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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 2.10 by greg, Fri Nov 10 17:04:15 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 + #endif
31 +
32 + #ifdef MSTATS
33 + #include  <stdio.h>
34 + static unsigned b_nsbrked = 0;
35 + static unsigned b_nalloced = 0;
36 + static unsigned b_nfreed = 0;
37 + static unsigned b_nscrounged = 0;
38 + static unsigned b_ncompacted = 0;
39 + static unsigned m_nalloced = 0;
40 + static unsigned m_nfreed = 0;
41 + static unsigned m_nwasted = 0;
42 + #else
43   #define  NULL           0
44 + #endif
45  
46   #ifndef ALIGN
47   #define  ALIGN          int                     /* align type */
48   #endif
49   #define  BYTES_WORD     sizeof(ALIGN)
50  
51 < #ifdef  NOVMEM
52 < #define  getpagesize()  BYTES_WORD
51 > #ifndef  MAXINCR
52 > #define  MAXINCR        (1<<16)                 /* largest sbrk(2) increment */
53   #endif
29 –
54                                          /* malloc free lists */
55   typedef union m_head {
56          union m_head    *next;
57 <        int             bucket;
57 >        struct {
58 >                short           magic;
59 >                short           bucket;
60 >        }       a;
61          ALIGN           dummy;
62   } M_HEAD;
63  
64 + #define MAGIC           0x1a2           /* magic number for allocated memory */
65 +
66   #define FIRSTBUCKET     3
67   #define NBUCKETS        30
68  
69   static M_HEAD   *free_list[NBUCKETS];
70  
71 + static ALIGN    dummy_mem;
72  
73 + static char     *memlim[2];
74 +
75 + #define DUMMYLOC        ((char *)&dummy_mem)
76 +
77 + #define BADPTR(p)       ((p) < memlim[0] | (p) >= memlim[1])
78 +
79 + #ifdef  MCOMP                   /* memory compaction routines */
80 + static char     seedtab[1024];          /* seed for compaction table */
81 +
82 + static struct mblk {
83 +        char            *ptr;   /* pointer to memory block */
84 +        unsigned        siz;    /* size of memory block */
85 + }       cptab = {seedtab, sizeof(seedtab)};
86 +
87 + #define mtab(mb)        ((struct mblk *)(mb)->ptr)
88 + #define mtablen(mb)     ((mb)->siz/sizeof(struct mblk))
89 +
90 +
91 + static int
92 + mbcmp(m1, m2)           /* compare memory block locations */
93 + register struct mblk    *m1, *m2;
94 + {
95 +                                /* put empty blocks at end */
96 +        if (m1->siz == 0)
97 +                return(m2->siz == 0 ? 0 : 1);
98 +        if (m2->siz == 0)
99 +                return(-1);
100 +                                /* otherwise, ascending order */
101 +        return(m1->ptr - m2->ptr);
102 + }
103 +
104 +
105 + int
106 + compactfree()           /* compact free lists (moving to table) */
107 + {
108 +        register struct mblk    *tp;
109 +        register int    bucket;
110 +        unsigned        n, bsiz, ncomp;
111 +                                /* fill table from free lists */
112 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);
113 +        bucket = NBUCKETS-1; bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
114 +        ncomp = 0;
115 +        for ( ; ; ) {
116 +                while (tp->siz) {       /* find empty slot */
117 +                        if (--n == 0)
118 +                                goto loopexit;
119 +                        tp++;
120 +                }
121 +                while (free_list[bucket] == NULL) {     /* find block */
122 +                        if (--bucket < FIRSTBUCKET)
123 +                                goto loopexit;
124 +                        bsiz >>= 1;
125 +                }
126 +                tp->ptr = (char *)free_list[bucket];
127 +                ncomp += (tp->siz = bsiz + sizeof(M_HEAD));
128 +                free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
129 +        }
130 + loopexit:
131 +        if (ncomp == 0)
132 +                return(0);              /* nothing new to compact */
133 + #ifdef MSTATS
134 +        b_ncompacted += ncomp;
135 + #endif
136 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);         /* sort table */
137 +        qsort((char *)tp, n, sizeof(struct mblk), mbcmp);
138 +        ncomp = 0;                                      /* collect blocks */
139 +        while (--n && tp[1].siz) {
140 +                if (tp[0].ptr + tp[0].siz == tp[1].ptr) {
141 +                        tp[1].ptr = tp[0].ptr;
142 +                        tp[1].siz += tp[0].siz;
143 +                        ncomp += tp[0].siz;
144 +                        tp[0].siz = 0;
145 +                }
146 +                tp++;
147 +        }
148 +        return(ncomp);
149 + }
150 +
151 +
152   char *
153 + mcompact(np)            /* compact free lists to satisfy request */
154 + unsigned        *np;
155 + {
156 +        struct mblk     *tab;
157 +        unsigned        tablen;
158 +        register struct mblk    *bp, *big;
159 +
160 +        for ( ; ; ) {
161 +                                        /* compact free lists */
162 +                while (compactfree())
163 +                        ;
164 +                                        /* find largest block */
165 +                tab = mtab(&cptab); tablen = mtablen(&cptab);
166 +                big = tab;
167 +                bp = tab + tablen;
168 +                while (--bp > tab)
169 +                        if (bp->siz > big->siz)
170 +                                big = bp;
171 +                if (big->siz >= *np) {          /* big enough? */
172 +                        *np = big->siz;
173 +                        big->siz = 0;           /* remove from table */
174 +                        return(big->ptr);       /* return it */
175 +                }
176 +                if (mtablen(big) <= tablen) {
177 +                        *np = 0;                /* cannot grow table */
178 +                        return(NULL);           /* report failure */
179 +                }
180 +                                /* enlarge table, free old one */
181 +                mtab(big)[0].ptr = cptab.ptr;
182 +                mtab(big)[0].siz = cptab.siz;
183 +                cptab.ptr = big->ptr;
184 +                cptab.siz = big->siz;
185 +                big->siz = 0;                   /* clear and copy */
186 +                bcopy((char *)tab, (char *)(mtab(&cptab)+1),
187 +                                tablen*sizeof(struct mblk));
188 +                bzero((char *)(mtab(&cptab)+tablen+1),
189 +                        (mtablen(&cptab)-tablen-1)*sizeof(struct mblk));
190 +        }                       /* next round */
191 + }
192 + #endif          /* MCOMP */
193 +
194 +
195 + char *
196 + mscrounge(np)           /* search free lists to satisfy request */
197 + register unsigned       *np;
198 + {
199 +        char    *p;
200 +        register int    bucket;
201 +        register unsigned       bsiz;
202 +
203 +        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
204 +                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
205 +                if (free_list[bucket] != NULL && bsiz+sizeof(M_HEAD) >= *np) {
206 +                        *np = bsiz+sizeof(M_HEAD);
207 +                        p = (char *)free_list[bucket];
208 +                        free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
209 + #ifdef MSTATS
210 +                        b_nscrounged += *np;
211 + #endif
212 +                        return(p);
213 +                }
214 + #ifdef MCOMP
215 +        return(mcompact(np));           /* try compaction */
216 + #else
217 +        *np = 0;
218 +        return(NULL);
219 + #endif
220 + }
221 +
222 +
223 + char *
224   bmalloc(n)              /* allocate a block of n bytes, sans header */
225   register unsigned  n;
226   {
227          extern char  *sbrk();
228 <        static int  pagesz = 0;
229 <        static int  amnt;
228 >        static unsigned  pagesz = 0;
229 >        static unsigned  amnt;
230          static char  *bpos;
231 <        static int  nrem;
231 >        static unsigned  nrem;
232 >        unsigned  thisamnt;
233          register char   *p;
234  
235          if (pagesz == 0) {                              /* initialize */
236 <                amnt = pagesz = getpagesize();
236 >                pagesz = amnt = getpagesize();
237                  nrem = (int)sbrk(0);                    /* page align break */
238                  nrem = pagesz - (nrem&(pagesz-1));
239 <                bpos = sbrk(nrem);                      /* word aligned! */
239 >                bpos = sbrk(nrem);
240                  if ((int)bpos == -1)
241                          return(NULL);
242 + #ifdef MSTATS
243 +                b_nsbrked += nrem;
244 + #endif
245 +                bpos += nrem & (BYTES_WORD-1);          /* align pointer */
246 +                nrem &= ~(BYTES_WORD-1);
247 +                memlim[0] = bpos;
248 +                memlim[1] = bpos + nrem;
249          }
250  
251          n = (n+(BYTES_WORD-1))&~(BYTES_WORD-1);         /* word align rqst. */
252  
253          if (n > nrem) {                                 /* need more core */
254 <                if (n > amnt)                   /* increase amount */
255 <                        amnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
256 <                p = sbrk(amnt);
257 <                if ((int)p == -1)
258 <                        return(NULL);
71 <                if (p != bpos+nrem) {           /* someone called sbrk()! */
72 <                        bfree(bpos, nrem);
73 <                        bpos = p;
74 <                        nrem = amnt;
254 >        tryagain:
255 >                if (n > amnt) {                         /* big chunk */
256 >                        thisamnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
257 >                        if (thisamnt <= MAXINCR)        /* increase amnt */
258 >                                amnt = thisamnt;
259                  } else
260 <                        nrem += amnt;
260 >                        thisamnt = amnt;
261 >                p = sbrk(thisamnt);
262 >                if ((int)p == -1) {                     /* uh-oh, ENOMEM */
263 >                        errno = 0;                      /* call cavalry */
264 >                        if (thisamnt >= n+pagesz) {
265 >                                amnt = pagesz;          /* minimize request */
266 >                                goto tryagain;
267 >                        }
268 >                        thisamnt = n;
269 >                        p = mscrounge(&thisamnt);       /* search free lists */
270 >                        if (p == NULL) {                /* we're really out */
271 >                                errno = ENOMEM;
272 >                                return(NULL);
273 >                        }
274 >                }
275 > #ifdef MSTATS
276 >                else b_nsbrked += thisamnt;
277 > #endif
278 >                if (p != bpos+nrem) {                   /* not an increment */
279 >                        bfree(bpos, nrem);              /* free what we have */
280 >                        bpos = p;
281 >                        nrem = thisamnt;
282 >                } else                                  /* otherwise tack on */
283 >                        nrem += thisamnt;
284 >                if (bpos < memlim[0])
285 >                        memlim[0] = bpos;
286 >                if (bpos + nrem > memlim[1])
287 >                        memlim[1] = bpos + nrem;
288          }
289          p = bpos;
290          bpos += n;                                      /* advance */
291          nrem -= n;
292 + #ifdef MSTATS
293 +        b_nalloced += n;
294 + #endif
295          return(p);
296   }
297  
298  
299   bfree(p, n)                     /* free n bytes of random memory */
300 < char  *p;
301 < unsigned  n;
300 > register char  *p;
301 > register unsigned  n;
302   {
89 –        register M_HEAD *mp;
303          register int    bucket;
304          register unsigned       bsiz;
305 <                                        /* find largest bucket */
306 <        bucket = 0;
307 <        for (bsiz = 1; bsiz+sizeof(M_HEAD) <= n; bsiz <<= 1)
308 <                bucket++;
309 <        mp = (M_HEAD *)p;
310 <        while (bucket > FIRSTBUCKET) {
311 <                bsiz >>= 1;
312 <                bucket--;
313 <                if (n < bsiz+sizeof(M_HEAD))    /* nothing for this bucket */
314 <                        continue;
315 <                mp->next = free_list[bucket];
103 <                free_list[bucket] = mp;
104 <                (char *)mp += bsiz+sizeof(M_HEAD);
105 <                n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
305 >
306 >        if (n < 1<<FIRSTBUCKET)
307 >                return;
308 > #ifdef MSTATS
309 >        b_nfreed += n;
310 > #endif
311 >                                        /* align pointer */
312 >        bsiz = BYTES_WORD - ((unsigned)p&(BYTES_WORD-1));
313 >        if (bsiz < BYTES_WORD) {
314 >                p += bsiz;
315 >                n -= bsiz;
316          }
317 +        if (p < memlim[0])
318 +                memlim[0] = p;
319 +        if (p + n > memlim[1])
320 +                memlim[1] = p + n;
321 +                                        /* fill big buckets first */
322 +        for (bucket = NBUCKETS-1, bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
323 +                        bucket >= FIRSTBUCKET; bucket--, bsiz >>= 1)
324 +                if (n >= bsiz+sizeof(M_HEAD)) {
325 +                        ((M_HEAD *)p)->next = free_list[bucket];
326 +                        free_list[bucket] = (M_HEAD *)p;
327 +                        p += bsiz+sizeof(M_HEAD);
328 +                        n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
329 +                }
330   }
331  
332  
# Line 114 | Line 337 | unsigned       n;
337          register M_HEAD *mp;
338          register int    bucket;
339          register unsigned       bsiz;
340 <
341 <        bucket = FIRSTBUCKET;
342 <        for (bsiz = 1<<FIRSTBUCKET; bsiz < n; bsiz <<= 1)
343 <                bucket++;
344 <        if (free_list[bucket] == NULL) {
340 >                                        /* don't return NULL on 0 request */
341 >        if (n == 0)
342 >                return(DUMMYLOC);
343 >                                        /* find first bucket that fits */
344 >        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
345 >                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
346 >                if (bsiz >= n)
347 >                        break;
348 >        if (bucket >= NBUCKETS) {
349 >                errno = EINVAL;
350 >                return(NULL);
351 >        }
352 >        if (free_list[bucket] == NULL) {        /* need more core */
353                  mp = (M_HEAD *)bmalloc(bsiz+sizeof(M_HEAD));
354                  if (mp == NULL)
355                          return(NULL);
356 <        } else {
356 >        } else {                                /* got it */
357                  mp = free_list[bucket];
358                  free_list[bucket] = mp->next;
359          }
360 <        mp->bucket = bucket;
360 > #ifdef MSTATS
361 >        m_nalloced += bsiz + sizeof(M_HEAD);
362 >        m_nwasted += bsiz + sizeof(M_HEAD) - n;
363 > #endif
364 >        mp->a.magic = MAGIC;                    /* tag block */
365 >        mp->a.bucket = bucket;
366          return((char *)(mp+1));
367   }
368  
369  
370   char *
371   realloc(op, n)                  /* reallocate memory using malloc() */
372 < char    *op;
372 > register char   *op;
373   unsigned        n;
374   {
375 <        register char   *p;
375 >        char    *p;
376          register unsigned       on;
377 <
378 <        if (op != NULL)
379 <                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->bucket;
377 >                                        /* get old size */
378 >        if (op != DUMMYLOC && !BADPTR(op) &&
379 >                        ((M_HEAD *)op-1)->a.magic == MAGIC)
380 >                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->a.bucket;
381          else
382                  on = 0;
383 <        if (n <= on && n > on>>1)
383 >        if (n <= on && (n > on>>1 || on == 1<<FIRSTBUCKET))
384                  return(op);             /* same bucket */
385 <        p = malloc(n);
386 <        if (p == NULL)
387 <                return(NULL);
388 < #ifdef  BSD
389 <        bcopy(op, p, n>on ? on : n);
390 < #else
154 <        (void)memcpy(p, op, n>on ? on : n);
155 < #endif
156 <        free(op);
385 >        if ((p = malloc(n)) == NULL)
386 >                return(n<=on ? op : NULL);
387 >        if (on) {
388 >                bcopy(op, p, n>on ? on : n);
389 >                free(op);
390 >        }
391          return(p);
392   }
393  
# Line 164 | Line 398 | char   *p;
398          register M_HEAD *mp;
399          register int    bucket;
400  
401 +        if (p == DUMMYLOC)
402 +                return(1);
403 +        if (BADPTR(p))
404 +                goto invalid;
405          mp = (M_HEAD *)p - 1;
406 <        bucket = mp->bucket;
406 >        if (mp->a.magic != MAGIC)               /* sanity check */
407 >                goto invalid;
408 >        bucket = mp->a.bucket;
409 >        if (bucket < FIRSTBUCKET | bucket >= NBUCKETS)
410 >                goto invalid;
411          mp->next = free_list[bucket];
412          free_list[bucket] = mp;
413 + #ifdef MSTATS
414 +        m_nfreed += (1 << bucket) + sizeof(M_HEAD);
415 + #endif
416 +        return(1);
417 + invalid:
418 +        errno = EINVAL;
419 +        return(0);
420   }
421  
422  
423 < #ifndef NOVMEM
424 < #ifndef BSD
425 < #include <sys/var.h>
177 < int
178 < getpagesize()                   /* use SYSV var structure to get page size */
423 > #ifdef MSTATS
424 > printmemstats(fp)               /* print memory statistics to stream */
425 > FILE    *fp;
426   {
427 <        static int  pagesz = 0;
428 <        struct var  v;
427 >        register int    i;
428 >        int     n;
429 >        register M_HEAD *mp;
430 >        unsigned int    total = 0;
431  
432 <        if (pagesz == 0) {
433 <                uvar(&v);
434 <                pagesz = 1 << v.v_pageshift;
432 >        fprintf(fp, "Memory statistics:\n");
433 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes from sbrk\n", b_nsbrked);
434 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes allocated\n", b_nalloced);
435 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes freed\n", b_nfreed);
436 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes scrounged\n", b_nscrounged);
437 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes compacted\n", b_ncompacted);
438 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes allocated\n", m_nalloced);
439 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes wasted (%.1f%%)\n", m_nwasted,
440 >                        100.0*m_nwasted/m_nalloced);
441 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes freed\n", m_nfreed);
442 >        for (i = NBUCKETS-1; i >= FIRSTBUCKET; i--) {
443 >                n = 0;
444 >                for (mp = free_list[i]; mp != NULL; mp = mp->next)
445 >                        n++;
446 >                if (n) {
447 >                        fprintf(fp, "\t%d * %u\n", n, 1<<i);
448 >                        total += n * ((1<<i) + sizeof(M_HEAD));
449 >                }
450          }
451 <        return(pagesz);
451 >        fprintf(fp, "\t %u total bytes in free list\n", total);
452   }
189 – #endif
453   #endif

Diff Legend

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