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

Comparing ray/src/common/malloc.c (file contents):
Revision 1.2 by greg, Tue Sep 25 18:56:37 1990 UTC vs.
Revision 2.16 by schorsch, Mon Jun 30 14:59:11 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1990 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   * Fast malloc for memory hogs and VM environments.
6   * 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.
7   * malloc(), realloc() and free() use buckets
8   *      containing blocks in powers of two, similar to CIT routines.
9 + * bfree() puts memory from any source into malloc free lists.
10 + * bmalloc() doesn't keep track of free lists -- it's usually
11 + *      just a buffered call to sbrk(2).  However, bmalloc will
12 + *      call mscrounge() if sbrk fails.
13 + * mscrounge() returns whatever free memory it can find to satisfy the
14 + *      request along with the number of bytes (modified).
15 + * mcompact() takes the same arguments as mscrounge() (and is in fact
16 + *      called by mscrounge() under dire circumstances), but it uses
17 + *      memory compaction to return a larger block.  (MCOMP)
18   *
19   *      Greg Ward       Lawrence Berkeley Laboratory
20   */
21  
22 < #define  NULL           0
22 > #include "copyright.h"
23  
24 < #ifndef ALIGN
25 < #define  ALIGN          int                     /* align type */
24 > #include  <errno.h>
25 > #include  <string.h>
26 >
27 >
28 > #ifdef MSTATS
29 > #include  <stdio.h>
30 > static unsigned b_nsbrked = 0;
31 > static unsigned b_nalloced = 0;
32 > static unsigned b_nfreed = 0;
33 > static unsigned b_nscrounged = 0;
34 > static unsigned b_ncompacted = 0;
35 > static unsigned m_nalloced = 0;
36 > static unsigned m_nfreed = 0;
37 > static unsigned m_nwasted = 0;
38 > #else
39 > #define  NULL           0
40   #endif
24 – #define  BYTES_WORD     sizeof(ALIGN)
41  
42 < #ifdef  NOVMEM
43 < #define  getpagesize()  BYTES_WORD
42 > #ifndef ALIGNT
43 > #define  ALIGNT         int                     /* align type */
44   #endif
45 + #define  BYTES_WORD     sizeof(ALIGNT)
46  
47 + #ifndef  MAXINCR
48 + #define  MAXINCR        (1<<16)                 /* largest sbrk(2) increment */
49 + #endif
50                                          /* malloc free lists */
51   typedef union m_head {
52          union m_head    *next;
53 <        int             bucket;
54 <        ALIGN           dummy;
53 >        struct {
54 >                short           magic;
55 >                short           bucket;
56 >        }       a;
57 >        ALIGNT          dummy;
58   } M_HEAD;
59  
60 + #define MAGIC           0x1a2           /* magic number for allocated memory */
61 +
62   #define FIRSTBUCKET     3
63   #define NBUCKETS        30
64  
65   static M_HEAD   *free_list[NBUCKETS];
66  
67 + static ALIGNT   dummy_mem;
68  
69 + static char     *memlim[2];
70 +
71 + #define DUMMYLOC        ((char *)&dummy_mem)
72 +
73 + #define BADPTR(p)       ((p) < memlim[0] | (p) >= memlim[1])
74 +
75 + #ifdef  MCOMP                   /* memory compaction routines */
76 + static char     seedtab[1024];          /* seed for compaction table */
77 +
78 + static struct mblk {
79 +        char            *ptr;   /* pointer to memory block */
80 +        unsigned        siz;    /* size of memory block */
81 + }       cptab = {seedtab, sizeof(seedtab)};
82 +
83 + #define mtab(mb)        ((struct mblk *)(mb)->ptr)
84 + #define mtablen(mb)     ((mb)->siz/sizeof(struct mblk))
85 +
86 +
87 + static int
88 + mbcmp(m1, m2)           /* compare memory block locations */
89 + register struct mblk    *m1, *m2;
90 + {
91 +                                /* put empty blocks at end */
92 +        if (m1->siz == 0)
93 +                return(m2->siz == 0 ? 0 : 1);
94 +        if (m2->siz == 0)
95 +                return(-1);
96 +                                /* otherwise, ascending order */
97 +        return(m1->ptr - m2->ptr);
98 + }
99 +
100 +
101 + int
102 + compactfree()           /* compact free lists (moving to table) */
103 + {
104 +        register struct mblk    *tp;
105 +        register int    bucket;
106 +        unsigned        n, bsiz, ncomp;
107 +                                /* fill table from free lists */
108 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);
109 +        bucket = NBUCKETS-1; bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
110 +        ncomp = 0;
111 +        for ( ; ; ) {
112 +                while (tp->siz) {       /* find empty slot */
113 +                        if (--n == 0)
114 +                                goto loopexit;
115 +                        tp++;
116 +                }
117 +                while (free_list[bucket] == NULL) {     /* find block */
118 +                        if (--bucket < FIRSTBUCKET)
119 +                                goto loopexit;
120 +                        bsiz >>= 1;
121 +                }
122 +                tp->ptr = (char *)free_list[bucket];
123 +                ncomp += (tp->siz = bsiz + sizeof(M_HEAD));
124 +                free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
125 +        }
126 + loopexit:
127 +        if (ncomp == 0)
128 +                return(0);              /* nothing new to compact */
129 + #ifdef MSTATS
130 +        b_ncompacted += ncomp;
131 + #endif
132 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);         /* sort table */
133 +        qsort((char *)tp, n, sizeof(struct mblk), mbcmp);
134 +        ncomp = 0;                                      /* collect blocks */
135 +        while (--n && tp[1].siz) {
136 +                if (tp[0].ptr + tp[0].siz == tp[1].ptr) {
137 +                        tp[1].ptr = tp[0].ptr;
138 +                        tp[1].siz += tp[0].siz;
139 +                        ncomp += tp[0].siz;
140 +                        tp[0].siz = 0;
141 +                }
142 +                tp++;
143 +        }
144 +        return(ncomp);
145 + }
146 +
147 +
148   char *
149 + mcompact(np)            /* compact free lists to satisfy request */
150 + unsigned        *np;
151 + {
152 +        struct mblk     *tab;
153 +        unsigned        tablen;
154 +        register struct mblk    *bp, *big;
155 +
156 +        for ( ; ; ) {
157 +                                        /* compact free lists */
158 +                while (compactfree())
159 +                        ;
160 +                                        /* find largest block */
161 +                tab = mtab(&cptab); tablen = mtablen(&cptab);
162 +                big = tab;
163 +                bp = tab + tablen;
164 +                while (--bp > tab)
165 +                        if (bp->siz > big->siz)
166 +                                big = bp;
167 +                if (big->siz >= *np) {          /* big enough? */
168 +                        *np = big->siz;
169 +                        big->siz = 0;           /* remove from table */
170 +                        return(big->ptr);       /* return it */
171 +                }
172 +                if (mtablen(big) <= tablen) {
173 +                        *np = 0;                /* cannot grow table */
174 +                        return(NULL);           /* report failure */
175 +                }
176 +                                /* enlarge table, free old one */
177 +                mtab(big)[0].ptr = cptab.ptr;
178 +                mtab(big)[0].siz = cptab.siz;
179 +                cptab.ptr = big->ptr;
180 +                cptab.siz = big->siz;
181 +                big->siz = 0;                   /* clear and copy */
182 +                memcpy((char *)(mtab(&cptab)+1), (char *)tab,
183 +                                tablen*sizeof(struct mblk));
184 +                memset((char *)(mtab(&cptab)+tablen+1), '\0',
185 +                        (mtablen(&cptab)-tablen-1)*sizeof(struct mblk));
186 +        }                       /* next round */
187 + }
188 + #endif          /* MCOMP */
189 +
190 +
191 + char *
192 + mscrounge(np)           /* search free lists to satisfy request */
193 + register unsigned       *np;
194 + {
195 +        char    *p;
196 +        register int    bucket;
197 +        register unsigned       bsiz;
198 +
199 +        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
200 +                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
201 +                if (free_list[bucket] != NULL && bsiz+sizeof(M_HEAD) >= *np) {
202 +                        *np = bsiz+sizeof(M_HEAD);
203 +                        p = (char *)free_list[bucket];
204 +                        free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
205 + #ifdef MSTATS
206 +                        b_nscrounged += *np;
207 + #endif
208 +                        return(p);
209 +                }
210 + #ifdef MCOMP
211 +        return(mcompact(np));           /* try compaction */
212 + #else
213 +        *np = 0;
214 +        return(NULL);
215 + #endif
216 + }
217 +
218 +
219 + char *
220   bmalloc(n)              /* allocate a block of n bytes, sans header */
221   register unsigned  n;
222   {
223          extern char  *sbrk();
224 <        static int  pagesz = 0;
225 <        static int  amnt;
224 >        static unsigned  pagesz = 0;
225 >        static unsigned  amnt;
226          static char  *bpos;
227 <        static int  nrem;
227 >        static unsigned  nrem;
228 >        unsigned  thisamnt;
229          register char   *p;
230  
231          if (pagesz == 0) {                              /* initialize */
232                  pagesz = amnt = getpagesize();
233                  nrem = (int)sbrk(0);                    /* page align break */
234                  nrem = pagesz - (nrem&(pagesz-1));
235 <                bpos = sbrk(nrem);                      /* word aligned! */
235 >                bpos = sbrk(nrem);
236                  if ((int)bpos == -1)
237                          return(NULL);
238 + #ifdef MSTATS
239 +                b_nsbrked += nrem;
240 + #endif
241 +                bpos += nrem & (BYTES_WORD-1);          /* align pointer */
242 +                nrem &= ~(BYTES_WORD-1);
243 +                memlim[0] = bpos;
244 +                memlim[1] = bpos + nrem;
245          }
246  
247          n = (n+(BYTES_WORD-1))&~(BYTES_WORD-1);         /* word align rqst. */
248  
249          if (n > nrem) {                                 /* need more core */
250 <                if (n > amnt)                   /* increase amount */
251 <                        amnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
252 <                p = sbrk(amnt);
253 <                if ((int)p == -1)
254 <                        return(NULL);
71 <                if (p != bpos+nrem) {           /* someone called sbrk()! */
72 <                        bfree(bpos, nrem);
73 <                        bpos = p;
74 <                        nrem = amnt;
250 >        tryagain:
251 >                if (n > amnt) {                         /* big chunk */
252 >                        thisamnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
253 >                        if (thisamnt <= MAXINCR)        /* increase amnt */
254 >                                amnt = thisamnt;
255                  } else
256 <                        nrem += amnt;
256 >                        thisamnt = amnt;
257 >                p = sbrk(thisamnt);
258 >                if ((int)p == -1) {                     /* uh-oh, ENOMEM */
259 >                        errno = 0;                      /* call cavalry */
260 >                        if (thisamnt >= n+pagesz) {
261 >                                amnt = pagesz;          /* minimize request */
262 >                                goto tryagain;
263 >                        }
264 >                        thisamnt = n;
265 >                        p = mscrounge(&thisamnt);       /* search free lists */
266 >                        if (p == NULL) {                /* we're really out */
267 >                                errno = ENOMEM;
268 >                                return(NULL);
269 >                        }
270 >                }
271 > #ifdef MSTATS
272 >                else b_nsbrked += thisamnt;
273 > #endif
274 >                if (p != bpos+nrem) {                   /* not an increment */
275 >                        bfree(bpos, nrem);              /* free what we have */
276 >                        bpos = p;
277 >                        nrem = thisamnt;
278 >                } else                                  /* otherwise tack on */
279 >                        nrem += thisamnt;
280 >                if (bpos < memlim[0])
281 >                        memlim[0] = bpos;
282 >                if (bpos + nrem > memlim[1])
283 >                        memlim[1] = bpos + nrem;
284          }
285          p = bpos;
286          bpos += n;                                      /* advance */
287          nrem -= n;
288 + #ifdef MSTATS
289 +        b_nalloced += n;
290 + #endif
291          return(p);
292   }
293  
# Line 88 | Line 298 | register unsigned  n;
298   {
299          register int    bucket;
300          register unsigned       bsiz;
301 <                                        /* find largest bucket */
302 <        bucket = 0;
303 <        for (bsiz = 1; bsiz+sizeof(M_HEAD) <= n; bsiz <<= 1)
304 <                bucket++;
305 <        while (bucket > FIRSTBUCKET) {
306 <                bsiz >>= 1;
307 <                bucket--;
308 <                if (n < bsiz+sizeof(M_HEAD))    /* nothing for this bucket */
309 <                        continue;
310 <                ((M_HEAD *)p)->next = free_list[bucket];
311 <                free_list[bucket] = (M_HEAD *)p;
102 <                p += bsiz+sizeof(M_HEAD);
103 <                n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
301 >
302 >        if (n < 1<<FIRSTBUCKET || p == NULL)
303 >                return;
304 > #ifdef MSTATS
305 >        b_nfreed += n;
306 > #endif
307 >                                        /* align pointer */
308 >        bsiz = BYTES_WORD - ((unsigned)p&(BYTES_WORD-1));
309 >        if (bsiz < BYTES_WORD) {
310 >                p += bsiz;
311 >                n -= bsiz;
312          }
313 +        if (p < memlim[0])
314 +                memlim[0] = p;
315 +        if (p + n > memlim[1])
316 +                memlim[1] = p + n;
317 +                                        /* fill big buckets first */
318 +        for (bucket = NBUCKETS-1, bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
319 +                        bucket >= FIRSTBUCKET; bucket--, bsiz >>= 1)
320 +                if (n >= bsiz+sizeof(M_HEAD)) {
321 +                        ((M_HEAD *)p)->next = free_list[bucket];
322 +                        free_list[bucket] = (M_HEAD *)p;
323 +                        p += bsiz+sizeof(M_HEAD);
324 +                        n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
325 +                }
326   }
327  
328  
# Line 112 | Line 333 | unsigned       n;
333          register M_HEAD *mp;
334          register int    bucket;
335          register unsigned       bsiz;
336 <
336 >                                        /* don't return NULL on 0 request */
337          if (n == 0)
338 <                return(NULL);
338 >                return(DUMMYLOC);
339                                          /* find first bucket that fits */
340 <        bucket = FIRSTBUCKET;
341 <        for (bsiz = 1<<FIRSTBUCKET; bsiz < n; bsiz <<= 1)
342 <                bucket++;
343 <        if (free_list[bucket] == NULL) {
340 >        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
341 >                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
342 >                if (bsiz >= n)
343 >                        break;
344 >        if (bucket >= NBUCKETS) {
345 >                errno = EINVAL;
346 >                return(NULL);
347 >        }
348 >        if (free_list[bucket] == NULL) {        /* need more core */
349                  mp = (M_HEAD *)bmalloc(bsiz+sizeof(M_HEAD));
350                  if (mp == NULL)
351                          return(NULL);
352 <        } else {
352 >        } else {                                /* got it */
353                  mp = free_list[bucket];
354                  free_list[bucket] = mp->next;
355          }
356 <        mp->bucket = bucket;
356 > #ifdef MSTATS
357 >        m_nalloced += bsiz + sizeof(M_HEAD);
358 >        m_nwasted += bsiz + sizeof(M_HEAD) - n;
359 > #endif
360 >        mp->a.magic = MAGIC;                    /* tag block */
361 >        mp->a.bucket = bucket;
362          return((char *)(mp+1));
363   }
364  
365  
366   char *
367   realloc(op, n)                  /* reallocate memory using malloc() */
368 < char    *op;
368 > register char   *op;
369   unsigned        n;
370   {
371 <        register char   *p;
371 >        char    *p;
372          register unsigned       on;
373 <
374 <        if (op != NULL)
375 <                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->bucket;
373 >                                        /* get old size */
374 >        if (op != DUMMYLOC && !BADPTR(op) &&
375 >                        ((M_HEAD *)op-1)->a.magic == MAGIC)
376 >                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->a.bucket;
377          else
378                  on = 0;
379 <        if (n <= on && n > on>>1)
379 >        if (n <= on && (n > on>>1 || on == 1<<FIRSTBUCKET))
380                  return(op);             /* same bucket */
381 <        p = malloc(n);
382 <        if (p != NULL)
383 < #ifdef  BSD
384 <                bcopy(op, p, n>on ? on : n);
385 < #else
386 <                (void)memcpy(p, op, n>on ? on : n);
155 < #endif
156 <        free(op);
381 >        if ((p = malloc(n)) == NULL)
382 >                return(n<=on ? op : NULL);
383 >        if (on) {
384 >                memcpy(p, op, n>on ? on : n);
385 >                free(op);
386 >        }
387          return(p);
388   }
389  
# Line 164 | Line 394 | char   *p;
394          register M_HEAD *mp;
395          register int    bucket;
396  
397 <        if (p == NULL)
398 <                return;
397 >        if (p == DUMMYLOC)
398 >                return(1);
399 >        if (BADPTR(p))
400 >                goto invalid;
401          mp = (M_HEAD *)p - 1;
402 <        bucket = mp->bucket;
402 >        if (mp->a.magic != MAGIC)               /* sanity check */
403 >                goto invalid;
404 >        bucket = mp->a.bucket;
405 >        if (bucket < FIRSTBUCKET | bucket >= NBUCKETS)
406 >                goto invalid;
407          mp->next = free_list[bucket];
408          free_list[bucket] = mp;
409 + #ifdef MSTATS
410 +        m_nfreed += (1 << bucket) + sizeof(M_HEAD);
411 + #endif
412 +        return(1);
413 + invalid:
414 +        errno = EINVAL;
415 +        return(0);
416   }
417  
418  
419 < #ifndef NOVMEM
420 < #ifndef BSD
421 < #include <sys/var.h>
179 < int
180 < getpagesize()                   /* use SYSV var structure to get page size */
419 > #ifdef MSTATS
420 > printmemstats(fp)               /* print memory statistics to stream */
421 > FILE    *fp;
422   {
423 <        static int  pagesz = 0;
424 <        struct var  v;
423 >        register int    i;
424 >        int     n;
425 >        register M_HEAD *mp;
426 >        unsigned int    total = 0;
427  
428 <        if (pagesz == 0) {
429 <                uvar(&v);
430 <                pagesz = 1 << v.v_pageshift;
428 >        fprintf(fp, "Memory statistics:\n");
429 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes from sbrk\n", b_nsbrked);
430 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes allocated\n", b_nalloced);
431 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes freed\n", b_nfreed);
432 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes scrounged\n", b_nscrounged);
433 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes compacted\n", b_ncompacted);
434 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes allocated\n", m_nalloced);
435 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes wasted (%.1f%%)\n", m_nwasted,
436 >                        100.0*m_nwasted/m_nalloced);
437 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes freed\n", m_nfreed);
438 >        for (i = NBUCKETS-1; i >= FIRSTBUCKET; i--) {
439 >                n = 0;
440 >                for (mp = free_list[i]; mp != NULL; mp = mp->next)
441 >                        n++;
442 >                if (n) {
443 >                        fprintf(fp, "\t%d * %u\n", n, 1<<i);
444 >                        total += n * ((1<<i) + sizeof(M_HEAD));
445 >                }
446          }
447 <        return(pagesz);
447 >        fprintf(fp, "\t %u total bytes in free list\n", total);
448   }
191 – #endif
449   #endif

Diff Legend

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