projects / unix-history / blobdiff
? search:
summary | tags | clone url | shortlog | log | commit | commitdiff | tree
raw | inline | side by side
Minor fixes
[unix-history] / usr / src / bin / csh / alloc.c
diff --git a/usr/src/bin/csh/alloc.c b/usr/src/bin/csh/alloc.c
index fc1c9fa..de6ec89 100644 (file)
--- a/usr/src/bin/csh/alloc.c
+++ b/usr/src/bin/csh/alloc.c
@@ -1,216 +1,515 @@
-static char *sccsid = "@(#)alloc.c 4.2 %G%";
+/*-
+ * Copyright (c) 1983, 1991 The Regents of the University of California.
+ * All rights reserved.
+ *
+ * %sccs.include.redist.c%
+ */
 
 
-#include "sh.local.h"
-#ifdef debug
-#define ASSERT(p) if(!(p))botch("p");else
-botch(s)
-char *s;
-{
-       printf("assertion botched: %s\n",s);
-       abort();
-}
+#ifndef lint
+static char sccsid[] = "@(#)alloc.c    5.11 (Berkeley) %G%";
+#endif /* not lint */
+
+/*
+ * tc.alloc.c from malloc.c (Caltech) 2/21/82
+ * Chris Kingsley, kingsley@cit-20.
+ *
+ * This is a very fast storage allocator.  It allocates blocks of a small
+ * number of different sizes, and keeps free lists of each size.  Blocks that
+ * don't exactly fit are passed up to the next larger size.  In this
+ * implementation, the available sizes are 2^n-4 (or 2^n-12) bytes long.
+ * This is designed for use in a program that uses vast quantities of memory,
+ * but bombs when it runs out.
+ */
+
+#include <sys/types.h>
+#include <unistd.h>
+#include <string.h>
+#if __STDC__
+# include <stdarg.h>
 #else
 #else
-#define ASSERT(p)
+# include <varargs.h>
 #endif
 
 #endif
 
-/*     avoid break bug */
-#ifdef pdp11
-#define GRANULE 64
-#else
-#define GRANULE 0
+#include "csh.h"
+#include "extern.h"
+
+char   *memtop = NULL;         /* PWP: top of current memory */
+char   *membot = NULL;         /* PWP: bottom of allocatable memory */
+
+#ifndef SYSMALLOC
+
+#undef RCHECK
+#undef DEBUG
+
+
+#ifndef NULL
+#define        NULL 0
 #endif
 #endif
-/*     C storage allocator
- *     circular first-fit strategy
- *     works with noncontiguous, but monotonically linked, arena
- *     each block is preceded by a ptr to the (pointer of) 
- *     the next following block
- *     blocks are exact number of words long 
- *     aligned to the data type requirements of ALIGN
- *     pointers to blocks must have BUSY bit 0
- *     bit in ptr is 1 for busy, 0 for idle
- *     gaps in arena are merely noted as busy blocks
- *     last block of arena (pointed to by alloct) is empty and
- *     has a pointer to first
- *     idle blocks are coalesced during space search
- *
- *     a different implementation may need to redefine
- *     ALIGN, NALIGN, BLOCK, BUSY, INT
- *     where INT is integer type to which a pointer can be cast
-*/
-#define INT int
-#define ALIGN int
-#define NALIGN 1
-#define WORD sizeof(union store)
-#define BLOCK 1024     /* a multiple of WORD*/
-#define BUSY 1
-#define NULL 0
-#define testbusy(p) ((INT)(p)&BUSY)
-#define setbusy(p) (union store *)((INT)(p)|BUSY)
-#define clearbusy(p) (union store *)((INT)(p)&~BUSY)
-
-union store { union store *ptr;
-             ALIGN dummy[NALIGN];
-             int calloc;       /*calloc clears an array of integers*/
+
+
+/*
+ * The overhead on a block is at least 4 bytes.  When free, this space
+ * contains a pointer to the next free block, and the bottom two bits must
+ * be zero.  When in use, the first byte is set to MAGIC, and the second
+ * byte is the size index.  The remaining bytes are for alignment.
+ * If range checking is enabled and the size of the block fits
+ * in two bytes, then the top two bytes hold the size of the requested block
+ * plus the range checking words, and the header word MINUS ONE.
+ */
+
+#define ROUNDUP        7
+
+#define ALIGN(a) (((a) + ROUNDUP) & ~ROUNDUP)
+
+union overhead {
+    union overhead *ov_next;   /* when free */
+    struct {
+       u_char  ovu_magic;      /* magic number */
+       u_char  ovu_index;      /* bucket # */
+#ifdef RCHECK
+       u_short ovu_size;       /* actual block size */
+       u_int   ovu_rmagic;     /* range magic number */
+#endif
+    }       ovu;
+#define        ov_magic        ovu.ovu_magic
+#define        ov_index        ovu.ovu_index
+#define        ov_size         ovu.ovu_size
+#define        ov_rmagic       ovu.ovu_rmagic
 };
 
 };
 
-static union store allocs[2];  /*initial arena*/
-static union store *allocp;    /*search ptr*/
-static union store *alloct;    /*arena top*/
-static union store *allocx;    /*for benefit of realloc*/
-char   *sbrk();
+#define        MAGIC           0xfd    /* magic # on accounting info */
+#define RMAGIC         0x55555555      /* magic # on range info */
+#ifdef RCHECK
+#define        RSLOP           sizeof (u_int)
+#else
+#define        RSLOP           0
+#endif
+
+/*
+ * nextf[i] is the pointer to the next free block of size 2^(i+3).  The
+ * smallest allocatable block is 8 bytes.  The overhead information
+ * precedes the data area returned to the user.
+ */
+#define        NBUCKETS 30
+static union overhead *nextf[NBUCKETS];
 
 
-char *
+static int     findbucket __P((union overhead *, int));
+static void    morecore __P((int));
+
+/*
+ * nmalloc[i] is the difference between the number of mallocs and frees
+ * for a given block size.
+ */
+static u_int nmalloc[NBUCKETS];
+
+
+#ifdef DEBUG
+#define CHECK(a, str, p) \
+    if (a) { \
+       (void) fprintfcsherr, (str, p); \
+       (void) fprintf(csherr, "memtop = %lx membot = %lx.\n", memtop, membot);\
+       abort(); \
+    }  \
+    else
+#else
+#define CHECK(a, str, p) \
+    if (a) { \
+       (void) fprintf(csherr, str, p); \
+       (void) fprintf(csherr, "memtop = %lx membot = %lx.\n", memtop, membot);\
+       return; \
+    }  \
+    else
+#endif
+
+ptr_t
 malloc(nbytes)
 malloc(nbytes)
-unsigned nbytes;
+    register size_t nbytes;
 {
 {
-       register union store *p, *q;
-       register nw;
-       static temp;    /*coroutines assume no auto*/
-
-       if(allocs[0].ptr==0) {  /*first time*/
-               allocs[0].ptr = setbusy(&allocs[1]);
-               allocs[1].ptr = setbusy(&allocs[0]);
-               alloct = &allocs[1];
-               allocp = &allocs[0];
-       }
-       nw = (nbytes+WORD+WORD-1)/WORD;
-       ASSERT(allocp>=allocs && allocp<=alloct);
-       ASSERT(allock());
-       for(p=allocp; ; ) {
-               for(temp=0; ; ) {
-                       if(!testbusy(p->ptr)) {
-                               while(!testbusy((q=p->ptr)->ptr)) {
-                                       ASSERT(q>p&&q<alloct);
-                                       p->ptr = q->ptr;
-                               }
-                               if(q>=p+nw && p+nw>=p)
-                                       goto found;
-                       }
-                       q = p;
-                       p = clearbusy(p->ptr);
-                       if(p>q)
-                               ASSERT(p<=alloct);
-                       else if(q!=alloct || p!=allocs) {
-                               ASSERT(q==alloct&&p==allocs);
-                               return(NULL);
-                       } else if(++temp>1)
-                               break;
-               }
-               temp = ((nw+BLOCK/WORD)/(BLOCK/WORD))*(BLOCK/WORD);
-               q = (union store *)sbrk(0);
-               if(q+temp+GRANULE < q) {
-                       return(NULL);
-               }
-               q = (union store *)sbrk(temp*WORD);
-               if((INT)q == -1) {
-                       return(NULL);
-               }
-               ASSERT(q>alloct);
-               alloct->ptr = q;
-               if(q!=alloct+1)
-                       alloct->ptr = setbusy(alloct->ptr);
-               alloct = q->ptr = q+temp-1;
-               alloct->ptr = setbusy(allocs);
-       }
-found:
-       allocp = p + nw;
-       ASSERT(allocp<=alloct);
-       if(q>allocp) {
-               allocx = allocp->ptr;
-               allocp->ptr = p->ptr;
-       }
-       p->ptr = setbusy(allocp);
-       return((char *)(p+1));
+#ifndef lint
+    register union overhead *p;
+    register int bucket = 0;
+    register unsigned shiftr;
+
+    /*
+     * Convert amount of memory requested into closest block size stored in
+     * hash buckets which satisfies request.  Account for space used per block
+     * for accounting.
+     */
+    nbytes = ALIGN(ALIGN(sizeof(union overhead)) + nbytes + RSLOP);
+    shiftr = (nbytes - 1) >> 2;
+
+    /* apart from this loop, this is O(1) */
+    while (shiftr >>= 1)
+       bucket++;
+    /*
+     * If nothing in hash bucket right now, request more memory from the
+     * system.
+     */
+    if (nextf[bucket] == NULL)
+       morecore(bucket);
+    if ((p = (union overhead *) nextf[bucket]) == NULL) {
+       child++;
+#ifndef DEBUG
+       stderror(ERR_NOMEM);
+#else
+       showall();
+       (void) fprintf(csherr, "nbytes=%d: Out of memory\n", nbytes);
+       abort();
+#endif
+       /* fool lint */
+       return ((ptr_t) 0);
+    }
+    /* remove from linked list */
+    nextf[bucket] = nextf[bucket]->ov_next;
+    p->ov_magic = MAGIC;
+    p->ov_index = bucket;
+    nmalloc[bucket]++;
+#ifdef RCHECK
+    /*
+     * Record allocated size of block and bound space with magic numbers.
+     */
+    if (nbytes <= 0x10000)
+       p->ov_size = nbytes - 1;
+    p->ov_rmagic = RMAGIC;
+    *((u_int *) (((caddr_t) p) + nbytes - RSLOP)) = RMAGIC;
+#endif
+    return ((ptr_t) (((caddr_t) p) + ALIGN(sizeof(union overhead))));
+#else
+    if (nbytes)
+       return ((ptr_t) 0);
+    else
+       return ((ptr_t) 0);
+#endif                         /* !lint */
 }
 
 }
 
-/*     freeing strategy tuned for LIFO allocation
-*/
-free(ap)
-register char *ap;
+#ifndef lint
+/*
+ * Allocate more memory to the indicated bucket.
+ */
+static void
+morecore(bucket)
+    register int bucket;
 {
 {
-       register union store *p = (union store *)ap;
-
-       ASSERT(p>clearbusy(allocs[1].ptr)&&p<=alloct);
-       ASSERT(allock());
-       allocp = --p;
-/*     ASSERT(testbusy(p->ptr)); */
-       p->ptr = clearbusy(p->ptr);
-       ASSERT(p->ptr > allocp && p->ptr <= alloct);
+    register union overhead *op;
+    register int rnu;          /* 2^rnu bytes will be requested */
+    register int nblks;                /* become nblks blocks of the desired size */
+    register int siz;
+
+    if (nextf[bucket])
+       return;
+    /*
+     * Insure memory is allocated on a page boundary.  Should make getpageize
+     * call?
+     */
+    op = (union overhead *) sbrk(0);
+    memtop = (char *) op;
+    if (membot == NULL)
+       membot = memtop;
+    if ((int) op & 0x3ff) {
+       memtop = (char *) sbrk(1024 - ((int) op & 0x3ff));
+       memtop += 1024 - ((int) op & 0x3ff);
+    }
+
+    /* take 2k unless the block is bigger than that */
+    rnu = (bucket <= 8) ? 11 : bucket + 3;
+    nblks = 1 << (rnu - (bucket + 3)); /* how many blocks to get */
+    memtop = (char *) sbrk(1 << rnu);  /* PWP */
+    op = (union overhead *) memtop;
+    memtop += 1 << rnu;
+    /* no more room! */
+    if ((int) op == -1)
+       return;
+    /*
+     * Round up to minimum allocation size boundary and deduct from block count
+     * to reflect.
+     */
+    if (((u_int) op) & ROUNDUP) {
+       op = (union overhead *) (((u_int) op + (ROUNDUP + 1)) & ~ROUNDUP);
+       nblks--;
+    }
+    /*
+     * Add new memory allocated to that on free list for this hash bucket.
+     */
+    nextf[bucket] = op;
+    siz = 1 << (bucket + 3);
+    while (--nblks > 0) {
+       op->ov_next = (union overhead *) (((caddr_t) op) + siz);
+       op = (union overhead *) (((caddr_t) op) + siz);
+    }
+    op->ov_next = NULL;
 }
 
 }
 
-/*     realloc(p, nbytes) reallocates a block obtained from malloc()
- *     and freed since last call of malloc()
- *     to have new size nbytes, and old content
- *     returns new location, or 0 on failure
-*/
+#endif
 
 
-char *
-realloc(p, nbytes)
-register union store *p;
-unsigned nbytes;
+void
+free(cp)
+    ptr_t   cp;
 {
 {
-       register union store *q;
-       union store *s, *t;
-       register unsigned nw;
-       unsigned onw;
-
-       if(testbusy(p[-1].ptr))
-               free((char *)p);
-       onw = p[-1].ptr - p;
-       q = (union store *)malloc(nbytes);
-       if(q==NULL || q==p)
-               return((char *)q);
-       s = p;
-       t = q;
-       nw = (nbytes+WORD-1)/WORD;
-       if(nw<onw)
-               onw = nw;
-       while(onw--!=0)
-#ifdef V6
-               copy(t++, s++, sizeof (*t));
+#ifndef lint
+    register int size;
+    register union overhead *op;
+
+    if (cp == NULL)
+       return;
+    CHECK(!memtop || !membot, "free(%lx) called before any allocations.", cp);
+    CHECK(cp > (ptr_t) memtop, "free(%lx) above top of memory.", cp);
+    CHECK(cp < (ptr_t) membot, "free(%lx) above top of memory.", cp);
+    op = (union overhead *) (((caddr_t) cp) - ALIGN(sizeof(union overhead)));
+    CHECK(op->ov_magic != MAGIC, "free(%lx) bad block.", cp);
+
+#ifdef RCHECK
+    if (op->ov_index <= 13)
+       CHECK(*(u_int *) ((caddr_t) op + op->ov_size + 1 - RSLOP) != RMAGIC,
+             "free(%lx) bad range check.", cp);
+#endif
+    CHECK(op->ov_index >= NBUCKETS, "free(%lx) bad block index.", cp);
+    size = op->ov_index;
+    op->ov_next = nextf[size];
+    nextf[size] = op;
+
+    nmalloc[size]--;
+
 #else
 #else
-               *t++ = *s++;
+    if (cp == NULL)
+       return;
 #endif
 #endif
-       if(q<p && q+nw>=p)
-               (q+(q+nw-p))->ptr = allocx;
-       return((char *)q);
 }
 
 }
 
-#ifdef debug
-allock()
+ptr_t
+calloc(i, j)
+    size_t  i, j;
 {
 {
-#ifdef longdebug
-       register union store *p;
-       int x;
-       x = 0;
-       for(p= &allocs[0]; clearbusy(p->ptr) > p; p=clearbusy(p->ptr)) {
-               if(p==allocp)
-                       x++;
-       }
-       ASSERT(p==alloct);
-       return(x==1|p==allocp);
+#ifndef lint
+    register char *cp, *scp;
+
+    i *= j;
+    scp = cp = (char *) xmalloc((size_t) i);
+    if (i != 0)
+       do
+           *cp++ = 0;
+       while (--i);
+
+    return (scp);
 #else
 #else
-       return(1);
+    if (i && j)
+       return ((ptr_t) 0);
+    else
+       return ((ptr_t) 0);
 #endif
 }
 #endif
 }
-#endif
 
 
-#ifdef debug
-showall(v)
-       char **v;
+/*
+ * When a program attempts "storage compaction" as mentioned in the
+ * old malloc man page, it realloc's an already freed block.  Usually
+ * this is the last block it freed; occasionally it might be farther
+ * back.  We have to search all the free lists for the block in order
+ * to determine its bucket: 1st we make one pass thru the lists
+ * checking only the first block in each; if that fails we search
+ * ``realloc_srchlen'' blocks in each list for a match (the variable
+ * is extern so the caller can modify it).  If that fails we just copy
+ * however many bytes was given to realloc() and hope it's not huge.
+ */
+#ifndef lint
+int     realloc_srchlen = 4;   /* 4 should be plenty, -1 =>'s whole list */
+
+#endif                         /* lint */
+
+ptr_t
+realloc(cp, nbytes)
+    ptr_t   cp;
+    size_t  nbytes;
 {
 {
-       register union store *p, *q;
-       int used = 0, free = 0, i;
-
-       for (p = clearbusy(allocs[1].ptr); p != alloct; p = q) {
-               q = clearbusy(p->ptr);
-               if (v[1])
-               printf("%6o %5d %s\n", p,
-                   ((unsigned) q - (unsigned) p),
-                   testbusy(p->ptr) ? "BUSY" : "FREE");
-               i = ((unsigned) q - (unsigned) p);
-               if (testbusy(p->ptr)) used += i; else free += i;
+#ifndef lint
+    register u_int onb;
+    union overhead *op;
+    char   *res;
+    register int i;
+    int     was_alloced = 0;
+
+    if (cp == NULL)
+       return (malloc(nbytes));
+    op = (union overhead *) (((caddr_t) cp) - ALIGN(sizeof(union overhead)));
+    if (op->ov_magic == MAGIC) {
+       was_alloced++;
+       i = op->ov_index;
+    }
+    else
+       /*
+        * Already free, doing "compaction".
+        * 
+        * Search for the old block of memory on the free list.  First, check the
+        * most common case (last element free'd), then (this failing) the last
+        * ``realloc_srchlen'' items free'd. If all lookups fail, then assume
+        * the size of the memory block being realloc'd is the smallest
+        * possible.
+        */
+       if ((i = findbucket(op, 1)) < 0 &&
+           (i = findbucket(op, realloc_srchlen)) < 0)
+       i = 0;
+
+    onb = ALIGN(nbytes + ALIGN(sizeof(union overhead)) + RSLOP);
+
+    /* avoid the copy if same size block */
+    if (was_alloced && (onb < (1 << (i + 3))) && (onb >= (1 << (i + 2))))
+       return ((ptr_t) cp);
+    if ((res = malloc(nbytes)) == NULL)
+       return ((ptr_t) 0);
+    if (cp != res)             /* common optimization */
+       bcopy(cp, res, nbytes);
+    if (was_alloced)
+       free(cp);
+    return (res);
+#else
+    if (cp && nbytes)
+       return ((ptr_t) 0);
+    else
+       return ((ptr_t) 0);
+#endif                         /* !lint */
+}
+
+
+
+#ifndef lint
+/*
+ * Search ``srchlen'' elements of each free list for a block whose
+ * header starts at ``freep''.  If srchlen is -1 search the whole list.
+ * Return bucket number, or -1 if not found.
+ */
+static int
+findbucket(freep, srchlen)
+    union overhead *freep;
+    int     srchlen;
+{
+    register union overhead *p;
+    register int i, j;
+
+    for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
+       j = 0;
+       for (p = nextf[i]; p && j != srchlen; p = p->ov_next) {
+           if (p == freep)
+               return (i);
+           j++;
        }
        }
-       printf("%d used, %d free, %ld end\n", used, free, clearbusy(alloct));
+    }
+    return (-1);
 }
 }
+
 #endif
 #endif
+
+
+#else                          /* SYSMALLOC */
+
+/**
+ ** ``Protected versions'' of malloc, realloc, calloc, and free
+ **
+ ** On many systems:
+ **
+ ** 1. malloc(0) is bad
+ ** 2. free(0) is bad
+ ** 3. realloc(0, n) is bad
+ ** 4. realloc(n, 0) is bad
+ **
+ ** Also we call our error routine if we run out of memory.
+ **/
+char   *
+Malloc(n)
+    size_t  n;
+{
+    ptr_t   ptr;
+
+    n = n ? n : 1;
+
+    if ((ptr = malloc(n)) == (ptr_t) 0) {
+       child++;
+       stderror(ERR_NOMEM);
+    }
+    return ((char *) ptr);
+}
+
+char   *
+Realloc(p, n)
+    ptr_t   p;
+    size_t  n;
+{
+    ptr_t   ptr;
+
+    n = n ? n : 1;
+    if ((ptr = (p ? realloc(p, n) : malloc(n))) == (ptr_t) 0) {
+       child++;
+       stderror(ERR_NOMEM);
+    }
+    return ((char *) ptr);
+}
+
+char   *
+Calloc(s, n)
+    size_t  s, n;
+{
+    char   *sptr;
+    ptr_t   ptr;
+
+    n *= s;
+    n = n ? n : 1;
+    if ((ptr = malloc(n)) == (ptr_t) 0) {
+       child++;
+       stderror(ERR_NOMEM);
+    }
+
+    sptr = (char *) ptr;
+    if (n != 0)
+       do
+           *sptr++ = 0;
+       while (--n);
+
+    return ((char *) ptr);
+}
+
+void
+Free(p)
+    ptr_t   p;
+{
+    if (p)
+       free(p);
+}
+
+#endif                         /* SYSMALLOC */
+
+/*
+ * mstats - print out statistics about malloc
+ *
+ * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
+ * for each size category, the second showing the number of mallocs -
+ * frees for each size category.
+ */
+void
+/*ARGSUSED*/
+showall(v, t)
+    Char **v;
+    struct command *t;
+{
+#ifndef SYSMALLOC
+    register int i, j;
+    register union overhead *p;
+    int     totfree = 0, totused = 0;
+
+    (void) fprintf(cshout, "csh current memory allocation:\nfree:\t");
+    for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
+       for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++);
+       (void) fprintf(cshout, " %4d", j);
+       totfree += j * (1 << (i + 3));
+    }
+    (void) fprintf(cshout, "\nused:\t");
+    for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
+       (void) fprintf(cshout, "%4d", nmalloc[i]);
+       totused += nmalloc[i] * (1 << (i + 3));
+    }
+    (void) fprintf(cshout, "\n\tTotal in use: %d, total free: %d\n",
+           totused, totfree);
+    (void) fprintf(cshout, 
+           "\tAllocated memory from 0x%lx to 0x%lx.  Real top at 0x%lx\n",
+           membot, memtop, (char *) sbrk(0));
+#else
+    (void) fprintf(cshout, "Allocated memory from 0x%lx to 0x%lx (%ld).\n",
+           membot, memtop = (char *) sbrk(0), memtop - membot);
+#endif                         /* SYSMALLOC */
+}
Continuous source code history from original PDP-7 UNIX to FreeBSD 2, the first fully unencumbered FreeBSD release.