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root/radiance/ray/src/common/malloc.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/common/malloc.c (file contents):
Revision 1.1 by greg, Tue Sep 25 17:14:04 1990 UTC vs.
Revision 2.9 by greg, Tue Oct 24 09:45:07 1995 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1990 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1992 Regents of the University of California */
2  
3   #ifndef lint
4   static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
# Line 7 | Line 7 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
7   /*
8   * Fast malloc for memory hogs and VM environments.
9   * Performs a minimum of searching through free lists.
10 – * bmalloc() doesn't keep track of free lists -- it's basically
11 – *      just a buffered call to sbrk().
12 – * bfree() puts memory from any source into malloc() free lists.
10   * malloc(), realloc() and free() use buckets
11   *      containing blocks in powers of two, similar to CIT routines.
12 + * bfree() puts memory from any source into malloc free lists.
13 + * bmalloc() doesn't keep track of free lists -- it's usually
14 + *      just a buffered call to sbrk(2).  However, bmalloc will
15 + *      call mscrounge() if sbrk fails.
16 + * mscrounge() returns whatever free memory it can find to satisfy the
17 + *      request along with the number of bytes (modified).
18 + * mcompact() takes the same arguments as mscrounge() (and is in fact
19 + *      called by mscrounge() under dire circumstances), but it uses
20 + *      memory compaction to return a larger block.  (MCOMP)
21   *
22   *      Greg Ward       Lawrence Berkeley Laboratory
23   */
24  
25 + #include  <errno.h>
26 +
27 + #ifndef  BSD
28 + #define  bcopy(s,d,n)           (void)memcpy(d,s,n)
29 + #define  bzero(d,n)             (void)memset(d,0,n)
30 + extern char  *memcpy(), *memset();
31 + #endif
32 +
33 + #ifdef MSTATS
34 + #include  <stdio.h>
35 + static unsigned b_nsbrked = 0;
36 + static unsigned b_nalloced = 0;
37 + static unsigned b_nfreed = 0;
38 + static unsigned b_nscrounged = 0;
39 + static unsigned b_ncompacted = 0;
40 + static unsigned m_nalloced = 0;
41 + static unsigned m_nfreed = 0;
42 + static unsigned m_nwasted = 0;
43 + #else
44   #define  NULL           0
45 + #endif
46  
47   #ifndef ALIGN
48   #define  ALIGN          int                     /* align type */
49   #endif
50   #define  BYTES_WORD     sizeof(ALIGN)
51  
52 < #ifdef  NOVMEM
53 < #define  getpagesize()  BYTES_WORD
52 > #ifndef  MAXINCR
53 > #define  MAXINCR        (1<<16)                 /* largest sbrk(2) increment */
54   #endif
29 –
55                                          /* malloc free lists */
56   typedef union m_head {
57          union m_head    *next;
58 <        int             bucket;
58 >        struct {
59 >                short           magic;
60 >                short           bucket;
61 >        }       a;
62          ALIGN           dummy;
63   } M_HEAD;
64  
65 + #define MAGIC           0x1a2           /* magic number for allocated memory */
66 +
67   #define FIRSTBUCKET     3
68   #define NBUCKETS        30
69  
70   static M_HEAD   *free_list[NBUCKETS];
71  
72 + static ALIGN    dummy_mem;
73  
74 + static char     *memlim[2];
75 +
76 + #define DUMMYLOC        ((char *)&dummy_mem)
77 +
78 + #define BADPTR(p)       ((p) < memlim[0] | (p) >= memlim[1])
79 +
80 + #ifdef  MCOMP                   /* memory compaction routines */
81 + static char     seedtab[1024];          /* seed for compaction table */
82 +
83 + static struct mblk {
84 +        char            *ptr;   /* pointer to memory block */
85 +        unsigned        siz;    /* size of memory block */
86 + }       cptab = {seedtab, sizeof(seedtab)};
87 +
88 + #define mtab(mb)        ((struct mblk *)(mb)->ptr)
89 + #define mtablen(mb)     ((mb)->siz/sizeof(struct mblk))
90 +
91 +
92 + static int
93 + mbcmp(m1, m2)           /* compare memory block locations */
94 + register struct mblk    *m1, *m2;
95 + {
96 +                                /* put empty blocks at end */
97 +        if (m1->siz == 0)
98 +                return(m2->siz == 0 ? 0 : 1);
99 +        if (m2->siz == 0)
100 +                return(-1);
101 +                                /* otherwise, ascending order */
102 +        return(m1->ptr - m2->ptr);
103 + }
104 +
105 +
106 + int
107 + compactfree()           /* compact free lists (moving to table) */
108 + {
109 +        register struct mblk    *tp;
110 +        register int    bucket;
111 +        unsigned        n, bsiz, ncomp;
112 +                                /* fill table from free lists */
113 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);
114 +        bucket = NBUCKETS-1; bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
115 +        ncomp = 0;
116 +        for ( ; ; ) {
117 +                while (tp->siz) {       /* find empty slot */
118 +                        if (--n == 0)
119 +                                goto loopexit;
120 +                        tp++;
121 +                }
122 +                while (free_list[bucket] == NULL) {     /* find block */
123 +                        if (--bucket < FIRSTBUCKET)
124 +                                goto loopexit;
125 +                        bsiz >>= 1;
126 +                }
127 +                tp->ptr = (char *)free_list[bucket];
128 +                ncomp += (tp->siz = bsiz + sizeof(M_HEAD));
129 +                free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
130 +        }
131 + loopexit:
132 +        if (ncomp == 0)
133 +                return(0);              /* nothing new to compact */
134 + #ifdef MSTATS
135 +        b_ncompacted += ncomp;
136 + #endif
137 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);         /* sort table */
138 +        qsort((char *)tp, n, sizeof(struct mblk), mbcmp);
139 +        ncomp = 0;                                      /* collect blocks */
140 +        while (--n && tp[1].siz) {
141 +                if (tp[0].ptr + tp[0].siz == tp[1].ptr) {
142 +                        tp[1].ptr = tp[0].ptr;
143 +                        tp[1].siz += tp[0].siz;
144 +                        ncomp += tp[0].siz;
145 +                        tp[0].siz = 0;
146 +                }
147 +                tp++;
148 +        }
149 +        return(ncomp);
150 + }
151 +
152 +
153   char *
154 + mcompact(np)            /* compact free lists to satisfy request */
155 + unsigned        *np;
156 + {
157 +        struct mblk     *tab;
158 +        unsigned        tablen;
159 +        register struct mblk    *bp, *big;
160 +
161 +        for ( ; ; ) {
162 +                                        /* compact free lists */
163 +                while (compactfree())
164 +                        ;
165 +                                        /* find largest block */
166 +                tab = mtab(&cptab); tablen = mtablen(&cptab);
167 +                big = tab;
168 +                bp = tab + tablen;
169 +                while (--bp > tab)
170 +                        if (bp->siz > big->siz)
171 +                                big = bp;
172 +                if (big->siz >= *np) {          /* big enough? */
173 +                        *np = big->siz;
174 +                        big->siz = 0;           /* remove from table */
175 +                        return(big->ptr);       /* return it */
176 +                }
177 +                if (mtablen(big) <= tablen) {
178 +                        *np = 0;                /* cannot grow table */
179 +                        return(NULL);           /* report failure */
180 +                }
181 +                                /* enlarge table, free old one */
182 +                mtab(big)[0].ptr = cptab.ptr;
183 +                mtab(big)[0].siz = cptab.siz;
184 +                cptab.ptr = big->ptr;
185 +                cptab.siz = big->siz;
186 +                big->siz = 0;                   /* clear and copy */
187 +                bcopy((char *)tab, (char *)(mtab(&cptab)+1),
188 +                                tablen*sizeof(struct mblk));
189 +                bzero((char *)(mtab(&cptab)+tablen+1),
190 +                        (mtablen(&cptab)-tablen-1)*sizeof(struct mblk));
191 +        }                       /* next round */
192 + }
193 + #endif          /* MCOMP */
194 +
195 +
196 + char *
197 + mscrounge(np)           /* search free lists to satisfy request */
198 + register unsigned       *np;
199 + {
200 +        char    *p;
201 +        register int    bucket;
202 +        register unsigned       bsiz;
203 +
204 +        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
205 +                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
206 +                if (free_list[bucket] != NULL && bsiz+sizeof(M_HEAD) >= *np) {
207 +                        *np = bsiz+sizeof(M_HEAD);
208 +                        p = (char *)free_list[bucket];
209 +                        free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
210 + #ifdef MSTATS
211 +                        b_nscrounged += *np;
212 + #endif
213 +                        return(p);
214 +                }
215 + #ifdef MCOMP
216 +        return(mcompact(np));           /* try compaction */
217 + #else
218 +        *np = 0;
219 +        return(NULL);
220 + #endif
221 + }
222 +
223 +
224 + char *
225   bmalloc(n)              /* allocate a block of n bytes, sans header */
226   register unsigned  n;
227   {
228          extern char  *sbrk();
229 <        static int  pagesz = 0;
230 <        static int  amnt;
229 >        static unsigned  pagesz = 0;
230 >        static unsigned  amnt;
231          static char  *bpos;
232 <        static int  nrem;
232 >        static unsigned  nrem;
233 >        unsigned  thisamnt;
234          register char   *p;
235  
236          if (pagesz == 0) {                              /* initialize */
237 <                amnt = pagesz = getpagesize();
237 >                pagesz = amnt = getpagesize();
238                  nrem = (int)sbrk(0);                    /* page align break */
239                  nrem = pagesz - (nrem&(pagesz-1));
240 <                bpos = sbrk(nrem);                      /* word aligned! */
240 >                bpos = sbrk(nrem);
241                  if ((int)bpos == -1)
242                          return(NULL);
243 + #ifdef MSTATS
244 +                b_nsbrked += nrem;
245 + #endif
246 +                bpos += nrem & (BYTES_WORD-1);          /* align pointer */
247 +                nrem &= ~(BYTES_WORD-1);
248 +                memlim[0] = bpos;
249 +                memlim[1] = bpos + nrem;
250          }
251  
252          n = (n+(BYTES_WORD-1))&~(BYTES_WORD-1);         /* word align rqst. */
253  
254          if (n > nrem) {                                 /* need more core */
255 <                if (n > amnt)                   /* increase amount */
256 <                        amnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
257 <                p = sbrk(amnt);
258 <                if ((int)p == -1)
259 <                        return(NULL);
71 <                if (p != bpos+nrem) {           /* someone called sbrk()! */
72 <                        bfree(bpos, nrem);
73 <                        bpos = p;
74 <                        nrem = amnt;
255 >        tryagain:
256 >                if (n > amnt) {                         /* big chunk */
257 >                        thisamnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
258 >                        if (thisamnt <= MAXINCR)        /* increase amnt */
259 >                                amnt = thisamnt;
260                  } else
261 <                        nrem += amnt;
261 >                        thisamnt = amnt;
262 >                p = sbrk(thisamnt);
263 >                if ((int)p == -1) {                     /* uh-oh, ENOMEM */
264 >                        errno = 0;                      /* call cavalry */
265 >                        if (thisamnt >= n+pagesz) {
266 >                                amnt = pagesz;          /* minimize request */
267 >                                goto tryagain;
268 >                        }
269 >                        thisamnt = n;
270 >                        p = mscrounge(&thisamnt);       /* search free lists */
271 >                        if (p == NULL) {                /* we're really out */
272 >                                errno = ENOMEM;
273 >                                return(NULL);
274 >                        }
275 >                }
276 > #ifdef MSTATS
277 >                else b_nsbrked += thisamnt;
278 > #endif
279 >                if (p != bpos+nrem) {                   /* not an increment */
280 >                        bfree(bpos, nrem);              /* free what we have */
281 >                        bpos = p;
282 >                        nrem = thisamnt;
283 >                } else                                  /* otherwise tack on */
284 >                        nrem += thisamnt;
285 >                if (bpos < memlim[0])
286 >                        memlim[0] = bpos;
287 >                if (bpos + nrem > memlim[1])
288 >                        memlim[1] = bpos + nrem;
289          }
290          p = bpos;
291          bpos += n;                                      /* advance */
292          nrem -= n;
293 + #ifdef MSTATS
294 +        b_nalloced += n;
295 + #endif
296          return(p);
297   }
298  
299  
300   bfree(p, n)                     /* free n bytes of random memory */
301 < char  *p;
302 < unsigned  n;
301 > register char  *p;
302 > register unsigned  n;
303   {
89 –        register M_HEAD *mp;
304          register int    bucket;
305          register unsigned       bsiz;
306 <                                        /* find largest bucket */
307 <        bucket = 0;
308 <        for (bsiz = 1; bsiz+sizeof(M_HEAD) <= n; bsiz <<= 1)
309 <                bucket++;
310 <        mp = (M_HEAD *)p;
311 <        while (bucket > FIRSTBUCKET) {
312 <                bsiz >>= 1;
313 <                bucket--;
314 <                if (n < bsiz+sizeof(M_HEAD))    /* nothing for this bucket */
315 <                        continue;
316 <                mp->next = free_list[bucket];
103 <                free_list[bucket] = mp;
104 <                (char *)mp += bsiz+sizeof(M_HEAD);
105 <                n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
306 >
307 >        if (n < 1<<FIRSTBUCKET)
308 >                return;
309 > #ifdef MSTATS
310 >        b_nfreed += n;
311 > #endif
312 >                                        /* align pointer */
313 >        bsiz = BYTES_WORD - ((unsigned)p&(BYTES_WORD-1));
314 >        if (bsiz < BYTES_WORD) {
315 >                p += bsiz;
316 >                n -= bsiz;
317          }
318 +        if (p < memlim[0])
319 +                memlim[0] = p;
320 +        if (p + n > memlim[1])
321 +                memlim[1] = p + n;
322 +                                        /* fill big buckets first */
323 +        for (bucket = NBUCKETS-1, bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
324 +                        bucket >= FIRSTBUCKET; bucket--, bsiz >>= 1)
325 +                if (n >= bsiz+sizeof(M_HEAD)) {
326 +                        ((M_HEAD *)p)->next = free_list[bucket];
327 +                        free_list[bucket] = (M_HEAD *)p;
328 +                        p += bsiz+sizeof(M_HEAD);
329 +                        n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
330 +                }
331   }
332  
333  
# Line 114 | Line 338 | unsigned       n;
338          register M_HEAD *mp;
339          register int    bucket;
340          register unsigned       bsiz;
341 <
342 <        bucket = FIRSTBUCKET;
343 <        for (bsiz = 1<<FIRSTBUCKET; bsiz < n; bsiz <<= 1)
344 <                bucket++;
345 <        if (free_list[bucket] == NULL) {
341 >                                        /* don't return NULL on 0 request */
342 >        if (n == 0)
343 >                return(DUMMYLOC);
344 >                                        /* find first bucket that fits */
345 >        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
346 >                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
347 >                if (bsiz >= n)
348 >                        break;
349 >        if (bucket >= NBUCKETS) {
350 >                errno = EINVAL;
351 >                return(NULL);
352 >        }
353 >        if (free_list[bucket] == NULL) {        /* need more core */
354                  mp = (M_HEAD *)bmalloc(bsiz+sizeof(M_HEAD));
355                  if (mp == NULL)
356                          return(NULL);
357 <        } else {
357 >        } else {                                /* got it */
358                  mp = free_list[bucket];
359                  free_list[bucket] = mp->next;
360          }
361 <        mp->bucket = bucket;
361 > #ifdef MSTATS
362 >        m_nalloced += bsiz + sizeof(M_HEAD);
363 >        m_nwasted += bsiz + sizeof(M_HEAD) - n;
364 > #endif
365 >        mp->a.magic = MAGIC;                    /* tag block */
366 >        mp->a.bucket = bucket;
367          return((char *)(mp+1));
368   }
369  
370  
371   char *
372   realloc(op, n)                  /* reallocate memory using malloc() */
373 < char    *op;
373 > register char   *op;
374   unsigned        n;
375   {
376 <        register char   *p;
376 >        char    *p;
377          register unsigned       on;
378 <
379 <        if (op != NULL)
380 <                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->bucket;
378 >                                        /* get old size */
379 >        if (op != DUMMYLOC && !BADPTR(op) &&
380 >                        ((M_HEAD *)op-1)->a.magic == MAGIC)
381 >                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->a.bucket;
382          else
383                  on = 0;
384 <        if (n <= on && n > on>>1)
384 >        if (n <= on && (n > on>>1 || on == 1<<FIRSTBUCKET))
385                  return(op);             /* same bucket */
386 <        p = malloc(n);
387 <        if (p == NULL)
388 <                return(NULL);
389 < #ifdef  BSD
390 <        bcopy(op, p, n>on ? on : n);
391 < #else
154 <        (void)memcpy(p, op, n>on ? on : n);
155 < #endif
156 <        free(op);
386 >        if ((p = malloc(n)) == NULL)
387 >                return(n<=on ? op : NULL);
388 >        if (on) {
389 >                bcopy(op, p, n>on ? on : n);
390 >                free(op);
391 >        }
392          return(p);
393   }
394  
# Line 164 | Line 399 | char   *p;
399          register M_HEAD *mp;
400          register int    bucket;
401  
402 +        if (p == DUMMYLOC)
403 +                return(1);
404 +        if (BADPTR(p))
405 +                goto invalid;
406          mp = (M_HEAD *)p - 1;
407 <        bucket = mp->bucket;
407 >        if (mp->a.magic != MAGIC)               /* sanity check */
408 >                goto invalid;
409 >        bucket = mp->a.bucket;
410 >        if (bucket < FIRSTBUCKET | bucket >= NBUCKETS)
411 >                goto invalid;
412          mp->next = free_list[bucket];
413          free_list[bucket] = mp;
414 + #ifdef MSTATS
415 +        m_nfreed += (1 << bucket) + sizeof(M_HEAD);
416 + #endif
417 +        return(1);
418 + invalid:
419 +        errno = EINVAL;
420 +        return(0);
421   }
422  
423  
424 < #ifndef NOVMEM
425 < #ifndef BSD
426 < #include <sys/var.h>
177 < int
178 < getpagesize()                   /* use SYSV var structure to get page size */
424 > #ifdef MSTATS
425 > printmemstats(fp)               /* print memory statistics to stream */
426 > FILE    *fp;
427   {
428 <        static int  pagesz = 0;
429 <        struct var  v;
428 >        register int    i;
429 >        int     n;
430 >        register M_HEAD *mp;
431 >        unsigned int    total = 0;
432  
433 <        if (pagesz == 0) {
434 <                uvar(&v);
435 <                pagesz = 1 << v.v_pageshift;
433 >        fprintf(fp, "Memory statistics:\n");
434 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes from sbrk\n", b_nsbrked);
435 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes allocated\n", b_nalloced);
436 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes freed\n", b_nfreed);
437 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes scrounged\n", b_nscrounged);
438 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes compacted\n", b_ncompacted);
439 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes allocated\n", m_nalloced);
440 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes wasted (%.1f%%)\n", m_nwasted,
441 >                        100.0*m_nwasted/m_nalloced);
442 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes freed\n", m_nfreed);
443 >        for (i = NBUCKETS-1; i >= FIRSTBUCKET; i--) {
444 >                n = 0;
445 >                for (mp = free_list[i]; mp != NULL; mp = mp->next)
446 >                        n++;
447 >                if (n) {
448 >                        fprintf(fp, "\t%d * %u\n", n, 1<<i);
449 >                        total += n * ((1<<i) + sizeof(M_HEAD));
450 >                }
451          }
452 <        return(pagesz);
452 >        fprintf(fp, "\t %u total bytes in free list\n", total);
453   }
189 – #endif
454   #endif

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines