malloc.c

   1 /*    malloc.c
   2  *
   3  */
   4
   5 #define EMBEDMYMALLOC
   6
   7 #if defined(PERL_CORE) && !defined(DEBUGGING_MSTATS)
   8 #  define DEBUGGING_MSTATS
   9 #endif
  10
  11 #ifndef lint
  12 #  if defined(DEBUGGING) && !defined(NO_RCHECK)
  13 #    define RCHECK
  14 #  endif
  15 /*
  16  * malloc.c (Caltech) 2/21/82
  17  * Chris Kingsley, kingsley@cit-20.
  18  *
  19  * This is a very fast storage allocator.  It allocates blocks of a small
  20  * number of different sizes, and keeps free lists of each size.  Blocks that
  21  * don't exactly fit are passed up to the next larger size.  In this
  22  * implementation, the available sizes are 2^n-4 (or 2^n-12) bytes long.
  23  * If PACK_MALLOC is defined, small blocks are 2^n bytes long.
  24  * This is designed for use in a program that uses vast quantities of memory,
  25  * but bombs when it runs out.
  26  */
  27
  28 #include "EXTERN.h"
  29 #include "perl.h"
  30
  31 #ifdef DEBUGGING
  32 #undef DEBUG_m
  33 #define DEBUG_m(a)  if (debug & 128)   a
  34 #endif
  35
  36 /* I don't much care whether these are defined in sys/types.h--LAW */
  37
  38 #define u_char unsigned char
  39 #define u_int unsigned int
  40 #define u_short unsigned short
  41
  42 /* 286 and atarist like big chunks, which gives too much overhead. */
  43 #if (defined(RCHECK) || defined(I286) || defined(atarist)) && defined(PACK_MALLOC)
  44 #undef PACK_MALLOC
  45 #endif
  46
  47
  48 /*
  49  * The description below is applicable if PACK_MALLOC is not defined.
  50  *
  51  * The overhead on a block is at least 4 bytes.  When free, this space
  52  * contains a pointer to the next free block, and the bottom two bits must
  53  * be zero.  When in use, the first byte is set to MAGIC, and the second
  54  * byte is the size index.  The remaining bytes are for alignment.
  55  * If range checking is enabled and the size of the block fits
  56  * in two bytes, then the top two bytes hold the size of the requested block
  57  * plus the range checking words, and the header word MINUS ONE.
  58  */
  59 union   overhead {
  60         union   overhead *ov_next;      /* when free */
  61 #if MEM_ALIGNBYTES > 4
  62         double  strut;                  /* alignment problems */
  63 #endif
  64         struct {
  65                 u_char  ovu_magic;      /* magic number */
  66                 u_char  ovu_index;      /* bucket # */
  67 #ifdef RCHECK
  68                 u_short ovu_size;       /* actual block size */
  69                 u_int   ovu_rmagic;     /* range magic number */
  70 #endif
  71         } ovu;
  72 #define ov_magic        ovu.ovu_magic
  73 #define ov_index        ovu.ovu_index
  74 #define ov_size         ovu.ovu_size
  75 #define ov_rmagic       ovu.ovu_rmagic
  76 };
  77
  78 #ifdef DEBUGGING
  79 static void botch _((char *s));
  80 #endif
  81 static void morecore _((int bucket));
  82 static int findbucket _((union overhead *freep, int srchlen));
  83
  84 #define MAGIC           0xff            /* magic # on accounting info */
  85 #define RMAGIC          0x55555555      /* magic # on range info */
  86 #ifdef RCHECK
  87 #  define       RSLOP           sizeof (u_int)
  88 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
  89 #    define MAX_SHORT_BUCKET 12
  90 #  else
  91 #    define MAX_SHORT_BUCKET 13
  92 #  endif
  93 #else
  94 #  define       RSLOP           0
  95 #endif
  96
  97 #ifdef PACK_MALLOC
  98 /*
  99  * In this case it is assumed that if we do sbrk() in 2K units, we
 100  * will get 2K aligned blocks. The bucket number of the given subblock is
 101  * on the boundary of 2K block which contains the subblock.
 102  * Several following bytes contain the magic numbers for the subblocks
 103  * in the block.
 104  *
 105  * Sizes of chunks are powers of 2 for chunks in buckets <=
 106  * MAX_PACKED, after this they are (2^n - sizeof(union overhead)) (to
 107  * get alignment right).
 108  *
 109  * We suppose that starts of all the chunks in a 2K block are in
 110  * different 2^n-byte-long chunks.  If the top of the last chunk is
 111  * aligned on a boundary of 2K block, this means that
 112  * sizeof(union overhead)*"number of chunks" < 2^n, or
 113  * sizeof(union overhead)*2K < 4^n, or n > 6 + log2(sizeof()/2)/2, if a
 114  * chunk of size 2^n - overhead is used. Since this rules out n = 7
 115  * for 8 byte alignment, we specialcase allocation of the first of 16
 116  * 128-byte-long chunks.
 117  *
 118  * Note that with the above assumption we automatically have enough
 119  * place for MAGIC at the start of 2K block.  Note also that we
 120  * overlay union overhead over the chunk, thus the start of the chunk
 121  * is immediately overwritten after freeing.
 122  */
 123 #  define MAX_PACKED 6
 124 #  define MAX_2_POT_ALGO ((1<<(MAX_PACKED + 1)) - M_OVERHEAD)
 125 #  define TWOK_MASK ((1<<11) - 1)
 126 #  define TWOK_MASKED(x) ((u_int)(x) & ~TWOK_MASK)
 127 #  define TWOK_SHIFT(x) ((u_int)(x) & TWOK_MASK)
 128 #  define OV_INDEXp(block) ((u_char*)(TWOK_MASKED(block)))
 129 #  define OV_INDEX(block) (*OV_INDEXp(block))
 130 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (*(OV_INDEXp(block) +                  \
 131                                     (TWOK_SHIFT(block)>>(bucket + 3)) + \
 132                                     (bucket > MAX_NONSHIFT ? 1 : 0)))
 133 #  define CHUNK_SHIFT 0
 134
 135 static u_char n_blks[11 - 3]     = {224, 120, 62, 31, 16, 8, 4, 2};
 136 static u_short blk_shift[11 - 3] = {256, 128, 64, 32,
 137                                     16*sizeof(union overhead),
 138                                     8*sizeof(union overhead),
 139                                     4*sizeof(union overhead),
 140                                     2*sizeof(union overhead),
 141 #  define MAX_NONSHIFT 2        /* Shift 64 greater than chunk 32. */
 142 };
 143
 144 #else  /* !PACK_MALLOC */
 145
 146 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (block)->ov_magic
 147 #  define OV_INDEX(block) (block)->ov_index
 148 #  define CHUNK_SHIFT 1
 149 #endif /* !PACK_MALLOC */
 150
 151 #  define M_OVERHEAD (sizeof(union overhead) + RSLOP)
 152
 153 /*
 154  * Big allocations are often of the size 2^n bytes. To make them a
 155  * little bit better, make blocks of size 2^n+pagesize for big n.
 156  */
 157
 158 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 159
 160 #  ifndef PERL_PAGESIZE
 161 #    define PERL_PAGESIZE 4096
 162 #  endif
 163 #  ifndef FIRST_BIG_TWO_POT
 164 #    define FIRST_BIG_TWO_POT 14        /* 16K */
 165 #  endif
 166 #  define FIRST_BIG_BLOCK (1<<FIRST_BIG_TWO_POT) /* 16K */
 167 /* If this value or more, check against bigger blocks. */
 168 #  define FIRST_BIG_BOUND (FIRST_BIG_BLOCK - M_OVERHEAD)
 169 /* If less than this value, goes into 2^n-overhead-block. */
 170 #  define LAST_SMALL_BOUND ((FIRST_BIG_BLOCK>>1) - M_OVERHEAD)
 171
 172 #endif /* TWO_POT_OPTIMIZE */
 173
 174 #if defined(PERL_EMERGENCY_SBRK) && defined(PERL_CORE)
 175
 176 #ifndef BIG_SIZE
 177 #  define BIG_SIZE (1<<16)              /* 64K */
 178 #endif
 179
 180 static char *emergency_buffer;
 181 static MEM_SIZE emergency_buffer_size;
 182
 183 static char *
 184 emergency_sbrk(size)
 185     MEM_SIZE size;
 186 {
 187     if (size >= BIG_SIZE) {
 188         /* Give the possibility to recover: */
 189         die("Out of memory during request for %i bytes", size);
 190         /* croak may eat too much memory. */
 191     }
 192
 193     if (!emergency_buffer) {
 194         /* First offense, give a possibility to recover by dieing. */
 195         /* No malloc involved here: */
 196         GV **gvp = (GV**)hv_fetch(defstash, "^M", 2, 0);
 197         SV *sv;
 198         char *pv;
 199
 200         if (!gvp) gvp = (GV**)hv_fetch(defstash, "\015", 1, 0);
 201         if (!gvp || !(sv = GvSV(*gvp)) || !SvPOK(sv)
 202             || (SvLEN(sv) < (1<<11) - M_OVERHEAD))
 203             return (char *)-1;          /* Now die die die... */
 204
 205         /* Got it, now detach SvPV: */
 206         pv = SvPV(sv, na);
 207         /* Check alignment: */
 208         if (((u_int)(pv - M_OVERHEAD)) & ((1<<11) - 1)) {
 209             PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Bad alignment of $^M!\n");
 210             return (char *)-1;          /* die die die */
 211         }
 212
 213         emergency_buffer = pv - M_OVERHEAD;
 214         emergency_buffer_size = SvLEN(sv) + M_OVERHEAD;
 215         SvPOK_off(sv);
 216         SvREADONLY_on(sv);
 217         die("Out of memory!");          /* croak may eat too much memory. */
 218     }
 219     else if (emergency_buffer_size >= size) {
 220         emergency_buffer_size -= size;
 221         return emergency_buffer + emergency_buffer_size;
 222     }
 223
 224     return (char *)-1;                  /* poor guy... */
 225 }
 226
 227 #else /* !(defined(TWO_POT_OPTIMIZE) && defined(PERL_CORE)) */
 228 #  define emergency_sbrk(size)  -1
 229 #endif /* !(defined(TWO_POT_OPTIMIZE) && defined(PERL_CORE)) */
 230
 231 /*
 232  * nextf[i] is the pointer to the next free block of size 2^(i+3).  The
 233  * smallest allocatable block is 8 bytes.  The overhead information
 234  * precedes the data area returned to the user.
 235  */
 236 #define NBUCKETS 30
 237 static  union overhead *nextf[NBUCKETS];
 238
 239 #ifdef USE_PERL_SBRK
 240 #define sbrk(a) Perl_sbrk(a)
 241 char *  Perl_sbrk _((int size));
 242 #else
 243 #ifdef DONT_DECLARE_STD
 244 #ifdef I_UNISTD
 245 #include <unistd.h>
 246 #endif
 247 #else
 248 extern  char *sbrk(int);
 249 #endif
 250 #endif
 251
 252 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
 253 /*
 254  * nmalloc[i] is the difference between the number of mallocs and frees
 255  * for a given block size.
 256  */
 257 static  u_int nmalloc[NBUCKETS];
 258 static  u_int goodsbrk;
 259 static  u_int sbrk_slack;
 260 static  u_int start_slack;
 261 #endif
 262
 263 #ifdef DEBUGGING
 264 #define ASSERT(p)   if (!(p)) botch(STRINGIFY(p));  else
 265 static void
 266 botch(char *s)
 267 {
 268         PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "assertion botched: %s\n", s);
 269         abort();
 270 }
 271 #else
 272 #define ASSERT(p)
 273 #endif
 274
 275 Malloc_t
 276 malloc(register size_t nbytes)
 277 {
 278         register union overhead *p;
 279         register int bucket = 0;
 280         register MEM_SIZE shiftr;
 281
 282 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
 283         MEM_SIZE size = nbytes;
 284 #endif
 285
 286 #ifdef PERL_CORE
 287 #ifdef HAS_64K_LIMIT
 288         if (nbytes > 0xffff) {
 289                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 290                               "Allocation too large: %lx\n", (long)nbytes);
 291                 my_exit(1);
 292         }
 293 #endif /* HAS_64K_LIMIT */
 294 #ifdef DEBUGGING
 295         if ((long)nbytes < 0)
 296                 croak("panic: malloc");
 297 #endif
 298 #endif /* PERL_CORE */
 299
 300         MUTEX_LOCK(&malloc_mutex);
 301         /*
 302          * Convert amount of memory requested into
 303          * closest block size stored in hash buckets
 304          * which satisfies request.  Account for
 305          * space used per block for accounting.
 306          */
 307 #ifdef PACK_MALLOC
 308         if (nbytes == 0)
 309             nbytes = 1;
 310         else if (nbytes > MAX_2_POT_ALGO)
 311 #endif
 312         {
 313 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 314                 if (nbytes >= FIRST_BIG_BOUND)
 315                         nbytes -= PERL_PAGESIZE;
 316 #endif
 317                 nbytes += M_OVERHEAD;
 318                 nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
 319         }
 320         shiftr = (nbytes - 1) >> 2;
 321         /* apart from this loop, this is O(1) */
 322         while (shiftr >>= 1)
 323                 bucket++;
 324         /*
 325          * If nothing in hash bucket right now,
 326          * request more memory from the system.
 327          */
 328         if (nextf[bucket] == NULL)
 329                 morecore(bucket);
 330         if ((p = (union overhead *)nextf[bucket]) == NULL) {
 331                 MUTEX_UNLOCK(&malloc_mutex);
 332 #ifdef PERL_CORE
 333                 if (!nomemok) {
 334                     PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory!\n");
 335                     my_exit(1);
 336                 }
 337 #else
 338                 return (NULL);
 339 #endif
 340         }
 341
 342 #ifdef PERL_CORE
 343     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log, "0x%lx: (%05lu) malloc %ld bytes\n",
 344         (unsigned long)(p+1),(unsigned long)(an++),(long)size));
 345 #endif /* PERL_CORE */
 346
 347         /* remove from linked list */
 348 #ifdef RCHECK
 349         if (*((int*)p) & (sizeof(union overhead) - 1))
 350             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "Corrupt malloc ptr 0x%lx at 0x%lx\n",
 351                 (unsigned long)*((int*)p),(unsigned long)p);
 352 #endif
 353         nextf[bucket] = p->ov_next;
 354         OV_MAGIC(p, bucket) = MAGIC;
 355 #ifndef PACK_MALLOC
 356         OV_INDEX(p) = bucket;
 357 #endif
 358 #ifdef RCHECK
 359         /*
 360          * Record allocated size of block and
 361          * bound space with magic numbers.
 362          */
 363         nbytes = (size + M_OVERHEAD + 3) &~ 3;
 364         if (nbytes <= 0x10000)
 365                 p->ov_size = nbytes - 1;
 366         p->ov_rmagic = RMAGIC;
 367         *((u_int *)((caddr_t)p + nbytes - RSLOP)) = RMAGIC;
 368 #endif
 369         MUTEX_UNLOCK(&malloc_mutex);
 370         return ((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT));
 371 }
 372
 373 /*
 374  * Allocate more memory to the indicated bucket.
 375  */
 376 static void
 377 morecore(register int bucket)
 378 {
 379         register union overhead *ovp;
 380         register int rnu;       /* 2^rnu bytes will be requested */
 381         register int nblks;     /* become nblks blocks of the desired size */
 382         register MEM_SIZE siz, needed;
 383         int slack = 0;
 384
 385         if (nextf[bucket])
 386                 return;
 387         if (bucket == (sizeof(MEM_SIZE)*8 - 3)) {
 388             croak("Allocation too large");
 389         }
 390         /*
 391          * Insure memory is allocated
 392          * on a page boundary.  Should
 393          * make getpageize call?
 394          */
 395 #ifndef atarist /* on the atari we dont have to worry about this */
 396         ovp = (union overhead *)sbrk(0);
 397 #  ifndef I286
 398         if ((UV)ovp & (0x7FF >> CHUNK_SHIFT)) {
 399             slack = (0x800 >> CHUNK_SHIFT) - ((UV)ovp & (0x7FF >> CHUNK_SHIFT));
 400             (void)sbrk(slack);
 401 #    if defined(DEBUGGING_MSTATS)
 402             sbrk_slack += slack;
 403 #    endif
 404         }
 405 #  else
 406         /* The sbrk(0) call on the I286 always returns the next segment */
 407 #  endif
 408 #endif /* atarist */
 409
 410 #if !(defined(I286) || defined(atarist))
 411         /* take 2k unless the block is bigger than that */
 412         rnu = (bucket <= 8) ? 11 : bucket + 3;
 413 #else
 414         /* take 16k unless the block is bigger than that
 415            (80286s like large segments!), probably good on the atari too */
 416         rnu = (bucket <= 11) ? 14 : bucket + 3;
 417 #endif
 418         nblks = 1 << (rnu - (bucket + 3));  /* how many blocks to get */
 419         needed = (MEM_SIZE)1 << rnu;
 420 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 421         needed += (bucket >= (FIRST_BIG_TWO_POT - 3) ? PERL_PAGESIZE : 0);
 422 #endif
 423         ovp = (union overhead *)sbrk(needed);
 424         /* no more room! */
 425         if (ovp == (union overhead *)-1) {
 426             ovp = (union overhead *)emergency_sbrk(needed);
 427             if (ovp == (union overhead *)-1)
 428                 return;
 429         }
 430 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
 431         goodsbrk += needed;
 432 #endif
 433         /*
 434          * Round up to minimum allocation size boundary
 435          * and deduct from block count to reflect.
 436          */
 437 #ifndef I286
 438 #  ifdef PACK_MALLOC
 439         if ((UV)ovp & 0x7FF)
 440                 croak("panic: Off-page sbrk");
 441 #  endif
 442         if ((UV)ovp & 7) {
 443                 ovp = (union overhead *)(((UV)ovp + 8) & ~7);
 444                 nblks--;
 445         }
 446 #else
 447         /* Again, this should always be ok on an 80286 */
 448 #endif
 449         /*
 450          * Add new memory allocated to that on
 451          * free list for this hash bucket.
 452          */
 453         siz = 1 << (bucket + 3);
 454 #ifdef PACK_MALLOC
 455         *(u_char*)ovp = bucket; /* Fill index. */
 456         if (bucket <= MAX_PACKED - 3) {
 457             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + blk_shift[bucket]);
 458             nblks = n_blks[bucket];
 459 #  ifdef DEBUGGING_MSTATS
 460             start_slack += blk_shift[bucket];
 461 #  endif
 462         } else if (bucket <= 11 - 1 - 3) {
 463             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + blk_shift[bucket]);
 464             /* nblks = n_blks[bucket]; */
 465             siz -= sizeof(union overhead);
 466         } else ovp++;           /* One chunk per block. */
 467 #endif /* !PACK_MALLOC */
 468         nextf[bucket] = ovp;
 469 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
 470         nmalloc[bucket] += nblks;
 471 #endif
 472         while (--nblks > 0) {
 473                 ovp->ov_next = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
 474                 ovp = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
 475         }
 476         /* Not all sbrks return zeroed memory.*/
 477         ovp->ov_next = (union overhead *)NULL;
 478 #ifdef PACK_MALLOC
 479         if (bucket == 7 - 3) {  /* Special case, explanation is above. */
 480             union overhead *n_op = nextf[7 - 3]->ov_next;
 481             nextf[7 - 3] = (union overhead *)((caddr_t)nextf[7 - 3]
 482                                               - sizeof(union overhead));
 483             nextf[7 - 3]->ov_next = n_op;
 484         }
 485 #endif /* !PACK_MALLOC */
 486 }
 487
 488 Free_t
 489 free(void *mp)
 490 {
 491         register MEM_SIZE size;
 492         register union overhead *ovp;
 493         char *cp = (char*)mp;
 494 #ifdef PACK_MALLOC
 495         u_char bucket;
 496 #endif
 497
 498 #ifdef PERL_CORE
 499     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log, "0x%lx: (%05lu) free\n",(unsigned long)cp,(unsigned long)(an++)));
 500 #endif /* PERL_CORE */
 501
 502         if (cp == NULL)
 503                 return;
 504         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
 505                                  - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
 506 #ifdef PACK_MALLOC
 507         bucket = OV_INDEX(ovp);
 508 #endif
 509         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC) {
 510                 static int bad_free_warn = -1;
 511                 if (bad_free_warn == -1) {
 512                     char *pbf = getenv("PERL_BADFREE");
 513                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
 514                 }
 515                 if (!bad_free_warn)
 516                     return;
 517 #ifdef RCHECK
 518                 warn("%s free() ignored",
 519                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "Duplicate" : "Bad");
 520 #else
 521                 warn("Bad free() ignored");
 522 #endif
 523                 return;                         /* sanity */
 524         }
 525         MUTEX_LOCK(&malloc_mutex);
 526 #ifdef RCHECK
 527         ASSERT(ovp->ov_rmagic == RMAGIC);
 528         if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET)
 529                 ASSERT(*(u_int *)((caddr_t)ovp + ovp->ov_size + 1 - RSLOP) == RMAGIC);
 530         ovp->ov_rmagic = RMAGIC - 1;
 531 #endif
 532         ASSERT(OV_INDEX(ovp) < NBUCKETS);
 533         size = OV_INDEX(ovp);
 534         ovp->ov_next = nextf[size];
 535         nextf[size] = ovp;
 536         MUTEX_UNLOCK(&malloc_mutex);
 537 }
 538
 539 /*
 540  * When a program attempts "storage compaction" as mentioned in the
 541  * old malloc man page, it realloc's an already freed block.  Usually
 542  * this is the last block it freed; occasionally it might be farther
 543  * back.  We have to search all the free lists for the block in order
 544  * to determine its bucket: 1st we make one pass thru the lists
 545  * checking only the first block in each; if that fails we search
 546  * ``reall_srchlen'' blocks in each list for a match (the variable
 547  * is extern so the caller can modify it).  If that fails we just copy
 548  * however many bytes was given to realloc() and hope it's not huge.
 549  */
 550 int reall_srchlen = 4;  /* 4 should be plenty, -1 =>'s whole list */
 551
 552 Malloc_t
 553 realloc(void *mp, size_t nbytes)
 554 {
 555         register MEM_SIZE onb;
 556         union overhead *ovp;
 557         char *res;
 558         register int i;
 559         int was_alloced = 0;
 560         char *cp = (char*)mp;
 561
 562 #ifdef DEBUGGING
 563         MEM_SIZE size = nbytes;
 564 #endif
 565
 566 #ifdef PERL_CORE
 567 #ifdef HAS_64K_LIMIT
 568         if (nbytes > 0xffff) {
 569                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
 570                               "Reallocation too large: %lx\n", size);
 571                 my_exit(1);
 572         }
 573 #endif /* HAS_64K_LIMIT */
 574         if (!cp)
 575                 return malloc(nbytes);
 576 #ifdef DEBUGGING
 577         if ((long)nbytes < 0)
 578                 croak("panic: realloc");
 579 #endif
 580 #endif /* PERL_CORE */
 581
 582         MUTEX_LOCK(&malloc_mutex);
 583         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
 584                                  - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
 585         i = OV_INDEX(ovp);
 586         if (OV_MAGIC(ovp, i) == MAGIC) {
 587                 was_alloced = 1;
 588         } else {
 589                 /*
 590                  * Already free, doing "compaction".
 591                  *
 592                  * Search for the old block of memory on the
 593                  * free list.  First, check the most common
 594                  * case (last element free'd), then (this failing)
 595                  * the last ``reall_srchlen'' items free'd.
 596                  * If all lookups fail, then assume the size of
 597                  * the memory block being realloc'd is the
 598                  * smallest possible.
 599                  */
 600                 if ((i = findbucket(ovp, 1)) < 0 &&
 601                     (i = findbucket(ovp, reall_srchlen)) < 0)
 602                         i = 0;
 603         }
 604         onb = (1L << (i + 3)) -
 605 #ifdef PACK_MALLOC
 606             (i <= (MAX_PACKED - 3) ? 0 : M_OVERHEAD)
 607 #else
 608             M_OVERHEAD
 609 #endif
 610 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 611             + (i >= (FIRST_BIG_TWO_POT - 3) ? PERL_PAGESIZE : 0)
 612 #endif
 613             ;
 614         /*
 615          *  avoid the copy if same size block.
 616          *  We are not agressive with boundary cases. Note that it is
 617          *  possible for small number of cases give false negative if
 618          *  both new size and old one are in the bucket for
 619          *  FIRST_BIG_TWO_POT, but the new one is near the lower end.
 620          */
 621         if (was_alloced &&
 622             nbytes <= onb && (nbytes > ( (onb >> 1) - M_OVERHEAD )
 623 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 624                               || (i == (FIRST_BIG_TWO_POT - 3)
 625                                   && nbytes >= LAST_SMALL_BOUND )
 626 #endif
 627                 )) {
 628 #ifdef RCHECK
 629                 /*
 630                  * Record new allocated size of block and
 631                  * bound space with magic numbers.
 632                  */
 633                 if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
 634                         /*
 635                          * Convert amount of memory requested into
 636                          * closest block size stored in hash buckets
 637                          * which satisfies request.  Account for
 638                          * space used per block for accounting.
 639                          */
 640                         nbytes += M_OVERHEAD;
 641                         nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
 642                         ovp->ov_size = nbytes - 1;
 643                         *((u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP)) = RMAGIC;
 644                 }
 645 #endif
 646                 res = cp;
 647                 MUTEX_UNLOCK(&malloc_mutex);
 648         }
 649         else {
 650                 MUTEX_UNLOCK(&malloc_mutex);
 651                 if ((res = (char*)malloc(nbytes)) == NULL)
 652                         return (NULL);
 653                 if (cp != res)                  /* common optimization */
 654                         Copy(cp, res, (MEM_SIZE)(nbytes<onb?nbytes:onb), char);
 655                 if (was_alloced)
 656                         free(cp);
 657         }
 658
 659 #ifdef PERL_CORE
 660 #ifdef DEBUGGING
 661     if (debug & 128) {
 662         PerlIO_printf(Perl_debug_log, "0x%lx: (%05lu) rfree\n",(unsigned long)res,(unsigned long)(an++));
 663         PerlIO_printf(Perl_debug_log, "0x%lx: (%05lu) realloc %ld bytes\n",
 664             (unsigned long)res,(unsigned long)(an++),(long)size);
 665     }
 666 #endif
 667 #endif /* PERL_CORE */
 668         return ((Malloc_t)res);
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Search ``srchlen'' elements of each free list for a block whose
 673  * header starts at ``freep''.  If srchlen is -1 search the whole list.
 674  * Return bucket number, or -1 if not found.
 675  */
 676 static int
 677 findbucket(union overhead *freep, int srchlen)
 678 {
 679         register union overhead *p;
 680         register int i, j;
 681
 682         for (i = 0; i < NBUCKETS; i++) {
 683                 j = 0;
 684                 for (p = nextf[i]; p && j != srchlen; p = p->ov_next) {
 685                         if (p == freep)
 686                                 return (i);
 687                         j++;
 688                 }
 689         }
 690         return (-1);
 691 }
 692
 693 Malloc_t
 694 calloc(register size_t elements, register size_t size)
 695 {
 696     long sz = elements * size;
 697     Malloc_t p = malloc(sz);
 698
 699     if (p) {
 700         memset((void*)p, 0, sz);
 701     }
 702     return p;
 703 }
 704
 705 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
 706 /*
 707  * mstats - print out statistics about malloc
 708  *
 709  * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
 710  * for each size category, the second showing the number of mallocs -
 711  * frees for each size category.
 712  */
 713 void
 714 dump_mstats(char *s)
 715 {
 716         register int i, j;
 717         register union overhead *p;
 718         int topbucket=0, totfree=0, total=0;
 719         u_int nfree[NBUCKETS];
 720
 721         for (i=0; i < NBUCKETS; i++) {
 722                 for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++)
 723                         ;
 724                 nfree[i] = j;
 725                 totfree += nfree[i]   * (1 << (i + 3));
 726                 total += nmalloc[i] * (1 << (i + 3));
 727                 if (nmalloc[i])
 728                         topbucket = i;
 729         }
 730         if (s)
 731                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "Memory allocation statistics %s (buckets 8..%d)\n",
 732                         s, (1 << (topbucket + 3)) );
 733         PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "%8d free:", totfree);
 734         for (i=0; i <= topbucket; i++) {
 735                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), (i<5 || i==7)?" %5d": (i<9)?" %3d":" %d", nfree[i]);
 736         }
 737         PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "\n%8d used:", total - totfree);
 738         for (i=0; i <= topbucket; i++) {
 739                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), (i<5 || i==7)?" %5d": (i<9)?" %3d":" %d", nmalloc[i] - nfree[i]);
 740         }
 741         PerlIO_printf(PerlIO_stderr(), "\nTotal sbrk(): %8d. Odd ends: sbrk(): %7d, malloc(): %7d bytes.\n",
 742                       goodsbrk + sbrk_slack, sbrk_slack, start_slack);
 743 }
 744 #else
 745 void
 746 dump_mstats(char *s)
 747 {
 748 }
 749 #endif
 750 #endif /* lint */
 751
 752
 753 #ifdef USE_PERL_SBRK
 754
 755 #   ifdef NeXT
 756 #      define PERL_SBRK_VIA_MALLOC
 757 #   endif
 758
 759 #   ifdef PERL_SBRK_VIA_MALLOC
 760 #      if defined(HIDEMYMALLOC) || defined(EMBEDMYMALLOC)
 761 #         undef malloc
 762 #      else
 763 #         include "Error: -DPERL_SBRK_VIA_MALLOC needs -D(HIDE|EMBED)MYMALLOC"
 764 #      endif
 765
 766 /* it may seem schizophrenic to use perl's malloc and let it call system */
 767 /* malloc, the reason for that is only the 3.2 version of the OS that had */
 768 /* frequent core dumps within nxzonefreenolock. This sbrk routine put an */
 769 /* end to the cores */
 770
 771 #      define SYSTEM_ALLOC(a) malloc(a)
 772
 773 #   endif  /* PERL_SBRK_VIA_MALLOC */
 774
 775 static IV Perl_sbrk_oldchunk;
 776 static long Perl_sbrk_oldsize;
 777
 778 #   define PERLSBRK_32_K (1<<15)
 779 #   define PERLSBRK_64_K (1<<16)
 780
 781 char *
 782 Perl_sbrk(size)
 783 int size;
 784 {
 785     IV got;
 786     int small, reqsize;
 787
 788     if (!size) return 0;
 789 #ifdef PERL_CORE
 790     reqsize = size; /* just for the DEBUG_m statement */
 791 #endif
 792 #ifdef PACK_MALLOC
 793     size = (size + 0x7ff) & ~0x7ff;
 794 #endif
 795     if (size <= Perl_sbrk_oldsize) {
 796         got = Perl_sbrk_oldchunk;
 797         Perl_sbrk_oldchunk += size;
 798         Perl_sbrk_oldsize -= size;
 799     } else {
 800       if (size >= PERLSBRK_32_K) {
 801         small = 0;
 802       } else {
 803 #ifndef PERL_CORE
 804         reqsize = size;
 805 #endif
 806         size = PERLSBRK_64_K;
 807         small = 1;
 808       }
 809       got = (IV)SYSTEM_ALLOC(size);
 810 #ifdef PACK_MALLOC
 811       got = (got + 0x7ff) & ~0x7ff;
 812 #endif
 813       if (small) {
 814         /* Chunk is small, register the rest for future allocs. */
 815         Perl_sbrk_oldchunk = got + reqsize;
 816         Perl_sbrk_oldsize = size - reqsize;
 817       }
 818     }
 819
 820 #ifdef PERL_CORE
 821     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log, "sbrk malloc size %ld (reqsize %ld), left size %ld, give addr 0x%lx\n",
 822                     size, reqsize, Perl_sbrk_oldsize, got));
 823 #endif
 824
 825     return (void *)got;
 826 }
 827
 828 #endif /* ! defined USE_PERL_SBRK */