malloc.c

   1 /*    malloc.c
   2  *
   3  */
   4
   5 /*
   6  * "'The Chamber of Records,' said Gimli. 'I guess that is where we now stand.'"
   7  */
   8
   9 /*
  10   Here are some notes on configuring Perl's malloc.  (For non-perl
  11   usage see below.)
  12
  13   There are two macros which serve as bulk disablers of advanced
  14   features of this malloc: NO_FANCY_MALLOC, PLAIN_MALLOC (undef by
  15   default).  Look in the list of default values below to understand
  16   their exact effect.  Defining NO_FANCY_MALLOC returns malloc.c to the
  17   state of the malloc in Perl 5.004.  Additionally defining PLAIN_MALLOC
  18   returns it to the state as of Perl 5.000.
  19
  20   Note that some of the settings below may be ignored in the code based
  21   on values of other macros.  The PERL_CORE symbol is only defined when
  22   perl itself is being compiled (so malloc can make some assumptions
  23   about perl's facilities being available to it).
  24
  25   Each config option has a short description, followed by its name,
  26   default value, and a comment about the default (if applicable).  Some
  27   options take a precise value, while the others are just boolean.
  28   The boolean ones are listed first.
  29
  30     # Read configuration settings from malloc_cfg.h
  31     HAVE_MALLOC_CFG_H           undef
  32
  33     # Enable code for an emergency memory pool in $^M.  See perlvar.pod
  34     # for a description of $^M.
  35     PERL_EMERGENCY_SBRK         (!PLAIN_MALLOC && (PERL_CORE || !NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG))
  36
  37     # Enable code for printing memory statistics.
  38     DEBUGGING_MSTATS            (!PLAIN_MALLOC && PERL_CORE)
  39
  40     # Move allocation info for small buckets into separate areas.
  41     # Memory optimization (especially for small allocations, of the
  42     # less than 64 bytes).  Since perl usually makes a large number
  43     # of small allocations, this is usually a win.
  44     PACK_MALLOC                 (!PLAIN_MALLOC && !RCHECK)
  45
  46     # Add one page to big powers of two when calculating bucket size.
  47     # This is targeted at big allocations, as are common in image
  48     # processing.
  49     TWO_POT_OPTIMIZE            !PLAIN_MALLOC
  50
  51     # Use intermediate bucket sizes between powers-of-two.  This is
  52     # generally a memory optimization, and a (small) speed pessimization.
  53     BUCKETS_ROOT2               !NO_FANCY_MALLOC
  54
  55     # Do not check small deallocations for bad free().  Memory
  56     # and speed optimization, error reporting pessimization.
  57     IGNORE_SMALL_BAD_FREE       (!NO_FANCY_MALLOC && !RCHECK)
  58
  59     # Use table lookup to decide in which bucket a given allocation will go.
  60     SMALL_BUCKET_VIA_TABLE      !NO_FANCY_MALLOC
  61
  62     # Use a perl-defined sbrk() instead of the (presumably broken or
  63     # missing) system-supplied sbrk().
  64     USE_PERL_SBRK               undef
  65
  66     # Use system malloc() (or calloc() etc.) to emulate sbrk(). Normally
  67     # only used with broken sbrk()s.
  68     PERL_SBRK_VIA_MALLOC        undef
  69
  70     # Which allocator to use if PERL_SBRK_VIA_MALLOC
  71     SYSTEM_ALLOC(a)             malloc(a)
  72
  73     # Minimal alignment (in bytes, should be a power of 2) of SYSTEM_ALLOC
  74     SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT      MEM_ALIGNBYTES
  75
  76     # Disable memory overwrite checking with DEBUGGING.  Memory and speed
  77     # optimization, error reporting pessimization.
  78     NO_RCHECK                   undef
  79
  80     # Enable memory overwrite checking with DEBUGGING.  Memory and speed
  81     # pessimization, error reporting optimization
  82     RCHECK                      (DEBUGGING && !NO_RCHECK)
  83
  84     # Do not overwrite uninit areas with DEBUGGING.  Speed
  85     # optimization, error reporting pessimization
  86     NO_MFILL                    undef
  87
  88     # Overwrite uninit areas with DEBUGGING.  Speed
  89     # pessimization, error reporting optimization
  90     MALLOC_FILL                 (DEBUGGING && !NO_RCHECK && !NO_MFILL)
  91
  92     # Do not check overwritten uninit areas with DEBUGGING.  Speed
  93     # optimization, error reporting pessimization
  94     NO_FILL_CHECK               undef
  95
  96     # Check overwritten uninit areas with DEBUGGING.  Speed
  97     # pessimization, error reporting optimization
  98     MALLOC_FILL_CHECK           (DEBUGGING && !NO_RCHECK && !NO_FILL_CHECK)
  99
 100     # Failed allocations bigger than this size croak (if
 101     # PERL_EMERGENCY_SBRK is enabled) without touching $^M.  See
 102     # perlvar.pod for a description of $^M.
 103     BIG_SIZE                     (1<<16)        # 64K
 104
 105     # Starting from this power of two, add an extra page to the
 106     # size of the bucket. This enables optimized allocations of sizes
 107     # close to powers of 2.  Note that the value is indexed at 0.
 108     FIRST_BIG_POW2              15              # 32K, 16K is used too often
 109
 110     # Estimate of minimal memory footprint.  malloc uses this value to
 111     # request the most reasonable largest blocks of memory from the system.
 112     FIRST_SBRK                  (48*1024)
 113
 114     # Round up sbrk()s to multiples of this.
 115     MIN_SBRK                    2048
 116
 117     # Round up sbrk()s to multiples of this percent of footprint.
 118     MIN_SBRK_FRAC               3
 119
 120     # Round up sbrk()s to multiples of this multiple of 1/1000 of footprint.
 121     MIN_SBRK_FRAC1000           (10 * MIN_SBRK_FRAC)
 122
 123     # Add this much memory to big powers of two to get the bucket size.
 124     PERL_PAGESIZE               4096
 125
 126     # This many sbrk() discontinuities should be tolerated even
 127     # from the start without deciding that sbrk() is usually
 128     # discontinuous.
 129     SBRK_ALLOW_FAILURES         3
 130
 131     # This many continuous sbrk()s compensate for one discontinuous one.
 132     SBRK_FAILURE_PRICE          50
 133
 134     # Some configurations may ask for 12-byte-or-so allocations which
 135     # require 8-byte alignment (?!).  In such situation one needs to
 136     # define this to disable 12-byte bucket (will increase memory footprint)
 137     STRICT_ALIGNMENT            undef
 138
 139     # Do not allow configuration of runtime options at runtime
 140     NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG       undef
 141
 142     # Do not allow configuration of runtime options via $ENV{PERL_MALLOC_OPT}
 143     NO_PERL_MALLOC_ENV          undef
 144
 145         [The variable consists of ;-separated parts of the form CODE=VALUE
 146          with 1-character codes F, M, f, A, P, G, d, a, c for runtime
 147          configuration of FIRST_SBRK, MIN_SBRK, MIN_SBRK_FRAC1000,
 148          SBRK_ALLOW_FAILURES, SBRK_FAILURE_PRICE, sbrk_goodness,
 149          filldead, fillalive, fillcheck.  The last 3 are for DEBUGGING
 150          build, and allow switching the tests for free()ed memory read,
 151          uninit memory reads, and free()ed memory write.]
 152
 153   This implementation assumes that calling PerlIO_printf() does not
 154   result in any memory allocation calls (used during a panic).
 155
 156  */
 157
 158 /*
 159    If used outside of Perl environment, it may be useful to redefine
 160    the following macros (listed below with defaults):
 161
 162      # Type of address returned by allocation functions
 163      Malloc_t                           void *
 164
 165      # Type of size argument for allocation functions
 166      MEM_SIZE                           unsigned long
 167
 168      # size of void*
 169      PTRSIZE                            4
 170
 171      # Maximal value in LONG
 172      LONG_MAX                           0x7FFFFFFF
 173
 174      # Unsigned integer type big enough to keep a pointer
 175      UV                                 unsigned long
 176
 177      # Signed integer of the same sizeof() as UV
 178      IV                                 long
 179
 180      # Type of pointer with 1-byte granularity
 181      caddr_t                            char *
 182
 183      # Type returned by free()
 184      Free_t                             void
 185
 186      # Conversion of pointer to integer
 187      PTR2UV(ptr)                        ((UV)(ptr))
 188
 189      # Conversion of integer to pointer
 190      INT2PTR(type, i)                   ((type)(i))
 191
 192      # printf()-%-Conversion of UV to pointer
 193      UVuf                               "lu"
 194
 195      # printf()-%-Conversion of UV to hex pointer
 196      UVxf                               "lx"
 197
 198      # Alignment to use
 199      MEM_ALIGNBYTES                     4
 200
 201      # Very fatal condition reporting function (cannot call any )
 202      fatalcroak(arg)                    write(2,arg,strlen(arg)) + exit(2)
 203
 204      # Fatal error reporting function
 205      croak(format, arg)                 warn(idem) + exit(1)
 206
 207      # Fatal error reporting function
 208      croak2(format, arg1, arg2)         warn2(idem) + exit(1)
 209
 210      # Error reporting function
 211      warn(format, arg)                  fprintf(stderr, idem)
 212
 213      # Error reporting function
 214      warn2(format, arg1, arg2)          fprintf(stderr, idem)
 215
 216      # Locking/unlocking for MT operation
 217      MALLOC_LOCK                        MUTEX_LOCK(&PL_malloc_mutex)
 218      MALLOC_UNLOCK                      MUTEX_UNLOCK(&PL_malloc_mutex)
 219
 220      # Locking/unlocking mutex for MT operation
 221      MUTEX_LOCK(l)                      void
 222      MUTEX_UNLOCK(l)                    void
 223  */
 224
 225 #ifdef HAVE_MALLOC_CFG_H
 226 #  include "malloc_cfg.h"
 227 #endif
 228
 229 #ifndef NO_FANCY_MALLOC
 230 #  ifndef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 231 #    define SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 232 #  endif
 233 #  ifndef BUCKETS_ROOT2
 234 #    define BUCKETS_ROOT2
 235 #  endif
 236 #  ifndef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 237 #    define IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 238 #  endif
 239 #endif
 240
 241 #ifndef PLAIN_MALLOC                    /* Bulk enable features */
 242 #  ifndef PACK_MALLOC
 243 #      define PACK_MALLOC
 244 #  endif
 245 #  ifndef TWO_POT_OPTIMIZE
 246 #    define TWO_POT_OPTIMIZE
 247 #  endif
 248 #  if (defined(PERL_CORE) || !defined(NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG)) && !defined(PERL_EMERGENCY_SBRK)
 249 #    define PERL_EMERGENCY_SBRK
 250 #  endif
 251 #  if defined(PERL_CORE) && !defined(DEBUGGING_MSTATS)
 252 #    define DEBUGGING_MSTATS
 253 #  endif
 254 #endif
 255
 256 #define MIN_BUC_POW2 (sizeof(void*) > 4 ? 3 : 2) /* Allow for 4-byte arena. */
 257 #define MIN_BUCKET (MIN_BUC_POW2 * BUCKETS_PER_POW2)
 258
 259 #if !(defined(I286) || defined(atarist) || defined(__MINT__))
 260         /* take 2k unless the block is bigger than that */
 261 #  define LOG_OF_MIN_ARENA 11
 262 #else
 263         /* take 16k unless the block is bigger than that
 264            (80286s like large segments!), probably good on the atari too */
 265 #  define LOG_OF_MIN_ARENA 14
 266 #endif
 267
 268 #ifndef lint
 269 #  if defined(DEBUGGING) && !defined(NO_RCHECK)
 270 #    define RCHECK
 271 #  endif
 272 #  if defined(DEBUGGING) && !defined(NO_RCHECK) && !defined(NO_MFILL) && !defined(MALLOC_FILL)
 273 #    define MALLOC_FILL
 274 #  endif
 275 #  if defined(DEBUGGING) && !defined(NO_RCHECK) && !defined(NO_FILL_CHECK) && !defined(MALLOC_FILL_CHECK)
 276 #    define MALLOC_FILL_CHECK
 277 #  endif
 278 #  if defined(RCHECK) && defined(IGNORE_SMALL_BAD_FREE)
 279 #    undef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 280 #  endif
 281 /*
 282  * malloc.c (Caltech) 2/21/82
 283  * Chris Kingsley, kingsley@cit-20.
 284  *
 285  * This is a very fast storage allocator.  It allocates blocks of a small
 286  * number of different sizes, and keeps free lists of each size.  Blocks that
 287  * don't exactly fit are passed up to the next larger size.  In this
 288  * implementation, the available sizes are 2^n-4 (or 2^n-12) bytes long.
 289  * If PACK_MALLOC is defined, small blocks are 2^n bytes long.
 290  * This is designed for use in a program that uses vast quantities of memory,
 291  * but bombs when it runs out.
 292  *
 293  * Modifications Copyright Ilya Zakharevich 1996-99.
 294  *
 295  * Still very quick, but much more thrifty.  (Std config is 10% slower
 296  * than it was, and takes 67% of old heap size for typical usage.)
 297  *
 298  * Allocations of small blocks are now table-driven to many different
 299  * buckets.  Sizes of really big buckets are increased to accomodata
 300  * common size=power-of-2 blocks.  Running-out-of-memory is made into
 301  * an exception.  Deeply configurable and thread-safe.
 302  *
 303  */
 304
 305 #ifdef PERL_CORE
 306 #  include "EXTERN.h"
 307 #  define PERL_IN_MALLOC_C
 308 #  include "perl.h"
 309 #  if defined(PERL_IMPLICIT_CONTEXT)
 310 #    define croak       Perl_croak_nocontext
 311 #    define croak2      Perl_croak_nocontext
 312 #    define warn        Perl_warn_nocontext
 313 #    define warn2       Perl_warn_nocontext
 314 #  else
 315 #    define croak2      croak
 316 #    define warn2       warn
 317 #  endif
 318 #  if defined(USE_5005THREADS) || defined(USE_ITHREADS)
 319 #     define PERL_MAYBE_ALIVE   PL_thr_key
 320 #  else
 321 #     define PERL_MAYBE_ALIVE   1
 322 #  endif
 323 #else
 324 #  ifdef PERL_FOR_X2P
 325 #    include "../EXTERN.h"
 326 #    include "../perl.h"
 327 #  else
 328 #    include <stdlib.h>
 329 #    include <stdio.h>
 330 #    include <memory.h>
 331 #    ifdef OS2
 332 #      include <io.h>
 333 #    endif
 334 #    include <string.h>
 335 #    ifndef Malloc_t
 336 #      define Malloc_t void *
 337 #    endif
 338 #    ifndef PTRSIZE
 339 #      define PTRSIZE 4
 340 #    endif
 341 #    ifndef MEM_SIZE
 342 #      define MEM_SIZE unsigned long
 343 #    endif
 344 #    ifndef LONG_MAX
 345 #      define LONG_MAX 0x7FFFFFFF
 346 #    endif
 347 #    ifndef UV
 348 #      define UV unsigned long
 349 #    endif
 350 #    ifndef IV
 351 #      define IV long
 352 #    endif
 353 #    ifndef caddr_t
 354 #      define caddr_t char *
 355 #    endif
 356 #    ifndef Free_t
 357 #      define Free_t void
 358 #    endif
 359 #    define Copy(s,d,n,t) (void)memcpy((char*)(d),(char*)(s), (n) * sizeof(t))
 360 #    define PerlEnv_getenv getenv
 361 #    define PerlIO_printf fprintf
 362 #    define PerlIO_stderr() stderr
 363 #    define PerlIO_puts(f,s)            fputs(s,f)
 364 #    ifndef INT2PTR
 365 #      define INT2PTR(t,i)              ((t)(i))
 366 #    endif
 367 #    ifndef PTR2UV
 368 #      define PTR2UV(p)                 ((UV)(p))
 369 #    endif
 370 #    ifndef UVuf
 371 #      define UVuf                      "lu"
 372 #    endif
 373 #    ifndef UVxf
 374 #      define UVxf                      "lx"
 375 #    endif
 376 #    ifndef Nullch
 377 #      define Nullch                    NULL
 378 #    endif
 379 #    ifndef MEM_ALIGNBYTES
 380 #      define MEM_ALIGNBYTES            4
 381 #    endif
 382 #  endif
 383 #  ifndef croak                         /* make depend */
 384 #    define croak(mess, arg) (warn((mess), (arg)), exit(1))
 385 #  endif
 386 #  ifndef croak2                        /* make depend */
 387 #    define croak2(mess, arg1, arg2) (warn2((mess), (arg1), (arg2)), exit(1))
 388 #  endif
 389 #  ifndef warn
 390 #    define warn(mess, arg) fprintf(stderr, (mess), (arg))
 391 #  endif
 392 #  ifndef warn2
 393 #    define warn2(mess, arg1, arg2) fprintf(stderr, (mess), (arg1), (arg2))
 394 #  endif
 395 #  ifdef DEBUG_m
 396 #    undef DEBUG_m
 397 #  endif
 398 #  define DEBUG_m(a)
 399 #  ifdef DEBUGGING
 400 #     undef DEBUGGING
 401 #  endif
 402 #  ifndef pTHX
 403 #     define pTHX               void
 404 #     define pTHX_
 405 #     ifdef HASATTRIBUTE
 406 #        define dTHX            extern int Perl___notused PERL_UNUSED_DECL
 407 #     else
 408 #        define dTHX            extern int Perl___notused
 409 #     endif
 410 #     define WITH_THX(s)        s
 411 #  endif
 412 #  ifndef PERL_GET_INTERP
 413 #     define PERL_GET_INTERP    PL_curinterp
 414 #  endif
 415 #  define PERL_MAYBE_ALIVE      1
 416 #  ifndef Perl_malloc
 417 #     define Perl_malloc malloc
 418 #  endif
 419 #  ifndef Perl_mfree
 420 #     define Perl_mfree free
 421 #  endif
 422 #  ifndef Perl_realloc
 423 #     define Perl_realloc realloc
 424 #  endif
 425 #  ifndef Perl_calloc
 426 #     define Perl_calloc calloc
 427 #  endif
 428 #  ifndef Perl_strdup
 429 #     define Perl_strdup strdup
 430 #  endif
 431 #endif  /* defined PERL_CORE */
 432
 433 #ifndef MUTEX_LOCK
 434 #  define MUTEX_LOCK(l)
 435 #endif
 436
 437 #ifndef MUTEX_UNLOCK
 438 #  define MUTEX_UNLOCK(l)
 439 #endif
 440
 441 #ifndef MALLOC_LOCK
 442 #  define MALLOC_LOCK           MUTEX_LOCK(&PL_malloc_mutex)
 443 #endif
 444
 445 #ifndef MALLOC_UNLOCK
 446 #  define MALLOC_UNLOCK         MUTEX_UNLOCK(&PL_malloc_mutex)
 447 #endif
 448
 449 #  ifndef fatalcroak                            /* make depend */
 450 #    define fatalcroak(mess)    (write(2, (mess), strlen(mess)), exit(2))
 451 #  endif
 452
 453 #ifdef DEBUGGING
 454 #  undef DEBUG_m
 455 #  define DEBUG_m(a)                                                    \
 456     STMT_START {                                                        \
 457         if (PERL_MAYBE_ALIVE && PERL_GET_THX) {                                         \
 458             dTHX;                                                       \
 459             if (DEBUG_m_TEST) {                                         \
 460                 PL_debug &= ~DEBUG_m_FLAG;                              \
 461                 a;                                                      \
 462                 PL_debug |= DEBUG_m_FLAG;                               \
 463             }                                                           \
 464         }                                                               \
 465     } STMT_END
 466 #endif
 467
 468 #ifdef PERL_IMPLICIT_CONTEXT
 469 #  define PERL_IS_ALIVE         aTHX
 470 #else
 471 #  define PERL_IS_ALIVE         TRUE
 472 #endif
 473
 474
 475 /*
 476  * Layout of memory:
 477  * ~~~~~~~~~~~~~~~~
 478  * The memory is broken into "blocks" which occupy multiples of 2K (and
 479  * generally speaking, have size "close" to a power of 2).  The addresses
 480  * of such *unused* blocks are kept in nextf[i] with big enough i.  (nextf
 481  * is an array of linked lists.)  (Addresses of used blocks are not known.)
 482  *
 483  * Moreover, since the algorithm may try to "bite" smaller blocks out
 484  * of unused bigger ones, there are also regions of "irregular" size,
 485  * managed separately, by a linked list chunk_chain.
 486  *
 487  * The third type of storage is the sbrk()ed-but-not-yet-used space, its
 488  * end and size are kept in last_sbrk_top and sbrked_remains.
 489  *
 490  * Growing blocks "in place":
 491  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 492  * The address of the block with the greatest address is kept in last_op
 493  * (if not known, last_op is 0).  If it is known that the memory above
 494  * last_op is not continuous, or contains a chunk from chunk_chain,
 495  * last_op is set to 0.
 496  *
 497  * The chunk with address last_op may be grown by expanding into
 498  * sbrk()ed-but-not-yet-used space, or trying to sbrk() more continuous
 499  * memory.
 500  *
 501  * Management of last_op:
 502  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 503  *
 504  * free() never changes the boundaries of blocks, so is not relevant.
 505  *
 506  * The only way realloc() may change the boundaries of blocks is if it
 507  * grows a block "in place".  However, in the case of success such a
 508  * chunk is automatically last_op, and it remains last_op.  In the case
 509  * of failure getpages_adjacent() clears last_op.
 510  *
 511  * malloc() may change blocks by calling morecore() only.
 512  *
 513  * morecore() may create new blocks by:
 514  *   a) biting pieces from chunk_chain (cannot create one above last_op);
 515  *   b) biting a piece from an unused block (if block was last_op, this
 516  *      may create a chunk from chain above last_op, thus last_op is
 517  *      invalidated in such a case).
 518  *   c) biting of sbrk()ed-but-not-yet-used space.  This creates
 519  *      a block which is last_op.
 520  *   d) Allocating new pages by calling getpages();
 521  *
 522  * getpages() creates a new block.  It marks last_op at the bottom of
 523  * the chunk of memory it returns.
 524  *
 525  * Active pages footprint:
 526  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 527  * Note that we do not need to traverse the lists in nextf[i], just take
 528  * the first element of this list.  However, we *need* to traverse the
 529  * list in chunk_chain, but most the time it should be a very short one,
 530  * so we do not step on a lot of pages we are not going to use.
 531  *
 532  * Flaws:
 533  * ~~~~~
 534  * get_from_bigger_buckets(): forget to increment price => Quite
 535  * aggressive.
 536  */
 537
 538 /* I don't much care whether these are defined in sys/types.h--LAW */
 539
 540 #define u_char unsigned char
 541 #define u_int unsigned int
 542 /*
 543  * I removed the definition of u_bigint which appeared to be u_bigint = UV
 544  * u_bigint was only used in TWOK_MASKED and TWOK_SHIFT
 545  * where I have used PTR2UV.  RMB
 546  */
 547 #define u_short unsigned short
 548
 549 /* 286 and atarist like big chunks, which gives too much overhead. */
 550 #if (defined(RCHECK) || defined(I286) || defined(atarist) || defined(__MINT__)) && defined(PACK_MALLOC)
 551 #  undef PACK_MALLOC
 552 #endif
 553
 554 /*
 555  * The description below is applicable if PACK_MALLOC is not defined.
 556  *
 557  * The overhead on a block is at least 4 bytes.  When free, this space
 558  * contains a pointer to the next free block, and the bottom two bits must
 559  * be zero.  When in use, the first byte is set to MAGIC, and the second
 560  * byte is the size index.  The remaining bytes are for alignment.
 561  * If range checking is enabled and the size of the block fits
 562  * in two bytes, then the top two bytes hold the size of the requested block
 563  * plus the range checking words, and the header word MINUS ONE.
 564  */
 565 union   overhead {
 566         union   overhead *ov_next;      /* when free */
 567 #if MEM_ALIGNBYTES > 4
 568         double  strut;                  /* alignment problems */
 569 #  if MEM_ALIGNBYTES > 8
 570         char    sstrut[MEM_ALIGNBYTES]; /* for the sizing */
 571 #  endif
 572 #endif
 573         struct {
 574 /*
 575  * Keep the ovu_index and ovu_magic in this order, having a char
 576  * field first gives alignment indigestion in some systems, such as
 577  * MachTen.
 578  */
 579                 u_char  ovu_index;      /* bucket # */
 580                 u_char  ovu_magic;      /* magic number */
 581 #ifdef RCHECK
 582             /* Subtract one to fit into u_short for an extra bucket */
 583                 u_short ovu_size;       /* block size (requested + overhead - 1) */
 584                 u_int   ovu_rmagic;     /* range magic number */
 585 #endif
 586         } ovu;
 587 #define ov_magic        ovu.ovu_magic
 588 #define ov_index        ovu.ovu_index
 589 #define ov_size         ovu.ovu_size
 590 #define ov_rmagic       ovu.ovu_rmagic
 591 };
 592
 593 #define MAGIC           0xff            /* magic # on accounting info */
 594 #define RMAGIC          0x55555555      /* magic # on range info */
 595 #define RMAGIC_C        0x55            /* magic # on range info */
 596
 597 #ifdef RCHECK
 598 #  define       RMAGIC_SZ       sizeof (u_int) /* Overhead at end of bucket */
 599 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 600 #    define MAX_SHORT_BUCKET (12 * BUCKETS_PER_POW2) /* size-1 fits in short */
 601 #  else
 602 #    define MAX_SHORT_BUCKET (13 * BUCKETS_PER_POW2)
 603 #  endif
 604 #else
 605 #  define       RMAGIC_SZ       0
 606 #endif
 607
 608 #if !defined(PACK_MALLOC) && defined(BUCKETS_ROOT2)
 609 #  undef BUCKETS_ROOT2
 610 #endif
 611
 612 #ifdef BUCKETS_ROOT2
 613 #  define BUCKET_TABLE_SHIFT 2
 614 #  define BUCKET_POW2_SHIFT 1
 615 #  define BUCKETS_PER_POW2 2
 616 #else
 617 #  define BUCKET_TABLE_SHIFT MIN_BUC_POW2
 618 #  define BUCKET_POW2_SHIFT 0
 619 #  define BUCKETS_PER_POW2 1
 620 #endif
 621
 622 #if !defined(MEM_ALIGNBYTES) || ((MEM_ALIGNBYTES > 4) && !defined(STRICT_ALIGNMENT))
 623 /* Figure out the alignment of void*. */
 624 struct aligner {
 625   char c;
 626   void *p;
 627 };
 628 #  define ALIGN_SMALL ((int)((caddr_t)&(((struct aligner*)0)->p)))
 629 #else
 630 #  define ALIGN_SMALL MEM_ALIGNBYTES
 631 #endif
 632
 633 #define IF_ALIGN_8(yes,no)      ((ALIGN_SMALL>4) ? (yes) : (no))
 634
 635 #ifdef BUCKETS_ROOT2
 636 #  define MAX_BUCKET_BY_TABLE 13
 637 static u_short buck_size[MAX_BUCKET_BY_TABLE + 1] =
 638   {
 639       0, 0, 0, 0, 4, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80,
 640   };
 641 #  define BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i) ((i) % 2 ? buck_size[i] : (1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT)))
 642 #  define BUCKET_SIZE_REAL(i) ((i) <= MAX_BUCKET_BY_TABLE               \
 643                                ? buck_size[i]                           \
 644                                : ((1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT))     \
 645                                   - MEM_OVERHEAD(i)                     \
 646                                   + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(i)))
 647 #else
 648 #  define BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i) (1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT))
 649 #  define BUCKET_SIZE(i) (BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(i))
 650 #  define BUCKET_SIZE_REAL(i) (BUCKET_SIZE(i) - MEM_OVERHEAD(i))
 651 #endif
 652
 653
 654 #ifdef PACK_MALLOC
 655 /* In this case there are several possible layout of arenas depending
 656  * on the size.  Arenas are of sizes multiple to 2K, 2K-aligned, and
 657  * have a size close to a power of 2.
 658  *
 659  * Arenas of the size >= 4K keep one chunk only.  Arenas of size 2K
 660  * may keep one chunk or multiple chunks.  Here are the possible
 661  * layouts of arenas:
 662  *
 663  *      # One chunk only, chunksize 2^k + SOMETHING - ALIGN, k >= 11
 664  *
 665  * INDEX MAGIC1 UNUSED CHUNK1
 666  *
 667  *      # Multichunk with sanity checking and chunksize 2^k-ALIGN, k>7
 668  *
 669  * INDEX MAGIC1 MAGIC2 MAGIC3 UNUSED CHUNK1 CHUNK2 CHUNK3 ...
 670  *
 671  *      # Multichunk with sanity checking and size 2^k-ALIGN, k=7
 672  *
 673  * INDEX MAGIC1 MAGIC2 MAGIC3 UNUSED CHUNK1 UNUSED CHUNK2 CHUNK3 ...
 674  *
 675  *      # Multichunk with sanity checking and size up to 80
 676  *
 677  * INDEX UNUSED MAGIC1 UNUSED MAGIC2 UNUSED ... CHUNK1 CHUNK2 CHUNK3 ...
 678  *
 679  *      # No sanity check (usually up to 48=byte-long buckets)
 680  * INDEX UNUSED CHUNK1 CHUNK2 ...
 681  *
 682  * Above INDEX and MAGIC are one-byte-long.  Sizes of UNUSED are
 683  * appropriate to keep algorithms simple and memory aligned.  INDEX
 684  * encodes the size of the chunk, while MAGICn encodes state (used,
 685  * free or non-managed-by-us-so-it-indicates-a-bug) of CHUNKn.  MAGIC
 686  * is used for sanity checking purposes only.  SOMETHING is 0 or 4K
 687  * (to make size of big CHUNK accomodate allocations for powers of two
 688  * better).
 689  *
 690  * [There is no need to alignment between chunks, since C rules ensure
 691  *  that structs which need 2^k alignment have sizeof which is
 692  *  divisible by 2^k.  Thus as far as the last chunk is aligned at the
 693  *  end of the arena, and 2K-alignment does not contradict things,
 694  *  everything is going to be OK for sizes of chunks 2^n and 2^n +
 695  *  2^k.  Say, 80-bit buckets will be 16-bit aligned, and as far as we
 696  *  put allocations for requests in 65..80 range, all is fine.
 697  *
 698  *  Note, however, that standard malloc() puts more strict
 699  *  requirements than the above C rules.  Moreover, our algorithms of
 700  *  realloc() may break this idyll, but we suppose that realloc() does
 701  *  need not change alignment.]
 702  *
 703  * Is very important to make calculation of the offset of MAGICm as
 704  * quick as possible, since it is done on each malloc()/free().  In
 705  * fact it is so quick that it has quite little effect on the speed of
 706  * doing malloc()/free().  [By default] We forego such calculations
 707  * for small chunks, but only to save extra 3% of memory, not because
 708  * of speed considerations.
 709  *
 710  * Here is the algorithm [which is the same for all the allocations
 711  * schemes above], see OV_MAGIC(block,bucket).  Let OFFSETm be the
 712  * offset of the CHUNKm from the start of ARENA.  Then offset of
 713  * MAGICm is (OFFSET1 >> SHIFT) + ADDOFFSET.  Here SHIFT and ADDOFFSET
 714  * are numbers which depend on the size of the chunks only.
 715  *
 716  * Let as check some sanity conditions.  Numbers OFFSETm>>SHIFT are
 717  * different for all the chunks in the arena if 2^SHIFT is not greater
 718  * than size of the chunks in the arena.  MAGIC1 will not overwrite
 719  * INDEX provided ADDOFFSET is >0 if OFFSET1 < 2^SHIFT.  MAGIClast
 720  * will not overwrite CHUNK1 if OFFSET1 > (OFFSETlast >> SHIFT) +
 721  * ADDOFFSET.
 722  *
 723  * Make SHIFT the maximal possible (there is no point in making it
 724  * smaller).  Since OFFSETlast is 2K - CHUNKSIZE, above restrictions
 725  * give restrictions on OFFSET1 and on ADDOFFSET.
 726  *
 727  * In particular, for chunks of size 2^k with k>=6 we can put
 728  * ADDOFFSET to be from 0 to 2^k - 2^(11-k), and have
 729  * OFFSET1==chunksize.  For chunks of size 80 OFFSET1 of 2K%80=48 is
 730  * large enough to have ADDOFFSET between 1 and 16 (similarly for 96,
 731  * when ADDOFFSET should be 1).  In particular, keeping MAGICs for
 732  * these sizes gives no additional size penalty.
 733  *
 734  * However, for chunks of size 2^k with k<=5 this gives OFFSET1 >=
 735  * ADDOFSET + 2^(11-k).  Keeping ADDOFFSET 0 allows for 2^(11-k)-2^(11-2k)
 736  * chunks per arena.  This is smaller than 2^(11-k) - 1 which are
 737  * needed if no MAGIC is kept.  [In fact, having a negative ADDOFFSET
 738  * would allow for slightly more buckets per arena for k=2,3.]
 739  *
 740  * Similarly, for chunks of size 3/2*2^k with k<=5 MAGICs would span
 741  * the area up to 2^(11-k)+ADDOFFSET.  For k=4 this give optimal
 742  * ADDOFFSET as -7..0.  For k=3 ADDOFFSET can go up to 4 (with tiny
 743  * savings for negative ADDOFFSET).  For k=5 ADDOFFSET can go -1..16
 744  * (with no savings for negative values).
 745  *
 746  * In particular, keeping ADDOFFSET 0 for sizes of chunks up to 2^6
 747  * leads to tiny pessimizations in case of sizes 4, 8, 12, 24, and
 748  * leads to no contradictions except for size=80 (or 96.)
 749  *
 750  * However, it also makes sense to keep no magic for sizes 48 or less.
 751  * This is what we do.  In this case one needs ADDOFFSET>=1 also for
 752  * chunksizes 12, 24, and 48, unless one gets one less chunk per
 753  * arena.
 754  *
 755  * The algo of OV_MAGIC(block,bucket) keeps ADDOFFSET 0 until
 756  * chunksize of 64, then makes it 1.
 757  *
 758  * This allows for an additional optimization: the above scheme leads
 759  * to giant overheads for sizes 128 or more (one whole chunk needs to
 760  * be sacrifised to keep INDEX).  Instead we use chunks not of size
 761  * 2^k, but of size 2^k-ALIGN.  If we pack these chunks at the end of
 762  * the arena, then the beginnings are still in different 2^k-long
 763  * sections of the arena if k>=7 for ALIGN==4, and k>=8 if ALIGN=8.
 764  * Thus for k>7 the above algo of calculating the offset of the magic
 765  * will still give different answers for different chunks.  And to
 766  * avoid the overrun of MAGIC1 into INDEX, one needs ADDOFFSET of >=1.
 767  * In the case k=7 we just move the first chunk an extra ALIGN
 768  * backward inside the ARENA (this is done once per arena lifetime,
 769  * thus is not a big overhead).  */
 770 #  define MAX_PACKED_POW2 6
 771 #  define MAX_PACKED (MAX_PACKED_POW2 * BUCKETS_PER_POW2 + BUCKET_POW2_SHIFT)
 772 #  define MAX_POW2_ALGO ((1<<(MAX_PACKED_POW2 + 1)) - M_OVERHEAD)
 773 #  define TWOK_MASK ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - 1)
 774 #  define TWOK_MASKED(x) (PTR2UV(x) & ~TWOK_MASK)
 775 #  define TWOK_SHIFT(x) (PTR2UV(x) & TWOK_MASK)
 776 #  define OV_INDEXp(block) (INT2PTR(u_char*,TWOK_MASKED(block)))
 777 #  define OV_INDEX(block) (*OV_INDEXp(block))
 778 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (*(OV_INDEXp(block) +                  \
 779                                     (TWOK_SHIFT(block)>>                \
 780                                      (bucket>>BUCKET_POW2_SHIFT)) +     \
 781                                     (bucket >= MIN_NEEDS_SHIFT ? 1 : 0)))
 782     /* A bucket can have a shift smaller than it size, we need to
 783        shift its magic number so it will not overwrite index: */
 784 #  ifdef BUCKETS_ROOT2
 785 #    define MIN_NEEDS_SHIFT (7*BUCKETS_PER_POW2 - 1) /* Shift 80 greater than chunk 64. */
 786 #  else
 787 #    define MIN_NEEDS_SHIFT (7*BUCKETS_PER_POW2) /* Shift 128 greater than chunk 32. */
 788 #  endif
 789 #  define CHUNK_SHIFT 0
 790
 791 /* Number of active buckets of given ordinal. */
 792 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 793 #define FIRST_BUCKET_WITH_CHECK (6 * BUCKETS_PER_POW2) /* 64 */
 794 #  define N_BLKS(bucket) ( (bucket) < FIRST_BUCKET_WITH_CHECK           \
 795                          ? ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - 1)/BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket) \
 796                          : n_blks[bucket] )
 797 #else
 798 #  define N_BLKS(bucket) n_blks[bucket]
 799 #endif
 800
 801 static u_short n_blks[LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2] =
 802   {
 803 #  if BUCKETS_PER_POW2==1
 804       0, 0,
 805       (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0),
 806       224, 120, 62, 31, 16, 8, 4, 2
 807 #  else
 808       0, 0, 0, 0,
 809       (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0), (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0), /* 4, 4 */
 810       224, 149, 120, 80, 62, 41, 31, 25, 16, 16, 8, 8, 4, 4, 2, 2
 811 #  endif
 812   };
 813
 814 /* Shift of the first bucket with the given ordinal inside 2K chunk. */
 815 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 816 #  define BLK_SHIFT(bucket) ( (bucket) < FIRST_BUCKET_WITH_CHECK        \
 817                               ? ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA)                  \
 818                                  - BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket) * N_BLKS(bucket)) \
 819                               : blk_shift[bucket])
 820 #else
 821 #  define BLK_SHIFT(bucket) blk_shift[bucket]
 822 #endif
 823
 824 static u_short blk_shift[LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2] =
 825   {
 826 #  if BUCKETS_PER_POW2==1
 827       0, 0,
 828       (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0),
 829       256, 128, 64, 64,                 /* 8 to 64 */
 830       16*sizeof(union overhead),
 831       8*sizeof(union overhead),
 832       4*sizeof(union overhead),
 833       2*sizeof(union overhead),
 834 #  else
 835       0, 0, 0, 0,
 836       (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0), (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0),
 837       256, 260, 128, 128, 64, 80, 64, 48, /* 8 to 96 */
 838       16*sizeof(union overhead), 16*sizeof(union overhead),
 839       8*sizeof(union overhead), 8*sizeof(union overhead),
 840       4*sizeof(union overhead), 4*sizeof(union overhead),
 841       2*sizeof(union overhead), 2*sizeof(union overhead),
 842 #  endif
 843   };
 844
 845 #  define NEEDED_ALIGNMENT 0x800        /* 2k boundaries */
 846 #  define WANTED_ALIGNMENT 0x800        /* 2k boundaries */
 847
 848 #else  /* !PACK_MALLOC */
 849
 850 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (block)->ov_magic
 851 #  define OV_INDEX(block) (block)->ov_index
 852 #  define CHUNK_SHIFT 1
 853 #  define MAX_PACKED -1
 854 #  define NEEDED_ALIGNMENT MEM_ALIGNBYTES
 855 #  define WANTED_ALIGNMENT 0x400        /* 1k boundaries */
 856
 857 #endif /* !PACK_MALLOC */
 858
 859 #define M_OVERHEAD (sizeof(union overhead) + RMAGIC_SZ) /* overhead at start+end */
 860
 861 #ifdef PACK_MALLOC
 862 #  define MEM_OVERHEAD(bucket) \
 863   (bucket <= MAX_PACKED ? 0 : M_OVERHEAD)
 864 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 865 #    define START_SHIFTS_BUCKET ((MAX_PACKED_POW2 + 1) * BUCKETS_PER_POW2)
 866 #    define START_SHIFT MAX_PACKED_POW2
 867 #    ifdef BUCKETS_ROOT2                /* Chunks of size 3*2^n. */
 868 #      define SIZE_TABLE_MAX 80
 869 #    else
 870 #      define SIZE_TABLE_MAX 64
 871 #    endif
 872 static char bucket_of[] =
 873   {
 874 #    ifdef BUCKETS_ROOT2                /* Chunks of size 3*2^n. */
 875       /* 0 to 15 in 4-byte increments. */
 876       (sizeof(void*) > 4 ? 6 : 5),      /* 4/8, 5-th bucket for better reports */
 877       6,                                /* 8 */
 878       IF_ALIGN_8(8,7), 8,               /* 16/12, 16 */
 879       9, 9, 10, 10,                     /* 24, 32 */
 880       11, 11, 11, 11,                   /* 48 */
 881       12, 12, 12, 12,                   /* 64 */
 882       13, 13, 13, 13,                   /* 80 */
 883       13, 13, 13, 13                    /* 80 */
 884 #    else /* !BUCKETS_ROOT2 */
 885       /* 0 to 15 in 4-byte increments. */
 886       (sizeof(void*) > 4 ? 3 : 2),
 887       3,
 888       4, 4,
 889       5, 5, 5, 5,
 890       6, 6, 6, 6,
 891       6, 6, 6, 6
 892 #    endif /* !BUCKETS_ROOT2 */
 893   };
 894 #  else  /* !SMALL_BUCKET_VIA_TABLE */
 895 #    define START_SHIFTS_BUCKET MIN_BUCKET
 896 #    define START_SHIFT (MIN_BUC_POW2 - 1)
 897 #  endif /* !SMALL_BUCKET_VIA_TABLE */
 898 #else  /* !PACK_MALLOC */
 899 #  define MEM_OVERHEAD(bucket) M_OVERHEAD
 900 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 901 #    undef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 902 #  endif
 903 #  define START_SHIFTS_BUCKET MIN_BUCKET
 904 #  define START_SHIFT (MIN_BUC_POW2 - 1)
 905 #endif /* !PACK_MALLOC */
 906
 907 /*
 908  * Big allocations are often of the size 2^n bytes. To make them a
 909  * little bit better, make blocks of size 2^n+pagesize for big n.
 910  */
 911
 912 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 913
 914 #  ifndef PERL_PAGESIZE
 915 #    define PERL_PAGESIZE 4096
 916 #  endif
 917 #  ifndef FIRST_BIG_POW2
 918 #    define FIRST_BIG_POW2 15   /* 32K, 16K is used too often. */
 919 #  endif
 920 #  define FIRST_BIG_BLOCK (1<<FIRST_BIG_POW2)
 921 /* If this value or more, check against bigger blocks. */
 922 #  define FIRST_BIG_BOUND (FIRST_BIG_BLOCK - M_OVERHEAD)
 923 /* If less than this value, goes into 2^n-overhead-block. */
 924 #  define LAST_SMALL_BOUND ((FIRST_BIG_BLOCK>>1) - M_OVERHEAD)
 925
 926 #  define POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes)                          \
 927    ((nbytes >= FIRST_BIG_BOUND) ? nbytes -= PERL_PAGESIZE : 0)
 928 #  define POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket)                         \
 929    ((bucket >= FIRST_BIG_POW2 * BUCKETS_PER_POW2) ? PERL_PAGESIZE : 0)
 930
 931 #else  /* !TWO_POT_OPTIMIZE */
 932 #  define POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes)
 933 #  define POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket) 0
 934 #endif /* !TWO_POT_OPTIMIZE */
 935
 936 #if defined(HAS_64K_LIMIT) && defined(PERL_CORE)
 937 #  define BARK_64K_LIMIT(what,nbytes,size)                              \
 938         if (nbytes > 0xffff) {                                          \
 939                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),                          \
 940                               "%s too large: %lx\n", what, size);       \
 941                 my_exit(1);                                             \
 942         }
 943 #else /* !HAS_64K_LIMIT || !PERL_CORE */
 944 #  define BARK_64K_LIMIT(what,nbytes,size)
 945 #endif /* !HAS_64K_LIMIT || !PERL_CORE */
 946
 947 #ifndef MIN_SBRK
 948 #  define MIN_SBRK 2048
 949 #endif
 950
 951 #ifndef FIRST_SBRK
 952 #  define FIRST_SBRK (48*1024)
 953 #endif
 954
 955 /* Minimal sbrk in percents of what is already alloced. */
 956 #ifndef MIN_SBRK_FRAC
 957 #  define MIN_SBRK_FRAC 3
 958 #endif
 959
 960 #ifndef SBRK_ALLOW_FAILURES
 961 #  define SBRK_ALLOW_FAILURES 3
 962 #endif
 963
 964 #ifndef SBRK_FAILURE_PRICE
 965 #  define SBRK_FAILURE_PRICE 50
 966 #endif
 967
 968 static void     morecore        (register int bucket);
 969 #  if defined(DEBUGGING)
 970 static void     botch           (char *diag, char *s, char *file, int line);
 971 #  endif
 972 static void     add_to_chain    (void *p, MEM_SIZE size, MEM_SIZE chip);
 973 static void*    get_from_chain  (MEM_SIZE size);
 974 static void*    get_from_bigger_buckets(int bucket, MEM_SIZE size);
 975 static union overhead *getpages (MEM_SIZE needed, int *nblksp, int bucket);
 976 static int      getpages_adjacent(MEM_SIZE require);
 977
 978 #ifdef PERL_CORE
 979
 980 #ifdef I_MACH_CTHREADS
 981 #  undef  MUTEX_LOCK
 982 #  define MUTEX_LOCK(m)   STMT_START { if (*m) mutex_lock(*m);   } STMT_END
 983 #  undef  MUTEX_UNLOCK
 984 #  define MUTEX_UNLOCK(m) STMT_START { if (*m) mutex_unlock(*m); } STMT_END
 985 #endif
 986
 987 #endif  /* defined PERL_CORE */
 988
 989 #ifndef PTRSIZE
 990 #  define PTRSIZE       sizeof(void*)
 991 #endif
 992
 993 #ifndef BITS_IN_PTR
 994 #  define BITS_IN_PTR (8*PTRSIZE)
 995 #endif
 996
 997 /*
 998  * nextf[i] is the pointer to the next free block of size 2^i.  The
 999  * smallest allocatable block is 8 bytes.  The overhead information
1000  * precedes the data area returned to the user.
1001  */
1002 #define NBUCKETS (BITS_IN_PTR*BUCKETS_PER_POW2 + 1)
1003 static  union overhead *nextf[NBUCKETS];
1004
1005 #if defined(PURIFY) && !defined(USE_PERL_SBRK)
1006 #  define USE_PERL_SBRK
1007 #endif
1008
1009 #ifdef USE_PERL_SBRK
1010 # define sbrk(a) Perl_sbrk(a)
1011 Malloc_t Perl_sbrk (int size);
1012 #else
1013 # ifndef HAS_SBRK_PROTO /* <unistd.h> usually takes care of this */
1014 extern  Malloc_t sbrk(int);
1015 # endif
1016 #endif
1017
1018 #ifndef MIN_SBRK_FRAC1000       /* Backward compatibility */
1019 #  define MIN_SBRK_FRAC1000     (MIN_SBRK_FRAC * 10)
1020 #endif
1021
1022 #ifndef START_EXTERN_C
1023 #  ifdef __cplusplus
1024 #    define START_EXTERN_C      extern "C" {
1025 #  else
1026 #    define START_EXTERN_C
1027 #  endif
1028 #endif
1029
1030 #ifndef END_EXTERN_C
1031 #  ifdef __cplusplus
1032 #    define END_EXTERN_C                };
1033 #  else
1034 #    define END_EXTERN_C
1035 #  endif
1036 #endif
1037
1038 #include "malloc_ctl.h"
1039
1040 #ifndef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1041 #  define PERL_MALLOC_OPT_CHARS "FMfAPGdac"
1042
1043 #  ifndef FILL_DEAD_DEFAULT
1044 #    define FILL_DEAD_DEFAULT   1
1045 #  endif
1046 #  ifndef FILL_ALIVE_DEFAULT
1047 #    define FILL_ALIVE_DEFAULT  1
1048 #  endif
1049 #  ifndef FILL_CHECK_DEFAULT
1050 #    define FILL_CHECK_DEFAULT  1
1051 #  endif
1052
1053 static IV MallocCfg[MallocCfg_last] = {
1054   FIRST_SBRK,
1055   MIN_SBRK,
1056   MIN_SBRK_FRAC,
1057   SBRK_ALLOW_FAILURES,
1058   SBRK_FAILURE_PRICE,
1059   SBRK_ALLOW_FAILURES * SBRK_FAILURE_PRICE,     /* sbrk_goodness */
1060   FILL_DEAD_DEFAULT,    /* FILL_DEAD */
1061   FILL_ALIVE_DEFAULT,   /* FILL_ALIVE */
1062   FILL_CHECK_DEFAULT,   /* FILL_CHECK */
1063   0,                    /* MallocCfg_skip_cfg_env */
1064   0,                    /* MallocCfg_cfg_env_read */
1065   0,                    /* MallocCfg_emergency_buffer_size */
1066   0,                    /* MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size */
1067   0                     /* MallocCfg_emergency_buffer_last_req */
1068 };
1069 IV *MallocCfg_ptr = MallocCfg;
1070
1071 static char* MallocCfgP[MallocCfg_last] = {
1072   0,                    /* MallocCfgP_emergency_buffer */
1073   0,                    /* MallocCfgP_emergency_buffer_prepared */
1074 };
1075 char **MallocCfgP_ptr = MallocCfgP;
1076
1077 #  undef MIN_SBRK
1078 #  undef FIRST_SBRK
1079 #  undef MIN_SBRK_FRAC1000
1080 #  undef SBRK_ALLOW_FAILURES
1081 #  undef SBRK_FAILURE_PRICE
1082
1083 #  define MIN_SBRK              MallocCfg[MallocCfg_MIN_SBRK]
1084 #  define FIRST_SBRK            MallocCfg[MallocCfg_FIRST_SBRK]
1085 #  define MIN_SBRK_FRAC1000     MallocCfg[MallocCfg_MIN_SBRK_FRAC1000]
1086 #  define SBRK_ALLOW_FAILURES   MallocCfg[MallocCfg_SBRK_ALLOW_FAILURES]
1087 #  define SBRK_FAILURE_PRICE    MallocCfg[MallocCfg_SBRK_FAILURE_PRICE]
1088
1089 #  define sbrk_goodness         MallocCfg[MallocCfg_sbrk_goodness]
1090
1091 #  define emergency_buffer_size MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_size]
1092 #  define emergency_buffer_last_req     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_last_req]
1093
1094 #  define FILL_DEAD             MallocCfg[MallocCfg_filldead]
1095 #  define FILL_ALIVE            MallocCfg[MallocCfg_fillalive]
1096 #  define FILL_CHECK_CFG        MallocCfg[MallocCfg_fillcheck]
1097 #  define FILL_CHECK            (FILL_DEAD && FILL_CHECK_CFG)
1098
1099 #  define emergency_buffer      MallocCfgP[MallocCfgP_emergency_buffer]
1100 #  define emergency_buffer_prepared     MallocCfgP[MallocCfgP_emergency_buffer_prepared]
1101
1102 #else   /* defined(NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG) */
1103
1104 #  define FILL_DEAD     1
1105 #  define FILL_ALIVE    1
1106 #  define FILL_CHECK    1
1107 static int sbrk_goodness = SBRK_ALLOW_FAILURES * SBRK_FAILURE_PRICE;
1108
1109 #  define NO_PERL_MALLOC_ENV
1110
1111 #endif
1112
1113 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1114 /*
1115  * nmalloc[i] is the difference between the number of mallocs and frees
1116  * for a given block size.
1117  */
1118 static  u_int nmalloc[NBUCKETS];
1119 static  u_int sbrk_slack;
1120 static  u_int start_slack;
1121 #else   /* !( defined DEBUGGING_MSTATS ) */
1122 #  define sbrk_slack    0
1123 #endif
1124
1125 static  u_int goodsbrk;
1126
1127 #ifdef PERL_EMERGENCY_SBRK
1128
1129 #  ifndef BIG_SIZE
1130 #    define BIG_SIZE (1<<16)            /* 64K */
1131 #  endif
1132
1133 #  ifdef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1134 static MEM_SIZE emergency_buffer_size;
1135         /* 0 if the last request for more memory succeeded.
1136            Otherwise the size of the failing request. */
1137 static MEM_SIZE emergency_buffer_last_req;
1138 static char *emergency_buffer;
1139 static char *emergency_buffer_prepared;
1140 #  endif
1141
1142 #  ifndef emergency_sbrk_croak
1143 #    define emergency_sbrk_croak        croak2
1144 #  endif
1145
1146 #  ifdef PERL_CORE
1147 static char *
1148 perl_get_emergency_buffer(IV *size)
1149 {
1150     dTHX;
1151     /* First offense, give a possibility to recover by dieing. */
1152     /* No malloc involved here: */
1153     GV **gvp = (GV**)hv_fetch(PL_defstash, "^M", 2, 0);
1154     SV *sv;
1155     char *pv;
1156     STRLEN n_a;
1157
1158     if (!gvp) gvp = (GV**)hv_fetch(PL_defstash, "\015", 1, 0);
1159     if (!gvp || !(sv = GvSV(*gvp)) || !SvPOK(sv)
1160         || (SvLEN(sv) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - M_OVERHEAD))
1161         return NULL;            /* Now die die die... */
1162     /* Got it, now detach SvPV: */
1163     pv = SvPV(sv, n_a);
1164     /* Check alignment: */
1165     if ((PTR2UV(pv) - sizeof(union overhead)) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1)) {
1166         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Bad alignment of $^M!\n");
1167         return NULL;            /* die die die */
1168     }
1169
1170     SvPOK_off(sv);
1171     SvPVX(sv) = Nullch;
1172     SvCUR(sv) = SvLEN(sv) = 0;
1173     *size = malloced_size(pv) + M_OVERHEAD;
1174     return pv - sizeof(union overhead);
1175 }
1176 #    define PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(p)        perl_get_emergency_buffer(p)
1177 #  else
1178 #    define PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(p)        NULL
1179 #  endif        /* defined PERL_CORE */
1180
1181 #  ifndef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1182 static char *
1183 get_emergency_buffer(IV *size)
1184 {
1185     char *pv = emergency_buffer_prepared;
1186
1187     *size = MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size];
1188     emergency_buffer_prepared = 0;
1189     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size] = 0;
1190     return pv;
1191 }
1192
1193 /* Returns 0 on success, -1 on bad alignment, -2 if not implemented */
1194 int
1195 set_emergency_buffer(char *b, IV size)
1196 {
1197     if (PTR2UV(b) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1))
1198         return -1;
1199     if (MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size])
1200         add_to_chain((void*)emergency_buffer_prepared,
1201                      MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size], 0);
1202     emergency_buffer_prepared = b;
1203     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size] = size;
1204     return 0;
1205 }
1206 #    define GET_EMERGENCY_BUFFER(p)     get_emergency_buffer(p)
1207 #  else         /* NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG */
1208 #    define GET_EMERGENCY_BUFFER(p)     NULL
1209 int
1210 set_emergency_buffer(char *b, IV size)
1211 {
1212     return -1;
1213 }
1214 #  endif
1215
1216 static Malloc_t
1217 emergency_sbrk(MEM_SIZE size)
1218 {
1219     MEM_SIZE rsize = (((size - 1)>>LOG_OF_MIN_ARENA) + 1)<<LOG_OF_MIN_ARENA;
1220
1221     if (size >= BIG_SIZE
1222         && (!emergency_buffer_last_req || (size < emergency_buffer_last_req))) {
1223         /* Give the possibility to recover, but avoid an infinite cycle. */
1224         MALLOC_UNLOCK;
1225         emergency_buffer_last_req = size;
1226         emergency_sbrk_croak("Out of memory during \"large\" request for %"UVuf" bytes, total sbrk() is %"UVuf" bytes", (UV)size, (UV)(goodsbrk + sbrk_slack));
1227     }
1228
1229     if (emergency_buffer_size >= rsize) {
1230         char *old = emergency_buffer;
1231
1232         emergency_buffer_size -= rsize;
1233         emergency_buffer += rsize;
1234         return old;
1235     } else {
1236         /* First offense, give a possibility to recover by dieing. */
1237         /* No malloc involved here: */
1238         IV Size;
1239         char *pv = GET_EMERGENCY_BUFFER(&Size);
1240         int have = 0;
1241
1242         if (emergency_buffer_size) {
1243             add_to_chain(emergency_buffer, emergency_buffer_size, 0);
1244             emergency_buffer_size = 0;
1245             emergency_buffer = Nullch;
1246             have = 1;
1247         }
1248
1249         if (!pv)
1250             pv = PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(&Size);
1251         if (!pv) {
1252             if (have)
1253                 goto do_croak;
1254             return (char *)-1;          /* Now die die die... */
1255         }
1256
1257         /* Check alignment: */
1258         if (PTR2UV(pv) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1)) {
1259             dTHX;
1260
1261             PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Bad alignment of $^M!\n");
1262             return (char *)-1;          /* die die die */
1263         }
1264
1265         emergency_buffer = pv;
1266         emergency_buffer_size = Size;
1267     }
1268   do_croak:
1269     MALLOC_UNLOCK;
1270     emergency_sbrk_croak("Out of memory during request for %"UVuf" bytes, total sbrk() is %"UVuf" bytes", (UV)size, (UV)(goodsbrk + sbrk_slack));
1271     /* NOTREACHED */
1272     return Nullch;
1273 }
1274
1275 #else /*  !defined(PERL_EMERGENCY_SBRK) */
1276 #  define emergency_sbrk(size)  -1
1277 #endif  /* defined PERL_EMERGENCY_SBRK */
1278
1279 static void
1280 write2(char *mess)
1281 {
1282   write(2, mess, strlen(mess));
1283 }
1284
1285 #ifdef DEBUGGING
1286 #undef ASSERT
1287 #define ASSERT(p,diag)   if (!(p)) botch(diag,STRINGIFY(p),__FILE__,__LINE__);  else
1288 static void
1289 botch(char *diag, char *s, char *file, int line)
1290 {
1291     if (!(PERL_MAYBE_ALIVE && PERL_GET_THX))
1292         goto do_write;
1293     else {
1294         dTHX;
1295         if (PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1296                           "assertion botched (%s?): %s %s:%d\n",
1297                           diag, s, file, line) != 0) {
1298          do_write:              /* Can be initializing interpreter */
1299             write2("assertion botched (");
1300             write2(diag);
1301             write2("?): ");
1302             write2(s);
1303             write2(" (");
1304             write2(file);
1305             write2(":");
1306             {
1307               char linebuf[10];
1308               char *s = linebuf + sizeof(linebuf) - 1;
1309               int n = line;
1310               *s = 0;
1311               do {
1312                 *--s = '0' + (n % 10);
1313               } while (n /= 10);
1314               write2(s);
1315             }
1316             write2(")\n");
1317         }
1318         PerlProc_abort();
1319     }
1320 }
1321 #else
1322 #define ASSERT(p, diag)
1323 #endif
1324
1325 #ifdef MALLOC_FILL
1326 /* Fill should be long enough to cover long */
1327 static void
1328 fill_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1329 {
1330     unsigned char *e = s + nbytes;
1331     long *lp;
1332     long lfill = *(long*)fill;
1333
1334     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1335         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1336         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1337         unsigned char *e1 = s + shift;
1338
1339         while (s < e1)
1340             *s++ = *f++;
1341     }
1342     lp = (long*)s;
1343     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1344         *lp++ = lfill;
1345     s = (unsigned char*)lp;
1346     while (s < e)
1347         *s++ = *fill++;
1348 }
1349 /* Just malloc()ed */
1350 static const unsigned char fill_feedadad[] =
1351  {0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD,
1352   0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD};
1353 /* Just free()ed */
1354 static const unsigned char fill_deadbeef[] =
1355  {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF,
1356   0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF};
1357 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   \
1358         (void)(FILL_DEAD?  (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_deadbeef), 0) : 0)
1359 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   \
1360         (void)(FILL_ALIVE? (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_feedadad), 0) : 0)
1361 #else
1362 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   ((void)0)
1363 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   ((void)0)
1364 #  undef MALLOC_FILL_CHECK
1365 #endif
1366
1367 #ifdef MALLOC_FILL_CHECK
1368 static int
1369 cmp_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1370 {
1371     unsigned char *e = s + nbytes;
1372     long *lp;
1373     long lfill = *(long*)fill;
1374
1375     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1376         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1377         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1378         unsigned char *e1 = s + shift;
1379
1380         while (s < e1)
1381             if (*s++ != *f++)
1382                 return 1;
1383     }
1384     lp = (long*)s;
1385     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1386         if (*lp++ != lfill)
1387             return 1;
1388     s = (unsigned char*)lp;
1389     while (s < e)
1390         if (*s++ != *fill++)
1391             return 1;
1392     return 0;
1393 }
1394 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)                                      \
1395         ASSERT(!FILL_CHECK || !cmp_pat_4bytes(s, n, fill_deadbeef),     \
1396                "free()ed/realloc()ed-away memory was overwritten")
1397 #else
1398 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)      ((void)0)
1399 #endif
1400
1401 Malloc_t
1402 Perl_malloc(register size_t nbytes)
1403 {
1404         register union overhead *p;
1405         register int bucket;
1406         register MEM_SIZE shiftr;
1407
1408 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1409         MEM_SIZE size = nbytes;
1410 #endif
1411
1412         BARK_64K_LIMIT("Allocation",nbytes,nbytes);
1413 #ifdef DEBUGGING
1414         if ((long)nbytes < 0)
1415             croak("%s", "panic: malloc");
1416 #endif
1417
1418         /*
1419          * Convert amount of memory requested into
1420          * closest block size stored in hash buckets
1421          * which satisfies request.  Account for
1422          * space used per block for accounting.
1423          */
1424 #ifdef PACK_MALLOC
1425 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
1426         if (nbytes == 0)
1427             bucket = MIN_BUCKET;
1428         else if (nbytes <= SIZE_TABLE_MAX) {
1429             bucket = bucket_of[(nbytes - 1) >> BUCKET_TABLE_SHIFT];
1430         } else
1431 #  else
1432         if (nbytes == 0)
1433             nbytes = 1;
1434         if (nbytes <= MAX_POW2_ALGO) goto do_shifts;
1435         else
1436 #  endif
1437 #endif
1438         {
1439             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes);
1440             nbytes += M_OVERHEAD;
1441             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
1442 #if defined(PACK_MALLOC) && !defined(SMALL_BUCKET_VIA_TABLE)
1443           do_shifts:
1444 #endif
1445             shiftr = (nbytes - 1) >> START_SHIFT;
1446             bucket = START_SHIFTS_BUCKET;
1447             /* apart from this loop, this is O(1) */
1448             while (shiftr >>= 1)
1449                 bucket += BUCKETS_PER_POW2;
1450         }
1451         MALLOC_LOCK;
1452         /*
1453          * If nothing in hash bucket right now,
1454          * request more memory from the system.
1455          */
1456         if (nextf[bucket] == NULL)
1457                 morecore(bucket);
1458         if ((p = nextf[bucket]) == NULL) {
1459                 MALLOC_UNLOCK;
1460 #ifdef PERL_CORE
1461                 {
1462                     dTHX;
1463                     if (!PL_nomemok) {
1464 #if defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC)
1465                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory!\n");
1466 #else
1467                         char buff[80];
1468                         char *eb = buff + sizeof(buff) - 1;
1469                         char *s = eb;
1470                         size_t n = nbytes;
1471
1472                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory during request for ");
1473 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1474                         n = size;
1475 #endif
1476                         *s = 0;
1477                         do {
1478                             *--s = '0' + (n % 10);
1479                         } while (n /= 10);
1480                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1481                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes, total sbrk() is ");
1482                         s = eb;
1483                         n = goodsbrk + sbrk_slack;
1484                         do {
1485                             *--s = '0' + (n % 10);
1486                         } while (n /= 10);
1487                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1488                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes!\n");
1489 #endif /* defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC) */
1490                         my_exit(1);
1491                     }
1492                 }
1493 #endif
1494                 return (NULL);
1495         }
1496
1497         /* remove from linked list */
1498 #ifdef DEBUGGING
1499         if ( (PTR2UV(p) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1500                                                 /* Can't get this low */
1501              || (p && PTR2UV(p) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1502             dTHX;
1503             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1504                           "Unaligned pointer in the free chain 0x%"UVxf"\n",
1505                           PTR2UV(p));
1506         }
1507         if ( (PTR2UV(p->ov_next) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1508              || (p->ov_next && PTR2UV(p->ov_next) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1509             dTHX;
1510             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1511                           "Unaligned `next' pointer in the free "
1512                           "chain 0x%"UVxf" at 0x%"UVxf"\n",
1513                           PTR2UV(p->ov_next), PTR2UV(p));
1514         }
1515 #endif
1516         nextf[bucket] = p->ov_next;
1517
1518         MALLOC_UNLOCK;
1519
1520         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1521                               "0x%"UVxf": (%05lu) malloc %ld bytes\n",
1522                               PTR2UV((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT)), (unsigned long)(PL_an++),
1523                               (long)size));
1524
1525         FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)(p + CHUNK_SHIFT),
1526                            BUCKET_SIZE_REAL(bucket) + RMAGIC_SZ);
1527
1528 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
1529         if (bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
1530 #endif
1531             OV_MAGIC(p, bucket) = MAGIC;
1532 #ifndef PACK_MALLOC
1533         OV_INDEX(p) = bucket;
1534 #endif
1535 #ifdef RCHECK
1536         /*
1537          * Record allocated size of block and
1538          * bound space with magic numbers.
1539          */
1540         p->ov_rmagic = RMAGIC;
1541         if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
1542             int i;
1543
1544             nbytes = size + M_OVERHEAD;
1545             p->ov_size = nbytes - 1;
1546             if ((i = nbytes & (RMAGIC_SZ-1))) {
1547                 i = RMAGIC_SZ - i;
1548                 while (i--) /* nbytes - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
1549                     ((caddr_t)p + nbytes - RMAGIC_SZ)[i] = RMAGIC_C;
1550             }
1551             /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
1552             nbytes = (nbytes + RMAGIC_SZ - 1) & ~(RMAGIC_SZ - 1);
1553             ((u_int *)((caddr_t)p + nbytes))[-1] = RMAGIC;
1554         }
1555         FILL_FEEDADAD((unsigned char *)(p + CHUNK_SHIFT), size);
1556 #endif
1557         return ((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT));
1558 }
1559
1560 static char *last_sbrk_top;
1561 static char *last_op;                   /* This arena can be easily extended. */
1562 static MEM_SIZE sbrked_remains;
1563
1564 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1565 static int sbrks;
1566 #endif
1567
1568 struct chunk_chain_s {
1569     struct chunk_chain_s *next;
1570     MEM_SIZE size;
1571 };
1572 static struct chunk_chain_s *chunk_chain;
1573 static int n_chunks;
1574 static char max_bucket;
1575
1576 /* Cutoff a piece of one of the chunks in the chain.  Prefer smaller chunk. */
1577 static void *
1578 get_from_chain(MEM_SIZE size)
1579 {
1580     struct chunk_chain_s *elt = chunk_chain, **oldp = &chunk_chain;
1581     struct chunk_chain_s **oldgoodp = NULL;
1582     long min_remain = LONG_MAX;
1583
1584     while (elt) {
1585         if (elt->size >= size) {
1586             long remains = elt->size - size;
1587             if (remains >= 0 && remains < min_remain) {
1588                 oldgoodp = oldp;
1589                 min_remain = remains;
1590             }
1591             if (remains == 0) {
1592                 break;
1593             }
1594         }
1595         oldp = &( elt->next );
1596         elt = elt->next;
1597     }
1598     if (!oldgoodp) return NULL;
1599     if (min_remain) {
1600         void *ret = *oldgoodp;
1601         struct chunk_chain_s *next = (*oldgoodp)->next;
1602
1603         *oldgoodp = (struct chunk_chain_s *)((char*)ret + size);
1604         (*oldgoodp)->size = min_remain;
1605         (*oldgoodp)->next = next;
1606         return ret;
1607     } else {
1608         void *ret = *oldgoodp;
1609         *oldgoodp = (*oldgoodp)->next;
1610         n_chunks--;
1611         return ret;
1612     }
1613 }
1614
1615 static void
1616 add_to_chain(void *p, MEM_SIZE size, MEM_SIZE chip)
1617 {
1618     struct chunk_chain_s *next = chunk_chain;
1619     char *cp = (char*)p;
1620
1621     cp += chip;
1622     chunk_chain = (struct chunk_chain_s *)cp;
1623     chunk_chain->size = size - chip;
1624     chunk_chain->next = next;
1625     n_chunks++;
1626 }
1627
1628 static void *
1629 get_from_bigger_buckets(int bucket, MEM_SIZE size)
1630 {
1631     int price = 1;
1632     static int bucketprice[NBUCKETS];
1633     while (bucket <= max_bucket) {
1634         /* We postpone stealing from bigger buckets until we want it
1635            often enough. */
1636         if (nextf[bucket] && bucketprice[bucket]++ >= price) {
1637             /* Steal it! */
1638             void *ret = (void*)(nextf[bucket] - 1 + CHUNK_SHIFT);
1639             bucketprice[bucket] = 0;
1640             if (((char*)nextf[bucket]) - M_OVERHEAD == last_op) {
1641                 last_op = NULL;         /* Disable optimization */
1642             }
1643             nextf[bucket] = nextf[bucket]->ov_next;
1644 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1645             nmalloc[bucket]--;
1646             start_slack -= M_OVERHEAD;
1647 #endif
1648             add_to_chain(ret, (BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket) +
1649                                POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket)),
1650                          size);
1651             return ret;
1652         }
1653         bucket++;
1654     }
1655     return NULL;
1656 }
1657
1658 static union overhead *
1659 getpages(MEM_SIZE needed, int *nblksp, int bucket)
1660 {
1661     /* Need to do (possibly expensive) system call. Try to
1662        optimize it for rare calling. */
1663     MEM_SIZE require = needed - sbrked_remains;
1664     char *cp;
1665     union overhead *ovp;
1666     MEM_SIZE slack = 0;
1667
1668     if (sbrk_goodness > 0) {
1669         if (!last_sbrk_top && require < FIRST_SBRK)
1670             require = FIRST_SBRK;
1671         else if (require < MIN_SBRK) require = MIN_SBRK;
1672
1673         if (require < goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000)
1674             require = goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000;
1675         require = ((require - 1 + MIN_SBRK) / MIN_SBRK) * MIN_SBRK;
1676     } else {
1677         require = needed;
1678         last_sbrk_top = 0;
1679         sbrked_remains = 0;
1680     }
1681
1682     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1683                           "sbrk(%ld) for %ld-byte-long arena\n",
1684                           (long)require, (long) needed));
1685     cp = (char *)sbrk(require);
1686 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1687     sbrks++;
1688 #endif
1689     if (cp == last_sbrk_top) {
1690         /* Common case, anything is fine. */
1691         sbrk_goodness++;
1692         ovp = (union overhead *) (cp - sbrked_remains);
1693         last_op = cp - sbrked_remains;
1694         sbrked_remains = require - (needed - sbrked_remains);
1695     } else if (cp == (char *)-1) { /* no more room! */
1696         ovp = (union overhead *)emergency_sbrk(needed);
1697         if (ovp == (union overhead *)-1)
1698             return 0;
1699         if (((char*)ovp) > last_op) {   /* Cannot happen with current emergency_sbrk() */
1700             last_op = 0;
1701         }
1702         return ovp;
1703     } else {                    /* Non-continuous or first sbrk(). */
1704         long add = sbrked_remains;
1705         char *newcp;
1706
1707         if (sbrked_remains) {   /* Put rest into chain, we
1708                                    cannot use it right now. */
1709             add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1710                          sbrked_remains, 0);
1711         }
1712
1713         /* Second, check alignment. */
1714         slack = 0;
1715
1716 #if !defined(atarist) && !defined(__MINT__) /* on the atari we dont have to worry about this */
1717 #  ifndef I286  /* The sbrk(0) call on the I286 always returns the next segment */
1718         /* WANTED_ALIGNMENT may be more than NEEDED_ALIGNMENT, but this may
1719            improve performance of memory access. */
1720         if (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1)) { /* Not aligned. */
1721             slack = WANTED_ALIGNMENT - (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1));
1722             add += slack;
1723         }
1724 #  endif
1725 #endif /* !atarist && !MINT */
1726
1727         if (add) {
1728             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1729                                   "sbrk(%ld) to fix non-continuous/off-page sbrk:\n\t%ld for alignement,\t%ld were assumed to come from the tail of the previous sbrk\n",
1730                                   (long)add, (long) slack,
1731                                   (long) sbrked_remains));
1732             newcp = (char *)sbrk(add);
1733 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1734             sbrks++;
1735             sbrk_slack += add;
1736 #endif
1737             if (newcp != cp + require) {
1738                 /* Too bad: even rounding sbrk() is not continuous.*/
1739                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1740                                       "failed to fix bad sbrk()\n"));
1741 #ifdef PACK_MALLOC
1742                 if (slack) {
1743                     MALLOC_UNLOCK;
1744                     fatalcroak("panic: Off-page sbrk\n");
1745                 }
1746 #endif
1747                 if (sbrked_remains) {
1748                     /* Try again. */
1749 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1750                     sbrk_slack += require;
1751 #endif
1752                     require = needed;
1753                     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1754                                           "straight sbrk(%ld)\n",
1755                                           (long)require));
1756                     cp = (char *)sbrk(require);
1757 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1758                     sbrks++;
1759 #endif
1760                     if (cp == (char *)-1)
1761                         return 0;
1762                 }
1763                 sbrk_goodness = -1;     /* Disable optimization!
1764                                    Continue with not-aligned... */
1765             } else {
1766                 cp += slack;
1767                 require += sbrked_remains;
1768             }
1769         }
1770
1771         if (last_sbrk_top) {
1772             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1773         }
1774
1775         ovp = (union overhead *) cp;
1776         /*
1777          * Round up to minimum allocation size boundary
1778          * and deduct from block count to reflect.
1779          */
1780
1781 #  if NEEDED_ALIGNMENT > MEM_ALIGNBYTES
1782         if (PTR2UV(ovp) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1))
1783             fatalcroak("Misalignment of sbrk()\n");
1784         else
1785 #  endif
1786 #ifndef I286    /* Again, this should always be ok on an 80286 */
1787         if (PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1)) {
1788             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1789                                   "fixing sbrk(): %d bytes off machine alignement\n",
1790                                   (int)(PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))));
1791             ovp = INT2PTR(union overhead *,(PTR2UV(ovp) + MEM_ALIGNBYTES) &
1792                                      (MEM_ALIGNBYTES - 1));
1793             (*nblksp)--;
1794 # if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1795             /* This is only approx. if TWO_POT_OPTIMIZE: */
1796             sbrk_slack += (1 << (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT));
1797 # endif
1798         }
1799 #endif
1800         ;                               /* Finish `else' */
1801         sbrked_remains = require - needed;
1802         last_op = cp;
1803     }
1804 #if !defined(PLAIN_MALLOC) && !defined(NO_FANCY_MALLOC)
1805     emergency_buffer_last_req = 0;
1806 #endif
1807     last_sbrk_top = cp + require;
1808 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1809     goodsbrk += require;
1810 #endif
1811     return ovp;
1812 }
1813
1814 static int
1815 getpages_adjacent(MEM_SIZE require)
1816 {
1817     if (require <= sbrked_remains) {
1818         sbrked_remains -= require;
1819     } else {
1820         char *cp;
1821
1822         require -= sbrked_remains;
1823         /* We do not try to optimize sbrks here, we go for place. */
1824         cp = (char*) sbrk(require);
1825 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1826         sbrks++;
1827         goodsbrk += require;
1828 #endif
1829         if (cp == last_sbrk_top) {
1830             sbrked_remains = 0;
1831             last_sbrk_top = cp + require;
1832         } else {
1833             if (cp == (char*)-1) {      /* Out of memory */
1834 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1835                 goodsbrk -= require;
1836 #endif
1837                 return 0;
1838             }
1839             /* Report the failure: */
1840             if (sbrked_remains)
1841                 add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1842                              sbrked_remains, 0);
1843             add_to_chain((void*)cp, require, 0);
1844             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1845             sbrked_remains = 0;
1846             last_sbrk_top = 0;
1847             last_op = 0;
1848             return 0;
1849         }
1850     }
1851
1852     return 1;
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Allocate more memory to the indicated bucket.
1857  */
1858 static void
1859 morecore(register int bucket)
1860 {
1861         register union overhead *ovp;
1862         register int rnu;       /* 2^rnu bytes will be requested */
1863         int nblks;              /* become nblks blocks of the desired size */
1864         register MEM_SIZE siz, needed;
1865         static int were_called = 0;
1866
1867         if (nextf[bucket])
1868                 return;
1869 #ifndef NO_PERL_MALLOC_ENV
1870         if (!were_called) {
1871             /* It's the our first time.  Initialize ourselves */
1872             were_called = 1;    /* Avoid a loop */
1873             if (!MallocCfg[MallocCfg_skip_cfg_env]) {
1874                 char *s = getenv("PERL_MALLOC_OPT"), *t = s, *off;
1875                 const char *opts = PERL_MALLOC_OPT_CHARS;
1876                 int changed = 0;
1877
1878                 while ( t && t[0] && t[1] == '='
1879                         && ((off = strchr(opts, *t))) ) {
1880                     IV val = 0;
1881
1882                     t += 2;
1883                     while (*t <= '9' && *t >= '0')
1884                         val = 10*val + *t++ - '0';
1885                     if (!*t || *t == ';') {
1886                         if (MallocCfg[off - opts] != val)
1887                             changed = 1;
1888                         MallocCfg[off - opts] = val;
1889                         if (*t)
1890                             t++;
1891                     }
1892                 }
1893                 if (t && *t) {
1894                     write2("Unrecognized part of PERL_MALLOC_OPT: `");
1895                     write2(t);
1896                     write2("'\n");
1897                 }
1898                 if (changed)
1899                     MallocCfg[MallocCfg_cfg_env_read] = 1;
1900             }
1901         }
1902 #endif
1903         if (bucket == sizeof(MEM_SIZE)*8*BUCKETS_PER_POW2) {
1904             MALLOC_UNLOCK;
1905             croak("%s", "Out of memory during ridiculously large request");
1906         }
1907         if (bucket > max_bucket)
1908             max_bucket = bucket;
1909
1910         rnu = ( (bucket <= (LOG_OF_MIN_ARENA << BUCKET_POW2_SHIFT))
1911                 ? LOG_OF_MIN_ARENA
1912                 : (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT) );
1913         /* This may be overwritten later: */
1914         nblks = 1 << (rnu - (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT)); /* how many blocks to get */
1915         needed = ((MEM_SIZE)1 << rnu) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket);
1916         if (nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]) { /* 2048b bucket. */
1917             ovp = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT] - 1 + CHUNK_SHIFT;
1918             nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]
1919                 = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]->ov_next;
1920 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1921             nmalloc[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]--;
1922             start_slack -= M_OVERHEAD;
1923 #endif
1924             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1925                                   "stealing %ld bytes from %ld arena\n",
1926                                   (long) needed, (long) rnu << BUCKET_POW2_SHIFT));
1927         } else if (chunk_chain
1928                    && (ovp = (union overhead*) get_from_chain(needed))) {
1929             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1930                                   "stealing %ld bytes from chain\n",
1931                                   (long) needed));
1932         } else if ( (ovp = (union overhead*)
1933                      get_from_bigger_buckets((rnu << BUCKET_POW2_SHIFT) + 1,
1934                                              needed)) ) {
1935             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1936                                   "stealing %ld bytes from bigger buckets\n",
1937                                   (long) needed));
1938         } else if (needed <= sbrked_remains) {
1939             ovp = (union overhead *)(last_sbrk_top - sbrked_remains);
1940             sbrked_remains -= needed;
1941             last_op = (char*)ovp;
1942         } else
1943             ovp = getpages(needed, &nblks, bucket);
1944
1945         if (!ovp)
1946             return;
1947         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)ovp, needed);
1948
1949         /*
1950          * Add new memory allocated to that on
1951          * free list for this hash bucket.
1952          */
1953         siz = BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket); /* No surplus if nblks > 1 */
1954 #ifdef PACK_MALLOC
1955         *(u_char*)ovp = bucket; /* Fill index. */
1956         if (bucket <= MAX_PACKED) {
1957             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1958             nblks = N_BLKS(bucket);
1959 #  ifdef DEBUGGING_MSTATS
1960             start_slack += BLK_SHIFT(bucket);
1961 #  endif
1962         } else if (bucket < LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2) {
1963             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1964             siz -= sizeof(union overhead);
1965         } else ovp++;           /* One chunk per block. */
1966 #endif /* PACK_MALLOC */
1967         nextf[bucket] = ovp;
1968 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1969         nmalloc[bucket] += nblks;
1970         if (bucket > MAX_PACKED) {
1971             start_slack += M_OVERHEAD * nblks;
1972         }
1973 #endif
1974
1975         while (--nblks > 0) {
1976                 ovp->ov_next = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1977                 ovp = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1978         }
1979         /* Not all sbrks return zeroed memory.*/
1980         ovp->ov_next = (union overhead *)NULL;
1981 #ifdef PACK_MALLOC
1982         if (bucket == 7*BUCKETS_PER_POW2) { /* Special case, explanation is above. */
1983             union overhead *n_op = nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next;
1984             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2] =
1985                 (union overhead *)((caddr_t)nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]
1986                                    - sizeof(union overhead));
1987             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next = n_op;
1988         }
1989 #endif /* !PACK_MALLOC */
1990 }
1991
1992 Free_t
1993 Perl_mfree(void *mp)
1994 {
1995         register MEM_SIZE size;
1996         register union overhead *ovp;
1997         char *cp = (char*)mp;
1998 #ifdef PACK_MALLOC
1999         u_char bucket;
2000 #endif
2001
2002         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2003                               "0x%"UVxf": (%05lu) free\n",
2004                               PTR2UV(cp), (unsigned long)(PL_an++)));
2005
2006         if (cp == NULL)
2007                 return;
2008 #ifdef DEBUGGING
2009         if (PTR2UV(cp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
2010             croak("%s", "wrong alignment in free()");
2011 #endif
2012         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
2013                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2014 #ifdef PACK_MALLOC
2015         bucket = OV_INDEX(ovp);
2016 #endif
2017 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
2018         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
2019             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
2020 #else
2021         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
2022 #endif
2023             {
2024                 static int bad_free_warn = -1;
2025                 if (bad_free_warn == -1) {
2026                     dTHX;
2027                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
2028                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
2029                 }
2030                 if (!bad_free_warn)
2031                     return;
2032 #ifdef RCHECK
2033 #ifdef PERL_CORE
2034                 {
2035                     dTHX;
2036                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2037                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s free() ignored (RMAGIC, PERL_CORE)",
2038                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ?
2039                                     "Duplicate" : "Bad");
2040                 }
2041 #else
2042                 warn("%s free() ignored (RMAGIC)",
2043                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "Duplicate" : "Bad");
2044 #endif
2045 #else
2046 #ifdef PERL_CORE
2047                 {
2048                     dTHX;
2049                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2050                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s", "Bad free() ignored (PERL_CORE)");
2051                 }
2052 #else
2053                 warn("%s", "Bad free() ignored");
2054 #endif
2055 #endif
2056                 return;                         /* sanity */
2057             }
2058 #ifdef RCHECK
2059         ASSERT(ovp->ov_rmagic == RMAGIC, "chunk's head overwrite");
2060         if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2061             int i;
2062             MEM_SIZE nbytes = ovp->ov_size + 1;
2063
2064             if ((i = nbytes & (RMAGIC_SZ-1))) {
2065                 i = RMAGIC_SZ - i;
2066                 while (i--) {   /* nbytes - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
2067                     ASSERT(((caddr_t)ovp + nbytes - RMAGIC_SZ)[i] == RMAGIC_C,
2068                            "chunk's tail overwrite");
2069                 }
2070             }
2071             /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
2072             nbytes = (nbytes + (RMAGIC_SZ-1)) & ~(RMAGIC_SZ-1);
2073             ASSERT(((u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes))[-1] == RMAGIC,
2074                    "chunk's tail overwrite");
2075             FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nbytes),
2076                                BUCKET_SIZE(OV_INDEX(ovp)) - nbytes);
2077         }
2078         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)(ovp+CHUNK_SHIFT),
2079                       BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)) + RMAGIC_SZ);
2080         ovp->ov_rmagic = RMAGIC - 1;
2081 #endif
2082         ASSERT(OV_INDEX(ovp) < NBUCKETS, "chunk's head overwrite");
2083         size = OV_INDEX(ovp);
2084
2085         MALLOC_LOCK;
2086         ovp->ov_next = nextf[size];
2087         nextf[size] = ovp;
2088         MALLOC_UNLOCK;
2089 }
2090
2091 /* There is no need to do any locking in realloc (with an exception of
2092    trying to grow in place if we are at the end of the chain).
2093    If somebody calls us from a different thread with the same address,
2094    we are sole anyway.  */
2095
2096 Malloc_t
2097 Perl_realloc(void *mp, size_t nbytes)
2098 {
2099         register MEM_SIZE onb;
2100         union overhead *ovp;
2101         char *res;
2102         int prev_bucket;
2103         register int bucket;
2104         int incr;               /* 1 if does not fit, -1 if "easily" fits in a
2105                                    smaller bucket, otherwise 0.  */
2106         char *cp = (char*)mp;
2107
2108 #if defined(DEBUGGING) || !defined(PERL_CORE)
2109         MEM_SIZE size = nbytes;
2110
2111         if ((long)nbytes < 0)
2112             croak("%s", "panic: realloc");
2113 #endif
2114
2115         BARK_64K_LIMIT("Reallocation",nbytes,size);
2116         if (!cp)
2117                 return Perl_malloc(nbytes);
2118
2119         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
2120                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2121         bucket = OV_INDEX(ovp);
2122
2123 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
2124         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
2125             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
2126 #else
2127         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
2128 #endif
2129             {
2130                 static int bad_free_warn = -1;
2131                 if (bad_free_warn == -1) {
2132                     dTHX;
2133                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
2134                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
2135                 }
2136                 if (!bad_free_warn)
2137                     return Nullch;
2138 #ifdef RCHECK
2139 #ifdef PERL_CORE
2140                 {
2141                     dTHX;
2142                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2143                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%srealloc() %signored",
2144                                     (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2145                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1
2146                                     ? "of freed memory " : "");
2147                 }
2148 #else
2149                 warn2("%srealloc() %signored",
2150                       (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2151                       ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "of freed memory " : "");
2152 #endif
2153 #else
2154 #ifdef PERL_CORE
2155                 {
2156                     dTHX;
2157                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2158                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s",
2159                                     "Bad realloc() ignored");
2160                 }
2161 #else
2162                 warn("%s", "Bad realloc() ignored");
2163 #endif
2164 #endif
2165                 return Nullch;                  /* sanity */
2166             }
2167
2168         onb = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2169         /*
2170          *  avoid the copy if same size block.
2171          *  We are not agressive with boundary cases. Note that it might
2172          *  (for a small number of cases) give false negative if
2173          *  both new size and old one are in the bucket for
2174          *  FIRST_BIG_POW2, but the new one is near the lower end.
2175          *
2176          *  We do not try to go to 1.5 times smaller bucket so far.
2177          */
2178         if (nbytes > onb) incr = 1;
2179         else {
2180 #ifdef DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING
2181             if ( /* This is a little bit pessimal if PACK_MALLOC: */
2182                 nbytes > ( (onb >> 1) - M_OVERHEAD )
2183 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
2184                 || (bucket == FIRST_BIG_POW2 && nbytes >= LAST_SMALL_BOUND )
2185 #  endif
2186                 )
2187 #else  /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2188                 prev_bucket = ( (bucket > MAX_PACKED + 1)
2189                                 ? bucket - BUCKETS_PER_POW2
2190                                 : bucket - 1);
2191              if (nbytes > BUCKET_SIZE_REAL(prev_bucket))
2192 #endif /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2193                  incr = 0;
2194              else incr = -1;
2195         }
2196 #ifdef STRESS_REALLOC
2197         goto hard_way;
2198 #endif
2199         if (incr == 0) {
2200           inplace_label:
2201 #ifdef RCHECK
2202                 /*
2203                  * Record new allocated size of block and
2204                  * bound space with magic numbers.
2205                  */
2206                 if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2207                        int i, nb = ovp->ov_size + 1;
2208
2209                        if ((i = nb & (RMAGIC_SZ-1))) {
2210                            i = RMAGIC_SZ - i;
2211                            while (i--) { /* nb - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
2212                                ASSERT(((caddr_t)ovp + nb - RMAGIC_SZ)[i] == RMAGIC_C, "chunk's tail overwrite");
2213                            }
2214                        }
2215                        /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
2216                        nb = (nb + (RMAGIC_SZ-1)) & ~(RMAGIC_SZ-1);
2217                        ASSERT(((u_int *)((caddr_t)ovp + nb))[-1] == RMAGIC,
2218                               "chunk's tail overwrite");
2219                        FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nb),
2220                                           BUCKET_SIZE(OV_INDEX(ovp)) - nb);
2221                        if (nbytes > ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD)
2222                            FILL_FEEDADAD((unsigned char*)cp + ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD,
2223                                      nbytes - (ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD));
2224                        else
2225                            FILL_DEADBEEF((unsigned char*)cp + nbytes,
2226                                          nb - M_OVERHEAD + RMAGIC_SZ - nbytes);
2227                         /*
2228                          * Convert amount of memory requested into
2229                          * closest block size stored in hash buckets
2230                          * which satisfies request.  Account for
2231                          * space used per block for accounting.
2232                          */
2233                         nbytes += M_OVERHEAD;
2234                         ovp->ov_size = nbytes - 1;
2235                         if ((i = nbytes & (RMAGIC_SZ-1))) {
2236                             i = RMAGIC_SZ - i;
2237                             while (i--) /* nbytes - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
2238                                 ((caddr_t)ovp + nbytes - RMAGIC_SZ)[i]
2239                                     = RMAGIC_C;
2240                         }
2241                         /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
2242                         nbytes = (nbytes + (RMAGIC_SZ-1)) & ~(RMAGIC_SZ - 1);
2243                         ((u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes))[-1] = RMAGIC;
2244                 }
2245 #endif
2246                 res = cp;
2247                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2248                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes inplace\n",
2249                               PTR2UV(res),(unsigned long)(PL_an++),
2250                               (long)size));
2251         } else if (incr == 1 && (cp - M_OVERHEAD == last_op)
2252                    && (onb > (1 << LOG_OF_MIN_ARENA))) {
2253             MEM_SIZE require, newarena = nbytes, pow;
2254             int shiftr;
2255
2256             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(newarena);
2257             newarena = newarena + M_OVERHEAD;
2258             /* newarena = (newarena + 3) &~ 3; */
2259             shiftr = (newarena - 1) >> LOG_OF_MIN_ARENA;
2260             pow = LOG_OF_MIN_ARENA + 1;
2261             /* apart from this loop, this is O(1) */
2262             while (shiftr >>= 1)
2263                 pow++;
2264             newarena = (1 << pow) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(pow * BUCKETS_PER_POW2);
2265             require = newarena - onb - M_OVERHEAD;
2266
2267             MALLOC_LOCK;
2268             if (cp - M_OVERHEAD == last_op /* We *still* are the last chunk */
2269                 && getpages_adjacent(require)) {
2270 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2271                 nmalloc[bucket]--;
2272                 nmalloc[pow * BUCKETS_PER_POW2]++;
2273 #endif
2274                 *(cp - M_OVERHEAD) = pow * BUCKETS_PER_POW2; /* Fill index. */
2275                 MALLOC_UNLOCK;
2276                 goto inplace_label;
2277             } else {
2278                 MALLOC_UNLOCK;
2279                 goto hard_way;
2280             }
2281         } else {
2282           hard_way:
2283             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2284                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes the hard way\n",
2285                               PTR2UV(cp),(unsigned long)(PL_an++),
2286                               (long)size));
2287             if ((res = (char*)Perl_malloc(nbytes)) == NULL)
2288                 return (NULL);
2289             if (cp != res)                      /* common optimization */
2290                 Copy(cp, res, (MEM_SIZE)(nbytes<onb?nbytes:onb), char);
2291             Perl_mfree(cp);
2292         }
2293         return ((Malloc_t)res);
2294 }
2295
2296 Malloc_t
2297 Perl_calloc(register size_t elements, register size_t size)
2298 {
2299     long sz = elements * size;
2300     Malloc_t p = Perl_malloc(sz);
2301
2302     if (p) {
2303         memset((void*)p, 0, sz);
2304     }
2305     return p;
2306 }
2307
2308 char *
2309 Perl_strdup(const char *s)
2310 {
2311     MEM_SIZE l = strlen(s);
2312     char *s1 = (char *)Perl_malloc(l+1);
2313
2314     Copy(s, s1, (MEM_SIZE)(l+1), char);
2315     return s1;
2316 }
2317
2318 #ifdef PERL_CORE
2319 int
2320 Perl_putenv(char *a)
2321 {
2322     /* Sometimes system's putenv conflicts with my_setenv() - this is system
2323        malloc vs Perl's free(). */
2324   dTHX;
2325   char *var;
2326   char *val = a;
2327   MEM_SIZE l;
2328   char buf[80];
2329
2330   while (*val && *val != '=')
2331       val++;
2332   if (!*val)
2333       return -1;
2334   l = val - a;
2335   if (l < sizeof(buf))
2336       var = buf;
2337   else
2338       var = Perl_malloc(l + 1);
2339   Copy(a, var, l, char);
2340   var[l + 1] = 0;
2341   my_setenv(var, val+1);
2342   if (var != buf)
2343       Perl_mfree(var);
2344   return 0;
2345 }
2346 #  endif
2347
2348 MEM_SIZE
2349 Perl_malloced_size(void *p)
2350 {
2351     union overhead *ovp = (union overhead *)
2352         ((caddr_t)p - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2353     int bucket = OV_INDEX(ovp);
2354 #ifdef RCHECK
2355     /* The caller wants to have a complete control over the chunk,
2356        disable the memory checking inside the chunk.  */
2357     if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2358         MEM_SIZE size = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2359         ovp->ov_size = size + M_OVERHEAD - 1;
2360         *((u_int *)((caddr_t)ovp + size + M_OVERHEAD - RMAGIC_SZ)) = RMAGIC;
2361     }
2362 #endif
2363     return BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2364 }
2365
2366 #  ifdef BUCKETS_ROOT2
2367 #    define MIN_EVEN_REPORT 6
2368 #  else
2369 #    define MIN_EVEN_REPORT MIN_BUCKET
2370 #  endif
2371
2372 int
2373 Perl_get_mstats(pTHX_ perl_mstats_t *buf, int buflen, int level)
2374 {
2375 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2376         register int i, j;
2377         register union overhead *p;
2378         struct chunk_chain_s* nextchain;
2379
2380         buf->topbucket = buf->topbucket_ev = buf->topbucket_odd
2381             = buf->totfree = buf->total = buf->total_chain = 0;
2382
2383         buf->minbucket = MIN_BUCKET;
2384         MALLOC_LOCK;
2385         for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2386                 for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++)
2387                         ;
2388                 if (i < buflen) {
2389                     buf->nfree[i] = j;
2390                     buf->ntotal[i] = nmalloc[i];
2391                 }
2392                 buf->totfree += j * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2393                 buf->total += nmalloc[i] * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2394                 if (nmalloc[i]) {
2395                     i % 2 ? (buf->topbucket_odd = i) : (buf->topbucket_ev = i);
2396                     buf->topbucket = i;
2397                 }
2398         }
2399         nextchain = chunk_chain;
2400         while (nextchain) {
2401             buf->total_chain += nextchain->size;
2402             nextchain = nextchain->next;
2403         }
2404         buf->total_sbrk = goodsbrk + sbrk_slack;
2405         buf->sbrks = sbrks;
2406         buf->sbrk_good = sbrk_goodness;
2407         buf->sbrk_slack = sbrk_slack;
2408         buf->start_slack = start_slack;
2409         buf->sbrked_remains = sbrked_remains;
2410         MALLOC_UNLOCK;
2411         buf->nbuckets = NBUCKETS;
2412         if (level) {
2413             for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2414                 if (i >= buflen)
2415                     break;
2416                 buf->bucket_mem_size[i] = BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i);
2417                 buf->bucket_available_size[i] = BUCKET_SIZE_REAL(i);
2418             }
2419         }
2420 #endif  /* defined DEBUGGING_MSTATS */
2421         return 0;               /* XXX unused */
2422 }
2423 /*
2424  * mstats - print out statistics about malloc
2425  *
2426  * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
2427  * for each size category, the second showing the number of mallocs -
2428  * frees for each size category.
2429  */
2430 void
2431 Perl_dump_mstats(pTHX_ char *s)
2432 {
2433 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2434         register int i;
2435         perl_mstats_t buffer;
2436         UV nf[NBUCKETS];
2437         UV nt[NBUCKETS];
2438
2439         buffer.nfree  = nf;
2440         buffer.ntotal = nt;
2441         get_mstats(&buffer, NBUCKETS, 0);
2442
2443         if (s)
2444             PerlIO_printf(Perl_error_log,
2445                           "Memory allocation statistics %s (buckets %"IVdf"(%"IVdf")..%"IVdf"(%"IVdf")\n",
2446                           s,
2447                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(MIN_BUCKET),
2448                           (IV)BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(MIN_BUCKET),
2449                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(buffer.topbucket),
2450                           (IV)BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(buffer.topbucket));
2451         PerlIO_printf(Perl_error_log, "%8"IVdf" free:", buffer.totfree);
2452         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2453                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2454                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2455                                ? " %5"UVuf
2456                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2457                               buffer.nfree[i]);
2458         }
2459 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2460         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2461         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2462                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2463                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2464                                ? " %5"UVuf
2465                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2466                               buffer.nfree[i]);
2467         }
2468 #endif
2469         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n%8"IVdf" used:", buffer.total - buffer.totfree);
2470         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2471                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2472                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2473                                ? " %5"IVdf
2474                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2475                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2476         }
2477 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2478         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2479         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2480                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2481                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2482                                ? " %5"IVdf
2483                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2484                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2485         }
2486 #endif
2487         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\nTotal sbrk(): %"IVdf"/%"IVdf":%"IVdf". Odd ends: pad+heads+chain+tail: %"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf".\n",
2488                       buffer.total_sbrk, buffer.sbrks, buffer.sbrk_good,
2489                       buffer.sbrk_slack, buffer.start_slack,
2490                       buffer.total_chain, buffer.sbrked_remains);
2491 #endif /* DEBUGGING_MSTATS */
2492 }
2493 #endif /* lint */
2494
2495 #ifdef USE_PERL_SBRK
2496
2497 #   if defined(__MACHTEN_PPC__) || defined(NeXT) || defined(__NeXT__) || defined(PURIFY)
2498 #      define PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2499 #   endif
2500
2501 #   ifdef PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2502
2503 /* it may seem schizophrenic to use perl's malloc and let it call system */
2504 /* malloc, the reason for that is only the 3.2 version of the OS that had */
2505 /* frequent core dumps within nxzonefreenolock. This sbrk routine put an */
2506 /* end to the cores */
2507
2508 #      ifndef SYSTEM_ALLOC
2509 #         define SYSTEM_ALLOC(a) malloc(a)
2510 #      endif
2511 #      ifndef SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2512 #         define SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT MEM_ALIGNBYTES
2513 #      endif
2514
2515 #   endif  /* PERL_SBRK_VIA_MALLOC */
2516
2517 static IV Perl_sbrk_oldchunk;
2518 static long Perl_sbrk_oldsize;
2519
2520 #   define PERLSBRK_32_K (1<<15)
2521 #   define PERLSBRK_64_K (1<<16)
2522
2523 Malloc_t
2524 Perl_sbrk(int size)
2525 {
2526     IV got;
2527     int small, reqsize;
2528
2529     if (!size) return 0;
2530 #ifdef PERL_CORE
2531     reqsize = size; /* just for the DEBUG_m statement */
2532 #endif
2533 #ifdef PACK_MALLOC
2534     size = (size + 0x7ff) & ~0x7ff;
2535 #endif
2536     if (size <= Perl_sbrk_oldsize) {
2537         got = Perl_sbrk_oldchunk;
2538         Perl_sbrk_oldchunk += size;
2539         Perl_sbrk_oldsize -= size;
2540     } else {
2541       if (size >= PERLSBRK_32_K) {
2542         small = 0;
2543       } else {
2544         size = PERLSBRK_64_K;
2545         small = 1;
2546       }
2547 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2548       size += NEEDED_ALIGNMENT - SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT;
2549 #  endif
2550       got = (IV)SYSTEM_ALLOC(size);
2551 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2552       got = (got + NEEDED_ALIGNMENT - 1) & ~(NEEDED_ALIGNMENT - 1);
2553 #  endif
2554       if (small) {
2555         /* Chunk is small, register the rest for future allocs. */
2556         Perl_sbrk_oldchunk = got + reqsize;
2557         Perl_sbrk_oldsize = size - reqsize;
2558       }
2559     }
2560
2561     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log, "sbrk malloc size %ld (reqsize %ld), left size %ld, give addr 0x%"UVxf"\n",
2562                     size, reqsize, Perl_sbrk_oldsize, PTR2UV(got)));
2563
2564     return (void *)got;
2565 }
2566
2567 #endif /* ! defined USE_PERL_SBRK */