MIN( odsize, ndsize ) );  // copy bytes
910                free( oaddr );
911                return naddr;
912        } // realloc
913
914        // The obsolete function memalign() allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory
915        // address will be a multiple of alignment, which must be a power of two.
916        void * memalign( size_t alignment, size_t size ) {
917                #ifdef __STATISTICS__
918                __atomic_add_fetch( &memalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
919                __atomic_add_fetch( &memalign_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
920                #endif // __STATISTICS__
921
922                return memalignNoStats( alignment, size );
923        } // memalign
924
925
926        // The cmemalign() function is the same as calloc() with memory alignment.
927        void * cmemalign( size_t alignment, size_t noOfElems, size_t elemSize ) {
928                #ifdef __STATISTICS__
929                __atomic_add_fetch( &cmemalign_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
930                __atomic_add_fetch( &cmemalign_storage, noOfElems * elemSize, __ATOMIC_SEQ_CST );
931                #endif // __STATISTICS__
932
933                return cmemalignNoStats( alignment, noOfElems, elemSize );
934        } // cmemalign
935
936        // The function aligned_alloc() is the same as memalign(), except for the added restriction that size should be a
937        // multiple of alignment.
938        void * aligned_alloc( size_t alignment, size_t size ) {
939                return memalign( alignment, size );
940        } // aligned_alloc
941
942
943        // The function posix_memalign() allocates size bytes and places the address of the allocated memory in *memptr. The
944        // address of the allocated memory will be a multiple of alignment, which must be a power of two and a multiple of
945        // sizeof(void *). If size is 0, then posix_memalign() returns either 0p, or a unique pointer value that can later
946        // be successfully passed to free(3).
947        int posix_memalign( void ** memptr, size_t alignment, size_t size ) {
948          if ( alignment < sizeof(void *) || ! libPow2( alignment ) ) return EINVAL; // check alignment
949                * memptr = memalign( alignment, size );
950          if ( unlikely( * memptr == 0p ) ) return ENOMEM;
951                return 0;
952        } // posix_memalign
953
954        // The obsolete function valloc() allocates size bytes and returns a pointer to the allocated memory. The memory
955        // address will be a multiple of the page size.  It is equivalent to memalign(sysconf(_SC_PAGESIZE),size).
956        void * valloc( size_t size ) {
957                return memalign( pageSize, size );
958        } // valloc
959
960
961        // The free() function frees the memory space pointed to by ptr, which must have been returned by a previous call to
962        // malloc(), calloc() or realloc().  Otherwise, or if free(ptr) has already been called before, undefined behavior
963        // occurs. If ptr is 0p, no operation is performed.
964        void free( void * addr ) {
965                #ifdef __STATISTICS__
966                __atomic_add_fetch( &free_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
967                #endif // __STATISTICS__
968
969          if ( unlikely( addr == 0p ) ) {                                       // special case
970                        // #ifdef __CFA_DEBUG__
971                        // if ( traceHeap() ) {
972                        //      #define nullmsg "Free( 0x0 ) size:0\n"
973                        //      // Do not debug print free( 0 ), as it can cause recursive entry from sprintf.
974                        //      __cfaabi_dbg_write( nullmsg, sizeof(nullmsg) - 1 );
975                        // } // if
976                        // #endif // __CFA_DEBUG__
977                        return;
978                } // exit
979
980                doFree( addr );
981        } // free
982
983
984    // The malloc_alignment() function returns the alignment of the allocation.
985        size_t malloc_alignment( void * addr ) {
986          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return libAlign();      // minimum alignment
987                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
988                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
989                        return header->kind.fake.alignment & -2;        // remove flag from value
990                } else {
991                        return libAlign ();                                                     // minimum alignment
992                } // if
993        } // malloc_alignment
994
995
996    // The malloc_zero_fill() function returns true if the allocation is zero filled, i.e., initially allocated by calloc().
997        bool malloc_zero_fill( void * addr ) {
998          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return false;           // null allocation is not zero fill
999                HeapManager.Storage.Header * header = headerAddr( addr );
1000                if ( (header->kind.fake.alignment & 1) == 1 ) { // fake header ?
1001                        header = (HeapManager.Storage.Header *)((char *)header - header->kind.fake.offset);
1002                } // if
1003                return (header->kind.real.blockSize & 2) != 0;  // zero filled (calloc/cmemalign) ?
1004        } // malloc_zero_fill
1005
1006
1007        // The malloc_usable_size() function returns the number of usable bytes in the block pointed to by ptr, a pointer to
1008        // a block of memory allocated by malloc(3) or a related function.
1009        size_t malloc_usable_size( void * addr ) {
1010          if ( unlikely( addr == 0p ) ) return 0;                       // null allocation has 0 size
1011                HeapManager.Storage.Header * header;
1012                HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1013                size_t bsize, alignment;
1014
1015                headers( "malloc_usable_size", addr, header, freeElem, bsize, alignment );
1016                return dataStorage( bsize, addr, header );      // data storage in bucket
1017        } // malloc_usable_size
1018
1019
1020    // The malloc_stats() function prints (on default standard error) statistics about memory allocated by malloc(3) and
1021    // related functions.
1022        void malloc_stats( void ) {
1023                #ifdef __STATISTICS__
1024                printStats();
1025                if ( prtFree() ) prtFree( heapManager );
1026                #endif // __STATISTICS__
1027        } // malloc_stats
1028
1029        // The malloc_stats_fd() function changes the file descripter where malloc_stats() writes the statistics.
1030        int malloc_stats_fd( int fd __attribute__(( unused )) ) {
1031                #ifdef __STATISTICS__
1032                int temp = statfd;
1033                statfd = fd;
1034                return temp;
1035                #else
1036                return -1;
1037                #endif // __STATISTICS__
1038        } // malloc_stats_fd
1039
1040
1041        // The mallopt() function adjusts parameters that control the behavior of the memory-allocation functions (see
1042        // malloc(3)). The param argument specifies the parameter to be modified, and value specifies the new value for that
1043        // parameter.
1044        int mallopt( int option, int value ) {
1045                choose( option ) {
1046                  case M_TOP_PAD:
1047                        if ( setHeapExpand( value ) ) return 1;
1048                  case M_MMAP_THRESHOLD:
1049                        if ( setMmapStart( value ) ) return 1;
1050                } // switch
1051                return 0;                                                                               // error, unsupported
1052        } // mallopt
1053
1054        // The malloc_trim() function attempts to release free memory at the top of the heap (by calling sbrk(2) with a
1055        // suitable argument).
1056        int malloc_trim( size_t ) {
1057                return 0;                                                                               // => impossible to release memory
1058        } // malloc_trim
1059
1060
1061        // The malloc_info() function exports an XML string that describes the current state of the memory-allocation
1062        // implementation in the caller.  The string is printed on the file stream stream.  The exported string includes
1063        // information about all arenas (see malloc(3)).
1064        int malloc_info( int options, FILE * stream ) {
1065                if ( options != 0 ) { errno = EINVAL; return -1; }
1066                return printStatsXML( stream );
1067        } // malloc_info
1068
1069
1070        // The malloc_get_state() function records the current state of all malloc(3) internal bookkeeping variables (but
1071        // not the actual contents of the heap or the state of malloc_hook(3) functions pointers).  The state is recorded in
1072        // a system-dependent opaque data structure dynamically allocated via malloc(3), and a pointer to that data
1073        // structure is returned as the function result.  (It is the caller's responsibility to free(3) this memory.)
1074        void * malloc_get_state( void ) {
1075                return 0p;                                                                              // unsupported
1076        } // malloc_get_state
1077
1078
1079        // The malloc_set_state() function restores the state of all malloc(3) internal bookkeeping variables to the values
1080        // recorded in the opaque data structure pointed to by state.
1081        int malloc_set_state( void * ptr ) {
1082                return 0;                                                                               // unsupported
1083        } // malloc_set_state
1084} // extern "C"
1085
1086
1087// Must have CFA linkage to overload with C linkage realloc.
1088void * realloc( void * oaddr, size_t nalign, size_t size ) {
1089    #ifdef __STATISTICS__
1090        __atomic_add_fetch( &realloc_calls, 1, __ATOMIC_SEQ_CST );
1091    #endif // __STATISTICS__
1092
1093  if ( unlikely( size == 0 ) ) { free( oaddr ); return 0p; } // special cases
1094  if ( unlikely( oaddr == 0p ) ) return mallocNoStats( size );
1095
1096    if ( unlikely( nalign == 0 ) ) nalign = libAlign(); // reset alignment to minimum
1097        #ifdef __CFA_DEBUG__
1098    else
1099                checkAlign( nalign );                                                   // check alignment
1100        #endif // __CFA_DEBUG__
1101
1102        HeapManager.Storage.Header * header;
1103        HeapManager.FreeHeader * freeElem;
1104        size_t bsize, oalign = 0;
1105        headers( "realloc", oaddr, header, freeElem, bsize, oalign );
1106
1107    size_t odsize = dataStorage( bsize, oaddr, header ); // data storage available in bucket
1108
1109  if ( oalign != 0 && (uintptr_t)oaddr % nalign == 0 ) { // has alignment and just happens to work out
1110                headerAddr( oaddr )->kind.fake.alignment = nalign | 1; // update alignment (could be the same)
1111                return realloc( oaddr, size );
1112    } // if
1113
1114    #ifdef __STATISTICS__
1115        __atomic_add_fetch( &realloc_storage, size, __ATOMIC_SEQ_CST );
1116    #endif // __STATISTICS__
1117
1118    // change size and copy old content to new storage
1119
1120    void * naddr;
1121    if ( unlikely( header->kind.real.blockSize & 2 ) ) { // previous request zero fill
1122        naddr = cmemalignNoStats( nalign, 1, size );    // create new aligned area
1123    } else {
1124        naddr = memalignNoStats( nalign, size );                // create new aligned area
1125    } // if
1126    size_t ndsize = dataStorage( bsize, naddr, header );        // data storage avilable in bucket
1127        // To preserve prior fill, the entire bucket must be copied versus the size.
1128    memcpy( naddr, oaddr, MIN( odsize, ndsize ) );              // copy bytes
1129    free( oaddr );
1130    return naddr;
1131} // realloc
1132
1133
1134// Local Variables: //
1135// tab-width: 4 //
1136// compile-command: "cfa -nodebug -O2 heap.cfa" //
1137// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.