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 #endif
 570         struct {
 571 /*
 572  * Keep the ovu_index and ovu_magic in this order, having a char
 573  * field first gives alignment indigestion in some systems, such as
 574  * MachTen.
 575  */
 576                 u_char  ovu_index;      /* bucket # */
 577                 u_char  ovu_magic;      /* magic number */
 578 #ifdef RCHECK
 579                 u_short ovu_size;       /* block size (requested + overhead - 1) */
 580                 u_int   ovu_rmagic;     /* range magic number */
 581 #endif
 582         } ovu;
 583 #define ov_magic        ovu.ovu_magic
 584 #define ov_index        ovu.ovu_index
 585 #define ov_size         ovu.ovu_size
 586 #define ov_rmagic       ovu.ovu_rmagic
 587 };
 588
 589 #define MAGIC           0xff            /* magic # on accounting info */
 590 #define RMAGIC          0x55555555      /* magic # on range info */
 591 #define RMAGIC_C        0x55            /* magic # on range info */
 592
 593 #ifdef RCHECK
 594 #  define       RSLOP           sizeof (u_int)
 595 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 596 #    define MAX_SHORT_BUCKET (12 * BUCKETS_PER_POW2) /* size-1 fits in short */
 597 #  else
 598 #    define MAX_SHORT_BUCKET (13 * BUCKETS_PER_POW2)
 599 #  endif
 600 #else
 601 #  define       RSLOP           0
 602 #endif
 603
 604 #if !defined(PACK_MALLOC) && defined(BUCKETS_ROOT2)
 605 #  undef BUCKETS_ROOT2
 606 #endif
 607
 608 #ifdef BUCKETS_ROOT2
 609 #  define BUCKET_TABLE_SHIFT 2
 610 #  define BUCKET_POW2_SHIFT 1
 611 #  define BUCKETS_PER_POW2 2
 612 #else
 613 #  define BUCKET_TABLE_SHIFT MIN_BUC_POW2
 614 #  define BUCKET_POW2_SHIFT 0
 615 #  define BUCKETS_PER_POW2 1
 616 #endif
 617
 618 #if !defined(MEM_ALIGNBYTES) || ((MEM_ALIGNBYTES > 4) && !defined(STRICT_ALIGNMENT))
 619 /* Figure out the alignment of void*. */
 620 struct aligner {
 621   char c;
 622   void *p;
 623 };
 624 #  define ALIGN_SMALL ((int)((caddr_t)&(((struct aligner*)0)->p)))
 625 #else
 626 #  define ALIGN_SMALL MEM_ALIGNBYTES
 627 #endif
 628
 629 #define IF_ALIGN_8(yes,no)      ((ALIGN_SMALL>4) ? (yes) : (no))
 630
 631 #ifdef BUCKETS_ROOT2
 632 #  define MAX_BUCKET_BY_TABLE 13
 633 static u_short buck_size[MAX_BUCKET_BY_TABLE + 1] =
 634   {
 635       0, 0, 0, 0, 4, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80,
 636   };
 637 #  define BUCKET_SIZE(i) ((i) % 2 ? buck_size[i] : (1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT)))
 638 #  define BUCKET_SIZE_REAL(i) ((i) <= MAX_BUCKET_BY_TABLE               \
 639                                ? buck_size[i]                           \
 640                                : ((1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT))     \
 641                                   - MEM_OVERHEAD(i)                     \
 642                                   + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(i)))
 643 #else
 644 #  define BUCKET_SIZE(i) (1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT))
 645 #  define BUCKET_SIZE_REAL(i) (BUCKET_SIZE(i) - MEM_OVERHEAD(i) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(i))
 646 #endif
 647
 648
 649 #ifdef PACK_MALLOC
 650 /* In this case there are several possible layout of arenas depending
 651  * on the size.  Arenas are of sizes multiple to 2K, 2K-aligned, and
 652  * have a size close to a power of 2.
 653  *
 654  * Arenas of the size >= 4K keep one chunk only.  Arenas of size 2K
 655  * may keep one chunk or multiple chunks.  Here are the possible
 656  * layouts of arenas:
 657  *
 658  *      # One chunk only, chunksize 2^k + SOMETHING - ALIGN, k >= 11
 659  *
 660  * INDEX MAGIC1 UNUSED CHUNK1
 661  *
 662  *      # Multichunk with sanity checking and chunksize 2^k-ALIGN, k>7
 663  *
 664  * INDEX MAGIC1 MAGIC2 MAGIC3 UNUSED CHUNK1 CHUNK2 CHUNK3 ...
 665  *
 666  *      # Multichunk with sanity checking and size 2^k-ALIGN, k=7
 667  *
 668  * INDEX MAGIC1 MAGIC2 MAGIC3 UNUSED CHUNK1 UNUSED CHUNK2 CHUNK3 ...
 669  *
 670  *      # Multichunk with sanity checking and size up to 80
 671  *
 672  * INDEX UNUSED MAGIC1 UNUSED MAGIC2 UNUSED ... CHUNK1 CHUNK2 CHUNK3 ...
 673  *
 674  *      # No sanity check (usually up to 48=byte-long buckets)
 675  * INDEX UNUSED CHUNK1 CHUNK2 ...
 676  *
 677  * Above INDEX and MAGIC are one-byte-long.  Sizes of UNUSED are
 678  * appropriate to keep algorithms simple and memory aligned.  INDEX
 679  * encodes the size of the chunk, while MAGICn encodes state (used,
 680  * free or non-managed-by-us-so-it-indicates-a-bug) of CHUNKn.  MAGIC
 681  * is used for sanity checking purposes only.  SOMETHING is 0 or 4K
 682  * (to make size of big CHUNK accomodate allocations for powers of two
 683  * better).
 684  *
 685  * [There is no need to alignment between chunks, since C rules ensure
 686  *  that structs which need 2^k alignment have sizeof which is
 687  *  divisible by 2^k.  Thus as far as the last chunk is aligned at the
 688  *  end of the arena, and 2K-alignment does not contradict things,
 689  *  everything is going to be OK for sizes of chunks 2^n and 2^n +
 690  *  2^k.  Say, 80-bit buckets will be 16-bit aligned, and as far as we
 691  *  put allocations for requests in 65..80 range, all is fine.
 692  *
 693  *  Note, however, that standard malloc() puts more strict
 694  *  requirements than the above C rules.  Moreover, our algorithms of
 695  *  realloc() may break this idyll, but we suppose that realloc() does
 696  *  need not change alignment.]
 697  *
 698  * Is very important to make calculation of the offset of MAGICm as
 699  * quick as possible, since it is done on each malloc()/free().  In
 700  * fact it is so quick that it has quite little effect on the speed of
 701  * doing malloc()/free().  [By default] We forego such calculations
 702  * for small chunks, but only to save extra 3% of memory, not because
 703  * of speed considerations.
 704  *
 705  * Here is the algorithm [which is the same for all the allocations
 706  * schemes above], see OV_MAGIC(block,bucket).  Let OFFSETm be the
 707  * offset of the CHUNKm from the start of ARENA.  Then offset of
 708  * MAGICm is (OFFSET1 >> SHIFT) + ADDOFFSET.  Here SHIFT and ADDOFFSET
 709  * are numbers which depend on the size of the chunks only.
 710  *
 711  * Let as check some sanity conditions.  Numbers OFFSETm>>SHIFT are
 712  * different for all the chunks in the arena if 2^SHIFT is not greater
 713  * than size of the chunks in the arena.  MAGIC1 will not overwrite
 714  * INDEX provided ADDOFFSET is >0 if OFFSET1 < 2^SHIFT.  MAGIClast
 715  * will not overwrite CHUNK1 if OFFSET1 > (OFFSETlast >> SHIFT) +
 716  * ADDOFFSET.
 717  *
 718  * Make SHIFT the maximal possible (there is no point in making it
 719  * smaller).  Since OFFSETlast is 2K - CHUNKSIZE, above restrictions
 720  * give restrictions on OFFSET1 and on ADDOFFSET.
 721  *
 722  * In particular, for chunks of size 2^k with k>=6 we can put
 723  * ADDOFFSET to be from 0 to 2^k - 2^(11-k), and have
 724  * OFFSET1==chunksize.  For chunks of size 80 OFFSET1 of 2K%80=48 is
 725  * large enough to have ADDOFFSET between 1 and 16 (similarly for 96,
 726  * when ADDOFFSET should be 1).  In particular, keeping MAGICs for
 727  * these sizes gives no additional size penalty.
 728  *
 729  * However, for chunks of size 2^k with k<=5 this gives OFFSET1 >=
 730  * ADDOFSET + 2^(11-k).  Keeping ADDOFFSET 0 allows for 2^(11-k)-2^(11-2k)
 731  * chunks per arena.  This is smaller than 2^(11-k) - 1 which are
 732  * needed if no MAGIC is kept.  [In fact, having a negative ADDOFFSET
 733  * would allow for slightly more buckets per arena for k=2,3.]
 734  *
 735  * Similarly, for chunks of size 3/2*2^k with k<=5 MAGICs would span
 736  * the area up to 2^(11-k)+ADDOFFSET.  For k=4 this give optimal
 737  * ADDOFFSET as -7..0.  For k=3 ADDOFFSET can go up to 4 (with tiny
 738  * savings for negative ADDOFFSET).  For k=5 ADDOFFSET can go -1..16
 739  * (with no savings for negative values).
 740  *
 741  * In particular, keeping ADDOFFSET 0 for sizes of chunks up to 2^6
 742  * leads to tiny pessimizations in case of sizes 4, 8, 12, 24, and
 743  * leads to no contradictions except for size=80 (or 96.)
 744  *
 745  * However, it also makes sense to keep no magic for sizes 48 or less.
 746  * This is what we do.  In this case one needs ADDOFFSET>=1 also for
 747  * chunksizes 12, 24, and 48, unless one gets one less chunk per
 748  * arena.
 749  *
 750  * The algo of OV_MAGIC(block,bucket) keeps ADDOFFSET 0 until
 751  * chunksize of 64, then makes it 1.
 752  *
 753  * This allows for an additional optimization: the above scheme leads
 754  * to giant overheads for sizes 128 or more (one whole chunk needs to
 755  * be sacrifised to keep INDEX).  Instead we use chunks not of size
 756  * 2^k, but of size 2^k-ALIGN.  If we pack these chunks at the end of
 757  * the arena, then the beginnings are still in different 2^k-long
 758  * sections of the arena if k>=7 for ALIGN==4, and k>=8 if ALIGN=8.
 759  * Thus for k>7 the above algo of calculating the offset of the magic
 760  * will still give different answers for different chunks.  And to
 761  * avoid the overrun of MAGIC1 into INDEX, one needs ADDOFFSET of >=1.
 762  * In the case k=7 we just move the first chunk an extra ALIGN
 763  * backward inside the ARENA (this is done once per arena lifetime,
 764  * thus is not a big overhead).  */
 765 #  define MAX_PACKED_POW2 6
 766 #  define MAX_PACKED (MAX_PACKED_POW2 * BUCKETS_PER_POW2 + BUCKET_POW2_SHIFT)
 767 #  define MAX_POW2_ALGO ((1<<(MAX_PACKED_POW2 + 1)) - M_OVERHEAD)
 768 #  define TWOK_MASK ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - 1)
 769 #  define TWOK_MASKED(x) (PTR2UV(x) & ~TWOK_MASK)
 770 #  define TWOK_SHIFT(x) (PTR2UV(x) & TWOK_MASK)
 771 #  define OV_INDEXp(block) (INT2PTR(u_char*,TWOK_MASKED(block)))
 772 #  define OV_INDEX(block) (*OV_INDEXp(block))
 773 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (*(OV_INDEXp(block) +                  \
 774                                     (TWOK_SHIFT(block)>>                \
 775                                      (bucket>>BUCKET_POW2_SHIFT)) +     \
 776                                     (bucket >= MIN_NEEDS_SHIFT ? 1 : 0)))
 777     /* A bucket can have a shift smaller than it size, we need to
 778        shift its magic number so it will not overwrite index: */
 779 #  ifdef BUCKETS_ROOT2
 780 #    define MIN_NEEDS_SHIFT (7*BUCKETS_PER_POW2 - 1) /* Shift 80 greater than chunk 64. */
 781 #  else
 782 #    define MIN_NEEDS_SHIFT (7*BUCKETS_PER_POW2) /* Shift 128 greater than chunk 32. */
 783 #  endif
 784 #  define CHUNK_SHIFT 0
 785
 786 /* Number of active buckets of given ordinal. */
 787 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 788 #define FIRST_BUCKET_WITH_CHECK (6 * BUCKETS_PER_POW2) /* 64 */
 789 #  define N_BLKS(bucket) ( (bucket) < FIRST_BUCKET_WITH_CHECK           \
 790                          ? ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - 1)/BUCKET_SIZE(bucket) \
 791                          : n_blks[bucket] )
 792 #else
 793 #  define N_BLKS(bucket) n_blks[bucket]
 794 #endif
 795
 796 static u_short n_blks[LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2] =
 797   {
 798 #  if BUCKETS_PER_POW2==1
 799       0, 0,
 800       (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0),
 801       224, 120, 62, 31, 16, 8, 4, 2
 802 #  else
 803       0, 0, 0, 0,
 804       (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0), (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0), /* 4, 4 */
 805       224, 149, 120, 80, 62, 41, 31, 25, 16, 16, 8, 8, 4, 4, 2, 2
 806 #  endif
 807   };
 808
 809 /* Shift of the first bucket with the given ordinal inside 2K chunk. */
 810 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 811 #  define BLK_SHIFT(bucket) ( (bucket) < FIRST_BUCKET_WITH_CHECK        \
 812                               ? ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA)                  \
 813                                  - BUCKET_SIZE(bucket) * N_BLKS(bucket)) \
 814                               : blk_shift[bucket])
 815 #else
 816 #  define BLK_SHIFT(bucket) blk_shift[bucket]
 817 #endif
 818
 819 static u_short blk_shift[LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2] =
 820   {
 821 #  if BUCKETS_PER_POW2==1
 822       0, 0,
 823       (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0),
 824       256, 128, 64, 64,                 /* 8 to 64 */
 825       16*sizeof(union overhead),
 826       8*sizeof(union overhead),
 827       4*sizeof(union overhead),
 828       2*sizeof(union overhead),
 829 #  else
 830       0, 0, 0, 0,
 831       (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0), (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0),
 832       256, 260, 128, 128, 64, 80, 64, 48, /* 8 to 96 */
 833       16*sizeof(union overhead), 16*sizeof(union overhead),
 834       8*sizeof(union overhead), 8*sizeof(union overhead),
 835       4*sizeof(union overhead), 4*sizeof(union overhead),
 836       2*sizeof(union overhead), 2*sizeof(union overhead),
 837 #  endif
 838   };
 839
 840 #  define NEEDED_ALIGNMENT 0x800        /* 2k boundaries */
 841 #  define WANTED_ALIGNMENT 0x800        /* 2k boundaries */
 842
 843 #else  /* !PACK_MALLOC */
 844
 845 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (block)->ov_magic
 846 #  define OV_INDEX(block) (block)->ov_index
 847 #  define CHUNK_SHIFT 1
 848 #  define MAX_PACKED -1
 849 #  define NEEDED_ALIGNMENT MEM_ALIGNBYTES
 850 #  define WANTED_ALIGNMENT 0x400        /* 1k boundaries */
 851
 852 #endif /* !PACK_MALLOC */
 853
 854 #define M_OVERHEAD (sizeof(union overhead) + RSLOP)
 855
 856 #ifdef PACK_MALLOC
 857 #  define MEM_OVERHEAD(bucket) \
 858   (bucket <= MAX_PACKED ? 0 : M_OVERHEAD)
 859 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 860 #    define START_SHIFTS_BUCKET ((MAX_PACKED_POW2 + 1) * BUCKETS_PER_POW2)
 861 #    define START_SHIFT MAX_PACKED_POW2
 862 #    ifdef BUCKETS_ROOT2                /* Chunks of size 3*2^n. */
 863 #      define SIZE_TABLE_MAX 80
 864 #    else
 865 #      define SIZE_TABLE_MAX 64
 866 #    endif
 867 static char bucket_of[] =
 868   {
 869 #    ifdef BUCKETS_ROOT2                /* Chunks of size 3*2^n. */
 870       /* 0 to 15 in 4-byte increments. */
 871       (sizeof(void*) > 4 ? 6 : 5),      /* 4/8, 5-th bucket for better reports */
 872       6,                                /* 8 */
 873       IF_ALIGN_8(8,7), 8,               /* 16/12, 16 */
 874       9, 9, 10, 10,                     /* 24, 32 */
 875       11, 11, 11, 11,                   /* 48 */
 876       12, 12, 12, 12,                   /* 64 */
 877       13, 13, 13, 13,                   /* 80 */
 878       13, 13, 13, 13                    /* 80 */
 879 #    else /* !BUCKETS_ROOT2 */
 880       /* 0 to 15 in 4-byte increments. */
 881       (sizeof(void*) > 4 ? 3 : 2),
 882       3,
 883       4, 4,
 884       5, 5, 5, 5,
 885       6, 6, 6, 6,
 886       6, 6, 6, 6
 887 #    endif /* !BUCKETS_ROOT2 */
 888   };
 889 #  else  /* !SMALL_BUCKET_VIA_TABLE */
 890 #    define START_SHIFTS_BUCKET MIN_BUCKET
 891 #    define START_SHIFT (MIN_BUC_POW2 - 1)
 892 #  endif /* !SMALL_BUCKET_VIA_TABLE */
 893 #else  /* !PACK_MALLOC */
 894 #  define MEM_OVERHEAD(bucket) M_OVERHEAD
 895 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 896 #    undef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 897 #  endif
 898 #  define START_SHIFTS_BUCKET MIN_BUCKET
 899 #  define START_SHIFT (MIN_BUC_POW2 - 1)
 900 #endif /* !PACK_MALLOC */
 901
 902 /*
 903  * Big allocations are often of the size 2^n bytes. To make them a
 904  * little bit better, make blocks of size 2^n+pagesize for big n.
 905  */
 906
 907 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 908
 909 #  ifndef PERL_PAGESIZE
 910 #    define PERL_PAGESIZE 4096
 911 #  endif
 912 #  ifndef FIRST_BIG_POW2
 913 #    define FIRST_BIG_POW2 15   /* 32K, 16K is used too often. */
 914 #  endif
 915 #  define FIRST_BIG_BLOCK (1<<FIRST_BIG_POW2)
 916 /* If this value or more, check against bigger blocks. */
 917 #  define FIRST_BIG_BOUND (FIRST_BIG_BLOCK - M_OVERHEAD)
 918 /* If less than this value, goes into 2^n-overhead-block. */
 919 #  define LAST_SMALL_BOUND ((FIRST_BIG_BLOCK>>1) - M_OVERHEAD)
 920
 921 #  define POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes)                          \
 922    ((nbytes >= FIRST_BIG_BOUND) ? nbytes -= PERL_PAGESIZE : 0)
 923 #  define POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket)                         \
 924    ((bucket >= FIRST_BIG_POW2 * BUCKETS_PER_POW2) ? PERL_PAGESIZE : 0)
 925
 926 #else  /* !TWO_POT_OPTIMIZE */
 927 #  define POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes)
 928 #  define POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket) 0
 929 #endif /* !TWO_POT_OPTIMIZE */
 930
 931 #if defined(HAS_64K_LIMIT) && defined(PERL_CORE)
 932 #  define BARK_64K_LIMIT(what,nbytes,size)                              \
 933         if (nbytes > 0xffff) {                                          \
 934                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),                          \
 935                               "%s too large: %lx\n", what, size);       \
 936                 my_exit(1);                                             \
 937         }
 938 #else /* !HAS_64K_LIMIT || !PERL_CORE */
 939 #  define BARK_64K_LIMIT(what,nbytes,size)
 940 #endif /* !HAS_64K_LIMIT || !PERL_CORE */
 941
 942 #ifndef MIN_SBRK
 943 #  define MIN_SBRK 2048
 944 #endif
 945
 946 #ifndef FIRST_SBRK
 947 #  define FIRST_SBRK (48*1024)
 948 #endif
 949
 950 /* Minimal sbrk in percents of what is already alloced. */
 951 #ifndef MIN_SBRK_FRAC
 952 #  define MIN_SBRK_FRAC 3
 953 #endif
 954
 955 #ifndef SBRK_ALLOW_FAILURES
 956 #  define SBRK_ALLOW_FAILURES 3
 957 #endif
 958
 959 #ifndef SBRK_FAILURE_PRICE
 960 #  define SBRK_FAILURE_PRICE 50
 961 #endif
 962
 963 static void     morecore        (register int bucket);
 964 #  if defined(DEBUGGING)
 965 static void     botch           (char *diag, char *s, char *file, int line);
 966 #  endif
 967 static void     add_to_chain    (void *p, MEM_SIZE size, MEM_SIZE chip);
 968 static void*    get_from_chain  (MEM_SIZE size);
 969 static void*    get_from_bigger_buckets(int bucket, MEM_SIZE size);
 970 static union overhead *getpages (MEM_SIZE needed, int *nblksp, int bucket);
 971 static int      getpages_adjacent(MEM_SIZE require);
 972
 973 #ifdef PERL_CORE
 974
 975 #ifdef I_MACH_CTHREADS
 976 #  undef  MUTEX_LOCK
 977 #  define MUTEX_LOCK(m)   STMT_START { if (*m) mutex_lock(*m);   } STMT_END
 978 #  undef  MUTEX_UNLOCK
 979 #  define MUTEX_UNLOCK(m) STMT_START { if (*m) mutex_unlock(*m); } STMT_END
 980 #endif
 981
 982 #endif  /* defined PERL_CORE */
 983
 984 #ifndef PTRSIZE
 985 #  define PTRSIZE       sizeof(void*)
 986 #endif
 987
 988 #ifndef BITS_IN_PTR
 989 #  define BITS_IN_PTR (8*PTRSIZE)
 990 #endif
 991
 992 /*
 993  * nextf[i] is the pointer to the next free block of size 2^i.  The
 994  * smallest allocatable block is 8 bytes.  The overhead information
 995  * precedes the data area returned to the user.
 996  */
 997 #define NBUCKETS (BITS_IN_PTR*BUCKETS_PER_POW2 + 1)
 998 static  union overhead *nextf[NBUCKETS];
 999
1000 #if defined(PURIFY) && !defined(USE_PERL_SBRK)
1001 #  define USE_PERL_SBRK
1002 #endif
1003
1004 #ifdef USE_PERL_SBRK
1005 # define sbrk(a) Perl_sbrk(a)
1006 Malloc_t Perl_sbrk (int size);
1007 #else
1008 # ifndef HAS_SBRK_PROTO /* <unistd.h> usually takes care of this */
1009 extern  Malloc_t sbrk(int);
1010 # endif
1011 #endif
1012
1013 #ifndef MIN_SBRK_FRAC1000       /* Backward compatibility */
1014 #  define MIN_SBRK_FRAC1000     (MIN_SBRK_FRAC * 10)
1015 #endif
1016
1017 #ifndef START_EXTERN_C
1018 #  ifdef __cplusplus
1019 #    define START_EXTERN_C      extern "C" {
1020 #  else
1021 #    define START_EXTERN_C
1022 #  endif
1023 #endif
1024
1025 #ifndef END_EXTERN_C
1026 #  ifdef __cplusplus
1027 #    define END_EXTERN_C                };
1028 #  else
1029 #    define END_EXTERN_C
1030 #  endif
1031 #endif
1032
1033 #include "malloc_ctl.h"
1034
1035 #ifndef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1036 #  define PERL_MALLOC_OPT_CHARS "FMfAPGdac"
1037
1038 static IV MallocCfg[MallocCfg_last] = {
1039   FIRST_SBRK,
1040   MIN_SBRK,
1041   MIN_SBRK_FRAC,
1042   SBRK_ALLOW_FAILURES,
1043   SBRK_FAILURE_PRICE,
1044   SBRK_ALLOW_FAILURES * SBRK_FAILURE_PRICE,     /* sbrk_goodness */
1045   1,                    /* FILL_DEAD */
1046   1,                    /* FILL_ALIVE */
1047   1,                    /* FILL_CHECK */
1048   0,                    /* MallocCfg_skip_cfg_env */
1049   0,                    /* MallocCfg_cfg_env_read */
1050   0,                    /* MallocCfg_emergency_buffer_size */
1051   0,                    /* MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size */
1052   0                     /* MallocCfg_emergency_buffer_last_req */
1053 };
1054 IV *MallocCfg_ptr = MallocCfg;
1055
1056 #  undef MIN_SBRK
1057 #  undef FIRST_SBRK
1058 #  undef MIN_SBRK_FRAC1000
1059 #  undef SBRK_ALLOW_FAILURES
1060 #  undef SBRK_FAILURE_PRICE
1061
1062 #  define MIN_SBRK              MallocCfg[MallocCfg_MIN_SBRK]
1063 #  define FIRST_SBRK            MallocCfg[MallocCfg_FIRST_SBRK]
1064 #  define MIN_SBRK_FRAC1000     MallocCfg[MallocCfg_MIN_SBRK_FRAC1000]
1065 #  define SBRK_ALLOW_FAILURES   MallocCfg[MallocCfg_SBRK_ALLOW_FAILURES]
1066 #  define SBRK_FAILURE_PRICE    MallocCfg[MallocCfg_SBRK_FAILURE_PRICE]
1067
1068 #  define sbrk_goodness         MallocCfg[MallocCfg_sbrk_goodness]
1069
1070 #  define emergency_buffer_size MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_size]
1071 #  define emergency_buffer_last_req     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_last_req]
1072
1073 #  define FILL_DEAD             MallocCfg[MallocCfg_filldead]
1074 #  define FILL_ALIVE            MallocCfg[MallocCfg_fillalive]
1075 #  define FILL_CHECK_CFG        MallocCfg[MallocCfg_fillcheck]
1076 #  define FILL_CHECK            (FILL_DEAD && FILL_CHECK_CFG)
1077
1078 #else   /* defined(NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG) */
1079
1080 #  define FILL_DEAD     1
1081 #  define FILL_ALIVE    1
1082 #  define FILL_CHECK    1
1083 static int sbrk_goodness = SBRK_ALLOW_FAILURES * SBRK_FAILURE_PRICE;
1084
1085 #  define NO_PERL_MALLOC_ENV
1086
1087 #endif
1088
1089 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1090 /*
1091  * nmalloc[i] is the difference between the number of mallocs and frees
1092  * for a given block size.
1093  */
1094 static  u_int nmalloc[NBUCKETS];
1095 static  u_int sbrk_slack;
1096 static  u_int start_slack;
1097 #else   /* !( defined DEBUGGING_MSTATS ) */
1098 #  define sbrk_slack    0
1099 #endif
1100
1101 static  u_int goodsbrk;
1102
1103 #ifdef PERL_EMERGENCY_SBRK
1104
1105 #  ifndef BIG_SIZE
1106 #    define BIG_SIZE (1<<16)            /* 64K */
1107 #  endif
1108
1109 static char *emergency_buffer;
1110 static char *emergency_buffer_prepared;
1111
1112 #  ifdef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1113 static MEM_SIZE emergency_buffer_size;
1114         /* 0 if the last request for more memory succeeded.
1115            Otherwise the size of the failing request. */
1116 static MEM_SIZE emergency_buffer_last_req;
1117 #  endif
1118
1119 #  ifndef emergency_sbrk_croak
1120 #    define emergency_sbrk_croak        croak2
1121 #  endif
1122
1123 #  ifdef PERL_CORE
1124 static char *
1125 perl_get_emergency_buffer(IV *size)
1126 {
1127     dTHX;
1128     /* First offense, give a possibility to recover by dieing. */
1129     /* No malloc involved here: */
1130     GV **gvp = (GV**)hv_fetch(PL_defstash, "^M", 2, 0);
1131     SV *sv;
1132     char *pv;
1133     STRLEN n_a;
1134
1135     if (!gvp) gvp = (GV**)hv_fetch(PL_defstash, "\015", 1, 0);
1136     if (!gvp || !(sv = GvSV(*gvp)) || !SvPOK(sv)
1137         || (SvLEN(sv) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - M_OVERHEAD))
1138         return NULL;            /* Now die die die... */
1139     /* Got it, now detach SvPV: */
1140     pv = SvPV(sv, n_a);
1141     /* Check alignment: */
1142     if ((PTR2UV(pv) - sizeof(union overhead)) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1)) {
1143         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Bad alignment of $^M!\n");
1144         return NULL;            /* die die die */
1145     }
1146
1147     SvPOK_off(sv);
1148     SvPVX(sv) = Nullch;
1149     SvCUR(sv) = SvLEN(sv) = 0;
1150     *size = malloced_size(pv) + M_OVERHEAD;
1151     return pv - sizeof(union overhead);
1152 }
1153 #    define PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(p)        perl_get_emergency_buffer(p)
1154 #  else
1155 #    define PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(p)        NULL
1156 #  endif        /* defined PERL_CORE */
1157
1158 #  ifndef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1159 static char *
1160 get_emergency_buffer(IV *size)
1161 {
1162     char *pv = emergency_buffer_prepared;
1163
1164     *size = MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size];
1165     emergency_buffer_prepared = 0;
1166     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size] = 0;
1167     return pv;
1168 }
1169
1170 /* Returns 0 on success, -1 on bad alignment, -2 if not implemented */
1171 int
1172 set_emergency_buffer(char *b, IV size)
1173 {
1174     if (PTR2UV(b) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1))
1175         return -1;
1176     if (MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size])
1177         add_to_chain((void*)emergency_buffer_prepared,
1178                      MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size], 0);
1179     emergency_buffer_prepared = b;
1180     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size] = size;
1181     return 0;
1182 }
1183 #    define GET_EMERGENCY_BUFFER(p)     get_emergency_buffer(p)
1184 #  else         /* NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG */
1185 #    define GET_EMERGENCY_BUFFER(p)     NULL
1186 int
1187 set_emergency_buffer(char *b, IV size)
1188 {
1189     return -1;
1190 }
1191 #  endif
1192
1193 static Malloc_t
1194 emergency_sbrk(MEM_SIZE size)
1195 {
1196     MEM_SIZE rsize = (((size - 1)>>LOG_OF_MIN_ARENA) + 1)<<LOG_OF_MIN_ARENA;
1197
1198     if (size >= BIG_SIZE
1199         && (!emergency_buffer_last_req || (size < emergency_buffer_last_req))) {
1200         /* Give the possibility to recover, but avoid an infinite cycle. */
1201         MALLOC_UNLOCK;
1202         emergency_buffer_last_req = size;
1203         emergency_sbrk_croak("Out of memory during \"large\" request for %"UVuf" bytes, total sbrk() is %"UVuf" bytes", (UV)size, (UV)(goodsbrk + sbrk_slack));
1204     }
1205
1206     if (emergency_buffer_size >= rsize) {
1207         char *old = emergency_buffer;
1208
1209         emergency_buffer_size -= rsize;
1210         emergency_buffer += rsize;
1211         return old;
1212     } else {
1213         /* First offense, give a possibility to recover by dieing. */
1214         /* No malloc involved here: */
1215         IV Size;
1216         char *pv = GET_EMERGENCY_BUFFER(&Size);
1217         int have = 0;
1218
1219         if (emergency_buffer_size) {
1220             add_to_chain(emergency_buffer, emergency_buffer_size, 0);
1221             emergency_buffer_size = 0;
1222             emergency_buffer = Nullch;
1223             have = 1;
1224         }
1225
1226         if (!pv)
1227             pv = PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(&Size);
1228         if (!pv) {
1229             if (have)
1230                 goto do_croak;
1231             return (char *)-1;          /* Now die die die... */
1232         }
1233
1234         /* Check alignment: */
1235         if (PTR2UV(pv) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1)) {
1236             dTHX;
1237
1238             PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Bad alignment of $^M!\n");
1239             return (char *)-1;          /* die die die */
1240         }
1241
1242         emergency_buffer = pv;
1243         emergency_buffer_size = Size;
1244     }
1245   do_croak:
1246     MALLOC_UNLOCK;
1247     emergency_sbrk_croak("Out of memory during request for %"UVuf" bytes, total sbrk() is %"UVuf" bytes", (UV)size, (UV)(goodsbrk + sbrk_slack));
1248     /* NOTREACHED */
1249     return Nullch;
1250 }
1251
1252 #else /*  !defined(PERL_EMERGENCY_SBRK) */
1253 #  define emergency_sbrk(size)  -1
1254 #endif  /* defined PERL_EMERGENCY_SBRK */
1255
1256 static void
1257 write2(char *mess)
1258 {
1259   write(2, mess, strlen(mess));
1260 }
1261
1262 #ifdef DEBUGGING
1263 #undef ASSERT
1264 #define ASSERT(p,diag)   if (!(p)) botch(diag,STRINGIFY(p),__FILE__,__LINE__);  else
1265 static void
1266 botch(char *diag, char *s, char *file, int line)
1267 {
1268     if (!(PERL_MAYBE_ALIVE && PERL_GET_THX))
1269         goto do_write;
1270     else {
1271         dTHX;
1272         if (PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1273                           "assertion botched (%s?): %s%s %s:%d\n",
1274                           diag, s, file, line) != 0) {
1275          do_write:              /* Can be initializing interpreter */
1276             write2("assertion botched (");
1277             write2(diag);
1278             write2("?): ");
1279             write2(s);
1280             write2(" (");
1281             write2(file);
1282             write2(":");
1283             {
1284               char linebuf[10];
1285               char *s = linebuf + sizeof(linebuf) - 1;
1286               int n = line;
1287               *s = 0;
1288               do {
1289                 *--s = '0' + (n % 10);
1290               } while (n /= 10);
1291               write2(s);
1292             }
1293             write2(")\n");
1294         }
1295         PerlProc_abort();
1296     }
1297 }
1298 #else
1299 #define ASSERT(p, diag)
1300 #endif
1301
1302 #ifdef MALLOC_FILL
1303 /* Fill should be long enough to cover long */
1304 static void
1305 fill_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1306 {
1307     unsigned char *e = s + nbytes;
1308     long *lp;
1309     long lfill = *(long*)fill;
1310
1311     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1312         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1313         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1314         unsigned char *e1 = s + shift;
1315
1316         while (s < e1)
1317             *s++ = *f++;
1318     }
1319     lp = (long*)s;
1320     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1321         *lp++ = lfill;
1322     s = (unsigned char*)lp;
1323     while (s < e)
1324         *s++ = *fill++;
1325 }
1326 /* Just malloc()ed */
1327 static const unsigned char fill_feedadad[] =
1328  {0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD,
1329   0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD};
1330 /* Just free()ed */
1331 static const unsigned char fill_deadbeef[] =
1332  {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF,
1333   0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF};
1334 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   \
1335         (void)(FILL_DEAD?  (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_deadbeef), 0) : 0)
1336 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   \
1337         (void)(FILL_ALIVE? (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_feedadad), 0) : 0)
1338 #else
1339 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   ((void)0)
1340 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   ((void)0)
1341 #  undef MALLOC_FILL_CHECK
1342 #endif
1343
1344 #ifdef MALLOC_FILL_CHECK
1345 static int
1346 cmp_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1347 {
1348     unsigned char *e = s + nbytes;
1349     long *lp;
1350     long lfill = *(long*)fill;
1351
1352     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1353         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1354         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1355         unsigned char *e1 = s + shift;
1356
1357         while (s < e1)
1358             if (*s++ != *f++)
1359                 return 1;
1360     }
1361     lp = (long*)s;
1362     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1363         if (*lp++ != lfill)
1364             return 1;
1365     s = (unsigned char*)lp;
1366     while (s < e)
1367         if (*s++ != *fill++)
1368             return 1;
1369     return 0;
1370 }
1371 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)                                      \
1372         ASSERT(!FILL_CHECK || !cmp_pat_4bytes(s, n, fill_deadbeef),     \
1373                "free()ed/realloc()ed-away memory was overwritten")
1374 #else
1375 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)      ((void)0)
1376 #endif
1377
1378 Malloc_t
1379 Perl_malloc(register size_t nbytes)
1380 {
1381         register union overhead *p;
1382         register int bucket;
1383         register MEM_SIZE shiftr;
1384
1385 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1386         MEM_SIZE size = nbytes;
1387 #endif
1388
1389         BARK_64K_LIMIT("Allocation",nbytes,nbytes);
1390 #ifdef DEBUGGING
1391         if ((long)nbytes < 0)
1392             croak("%s", "panic: malloc");
1393 #endif
1394
1395         /*
1396          * Convert amount of memory requested into
1397          * closest block size stored in hash buckets
1398          * which satisfies request.  Account for
1399          * space used per block for accounting.
1400          */
1401 #ifdef PACK_MALLOC
1402 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
1403         if (nbytes == 0)
1404             bucket = MIN_BUCKET;
1405         else if (nbytes <= SIZE_TABLE_MAX) {
1406             bucket = bucket_of[(nbytes - 1) >> BUCKET_TABLE_SHIFT];
1407         } else
1408 #  else
1409         if (nbytes == 0)
1410             nbytes = 1;
1411         if (nbytes <= MAX_POW2_ALGO) goto do_shifts;
1412         else
1413 #  endif
1414 #endif
1415         {
1416             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes);
1417             nbytes += M_OVERHEAD;
1418             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
1419 #if defined(PACK_MALLOC) && !defined(SMALL_BUCKET_VIA_TABLE)
1420           do_shifts:
1421 #endif
1422             shiftr = (nbytes - 1) >> START_SHIFT;
1423             bucket = START_SHIFTS_BUCKET;
1424             /* apart from this loop, this is O(1) */
1425             while (shiftr >>= 1)
1426                 bucket += BUCKETS_PER_POW2;
1427         }
1428         MALLOC_LOCK;
1429         /*
1430          * If nothing in hash bucket right now,
1431          * request more memory from the system.
1432          */
1433         if (nextf[bucket] == NULL)
1434                 morecore(bucket);
1435         if ((p = nextf[bucket]) == NULL) {
1436                 MALLOC_UNLOCK;
1437 #ifdef PERL_CORE
1438                 {
1439                     dTHX;
1440                     if (!PL_nomemok) {
1441 #if defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC)
1442                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory!\n");
1443 #else
1444                         char buff[80];
1445                         char *eb = buff + sizeof(buff) - 1;
1446                         char *s = eb;
1447                         size_t n = nbytes;
1448
1449                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory during request for ");
1450 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1451                         n = size;
1452 #endif
1453                         *s = 0;
1454                         do {
1455                             *--s = '0' + (n % 10);
1456                         } while (n /= 10);
1457                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1458                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes, total sbrk() is ");
1459                         s = eb;
1460                         n = goodsbrk + sbrk_slack;
1461                         do {
1462                             *--s = '0' + (n % 10);
1463                         } while (n /= 10);
1464                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1465                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes!\n");
1466 #endif /* defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC) */
1467                         my_exit(1);
1468                     }
1469                 }
1470 #endif
1471                 return (NULL);
1472         }
1473
1474         /* remove from linked list */
1475 #ifdef DEBUGGING
1476         if ( (PTR2UV(p) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1477                                                 /* Can't get this low */
1478              || (p && PTR2UV(p) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1479             dTHX;
1480             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1481                           "Unaligned pointer in the free chain 0x%"UVxf"\n",
1482                           PTR2UV(p));
1483         }
1484         if ( (PTR2UV(p->ov_next) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1485              || (p->ov_next && PTR2UV(p->ov_next) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1486             dTHX;
1487             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1488                           "Unaligned `next' pointer in the free "
1489                           "chain 0x%"UVxf" at 0x%"UVxf"\n",
1490                           PTR2UV(p->ov_next), PTR2UV(p));
1491         }
1492 #endif
1493         nextf[bucket] = p->ov_next;
1494
1495         MALLOC_UNLOCK;
1496
1497         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1498                               "0x%"UVxf": (%05lu) malloc %ld bytes\n",
1499                               PTR2UV((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT)), (unsigned long)(PL_an++),
1500                               (long)size));
1501
1502         FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)(p + CHUNK_SHIFT),
1503                            BUCKET_SIZE_REAL(bucket));
1504
1505 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
1506         if (bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
1507 #endif
1508             OV_MAGIC(p, bucket) = MAGIC;
1509 #ifndef PACK_MALLOC
1510         OV_INDEX(p) = bucket;
1511 #endif
1512 #ifdef RCHECK
1513         /*
1514          * Record allocated size of block and
1515          * bound space with magic numbers.
1516          */
1517         p->ov_rmagic = RMAGIC;
1518         if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
1519             int i;
1520
1521             nbytes = size + M_OVERHEAD;
1522             p->ov_size = nbytes - 1;
1523             if ((i = nbytes & 3)) {
1524                 i = 4 - i;
1525                 while (i--)
1526                     *((char *)((caddr_t)p + nbytes - RSLOP + i)) = RMAGIC_C;
1527             }
1528             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
1529             *((u_int *)((caddr_t)p + nbytes - RSLOP)) = RMAGIC;
1530         }
1531         FILL_FEEDADAD((unsigned char *)(p + CHUNK_SHIFT), size);
1532 #endif
1533         return ((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT));
1534 }
1535
1536 static char *last_sbrk_top;
1537 static char *last_op;                   /* This arena can be easily extended. */
1538 static MEM_SIZE sbrked_remains;
1539
1540 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1541 static int sbrks;
1542 #endif
1543
1544 struct chunk_chain_s {
1545     struct chunk_chain_s *next;
1546     MEM_SIZE size;
1547 };
1548 static struct chunk_chain_s *chunk_chain;
1549 static int n_chunks;
1550 static char max_bucket;
1551
1552 /* Cutoff a piece of one of the chunks in the chain.  Prefer smaller chunk. */
1553 static void *
1554 get_from_chain(MEM_SIZE size)
1555 {
1556     struct chunk_chain_s *elt = chunk_chain, **oldp = &chunk_chain;
1557     struct chunk_chain_s **oldgoodp = NULL;
1558     long min_remain = LONG_MAX;
1559
1560     while (elt) {
1561         if (elt->size >= size) {
1562             long remains = elt->size - size;
1563             if (remains >= 0 && remains < min_remain) {
1564                 oldgoodp = oldp;
1565                 min_remain = remains;
1566             }
1567             if (remains == 0) {
1568                 break;
1569             }
1570         }
1571         oldp = &( elt->next );
1572         elt = elt->next;
1573     }
1574     if (!oldgoodp) return NULL;
1575     if (min_remain) {
1576         void *ret = *oldgoodp;
1577         struct chunk_chain_s *next = (*oldgoodp)->next;
1578
1579         *oldgoodp = (struct chunk_chain_s *)((char*)ret + size);
1580         (*oldgoodp)->size = min_remain;
1581         (*oldgoodp)->next = next;
1582         return ret;
1583     } else {
1584         void *ret = *oldgoodp;
1585         *oldgoodp = (*oldgoodp)->next;
1586         n_chunks--;
1587         return ret;
1588     }
1589 }
1590
1591 static void
1592 add_to_chain(void *p, MEM_SIZE size, MEM_SIZE chip)
1593 {
1594     struct chunk_chain_s *next = chunk_chain;
1595     char *cp = (char*)p;
1596
1597     cp += chip;
1598     chunk_chain = (struct chunk_chain_s *)cp;
1599     chunk_chain->size = size - chip;
1600     chunk_chain->next = next;
1601     n_chunks++;
1602 }
1603
1604 static void *
1605 get_from_bigger_buckets(int bucket, MEM_SIZE size)
1606 {
1607     int price = 1;
1608     static int bucketprice[NBUCKETS];
1609     while (bucket <= max_bucket) {
1610         /* We postpone stealing from bigger buckets until we want it
1611            often enough. */
1612         if (nextf[bucket] && bucketprice[bucket]++ >= price) {
1613             /* Steal it! */
1614             void *ret = (void*)(nextf[bucket] - 1 + CHUNK_SHIFT);
1615             bucketprice[bucket] = 0;
1616             if (((char*)nextf[bucket]) - M_OVERHEAD == last_op) {
1617                 last_op = NULL;         /* Disable optimization */
1618             }
1619             nextf[bucket] = nextf[bucket]->ov_next;
1620 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1621             nmalloc[bucket]--;
1622             start_slack -= M_OVERHEAD;
1623 #endif
1624             add_to_chain(ret, (BUCKET_SIZE(bucket) +
1625                                POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket)),
1626                          size);
1627             return ret;
1628         }
1629         bucket++;
1630     }
1631     return NULL;
1632 }
1633
1634 static union overhead *
1635 getpages(MEM_SIZE needed, int *nblksp, int bucket)
1636 {
1637     /* Need to do (possibly expensive) system call. Try to
1638        optimize it for rare calling. */
1639     MEM_SIZE require = needed - sbrked_remains;
1640     char *cp;
1641     union overhead *ovp;
1642     MEM_SIZE slack = 0;
1643
1644     if (sbrk_goodness > 0) {
1645         if (!last_sbrk_top && require < FIRST_SBRK)
1646             require = FIRST_SBRK;
1647         else if (require < MIN_SBRK) require = MIN_SBRK;
1648
1649         if (require < goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000)
1650             require = goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000;
1651         require = ((require - 1 + MIN_SBRK) / MIN_SBRK) * MIN_SBRK;
1652     } else {
1653         require = needed;
1654         last_sbrk_top = 0;
1655         sbrked_remains = 0;
1656     }
1657
1658     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1659                           "sbrk(%ld) for %ld-byte-long arena\n",
1660                           (long)require, (long) needed));
1661     cp = (char *)sbrk(require);
1662 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1663     sbrks++;
1664 #endif
1665     if (cp == last_sbrk_top) {
1666         /* Common case, anything is fine. */
1667         sbrk_goodness++;
1668         ovp = (union overhead *) (cp - sbrked_remains);
1669         last_op = cp - sbrked_remains;
1670         sbrked_remains = require - (needed - sbrked_remains);
1671     } else if (cp == (char *)-1) { /* no more room! */
1672         ovp = (union overhead *)emergency_sbrk(needed);
1673         if (ovp == (union overhead *)-1)
1674             return 0;
1675         if (((char*)ovp) > last_op) {   /* Cannot happen with current emergency_sbrk() */
1676             last_op = 0;
1677         }
1678         return ovp;
1679     } else {                    /* Non-continuous or first sbrk(). */
1680         long add = sbrked_remains;
1681         char *newcp;
1682
1683         if (sbrked_remains) {   /* Put rest into chain, we
1684                                    cannot use it right now. */
1685             add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1686                          sbrked_remains, 0);
1687         }
1688
1689         /* Second, check alignment. */
1690         slack = 0;
1691
1692 #if !defined(atarist) && !defined(__MINT__) /* on the atari we dont have to worry about this */
1693 #  ifndef I286  /* The sbrk(0) call on the I286 always returns the next segment */
1694         /* WANTED_ALIGNMENT may be more than NEEDED_ALIGNMENT, but this may
1695            improve performance of memory access. */
1696         if (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1)) { /* Not aligned. */
1697             slack = WANTED_ALIGNMENT - (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1));
1698             add += slack;
1699         }
1700 #  endif
1701 #endif /* !atarist && !MINT */
1702
1703         if (add) {
1704             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1705                                   "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",
1706                                   (long)add, (long) slack,
1707                                   (long) sbrked_remains));
1708             newcp = (char *)sbrk(add);
1709 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1710             sbrks++;
1711             sbrk_slack += add;
1712 #endif
1713             if (newcp != cp + require) {
1714                 /* Too bad: even rounding sbrk() is not continuous.*/
1715                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1716                                       "failed to fix bad sbrk()\n"));
1717 #ifdef PACK_MALLOC
1718                 if (slack) {
1719                     MALLOC_UNLOCK;
1720                     fatalcroak("panic: Off-page sbrk\n");
1721                 }
1722 #endif
1723                 if (sbrked_remains) {
1724                     /* Try again. */
1725 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1726                     sbrk_slack += require;
1727 #endif
1728                     require = needed;
1729                     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1730                                           "straight sbrk(%ld)\n",
1731                                           (long)require));
1732                     cp = (char *)sbrk(require);
1733 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1734                     sbrks++;
1735 #endif
1736                     if (cp == (char *)-1)
1737                         return 0;
1738                 }
1739                 sbrk_goodness = -1;     /* Disable optimization!
1740                                    Continue with not-aligned... */
1741             } else {
1742                 cp += slack;
1743                 require += sbrked_remains;
1744             }
1745         }
1746
1747         if (last_sbrk_top) {
1748             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1749         }
1750
1751         ovp = (union overhead *) cp;
1752         /*
1753          * Round up to minimum allocation size boundary
1754          * and deduct from block count to reflect.
1755          */
1756
1757 #  if NEEDED_ALIGNMENT > MEM_ALIGNBYTES
1758         if (PTR2UV(ovp) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1))
1759             fatalcroak("Misalignment of sbrk()\n");
1760         else
1761 #  endif
1762 #ifndef I286    /* Again, this should always be ok on an 80286 */
1763         if (PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1)) {
1764             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1765                                   "fixing sbrk(): %d bytes off machine alignement\n",
1766                                   (int)(PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))));
1767             ovp = INT2PTR(union overhead *,(PTR2UV(ovp) + MEM_ALIGNBYTES) &
1768                                      (MEM_ALIGNBYTES - 1));
1769             (*nblksp)--;
1770 # if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1771             /* This is only approx. if TWO_POT_OPTIMIZE: */
1772             sbrk_slack += (1 << (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT));
1773 # endif
1774         }
1775 #endif
1776         ;                               /* Finish `else' */
1777         sbrked_remains = require - needed;
1778         last_op = cp;
1779     }
1780 #if !defined(PLAIN_MALLOC) && !defined(NO_FANCY_MALLOC)
1781     emergency_buffer_last_req = 0;
1782 #endif
1783     last_sbrk_top = cp + require;
1784 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1785     goodsbrk += require;
1786 #endif
1787     return ovp;
1788 }
1789
1790 static int
1791 getpages_adjacent(MEM_SIZE require)
1792 {
1793     if (require <= sbrked_remains) {
1794         sbrked_remains -= require;
1795     } else {
1796         char *cp;
1797
1798         require -= sbrked_remains;
1799         /* We do not try to optimize sbrks here, we go for place. */
1800         cp = (char*) sbrk(require);
1801 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1802         sbrks++;
1803         goodsbrk += require;
1804 #endif
1805         if (cp == last_sbrk_top) {
1806             sbrked_remains = 0;
1807             last_sbrk_top = cp + require;
1808         } else {
1809             if (cp == (char*)-1) {      /* Out of memory */
1810 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1811                 goodsbrk -= require;
1812 #endif
1813                 return 0;
1814             }
1815             /* Report the failure: */
1816             if (sbrked_remains)
1817                 add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1818                              sbrked_remains, 0);
1819             add_to_chain((void*)cp, require, 0);
1820             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1821             sbrked_remains = 0;
1822             last_sbrk_top = 0;
1823             last_op = 0;
1824             return 0;
1825         }
1826     }
1827
1828     return 1;
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Allocate more memory to the indicated bucket.
1833  */
1834 static void
1835 morecore(register int bucket)
1836 {
1837         register union overhead *ovp;
1838         register int rnu;       /* 2^rnu bytes will be requested */
1839         int nblks;              /* become nblks blocks of the desired size */
1840         register MEM_SIZE siz, needed;
1841         static int were_called = 0;
1842
1843         if (nextf[bucket])
1844                 return;
1845 #ifndef NO_PERL_MALLOC_ENV
1846         if (!were_called) {
1847             /* It's the our first time.  Initialize ourselves */
1848             were_called = 1;    /* Avoid a loop */
1849             if (!MallocCfg[MallocCfg_skip_cfg_env]) {
1850                 char *s = getenv("PERL_MALLOC_OPT"), *t = s, *off;
1851                 const char *opts = PERL_MALLOC_OPT_CHARS;
1852                 int changed = 0;
1853
1854                 while ( t && t[0] && t[1] == '='
1855                         && ((off = strchr(opts, *t))) ) {
1856                     IV val = 0;
1857
1858                     t += 2;
1859                     while (*t <= '9' && *t >= '0')
1860                         val = 10*val + *t++ - '0';
1861                     if (!*t || *t == ';') {
1862                         if (MallocCfg[off - opts] != val)
1863                             changed = 1;
1864                         MallocCfg[off - opts] = val;
1865                         if (*t)
1866                             t++;
1867                     }
1868                 }
1869                 if (t && *t) {
1870                     write2("Unrecognized part of PERL_MALLOC_OPT: `");
1871                     write2(t);
1872                     write2("'\n");
1873                 }
1874                 if (changed)
1875                     MallocCfg[MallocCfg_cfg_env_read] = 1;
1876             }
1877         }
1878 #endif
1879         if (bucket == sizeof(MEM_SIZE)*8*BUCKETS_PER_POW2) {
1880             MALLOC_UNLOCK;
1881             croak("%s", "Out of memory during ridiculously large request");
1882         }
1883         if (bucket > max_bucket)
1884             max_bucket = bucket;
1885
1886         rnu = ( (bucket <= (LOG_OF_MIN_ARENA << BUCKET_POW2_SHIFT))
1887                 ? LOG_OF_MIN_ARENA
1888                 : (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT) );
1889         /* This may be overwritten later: */
1890         nblks = 1 << (rnu - (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT)); /* how many blocks to get */
1891         needed = ((MEM_SIZE)1 << rnu) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket);
1892         if (nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]) { /* 2048b bucket. */
1893             ovp = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT] - 1 + CHUNK_SHIFT;
1894             nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]
1895                 = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]->ov_next;
1896 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1897             nmalloc[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]--;
1898             start_slack -= M_OVERHEAD;
1899 #endif
1900             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1901                                   "stealing %ld bytes from %ld arena\n",
1902                                   (long) needed, (long) rnu << BUCKET_POW2_SHIFT));
1903         } else if (chunk_chain
1904                    && (ovp = (union overhead*) get_from_chain(needed))) {
1905             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1906                                   "stealing %ld bytes from chain\n",
1907                                   (long) needed));
1908         } else if ( (ovp = (union overhead*)
1909                      get_from_bigger_buckets((rnu << BUCKET_POW2_SHIFT) + 1,
1910                                              needed)) ) {
1911             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1912                                   "stealing %ld bytes from bigger buckets\n",
1913                                   (long) needed));
1914         } else if (needed <= sbrked_remains) {
1915             ovp = (union overhead *)(last_sbrk_top - sbrked_remains);
1916             sbrked_remains -= needed;
1917             last_op = (char*)ovp;
1918         } else
1919             ovp = getpages(needed, &nblks, bucket);
1920
1921         if (!ovp)
1922             return;
1923         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)ovp, needed);
1924
1925         /*
1926          * Add new memory allocated to that on
1927          * free list for this hash bucket.
1928          */
1929         siz = BUCKET_SIZE(bucket);
1930 #ifdef PACK_MALLOC
1931         *(u_char*)ovp = bucket; /* Fill index. */
1932         if (bucket <= MAX_PACKED) {
1933             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1934             nblks = N_BLKS(bucket);
1935 #  ifdef DEBUGGING_MSTATS
1936             start_slack += BLK_SHIFT(bucket);
1937 #  endif
1938         } else if (bucket < LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2) {
1939             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1940             siz -= sizeof(union overhead);
1941         } else ovp++;           /* One chunk per block. */
1942 #endif /* PACK_MALLOC */
1943         nextf[bucket] = ovp;
1944 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1945         nmalloc[bucket] += nblks;
1946         if (bucket > MAX_PACKED) {
1947             start_slack += M_OVERHEAD * nblks;
1948         }
1949 #endif
1950
1951         while (--nblks > 0) {
1952                 ovp->ov_next = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1953                 ovp = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1954         }
1955         /* Not all sbrks return zeroed memory.*/
1956         ovp->ov_next = (union overhead *)NULL;
1957 #ifdef PACK_MALLOC
1958         if (bucket == 7*BUCKETS_PER_POW2) { /* Special case, explanation is above. */
1959             union overhead *n_op = nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next;
1960             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2] =
1961                 (union overhead *)((caddr_t)nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]
1962                                    - sizeof(union overhead));
1963             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next = n_op;
1964         }
1965 #endif /* !PACK_MALLOC */
1966 }
1967
1968 Free_t
1969 Perl_mfree(void *mp)
1970 {
1971         register MEM_SIZE size;
1972         register union overhead *ovp;
1973         char *cp = (char*)mp;
1974 #ifdef PACK_MALLOC
1975         u_char bucket;
1976 #endif
1977
1978         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1979                               "0x%"UVxf": (%05lu) free\n",
1980                               PTR2UV(cp), (unsigned long)(PL_an++)));
1981
1982         if (cp == NULL)
1983                 return;
1984 #ifdef DEBUGGING
1985         if (PTR2UV(cp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1986             croak("%s", "wrong alignment in free()");
1987 #endif
1988         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
1989                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
1990 #ifdef PACK_MALLOC
1991         bucket = OV_INDEX(ovp);
1992 #endif
1993 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
1994         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
1995             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
1996 #else
1997         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
1998 #endif
1999             {
2000                 static int bad_free_warn = -1;
2001                 if (bad_free_warn == -1) {
2002                     dTHX;
2003                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
2004                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
2005                 }
2006                 if (!bad_free_warn)
2007                     return;
2008 #ifdef RCHECK
2009 #ifdef PERL_CORE
2010                 {
2011                     dTHX;
2012                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2013                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s free() ignored (RMAGIC, PERL_CORE)",
2014                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ?
2015                                     "Duplicate" : "Bad");
2016                 }
2017 #else
2018                 warn("%s free() ignored (RMAGIC)",
2019                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "Duplicate" : "Bad");
2020 #endif
2021 #else
2022 #ifdef PERL_CORE
2023                 {
2024                     dTHX;
2025                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2026                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s", "Bad free() ignored (PERL_CORE)");
2027                 }
2028 #else
2029                 warn("%s", "Bad free() ignored");
2030 #endif
2031 #endif
2032                 return;                         /* sanity */
2033             }
2034 #ifdef RCHECK
2035         ASSERT(ovp->ov_rmagic == RMAGIC, "chunk's head overwrite");
2036         if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2037             int i;
2038             MEM_SIZE nbytes = ovp->ov_size + 1;
2039
2040             if ((i = nbytes & 3)) {
2041                 i = 4 - i;
2042                 while (i--) {
2043                     ASSERT(*((char *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP + i))
2044                            == RMAGIC_C, "chunk's tail overwrite");
2045                 }
2046             }
2047             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
2048             ASSERT(*(u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP) == RMAGIC, "chunk's tail overwrite");
2049             FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP + sizeof(u_int)),
2050                                BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)) - (nbytes - RSLOP + sizeof(u_int)));
2051         }
2052         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)(ovp+1), BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)));
2053         ovp->ov_rmagic = RMAGIC - 1;
2054 #endif
2055         ASSERT(OV_INDEX(ovp) < NBUCKETS, "chunk's head overwrite");
2056         size = OV_INDEX(ovp);
2057
2058         MALLOC_LOCK;
2059         ovp->ov_next = nextf[size];
2060         nextf[size] = ovp;
2061         MALLOC_UNLOCK;
2062 }
2063
2064 /* There is no need to do any locking in realloc (with an exception of
2065    trying to grow in place if we are at the end of the chain).
2066    If somebody calls us from a different thread with the same address,
2067    we are sole anyway.  */
2068
2069 Malloc_t
2070 Perl_realloc(void *mp, size_t nbytes)
2071 {
2072         register MEM_SIZE onb;
2073         union overhead *ovp;
2074         char *res;
2075         int prev_bucket;
2076         register int bucket;
2077         int incr;               /* 1 if does not fit, -1 if "easily" fits in a
2078                                    smaller bucket, otherwise 0.  */
2079         char *cp = (char*)mp;
2080
2081 #if defined(DEBUGGING) || !defined(PERL_CORE)
2082         MEM_SIZE size = nbytes;
2083
2084         if ((long)nbytes < 0)
2085             croak("%s", "panic: realloc");
2086 #endif
2087
2088         BARK_64K_LIMIT("Reallocation",nbytes,size);
2089         if (!cp)
2090                 return Perl_malloc(nbytes);
2091
2092         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
2093                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2094         bucket = OV_INDEX(ovp);
2095
2096 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
2097         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
2098             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
2099 #else
2100         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
2101 #endif
2102             {
2103                 static int bad_free_warn = -1;
2104                 if (bad_free_warn == -1) {
2105                     dTHX;
2106                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
2107                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
2108                 }
2109                 if (!bad_free_warn)
2110                     return Nullch;
2111 #ifdef RCHECK
2112 #ifdef PERL_CORE
2113                 {
2114                     dTHX;
2115                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2116                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%srealloc() %signored",
2117                                     (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2118                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1
2119                                     ? "of freed memory " : "");
2120                 }
2121 #else
2122                 warn2("%srealloc() %signored",
2123                       (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2124                       ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "of freed memory " : "");
2125 #endif
2126 #else
2127 #ifdef PERL_CORE
2128                 {
2129                     dTHX;
2130                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2131                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s",
2132                                     "Bad realloc() ignored");
2133                 }
2134 #else
2135                 warn("%s", "Bad realloc() ignored");
2136 #endif
2137 #endif
2138                 return Nullch;                  /* sanity */
2139             }
2140
2141         onb = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2142         /*
2143          *  avoid the copy if same size block.
2144          *  We are not agressive with boundary cases. Note that it might
2145          *  (for a small number of cases) give false negative if
2146          *  both new size and old one are in the bucket for
2147          *  FIRST_BIG_POW2, but the new one is near the lower end.
2148          *
2149          *  We do not try to go to 1.5 times smaller bucket so far.
2150          */
2151         if (nbytes > onb) incr = 1;
2152         else {
2153 #ifdef DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING
2154             if ( /* This is a little bit pessimal if PACK_MALLOC: */
2155                 nbytes > ( (onb >> 1) - M_OVERHEAD )
2156 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
2157                 || (bucket == FIRST_BIG_POW2 && nbytes >= LAST_SMALL_BOUND )
2158 #  endif
2159                 )
2160 #else  /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2161                 prev_bucket = ( (bucket > MAX_PACKED + 1)
2162                                 ? bucket - BUCKETS_PER_POW2
2163                                 : bucket - 1);
2164              if (nbytes > BUCKET_SIZE_REAL(prev_bucket))
2165 #endif /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2166                  incr = 0;
2167              else incr = -1;
2168         }
2169 #ifdef STRESS_REALLOC
2170         goto hard_way;
2171 #endif
2172         if (incr == 0) {
2173           inplace_label:
2174 #ifdef RCHECK
2175                 /*
2176                  * Record new allocated size of block and
2177                  * bound space with magic numbers.
2178                  */
2179                 if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2180                        int i, nb = ovp->ov_size + 1;
2181
2182                        if ((i = nb & 3)) {
2183                            i = 4 - i;
2184                            while (i--) {
2185                                ASSERT(*((char *)((caddr_t)ovp + nb - RSLOP + i)) == RMAGIC_C, "chunk's tail overwrite");
2186                            }
2187                        }
2188                        nb = (nb + 3) &~ 3;
2189                        ASSERT(*(u_int *)((caddr_t)ovp + nb - RSLOP) == RMAGIC, "chunk's tail overwrite");
2190                        FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nb - RSLOP + sizeof(u_int)),
2191                                BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)) - (nb - RSLOP + sizeof(u_int)));
2192                        if (nbytes > ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD)
2193                            FILL_FEEDADAD((unsigned char*)cp + ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD,
2194                                      nbytes - (ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD));
2195                        else
2196                            FILL_DEADBEEF((unsigned char*)cp + nbytes,
2197                                          nb - M_OVERHEAD + RSLOP - nbytes);
2198                         /*
2199                          * Convert amount of memory requested into
2200                          * closest block size stored in hash buckets
2201                          * which satisfies request.  Account for
2202                          * space used per block for accounting.
2203                          */
2204                         nbytes += M_OVERHEAD;
2205                         ovp->ov_size = nbytes - 1;
2206                         if ((i = nbytes & 3)) {
2207                             i = 4 - i;
2208                             while (i--)
2209                                 *((char *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP + i))
2210                                     = RMAGIC_C;
2211                         }
2212                         nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
2213                         *((u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP)) = RMAGIC;
2214                 }
2215 #endif
2216                 res = cp;
2217                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2218                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes inplace\n",
2219                               PTR2UV(res),(unsigned long)(PL_an++),
2220                               (long)size));
2221         } else if (incr == 1 && (cp - M_OVERHEAD == last_op)
2222                    && (onb > (1 << LOG_OF_MIN_ARENA))) {
2223             MEM_SIZE require, newarena = nbytes, pow;
2224             int shiftr;
2225
2226             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(newarena);
2227             newarena = newarena + M_OVERHEAD;
2228             /* newarena = (newarena + 3) &~ 3; */
2229             shiftr = (newarena - 1) >> LOG_OF_MIN_ARENA;
2230             pow = LOG_OF_MIN_ARENA + 1;
2231             /* apart from this loop, this is O(1) */
2232             while (shiftr >>= 1)
2233                 pow++;
2234             newarena = (1 << pow) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(pow * BUCKETS_PER_POW2);
2235             require = newarena - onb - M_OVERHEAD;
2236
2237             MALLOC_LOCK;
2238             if (cp - M_OVERHEAD == last_op /* We *still* are the last chunk */
2239                 && getpages_adjacent(require)) {
2240 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2241                 nmalloc[bucket]--;
2242                 nmalloc[pow * BUCKETS_PER_POW2]++;
2243 #endif
2244                 *(cp - M_OVERHEAD) = pow * BUCKETS_PER_POW2; /* Fill index. */
2245                 MALLOC_UNLOCK;
2246                 goto inplace_label;
2247             } else {
2248                 MALLOC_UNLOCK;
2249                 goto hard_way;
2250             }
2251         } else {
2252           hard_way:
2253             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2254                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes the hard way\n",
2255                               PTR2UV(cp),(unsigned long)(PL_an++),
2256                               (long)size));
2257             if ((res = (char*)Perl_malloc(nbytes)) == NULL)
2258                 return (NULL);
2259             if (cp != res)                      /* common optimization */
2260                 Copy(cp, res, (MEM_SIZE)(nbytes<onb?nbytes:onb), char);
2261             Perl_mfree(cp);
2262         }
2263         return ((Malloc_t)res);
2264 }
2265
2266 Malloc_t
2267 Perl_calloc(register size_t elements, register size_t size)
2268 {
2269     long sz = elements * size;
2270     Malloc_t p = Perl_malloc(sz);
2271
2272     if (p) {
2273         memset((void*)p, 0, sz);
2274     }
2275     return p;
2276 }
2277
2278 char *
2279 Perl_strdup(const char *s)
2280 {
2281     MEM_SIZE l = strlen(s);
2282     char *s1 = (char *)Perl_malloc(l+1);
2283
2284     Copy(s, s1, (MEM_SIZE)(l+1), char);
2285     return s1;
2286 }
2287
2288 #ifdef PERL_CORE
2289 int
2290 Perl_putenv(char *a)
2291 {
2292     /* Sometimes system's putenv conflicts with my_setenv() - this is system
2293        malloc vs Perl's free(). */
2294   dTHX;
2295   char *var;
2296   char *val = a;
2297   MEM_SIZE l;
2298   char buf[80];
2299
2300   while (*val && *val != '=')
2301       val++;
2302   if (!*val)
2303       return -1;
2304   l = val - a;
2305   if (l < sizeof(buf))
2306       var = buf;
2307   else
2308       var = Perl_malloc(l + 1);
2309   Copy(a, var, l, char);
2310   var[l + 1] = 0;
2311   my_setenv(var, val+1);
2312   if (var != buf)
2313       Perl_mfree(var);
2314   return 0;
2315 }
2316 #  endif
2317
2318 MEM_SIZE
2319 Perl_malloced_size(void *p)
2320 {
2321     union overhead *ovp = (union overhead *)
2322         ((caddr_t)p - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2323     int bucket = OV_INDEX(ovp);
2324 #ifdef RCHECK
2325     /* The caller wants to have a complete control over the chunk,
2326        disable the memory checking inside the chunk.  */
2327     if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2328         MEM_SIZE size = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2329         ovp->ov_size = size + M_OVERHEAD - 1;
2330         *((u_int *)((caddr_t)ovp + size + M_OVERHEAD - RSLOP)) = RMAGIC;
2331     }
2332 #endif
2333     return BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2334 }
2335
2336 #  ifdef BUCKETS_ROOT2
2337 #    define MIN_EVEN_REPORT 6
2338 #  else
2339 #    define MIN_EVEN_REPORT MIN_BUCKET
2340 #  endif
2341
2342 int
2343 Perl_get_mstats(pTHX_ perl_mstats_t *buf, int buflen, int level)
2344 {
2345 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2346         register int i, j;
2347         register union overhead *p;
2348         struct chunk_chain_s* nextchain;
2349
2350         buf->topbucket = buf->topbucket_ev = buf->topbucket_odd
2351             = buf->totfree = buf->total = buf->total_chain = 0;
2352
2353         buf->minbucket = MIN_BUCKET;
2354         MALLOC_LOCK;
2355         for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2356                 for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++)
2357                         ;
2358                 if (i < buflen) {
2359                     buf->nfree[i] = j;
2360                     buf->ntotal[i] = nmalloc[i];
2361                 }
2362                 buf->totfree += j * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2363                 buf->total += nmalloc[i] * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2364                 if (nmalloc[i]) {
2365                     i % 2 ? (buf->topbucket_odd = i) : (buf->topbucket_ev = i);
2366                     buf->topbucket = i;
2367                 }
2368         }
2369         nextchain = chunk_chain;
2370         while (nextchain) {
2371             buf->total_chain += nextchain->size;
2372             nextchain = nextchain->next;
2373         }
2374         buf->total_sbrk = goodsbrk + sbrk_slack;
2375         buf->sbrks = sbrks;
2376         buf->sbrk_good = sbrk_goodness;
2377         buf->sbrk_slack = sbrk_slack;
2378         buf->start_slack = start_slack;
2379         buf->sbrked_remains = sbrked_remains;
2380         MALLOC_UNLOCK;
2381         buf->nbuckets = NBUCKETS;
2382         if (level) {
2383             for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2384                 if (i >= buflen)
2385                     break;
2386                 buf->bucket_mem_size[i] = BUCKET_SIZE(i);
2387                 buf->bucket_available_size[i] = BUCKET_SIZE_REAL(i);
2388             }
2389         }
2390 #endif  /* defined DEBUGGING_MSTATS */
2391         return 0;               /* XXX unused */
2392 }
2393 /*
2394  * mstats - print out statistics about malloc
2395  *
2396  * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
2397  * for each size category, the second showing the number of mallocs -
2398  * frees for each size category.
2399  */
2400 void
2401 Perl_dump_mstats(pTHX_ char *s)
2402 {
2403 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2404         register int i;
2405         perl_mstats_t buffer;
2406         UV nf[NBUCKETS];
2407         UV nt[NBUCKETS];
2408
2409         buffer.nfree  = nf;
2410         buffer.ntotal = nt;
2411         get_mstats(&buffer, NBUCKETS, 0);
2412
2413         if (s)
2414             PerlIO_printf(Perl_error_log,
2415                           "Memory allocation statistics %s (buckets %"IVdf"(%"IVdf")..%"IVdf"(%"IVdf")\n",
2416                           s,
2417                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(MIN_BUCKET),
2418                           (IV)BUCKET_SIZE(MIN_BUCKET),
2419                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(buffer.topbucket),
2420                           (IV)BUCKET_SIZE(buffer.topbucket));
2421         PerlIO_printf(Perl_error_log, "%8"IVdf" free:", buffer.totfree);
2422         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2423                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2424                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2425                                ? " %5"UVuf
2426                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2427                               buffer.nfree[i]);
2428         }
2429 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2430         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2431         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2432                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2433                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2434                                ? " %5"UVuf
2435                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2436                               buffer.nfree[i]);
2437         }
2438 #endif
2439         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n%8"IVdf" used:", buffer.total - buffer.totfree);
2440         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2441                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2442                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2443                                ? " %5"IVdf
2444                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2445                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2446         }
2447 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2448         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2449         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2450                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2451                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2452                                ? " %5"IVdf
2453                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2454                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2455         }
2456 #endif
2457         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\nTotal sbrk(): %"IVdf"/%"IVdf":%"IVdf". Odd ends: pad+heads+chain+tail: %"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf".\n",
2458                       buffer.total_sbrk, buffer.sbrks, buffer.sbrk_good,
2459                       buffer.sbrk_slack, buffer.start_slack,
2460                       buffer.total_chain, buffer.sbrked_remains);
2461 #endif /* DEBUGGING_MSTATS */
2462 }
2463 #endif /* lint */
2464
2465 #ifdef USE_PERL_SBRK
2466
2467 #   if defined(__MACHTEN_PPC__) || defined(NeXT) || defined(__NeXT__) || defined(PURIFY)
2468 #      define PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2469 #   endif
2470
2471 #   ifdef PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2472
2473 /* it may seem schizophrenic to use perl's malloc and let it call system */
2474 /* malloc, the reason for that is only the 3.2 version of the OS that had */
2475 /* frequent core dumps within nxzonefreenolock. This sbrk routine put an */
2476 /* end to the cores */
2477
2478 #      ifndef SYSTEM_ALLOC
2479 #         define SYSTEM_ALLOC(a) malloc(a)
2480 #      endif
2481 #      ifndef SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2482 #         define SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT MEM_ALIGNBYTES
2483 #      endif
2484
2485 #   endif  /* PERL_SBRK_VIA_MALLOC */
2486
2487 static IV Perl_sbrk_oldchunk;
2488 static long Perl_sbrk_oldsize;
2489
2490 #   define PERLSBRK_32_K (1<<15)
2491 #   define PERLSBRK_64_K (1<<16)
2492
2493 Malloc_t
2494 Perl_sbrk(int size)
2495 {
2496     IV got;
2497     int small, reqsize;
2498
2499     if (!size) return 0;
2500 #ifdef PERL_CORE
2501     reqsize = size; /* just for the DEBUG_m statement */
2502 #endif
2503 #ifdef PACK_MALLOC
2504     size = (size + 0x7ff) & ~0x7ff;
2505 #endif
2506     if (size <= Perl_sbrk_oldsize) {
2507         got = Perl_sbrk_oldchunk;
2508         Perl_sbrk_oldchunk += size;
2509         Perl_sbrk_oldsize -= size;
2510     } else {
2511       if (size >= PERLSBRK_32_K) {
2512         small = 0;
2513       } else {
2514         size = PERLSBRK_64_K;
2515         small = 1;
2516       }
2517 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2518       size += NEEDED_ALIGNMENT - SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT;
2519 #  endif
2520       got = (IV)SYSTEM_ALLOC(size);
2521 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2522       got = (got + NEEDED_ALIGNMENT - 1) & ~(NEEDED_ALIGNMENT - 1);
2523 #  endif
2524       if (small) {
2525         /* Chunk is small, register the rest for future allocs. */
2526         Perl_sbrk_oldchunk = got + reqsize;
2527         Perl_sbrk_oldsize = size - reqsize;
2528       }
2529     }
2530
2531     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log, "sbrk malloc size %ld (reqsize %ld), left size %ld, give addr 0x%"UVxf"\n",
2532                     size, reqsize, Perl_sbrk_oldsize, PTR2UV(got)));
2533
2534     return (void *)got;
2535 }
2536
2537 #endif /* ! defined USE_PERL_SBRK */