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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 2.5 by greg, Mon Jun 29 22:39:51 1992 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 + #ifdef MSTATS
28 + #include  <stdio.h>
29 + static unsigned b_nsbrked = 0;
30 + static unsigned b_nalloced = 0;
31 + static unsigned b_nfreed = 0;
32 + static unsigned b_nscrounged = 0;
33 + static unsigned b_ncompacted = 0;
34 + static unsigned m_nalloced = 0;
35 + static unsigned m_nfreed = 0;
36 + static unsigned m_nwasted = 0;
37 + #else
38   #define  NULL           0
39 + #endif
40  
41   #ifndef ALIGN
42   #define  ALIGN          int                     /* align type */
43   #endif
44   #define  BYTES_WORD     sizeof(ALIGN)
45  
46 < #ifdef  NOVMEM
47 < #define  getpagesize()  BYTES_WORD
46 > #ifndef  MAXINCR
47 > #define  MAXINCR        (1<<16)                 /* largest sbrk(2) increment */
48   #endif
29 –
49                                          /* malloc free lists */
50   typedef union m_head {
51          union m_head    *next;
52 <        int             bucket;
52 >        struct {
53 >                short           magic;
54 >                short           bucket;
55 >        }       a;
56          ALIGN           dummy;
57   } M_HEAD;
58  
59 + #define MAGIC           0x1a2           /* magic number for allocated memory */
60 +
61   #define FIRSTBUCKET     3
62   #define NBUCKETS        30
63  
64   static M_HEAD   *free_list[NBUCKETS];
65  
66 + static ALIGN    dummy_mem;
67  
68 + #define DUMMYLOC        ((char *)&dummy_mem)
69 +
70 + #ifdef  MCOMP                   /* memory compaction routines */
71 + static char     seedtab[1024];          /* seed for compaction table */
72 +
73 + static struct mblk {
74 +        char            *ptr;   /* pointer to memory block */
75 +        unsigned        siz;    /* size of memory block */
76 + }       cptab = {seedtab, sizeof(seedtab)};
77 +
78 + #define mtab(mb)        ((struct mblk *)(mb)->ptr)
79 + #define mtablen(mb)     ((mb)->siz/sizeof(struct mblk))
80 +
81 +
82 + static int
83 + mbcmp(m1, m2)           /* compare memory block locations */
84 + register struct mblk    *m1, *m2;
85 + {
86 +                                /* put empty blocks at end */
87 +        if (m1->siz == 0)
88 +                return(m2->siz == 0 ? 0 : 1);
89 +        if (m2->siz == 0)
90 +                return(-1);
91 +                                /* otherwise, ascending order */
92 +        return(m1->ptr - m2->ptr);
93 + }
94 +
95 +
96 + int
97 + compactfree()           /* compact free lists (moving to table) */
98 + {
99 +        register struct mblk    *tp;
100 +        register int    bucket;
101 +        unsigned        n, bsiz, ncomp;
102 +                                /* fill table from free lists */
103 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);
104 +        bucket = NBUCKETS-1; bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
105 +        ncomp = 0;
106 +        for ( ; ; ) {
107 +                while (tp->siz) {       /* find empty slot */
108 +                        if (--n == 0)
109 +                                goto loopexit;
110 +                        tp++;
111 +                }
112 +                while (free_list[bucket] == NULL) {     /* find block */
113 +                        if (--bucket < FIRSTBUCKET)
114 +                                goto loopexit;
115 +                        bsiz >>= 1;
116 +                }
117 +                tp->ptr = (char *)free_list[bucket];
118 +                ncomp += (tp->siz = bsiz + sizeof(M_HEAD));
119 +                free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
120 +        }
121 + loopexit:
122 +        if (ncomp == 0)
123 +                return(0);              /* nothing new to compact */
124 + #ifdef MSTATS
125 +        b_ncompacted += ncomp;
126 + #endif
127 +        tp = mtab(&cptab); n = mtablen(&cptab);         /* sort table */
128 +        qsort((char *)tp, n, sizeof(struct mblk), mbcmp);
129 +        ncomp = 0;                                      /* collect blocks */
130 +        while (--n && tp[1].siz) {
131 +                if (tp[0].ptr + tp[0].siz == tp[1].ptr) {
132 +                        tp[1].ptr = tp[0].ptr;
133 +                        tp[1].siz += tp[0].siz;
134 +                        ncomp += tp[0].siz;
135 +                        tp[0].siz = 0;
136 +                }
137 +                tp++;
138 +        }
139 +        return(ncomp);
140 + }
141 +
142 +
143   char *
144 + mcompact(np)            /* compact free lists to satisfy request */
145 + unsigned        *np;
146 + {
147 +        struct mblk     *tab;
148 +        unsigned        tablen;
149 +        register struct mblk    *bp, *big;
150 +
151 +        for ( ; ; ) {
152 +                                        /* compact free lists */
153 +                compactfree();
154 +                                        /* find largest block */
155 +                tab = mtab(&cptab); tablen = mtablen(&cptab);
156 +                big = tab;
157 +                bp = tab + tablen;
158 +                while (--bp > tab)
159 +                        if (bp->siz > big->siz)
160 +                                big = bp;
161 +                if (big->siz >= *np) {          /* big enough? */
162 +                        *np = big->siz;
163 +                        big->siz = 0;           /* remove from table */
164 +                        return(big->ptr);       /* return it */
165 +                }
166 +                if (mtablen(big) < tablen+1) {
167 +                        *np = 0;                /* cannot grow table */
168 +                        return(NULL);           /* report failure */
169 +                }
170 +                                /* enlarge table, free old one */
171 +                mtab(big)[0].ptr = cptab.ptr;
172 +                mtab(big)[0].siz = cptab.siz;
173 +                cptab.ptr = big->ptr;
174 +                cptab.siz = big->siz;
175 +                big->siz = 0;                   /* clear and copy */
176 + #ifdef BSD
177 +                bcopy((char *)tab, (char *)(mtab(&cptab)+1),
178 +                                tablen*sizeof(struct mblk));
179 +                bzero((char *)(mtab(&cptab)+tablen+1),
180 +                        (mtablen(&cptab)-tablen-1)*sizeof(struct mblk));
181 + #else
182 +                (void)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 + #endif
187 +        }                       /* next round */
188 + }
189 + #endif          /* MCOMP */
190 +
191 +
192 + char *
193 + mscrounge(np)           /* search free lists to satisfy request */
194 + register unsigned       *np;
195 + {
196 +        char    *p;
197 +        register int    bucket;
198 +        register unsigned       bsiz;
199 +
200 +        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
201 +                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
202 +                if (free_list[bucket] != NULL && bsiz+sizeof(M_HEAD) >= *np) {
203 +                        *np = bsiz+sizeof(M_HEAD);
204 +                        p = (char *)free_list[bucket];
205 +                        free_list[bucket] = free_list[bucket]->next;
206 + #ifdef MSTATS
207 +                        b_nscrounged += *np;
208 + #endif
209 +                        return(p);
210 +                }
211 + #ifdef MCOMP
212 +        return(mcompact(np));           /* try compaction */
213 + #else
214 +        *np = 0;
215 +        return(NULL);
216 + #endif
217 + }
218 +
219 +
220 + char *
221   bmalloc(n)              /* allocate a block of n bytes, sans header */
222   register unsigned  n;
223   {
224          extern char  *sbrk();
225 <        static int  pagesz = 0;
226 <        static int  amnt;
225 >        static unsigned  pagesz = 0;
226 >        static unsigned  amnt;
227          static char  *bpos;
228 <        static int  nrem;
228 >        static unsigned  nrem;
229 >        unsigned  thisamnt;
230          register char   *p;
231  
232          if (pagesz == 0) {                              /* initialize */
233                  pagesz = amnt = getpagesize();
234                  nrem = (int)sbrk(0);                    /* page align break */
235                  nrem = pagesz - (nrem&(pagesz-1));
236 <                bpos = sbrk(nrem);                      /* word aligned! */
236 >                bpos = sbrk(nrem);
237                  if ((int)bpos == -1)
238                          return(NULL);
239 + #ifdef MSTATS
240 +                b_nsbrked += nrem;
241 + #endif
242 +                bpos += nrem & (BYTES_WORD-1);          /* align pointer */
243 +                nrem &= ~(BYTES_WORD-1);
244          }
245  
246          n = (n+(BYTES_WORD-1))&~(BYTES_WORD-1);         /* word align rqst. */
247  
248          if (n > nrem) {                                 /* need more core */
249 <                if (n > amnt)                   /* increase amount */
250 <                        amnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
251 <                p = sbrk(amnt);
252 <                if ((int)p == -1)
70 <                        return(NULL);
71 <                if (p != bpos+nrem) {           /* someone called sbrk()! */
72 <                        bfree(bpos, nrem);
73 <                        bpos = p;
74 <                        nrem = amnt;
249 >                if (n > amnt) {                         /* big chunk */
250 >                        thisamnt = (n+(pagesz-1))&~(pagesz-1);
251 >                        if (thisamnt <= MAXINCR)        /* increase amnt */
252 >                                amnt = thisamnt;
253                  } else
254 <                        nrem += amnt;
254 >                        thisamnt = amnt;
255 >                p = sbrk(thisamnt);
256 >                if ((int)p == -1) {                     /* uh-oh, ENOMEM */
257 >                        thisamnt = n;                   /* search free lists */
258 >                        p = mscrounge(&thisamnt);
259 >                        if (p == NULL)                  /* we're really out */
260 >                                return(NULL);
261 >                }
262 > #ifdef MSTATS
263 >                else b_nsbrked += thisamnt;
264 > #endif
265 >                if (p != bpos+nrem) {                   /* not an increment */
266 >                        bfree(bpos, nrem);              /* free what we have */
267 >                        bpos = p;
268 >                        nrem = thisamnt;
269 >                } else                                  /* otherwise tack on */
270 >                        nrem += thisamnt;
271          }
272          p = bpos;
273          bpos += n;                                      /* advance */
274          nrem -= n;
275 + #ifdef MSTATS
276 +        b_nalloced += n;
277 + #endif
278          return(p);
279   }
280  
# Line 88 | Line 285 | register unsigned  n;
285   {
286          register int    bucket;
287          register unsigned       bsiz;
288 <                                        /* find largest bucket */
289 <        bucket = 0;
290 <        for (bsiz = 1; bsiz+sizeof(M_HEAD) <= n; bsiz <<= 1)
291 <                bucket++;
292 <        while (bucket > FIRSTBUCKET) {
293 <                bsiz >>= 1;
294 <                bucket--;
295 <                if (n < bsiz+sizeof(M_HEAD))    /* nothing for this bucket */
296 <                        continue;
297 <                ((M_HEAD *)p)->next = free_list[bucket];
298 <                free_list[bucket] = (M_HEAD *)p;
102 <                p += bsiz+sizeof(M_HEAD);
103 <                n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
288 >
289 >        if (n < 1<<FIRSTBUCKET)
290 >                return;
291 > #ifdef MSTATS
292 >        b_nfreed += n;
293 > #endif
294 >                                        /* align pointer */
295 >        bsiz = BYTES_WORD - ((unsigned)p&(BYTES_WORD-1));
296 >        if (bsiz < BYTES_WORD) {
297 >                p += bsiz;
298 >                n -= bsiz;
299          }
300 +                                        /* fill big buckets first */
301 +        for (bucket = NBUCKETS-1, bsiz = 1<<(NBUCKETS-1);
302 +                        bucket >= FIRSTBUCKET; bucket--, bsiz >>= 1)
303 +                if (n >= bsiz+sizeof(M_HEAD)) {
304 +                        ((M_HEAD *)p)->next = free_list[bucket];
305 +                        free_list[bucket] = (M_HEAD *)p;
306 +                        p += bsiz+sizeof(M_HEAD);
307 +                        n -= bsiz+sizeof(M_HEAD);
308 +                }
309   }
310  
311  
# Line 109 | Line 313 | char *
313   malloc(n)                       /* allocate n bytes of memory */
314   unsigned        n;
315   {
316 +        extern int  errno;
317          register M_HEAD *mp;
318          register int    bucket;
319          register unsigned       bsiz;
320 <
320 >                                        /* don't return NULL on 0 request */
321          if (n == 0)
322 <                return(NULL);
322 >                return(DUMMYLOC);
323                                          /* find first bucket that fits */
324 <        bucket = FIRSTBUCKET;
325 <        for (bsiz = 1<<FIRSTBUCKET; bsiz < n; bsiz <<= 1)
326 <                bucket++;
327 <        if (free_list[bucket] == NULL) {
324 >        for (bucket = FIRSTBUCKET, bsiz = 1<<FIRSTBUCKET;
325 >                        bucket < NBUCKETS; bucket++, bsiz <<= 1)
326 >                if (bsiz >= n)
327 >                        break;
328 >        if (bucket >= NBUCKETS) {
329 >                errno = EINVAL;
330 >                return(NULL);
331 >        }
332 >        if (free_list[bucket] == NULL) {        /* need more core */
333                  mp = (M_HEAD *)bmalloc(bsiz+sizeof(M_HEAD));
334                  if (mp == NULL)
335                          return(NULL);
336 <        } else {
336 >        } else {                                /* got it */
337                  mp = free_list[bucket];
338                  free_list[bucket] = mp->next;
339          }
340 <        mp->bucket = bucket;
340 > #ifdef MSTATS
341 >        m_nalloced += bsiz + sizeof(M_HEAD);
342 >        m_nwasted += bsiz + sizeof(M_HEAD) - n;
343 > #endif
344 >        mp->a.magic = MAGIC;                    /* tag block */
345 >        mp->a.bucket = bucket;
346          return((char *)(mp+1));
347   }
348  
349  
350   char *
351   realloc(op, n)                  /* reallocate memory using malloc() */
352 < char    *op;
352 > register char   *op;
353   unsigned        n;
354   {
355 <        register char   *p;
355 >        char    *p;
356          register unsigned       on;
357 <
358 <        if (op != NULL)
359 <                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->bucket;
357 >                                        /* get old size */
358 >        if (op != NULL && op != DUMMYLOC && ((M_HEAD *)op-1)->a.magic == MAGIC)
359 >                on = 1 << ((M_HEAD *)op-1)->a.bucket;
360          else
361                  on = 0;
362 <        if (n <= on && n > on>>1)
362 >        if (n <= on && (n > on>>1 || on == 1<<FIRSTBUCKET))
363                  return(op);             /* same bucket */
364 <        p = malloc(n);
365 <        if (p != NULL)
364 >        if ((p = malloc(n)) == NULL)
365 >                return(n<=on ? op : NULL);
366 >        if (on) {
367   #ifdef  BSD
368                  bcopy(op, p, n>on ? on : n);
369   #else
370                  (void)memcpy(p, op, n>on ? on : n);
371   #endif
372 <        free(op);
372 >                free(op);
373 >        }
374          return(p);
375   }
376  
# Line 164 | Line 381 | char   *p;
381          register M_HEAD *mp;
382          register int    bucket;
383  
384 <        if (p == NULL)
385 <                return;
384 >        if (p == NULL | p == DUMMYLOC)
385 >                return(1);
386          mp = (M_HEAD *)p - 1;
387 <        bucket = mp->bucket;
387 >        if (mp->a.magic != MAGIC)               /* sanity check */
388 >                return(0);
389 >        bucket = mp->a.bucket;
390 >        if (bucket < FIRSTBUCKET | bucket >= NBUCKETS)
391 >                return(0);
392          mp->next = free_list[bucket];
393          free_list[bucket] = mp;
394 + #ifdef MSTATS
395 +        m_nfreed += (1 << bucket) + sizeof(M_HEAD);
396 + #endif
397 +        return(1);
398   }
399  
400  
401 < #ifndef NOVMEM
402 < #ifndef BSD
403 < #include <sys/var.h>
179 < int
180 < getpagesize()                   /* use SYSV var structure to get page size */
401 > #ifdef MSTATS
402 > printmemstats(fp)               /* print memory statistics to stream */
403 > FILE    *fp;
404   {
405 <        static int  pagesz = 0;
406 <        struct var  v;
405 >        register int    i;
406 >        int     n;
407 >        register M_HEAD *mp;
408 >        unsigned int    total = 0;
409  
410 <        if (pagesz == 0) {
411 <                uvar(&v);
412 <                pagesz = 1 << v.v_pageshift;
410 >        fprintf(fp, "Memory statistics:\n");
411 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes from sbrk\n", b_nsbrked);
412 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes allocated\n", b_nalloced);
413 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes freed\n", b_nfreed);
414 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes scrounged\n", b_nscrounged);
415 >        fprintf(fp, "\tbmalloc: %d bytes compacted\n", b_ncompacted);
416 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes allocated\n", m_nalloced);
417 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes wasted (%.1f%%)\n", m_nwasted,
418 >                        100.0*m_nwasted/m_nalloced);
419 >        fprintf(fp, "\tmalloc: %d bytes freed\n", m_nfreed);
420 >        for (i = NBUCKETS-1; i >= FIRSTBUCKET; i--) {
421 >                n = 0;
422 >                for (mp = free_list[i]; mp != NULL; mp = mp->next)
423 >                        n++;
424 >                if (n) {
425 >                        fprintf(fp, "\t%d * %u\n", n, 1<<i);
426 >                        total += n * ((1<<i) + sizeof(M_HEAD));
427 >                }
428          }
429 <        return(pagesz);
429 >        fprintf(fp, "\t %u total bytes in free list\n", total);
430   }
191 – #endif
431   #endif

Diff Legend

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