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);
 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));  else
1265 static void
1266 botch(char *diag, char *s)
1267 {
1268     if (!(PERL_MAYBE_ALIVE && PERL_GET_THX))
1269         goto do_write;
1270     else {
1271         dTHX;
1272
1273         if (PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1274                           "assertion botched (%s?): %s\n", diag, s) != 0) {
1275          do_write:              /* Can be initializing interpreter */
1276             write2("assertion botched (");
1277             write2(diag);
1278             write2("?): ");
1279             write2(s);
1280             write2("\n");
1281         }
1282         PerlProc_abort();
1283     }
1284 }
1285 #else
1286 #define ASSERT(p, diag)
1287 #endif
1288
1289 #ifdef MALLOC_FILL
1290 /* Fill should be long enough to cover long */
1291 static void
1292 fill_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1293 {
1294     unsigned char *e = s + nbytes;
1295     long *lp;
1296     long lfill = *(long*)fill;
1297
1298     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1299         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1300         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1301         unsigned char *e1 = s + shift;
1302
1303         while (s < e1)
1304             *s++ = *f++;
1305     }
1306     lp = (long*)s;
1307     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1308         *lp++ = lfill;
1309     s = (unsigned char*)lp;
1310     while (s < e)
1311         *s++ = *fill++;
1312 }
1313 /* Just malloc()ed */
1314 static const unsigned char fill_feedadad[] =
1315  {0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD,
1316   0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD};
1317 /* Just free()ed */
1318 static const unsigned char fill_deadbeef[] =
1319  {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF,
1320   0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF};
1321 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   \
1322         (void)(FILL_DEAD?  (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_deadbeef), 0) : 0)
1323 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   \
1324         (void)(FILL_ALIVE? (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_feedadad), 0) : 0)
1325 #else
1326 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   ((void)0)
1327 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   ((void)0)
1328 #  undef MALLOC_FILL_CHECK
1329 #endif
1330
1331 #ifdef MALLOC_FILL_CHECK
1332 static int
1333 cmp_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1334 {
1335     unsigned char *e = s + nbytes;
1336     long *lp;
1337     long lfill = *(long*)fill;
1338
1339     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1340         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1341         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1342         unsigned char *e1 = s + shift;
1343
1344         while (s < e1)
1345             if (*s++ != *f++)
1346                 return 1;
1347     }
1348     lp = (long*)s;
1349     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1350         if (*lp++ != lfill)
1351             return 1;
1352     s = (unsigned char*)lp;
1353     while (s < e)
1354         if (*s++ != *fill++)
1355             return 1;
1356     return 0;
1357 }
1358 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)                                      \
1359         ASSERT(!FILL_CHECK || !cmp_pat_4bytes(s, n, fill_deadbeef),     \
1360                "free()ed/realloc()ed-away memory was overwritten")
1361 #else
1362 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)      ((void)0)
1363 #endif
1364
1365 Malloc_t
1366 Perl_malloc(register size_t nbytes)
1367 {
1368         register union overhead *p;
1369         register int bucket;
1370         register MEM_SIZE shiftr;
1371
1372 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1373         MEM_SIZE size = nbytes;
1374 #endif
1375
1376         BARK_64K_LIMIT("Allocation",nbytes,nbytes);
1377 #ifdef DEBUGGING
1378         if ((long)nbytes < 0)
1379             croak("%s", "panic: malloc");
1380 #endif
1381
1382         /*
1383          * Convert amount of memory requested into
1384          * closest block size stored in hash buckets
1385          * which satisfies request.  Account for
1386          * space used per block for accounting.
1387          */
1388 #ifdef PACK_MALLOC
1389 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
1390         if (nbytes == 0)
1391             bucket = MIN_BUCKET;
1392         else if (nbytes <= SIZE_TABLE_MAX) {
1393             bucket = bucket_of[(nbytes - 1) >> BUCKET_TABLE_SHIFT];
1394         } else
1395 #  else
1396         if (nbytes == 0)
1397             nbytes = 1;
1398         if (nbytes <= MAX_POW2_ALGO) goto do_shifts;
1399         else
1400 #  endif
1401 #endif
1402         {
1403             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes);
1404             nbytes += M_OVERHEAD;
1405             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
1406 #if defined(PACK_MALLOC) && !defined(SMALL_BUCKET_VIA_TABLE)
1407           do_shifts:
1408 #endif
1409             shiftr = (nbytes - 1) >> START_SHIFT;
1410             bucket = START_SHIFTS_BUCKET;
1411             /* apart from this loop, this is O(1) */
1412             while (shiftr >>= 1)
1413                 bucket += BUCKETS_PER_POW2;
1414         }
1415         MALLOC_LOCK;
1416         /*
1417          * If nothing in hash bucket right now,
1418          * request more memory from the system.
1419          */
1420         if (nextf[bucket] == NULL)
1421                 morecore(bucket);
1422         if ((p = nextf[bucket]) == NULL) {
1423                 MALLOC_UNLOCK;
1424 #ifdef PERL_CORE
1425                 {
1426                     dTHX;
1427                     if (!PL_nomemok) {
1428 #if defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC)
1429                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory!\n");
1430 #else
1431                         char buff[80];
1432                         char *eb = buff + sizeof(buff) - 1;
1433                         char *s = eb;
1434                         size_t n = nbytes;
1435
1436                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory during request for ");
1437 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1438                         n = size;
1439 #endif
1440                         *s = 0;
1441                         do {
1442                             *--s = '0' + (n % 10);
1443                         } while (n /= 10);
1444                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1445                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes, total sbrk() is ");
1446                         s = eb;
1447                         n = goodsbrk + sbrk_slack;
1448                         do {
1449                             *--s = '0' + (n % 10);
1450                         } while (n /= 10);
1451                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1452                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes!\n");
1453 #endif /* defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC) */
1454                         my_exit(1);
1455                     }
1456                 }
1457 #endif
1458                 return (NULL);
1459         }
1460
1461         /* remove from linked list */
1462 #ifdef DEBUGGING
1463         if ( (PTR2UV(p) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1464                                                 /* Can't get this low */
1465              || (p && PTR2UV(p) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1466             dTHX;
1467             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1468                           "Unaligned pointer in the free chain 0x%"UVxf"\n",
1469                           PTR2UV(p));
1470         }
1471         if ( (PTR2UV(p->ov_next) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1472              || (p->ov_next && PTR2UV(p->ov_next) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1473             dTHX;
1474             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1475                           "Unaligned `next' pointer in the free "
1476                           "chain 0x%"UVxf" at 0x%"UVxf"\n",
1477                           PTR2UV(p->ov_next), PTR2UV(p));
1478         }
1479 #endif
1480         nextf[bucket] = p->ov_next;
1481
1482         MALLOC_UNLOCK;
1483
1484         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1485                               "0x%"UVxf": (%05lu) malloc %ld bytes\n",
1486                               PTR2UV((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT)), (unsigned long)(PL_an++),
1487                               (long)size));
1488
1489         FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)(p + CHUNK_SHIFT),
1490                            BUCKET_SIZE_REAL(bucket));
1491
1492 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
1493         if (bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
1494 #endif
1495             OV_MAGIC(p, bucket) = MAGIC;
1496 #ifndef PACK_MALLOC
1497         OV_INDEX(p) = bucket;
1498 #endif
1499 #ifdef RCHECK
1500         /*
1501          * Record allocated size of block and
1502          * bound space with magic numbers.
1503          */
1504         p->ov_rmagic = RMAGIC;
1505         if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
1506             int i;
1507
1508             nbytes = size + M_OVERHEAD;
1509             p->ov_size = nbytes - 1;
1510             if ((i = nbytes & 3)) {
1511                 i = 4 - i;
1512                 while (i--)
1513                     *((char *)((caddr_t)p + nbytes - RSLOP + i)) = RMAGIC_C;
1514             }
1515             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
1516             *((u_int *)((caddr_t)p + nbytes - RSLOP)) = RMAGIC;
1517         }
1518         FILL_FEEDADAD((unsigned char *)(p + CHUNK_SHIFT), size);
1519 #endif
1520         return ((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT));
1521 }
1522
1523 static char *last_sbrk_top;
1524 static char *last_op;                   /* This arena can be easily extended. */
1525 static MEM_SIZE sbrked_remains;
1526
1527 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1528 static int sbrks;
1529 #endif
1530
1531 struct chunk_chain_s {
1532     struct chunk_chain_s *next;
1533     MEM_SIZE size;
1534 };
1535 static struct chunk_chain_s *chunk_chain;
1536 static int n_chunks;
1537 static char max_bucket;
1538
1539 /* Cutoff a piece of one of the chunks in the chain.  Prefer smaller chunk. */
1540 static void *
1541 get_from_chain(MEM_SIZE size)
1542 {
1543     struct chunk_chain_s *elt = chunk_chain, **oldp = &chunk_chain;
1544     struct chunk_chain_s **oldgoodp = NULL;
1545     long min_remain = LONG_MAX;
1546
1547     while (elt) {
1548         if (elt->size >= size) {
1549             long remains = elt->size - size;
1550             if (remains >= 0 && remains < min_remain) {
1551                 oldgoodp = oldp;
1552                 min_remain = remains;
1553             }
1554             if (remains == 0) {
1555                 break;
1556             }
1557         }
1558         oldp = &( elt->next );
1559         elt = elt->next;
1560     }
1561     if (!oldgoodp) return NULL;
1562     if (min_remain) {
1563         void *ret = *oldgoodp;
1564         struct chunk_chain_s *next = (*oldgoodp)->next;
1565
1566         *oldgoodp = (struct chunk_chain_s *)((char*)ret + size);
1567         (*oldgoodp)->size = min_remain;
1568         (*oldgoodp)->next = next;
1569         return ret;
1570     } else {
1571         void *ret = *oldgoodp;
1572         *oldgoodp = (*oldgoodp)->next;
1573         n_chunks--;
1574         return ret;
1575     }
1576 }
1577
1578 static void
1579 add_to_chain(void *p, MEM_SIZE size, MEM_SIZE chip)
1580 {
1581     struct chunk_chain_s *next = chunk_chain;
1582     char *cp = (char*)p;
1583
1584     cp += chip;
1585     chunk_chain = (struct chunk_chain_s *)cp;
1586     chunk_chain->size = size - chip;
1587     chunk_chain->next = next;
1588     n_chunks++;
1589 }
1590
1591 static void *
1592 get_from_bigger_buckets(int bucket, MEM_SIZE size)
1593 {
1594     int price = 1;
1595     static int bucketprice[NBUCKETS];
1596     while (bucket <= max_bucket) {
1597         /* We postpone stealing from bigger buckets until we want it
1598            often enough. */
1599         if (nextf[bucket] && bucketprice[bucket]++ >= price) {
1600             /* Steal it! */
1601             void *ret = (void*)(nextf[bucket] - 1 + CHUNK_SHIFT);
1602             bucketprice[bucket] = 0;
1603             if (((char*)nextf[bucket]) - M_OVERHEAD == last_op) {
1604                 last_op = NULL;         /* Disable optimization */
1605             }
1606             nextf[bucket] = nextf[bucket]->ov_next;
1607 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1608             nmalloc[bucket]--;
1609             start_slack -= M_OVERHEAD;
1610 #endif
1611             add_to_chain(ret, (BUCKET_SIZE(bucket) +
1612                                POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket)),
1613                          size);
1614             return ret;
1615         }
1616         bucket++;
1617     }
1618     return NULL;
1619 }
1620
1621 static union overhead *
1622 getpages(MEM_SIZE needed, int *nblksp, int bucket)
1623 {
1624     /* Need to do (possibly expensive) system call. Try to
1625        optimize it for rare calling. */
1626     MEM_SIZE require = needed - sbrked_remains;
1627     char *cp;
1628     union overhead *ovp;
1629     MEM_SIZE slack = 0;
1630
1631     if (sbrk_goodness > 0) {
1632         if (!last_sbrk_top && require < FIRST_SBRK)
1633             require = FIRST_SBRK;
1634         else if (require < MIN_SBRK) require = MIN_SBRK;
1635
1636         if (require < goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000)
1637             require = goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000;
1638         require = ((require - 1 + MIN_SBRK) / MIN_SBRK) * MIN_SBRK;
1639     } else {
1640         require = needed;
1641         last_sbrk_top = 0;
1642         sbrked_remains = 0;
1643     }
1644
1645     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1646                           "sbrk(%ld) for %ld-byte-long arena\n",
1647                           (long)require, (long) needed));
1648     cp = (char *)sbrk(require);
1649 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1650     sbrks++;
1651 #endif
1652     if (cp == last_sbrk_top) {
1653         /* Common case, anything is fine. */
1654         sbrk_goodness++;
1655         ovp = (union overhead *) (cp - sbrked_remains);
1656         last_op = cp - sbrked_remains;
1657         sbrked_remains = require - (needed - sbrked_remains);
1658     } else if (cp == (char *)-1) { /* no more room! */
1659         ovp = (union overhead *)emergency_sbrk(needed);
1660         if (ovp == (union overhead *)-1)
1661             return 0;
1662         if (((char*)ovp) > last_op) {   /* Cannot happen with current emergency_sbrk() */
1663             last_op = 0;
1664         }
1665         return ovp;
1666     } else {                    /* Non-continuous or first sbrk(). */
1667         long add = sbrked_remains;
1668         char *newcp;
1669
1670         if (sbrked_remains) {   /* Put rest into chain, we
1671                                    cannot use it right now. */
1672             add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1673                          sbrked_remains, 0);
1674         }
1675
1676         /* Second, check alignment. */
1677         slack = 0;
1678
1679 #if !defined(atarist) && !defined(__MINT__) /* on the atari we dont have to worry about this */
1680 #  ifndef I286  /* The sbrk(0) call on the I286 always returns the next segment */
1681         /* WANTED_ALIGNMENT may be more than NEEDED_ALIGNMENT, but this may
1682            improve performance of memory access. */
1683         if (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1)) { /* Not aligned. */
1684             slack = WANTED_ALIGNMENT - (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1));
1685             add += slack;
1686         }
1687 #  endif
1688 #endif /* !atarist && !MINT */
1689
1690         if (add) {
1691             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1692                                   "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",
1693                                   (long)add, (long) slack,
1694                                   (long) sbrked_remains));
1695             newcp = (char *)sbrk(add);
1696 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1697             sbrks++;
1698             sbrk_slack += add;
1699 #endif
1700             if (newcp != cp + require) {
1701                 /* Too bad: even rounding sbrk() is not continuous.*/
1702                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1703                                       "failed to fix bad sbrk()\n"));
1704 #ifdef PACK_MALLOC
1705                 if (slack) {
1706                     MALLOC_UNLOCK;
1707                     fatalcroak("panic: Off-page sbrk\n");
1708                 }
1709 #endif
1710                 if (sbrked_remains) {
1711                     /* Try again. */
1712 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1713                     sbrk_slack += require;
1714 #endif
1715                     require = needed;
1716                     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1717                                           "straight sbrk(%ld)\n",
1718                                           (long)require));
1719                     cp = (char *)sbrk(require);
1720 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1721                     sbrks++;
1722 #endif
1723                     if (cp == (char *)-1)
1724                         return 0;
1725                 }
1726                 sbrk_goodness = -1;     /* Disable optimization!
1727                                    Continue with not-aligned... */
1728             } else {
1729                 cp += slack;
1730                 require += sbrked_remains;
1731             }
1732         }
1733
1734         if (last_sbrk_top) {
1735             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1736         }
1737
1738         ovp = (union overhead *) cp;
1739         /*
1740          * Round up to minimum allocation size boundary
1741          * and deduct from block count to reflect.
1742          */
1743
1744 #  if NEEDED_ALIGNMENT > MEM_ALIGNBYTES
1745         if (PTR2UV(ovp) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1))
1746             fatalcroak("Misalignment of sbrk()\n");
1747         else
1748 #  endif
1749 #ifndef I286    /* Again, this should always be ok on an 80286 */
1750         if (PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1)) {
1751             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1752                                   "fixing sbrk(): %d bytes off machine alignement\n",
1753                                   (int)(PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))));
1754             ovp = INT2PTR(union overhead *,(PTR2UV(ovp) + MEM_ALIGNBYTES) &
1755                                      (MEM_ALIGNBYTES - 1));
1756             (*nblksp)--;
1757 # if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1758             /* This is only approx. if TWO_POT_OPTIMIZE: */
1759             sbrk_slack += (1 << (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT));
1760 # endif
1761         }
1762 #endif
1763         ;                               /* Finish `else' */
1764         sbrked_remains = require - needed;
1765         last_op = cp;
1766     }
1767 #if !defined(PLAIN_MALLOC) && !defined(NO_FANCY_MALLOC)
1768     emergency_buffer_last_req = 0;
1769 #endif
1770     last_sbrk_top = cp + require;
1771 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1772     goodsbrk += require;
1773 #endif
1774     return ovp;
1775 }
1776
1777 static int
1778 getpages_adjacent(MEM_SIZE require)
1779 {
1780     if (require <= sbrked_remains) {
1781         sbrked_remains -= require;
1782     } else {
1783         char *cp;
1784
1785         require -= sbrked_remains;
1786         /* We do not try to optimize sbrks here, we go for place. */
1787         cp = (char*) sbrk(require);
1788 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1789         sbrks++;
1790         goodsbrk += require;
1791 #endif
1792         if (cp == last_sbrk_top) {
1793             sbrked_remains = 0;
1794             last_sbrk_top = cp + require;
1795         } else {
1796             if (cp == (char*)-1) {      /* Out of memory */
1797 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1798                 goodsbrk -= require;
1799 #endif
1800                 return 0;
1801             }
1802             /* Report the failure: */
1803             if (sbrked_remains)
1804                 add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1805                              sbrked_remains, 0);
1806             add_to_chain((void*)cp, require, 0);
1807             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1808             sbrked_remains = 0;
1809             last_sbrk_top = 0;
1810             last_op = 0;
1811             return 0;
1812         }
1813     }
1814
1815     return 1;
1816 }
1817
1818 /*
1819  * Allocate more memory to the indicated bucket.
1820  */
1821 static void
1822 morecore(register int bucket)
1823 {
1824         register union overhead *ovp;
1825         register int rnu;       /* 2^rnu bytes will be requested */
1826         int nblks;              /* become nblks blocks of the desired size */
1827         register MEM_SIZE siz, needed;
1828         static int were_called = 0;
1829
1830         if (nextf[bucket])
1831                 return;
1832 #ifndef NO_PERL_MALLOC_ENV
1833         if (!were_called) {
1834             /* It's the our first time.  Initialize ourselves */
1835             were_called = 1;    /* Avoid a loop */
1836             if (!MallocCfg[MallocCfg_skip_cfg_env]) {
1837                 char *s = getenv("PERL_MALLOC_OPT"), *t = s, *off;
1838                 const char *opts = PERL_MALLOC_OPT_CHARS;
1839                 int changed = 0;
1840
1841                 while ( t && t[0] && t[1] == '='
1842                         && ((off = strchr(opts, *t))) ) {
1843                     IV val = 0;
1844
1845                     t += 2;
1846                     while (*t <= '9' && *t >= '0')
1847                         val = 10*val + *t++ - '0';
1848                     if (!*t || *t == ';') {
1849                         if (MallocCfg[off - opts] != val)
1850                             changed = 1;
1851                         MallocCfg[off - opts] = val;
1852                         if (*t)
1853                             t++;
1854                     }
1855                 }
1856                 if (t && *t) {
1857                     write2("Unrecognized part of PERL_MALLOC_OPT: `");
1858                     write2(t);
1859                     write2("'\n");
1860                 }
1861                 if (changed)
1862                     MallocCfg[MallocCfg_cfg_env_read] = 1;
1863             }
1864         }
1865 #endif
1866         if (bucket == sizeof(MEM_SIZE)*8*BUCKETS_PER_POW2) {
1867             MALLOC_UNLOCK;
1868             croak("%s", "Out of memory during ridiculously large request");
1869         }
1870         if (bucket > max_bucket)
1871             max_bucket = bucket;
1872
1873         rnu = ( (bucket <= (LOG_OF_MIN_ARENA << BUCKET_POW2_SHIFT))
1874                 ? LOG_OF_MIN_ARENA
1875                 : (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT) );
1876         /* This may be overwritten later: */
1877         nblks = 1 << (rnu - (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT)); /* how many blocks to get */
1878         needed = ((MEM_SIZE)1 << rnu) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket);
1879         if (nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]) { /* 2048b bucket. */
1880             ovp = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT] - 1 + CHUNK_SHIFT;
1881             nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]
1882                 = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]->ov_next;
1883 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1884             nmalloc[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]--;
1885             start_slack -= M_OVERHEAD;
1886 #endif
1887             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1888                                   "stealing %ld bytes from %ld arena\n",
1889                                   (long) needed, (long) rnu << BUCKET_POW2_SHIFT));
1890         } else if (chunk_chain
1891                    && (ovp = (union overhead*) get_from_chain(needed))) {
1892             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1893                                   "stealing %ld bytes from chain\n",
1894                                   (long) needed));
1895         } else if ( (ovp = (union overhead*)
1896                      get_from_bigger_buckets((rnu << BUCKET_POW2_SHIFT) + 1,
1897                                              needed)) ) {
1898             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1899                                   "stealing %ld bytes from bigger buckets\n",
1900                                   (long) needed));
1901         } else if (needed <= sbrked_remains) {
1902             ovp = (union overhead *)(last_sbrk_top - sbrked_remains);
1903             sbrked_remains -= needed;
1904             last_op = (char*)ovp;
1905         } else
1906             ovp = getpages(needed, &nblks, bucket);
1907
1908         if (!ovp)
1909             return;
1910         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)ovp, needed);
1911
1912         /*
1913          * Add new memory allocated to that on
1914          * free list for this hash bucket.
1915          */
1916         siz = BUCKET_SIZE(bucket);
1917 #ifdef PACK_MALLOC
1918         *(u_char*)ovp = bucket; /* Fill index. */
1919         if (bucket <= MAX_PACKED) {
1920             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1921             nblks = N_BLKS(bucket);
1922 #  ifdef DEBUGGING_MSTATS
1923             start_slack += BLK_SHIFT(bucket);
1924 #  endif
1925         } else if (bucket < LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2) {
1926             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1927             siz -= sizeof(union overhead);
1928         } else ovp++;           /* One chunk per block. */
1929 #endif /* PACK_MALLOC */
1930         nextf[bucket] = ovp;
1931 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1932         nmalloc[bucket] += nblks;
1933         if (bucket > MAX_PACKED) {
1934             start_slack += M_OVERHEAD * nblks;
1935         }
1936 #endif
1937
1938         while (--nblks > 0) {
1939                 ovp->ov_next = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1940                 ovp = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1941         }
1942         /* Not all sbrks return zeroed memory.*/
1943         ovp->ov_next = (union overhead *)NULL;
1944 #ifdef PACK_MALLOC
1945         if (bucket == 7*BUCKETS_PER_POW2) { /* Special case, explanation is above. */
1946             union overhead *n_op = nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next;
1947             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2] =
1948                 (union overhead *)((caddr_t)nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]
1949                                    - sizeof(union overhead));
1950             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next = n_op;
1951         }
1952 #endif /* !PACK_MALLOC */
1953 }
1954
1955 Free_t
1956 Perl_mfree(void *mp)
1957 {
1958         register MEM_SIZE size;
1959         register union overhead *ovp;
1960         char *cp = (char*)mp;
1961 #ifdef PACK_MALLOC
1962         u_char bucket;
1963 #endif
1964
1965         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1966                               "0x%"UVxf": (%05lu) free\n",
1967                               PTR2UV(cp), (unsigned long)(PL_an++)));
1968
1969         if (cp == NULL)
1970                 return;
1971 #ifdef DEBUGGING
1972         if (PTR2UV(cp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1973             croak("%s", "wrong alignment in free()");
1974 #endif
1975         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
1976                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
1977 #ifdef PACK_MALLOC
1978         bucket = OV_INDEX(ovp);
1979 #endif
1980 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
1981         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
1982             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
1983 #else
1984         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
1985 #endif
1986             {
1987                 static int bad_free_warn = -1;
1988                 if (bad_free_warn == -1) {
1989                     dTHX;
1990                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
1991                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
1992                 }
1993                 if (!bad_free_warn)
1994                     return;
1995 #ifdef RCHECK
1996 #ifdef PERL_CORE
1997                 {
1998                     dTHX;
1999                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2000                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s free() ignored (RMAGIC, PERL_CORE)",
2001                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ?
2002                                     "Duplicate" : "Bad");
2003                 }
2004 #else
2005                 warn("%s free() ignored (RMAGIC)",
2006                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "Duplicate" : "Bad");
2007 #endif
2008 #else
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", "Bad free() ignored (PERL_CORE)");
2014                 }
2015 #else
2016                 warn("%s", "Bad free() ignored");
2017 #endif
2018 #endif
2019                 return;                         /* sanity */
2020             }
2021 #ifdef RCHECK
2022         ASSERT(ovp->ov_rmagic == RMAGIC, "chunk's head overwrite");
2023         if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2024             int i;
2025             MEM_SIZE nbytes = ovp->ov_size + 1;
2026
2027             if ((i = nbytes & 3)) {
2028                 i = 4 - i;
2029                 while (i--) {
2030                     ASSERT(*((char *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP + i))
2031                            == RMAGIC_C, "chunk's tail overwrite");
2032                 }
2033             }
2034             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
2035             ASSERT(*(u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP) == RMAGIC, "chunk's tail overwrite");
2036             FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP + sizeof(u_int)),
2037                                BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)) - (nbytes - RSLOP + sizeof(u_int)));
2038         }
2039         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)(ovp+1), BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)));
2040         ovp->ov_rmagic = RMAGIC - 1;
2041 #endif
2042         ASSERT(OV_INDEX(ovp) < NBUCKETS, "chunk's head overwrite");
2043         size = OV_INDEX(ovp);
2044
2045         MALLOC_LOCK;
2046         ovp->ov_next = nextf[size];
2047         nextf[size] = ovp;
2048         MALLOC_UNLOCK;
2049 }
2050
2051 /* There is no need to do any locking in realloc (with an exception of
2052    trying to grow in place if we are at the end of the chain).
2053    If somebody calls us from a different thread with the same address,
2054    we are sole anyway.  */
2055
2056 Malloc_t
2057 Perl_realloc(void *mp, size_t nbytes)
2058 {
2059         register MEM_SIZE onb;
2060         union overhead *ovp;
2061         char *res;
2062         int prev_bucket;
2063         register int bucket;
2064         int incr;               /* 1 if does not fit, -1 if "easily" fits in a
2065                                    smaller bucket, otherwise 0.  */
2066         char *cp = (char*)mp;
2067
2068 #if defined(DEBUGGING) || !defined(PERL_CORE)
2069         MEM_SIZE size = nbytes;
2070
2071         if ((long)nbytes < 0)
2072             croak("%s", "panic: realloc");
2073 #endif
2074
2075         BARK_64K_LIMIT("Reallocation",nbytes,size);
2076         if (!cp)
2077                 return Perl_malloc(nbytes);
2078
2079         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
2080                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2081         bucket = OV_INDEX(ovp);
2082
2083 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
2084         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
2085             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
2086 #else
2087         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
2088 #endif
2089             {
2090                 static int bad_free_warn = -1;
2091                 if (bad_free_warn == -1) {
2092                     dTHX;
2093                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
2094                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
2095                 }
2096                 if (!bad_free_warn)
2097                     return Nullch;
2098 #ifdef RCHECK
2099 #ifdef PERL_CORE
2100                 {
2101                     dTHX;
2102                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2103                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%srealloc() %signored",
2104                                     (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2105                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1
2106                                     ? "of freed memory " : "");
2107                 }
2108 #else
2109                 warn2("%srealloc() %signored",
2110                       (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2111                       ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "of freed memory " : "");
2112 #endif
2113 #else
2114 #ifdef PERL_CORE
2115                 {
2116                     dTHX;
2117                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2118                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s",
2119                                     "Bad realloc() ignored");
2120                 }
2121 #else
2122                 warn("%s", "Bad realloc() ignored");
2123 #endif
2124 #endif
2125                 return Nullch;                  /* sanity */
2126             }
2127
2128         onb = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2129         /*
2130          *  avoid the copy if same size block.
2131          *  We are not agressive with boundary cases. Note that it might
2132          *  (for a small number of cases) give false negative if
2133          *  both new size and old one are in the bucket for
2134          *  FIRST_BIG_POW2, but the new one is near the lower end.
2135          *
2136          *  We do not try to go to 1.5 times smaller bucket so far.
2137          */
2138         if (nbytes > onb) incr = 1;
2139         else {
2140 #ifdef DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING
2141             if ( /* This is a little bit pessimal if PACK_MALLOC: */
2142                 nbytes > ( (onb >> 1) - M_OVERHEAD )
2143 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
2144                 || (bucket == FIRST_BIG_POW2 && nbytes >= LAST_SMALL_BOUND )
2145 #  endif
2146                 )
2147 #else  /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2148                 prev_bucket = ( (bucket > MAX_PACKED + 1)
2149                                 ? bucket - BUCKETS_PER_POW2
2150                                 : bucket - 1);
2151              if (nbytes > BUCKET_SIZE_REAL(prev_bucket))
2152 #endif /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2153                  incr = 0;
2154              else incr = -1;
2155         }
2156 #ifdef STRESS_REALLOC
2157         goto hard_way;
2158 #endif
2159         if (incr == 0) {
2160           inplace_label:
2161 #ifdef RCHECK
2162                 /*
2163                  * Record new allocated size of block and
2164                  * bound space with magic numbers.
2165                  */
2166                 if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2167                        int i, nb = ovp->ov_size + 1;
2168
2169                        if ((i = nb & 3)) {
2170                            i = 4 - i;
2171                            while (i--) {
2172                                ASSERT(*((char *)((caddr_t)ovp + nb - RSLOP + i)) == RMAGIC_C, "chunk's tail overwrite");
2173                            }
2174                        }
2175                        nb = (nb + 3) &~ 3;
2176                        ASSERT(*(u_int *)((caddr_t)ovp + nb - RSLOP) == RMAGIC, "chunk's tail overwrite");
2177                        FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nb - RSLOP + sizeof(u_int)),
2178                                BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)) - (nb - RSLOP + sizeof(u_int)));
2179                        if (nbytes > ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD)
2180                            FILL_FEEDADAD((unsigned char*)cp + ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD,
2181                                      nbytes - (ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD));
2182                        else
2183                            FILL_DEADBEEF((unsigned char*)cp + nbytes,
2184                                          nb - M_OVERHEAD + RSLOP - nbytes);
2185                         /*
2186                          * Convert amount of memory requested into
2187                          * closest block size stored in hash buckets
2188                          * which satisfies request.  Account for
2189                          * space used per block for accounting.
2190                          */
2191                         nbytes += M_OVERHEAD;
2192                         ovp->ov_size = nbytes - 1;
2193                         if ((i = nbytes & 3)) {
2194                             i = 4 - i;
2195                             while (i--)
2196                                 *((char *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP + i))
2197                                     = RMAGIC_C;
2198                         }
2199                         nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
2200                         *((u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes - RSLOP)) = RMAGIC;
2201                 }
2202 #endif
2203                 res = cp;
2204                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2205                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes inplace\n",
2206                               PTR2UV(res),(unsigned long)(PL_an++),
2207                               (long)size));
2208         } else if (incr == 1 && (cp - M_OVERHEAD == last_op)
2209                    && (onb > (1 << LOG_OF_MIN_ARENA))) {
2210             MEM_SIZE require, newarena = nbytes, pow;
2211             int shiftr;
2212
2213             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(newarena);
2214             newarena = newarena + M_OVERHEAD;
2215             /* newarena = (newarena + 3) &~ 3; */
2216             shiftr = (newarena - 1) >> LOG_OF_MIN_ARENA;
2217             pow = LOG_OF_MIN_ARENA + 1;
2218             /* apart from this loop, this is O(1) */
2219             while (shiftr >>= 1)
2220                 pow++;
2221             newarena = (1 << pow) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(pow * BUCKETS_PER_POW2);
2222             require = newarena - onb - M_OVERHEAD;
2223
2224             MALLOC_LOCK;
2225             if (cp - M_OVERHEAD == last_op /* We *still* are the last chunk */
2226                 && getpages_adjacent(require)) {
2227 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2228                 nmalloc[bucket]--;
2229                 nmalloc[pow * BUCKETS_PER_POW2]++;
2230 #endif
2231                 *(cp - M_OVERHEAD) = pow * BUCKETS_PER_POW2; /* Fill index. */
2232                 MALLOC_UNLOCK;
2233                 goto inplace_label;
2234             } else {
2235                 MALLOC_UNLOCK;
2236                 goto hard_way;
2237             }
2238         } else {
2239           hard_way:
2240             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2241                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes the hard way\n",
2242                               PTR2UV(cp),(unsigned long)(PL_an++),
2243                               (long)size));
2244             if ((res = (char*)Perl_malloc(nbytes)) == NULL)
2245                 return (NULL);
2246             if (cp != res)                      /* common optimization */
2247                 Copy(cp, res, (MEM_SIZE)(nbytes<onb?nbytes:onb), char);
2248             Perl_mfree(cp);
2249         }
2250         return ((Malloc_t)res);
2251 }
2252
2253 Malloc_t
2254 Perl_calloc(register size_t elements, register size_t size)
2255 {
2256     long sz = elements * size;
2257     Malloc_t p = Perl_malloc(sz);
2258
2259     if (p) {
2260         memset((void*)p, 0, sz);
2261     }
2262     return p;
2263 }
2264
2265 char *
2266 Perl_strdup(const char *s)
2267 {
2268     MEM_SIZE l = strlen(s);
2269     char *s1 = (char *)Perl_malloc(l+1);
2270
2271     Copy(s, s1, (MEM_SIZE)(l+1), char);
2272     return s1;
2273 }
2274
2275 #ifdef PERL_CORE
2276 int
2277 Perl_putenv(char *a)
2278 {
2279     /* Sometimes system's putenv conflicts with my_setenv() - this is system
2280        malloc vs Perl's free(). */
2281   dTHX;
2282   char *var;
2283   char *val = a;
2284   MEM_SIZE l;
2285   char buf[80];
2286
2287   while (*val && *val != '=')
2288       val++;
2289   if (!*val)
2290       return -1;
2291   l = val - a;
2292   if (l < sizeof(buf))
2293       var = buf;
2294   else
2295       var = Perl_malloc(l + 1);
2296   Copy(a, var, l, char);
2297   var[l + 1] = 0;
2298   my_setenv(var, val+1);
2299   if (var != buf)
2300       Perl_mfree(var);
2301   return 0;
2302 }
2303 #  endif
2304
2305 MEM_SIZE
2306 Perl_malloced_size(void *p)
2307 {
2308     union overhead *ovp = (union overhead *)
2309         ((caddr_t)p - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2310     int bucket = OV_INDEX(ovp);
2311 #ifdef RCHECK
2312     /* The caller wants to have a complete control over the chunk,
2313        disable the memory checking inside the chunk.  */
2314     if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2315         MEM_SIZE size = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2316         ovp->ov_size = size + M_OVERHEAD - 1;
2317         *((u_int *)((caddr_t)ovp + size + M_OVERHEAD - RSLOP)) = RMAGIC;
2318     }
2319 #endif
2320     return BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2321 }
2322
2323 #  ifdef BUCKETS_ROOT2
2324 #    define MIN_EVEN_REPORT 6
2325 #  else
2326 #    define MIN_EVEN_REPORT MIN_BUCKET
2327 #  endif
2328
2329 int
2330 Perl_get_mstats(pTHX_ perl_mstats_t *buf, int buflen, int level)
2331 {
2332 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2333         register int i, j;
2334         register union overhead *p;
2335         struct chunk_chain_s* nextchain;
2336
2337         buf->topbucket = buf->topbucket_ev = buf->topbucket_odd
2338             = buf->totfree = buf->total = buf->total_chain = 0;
2339
2340         buf->minbucket = MIN_BUCKET;
2341         MALLOC_LOCK;
2342         for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2343                 for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++)
2344                         ;
2345                 if (i < buflen) {
2346                     buf->nfree[i] = j;
2347                     buf->ntotal[i] = nmalloc[i];
2348                 }
2349                 buf->totfree += j * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2350                 buf->total += nmalloc[i] * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2351                 if (nmalloc[i]) {
2352                     i % 2 ? (buf->topbucket_odd = i) : (buf->topbucket_ev = i);
2353                     buf->topbucket = i;
2354                 }
2355         }
2356         nextchain = chunk_chain;
2357         while (nextchain) {
2358             buf->total_chain += nextchain->size;
2359             nextchain = nextchain->next;
2360         }
2361         buf->total_sbrk = goodsbrk + sbrk_slack;
2362         buf->sbrks = sbrks;
2363         buf->sbrk_good = sbrk_goodness;
2364         buf->sbrk_slack = sbrk_slack;
2365         buf->start_slack = start_slack;
2366         buf->sbrked_remains = sbrked_remains;
2367         MALLOC_UNLOCK;
2368         buf->nbuckets = NBUCKETS;
2369         if (level) {
2370             for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2371                 if (i >= buflen)
2372                     break;
2373                 buf->bucket_mem_size[i] = BUCKET_SIZE(i);
2374                 buf->bucket_available_size[i] = BUCKET_SIZE_REAL(i);
2375             }
2376         }
2377 #endif  /* defined DEBUGGING_MSTATS */
2378         return 0;               /* XXX unused */
2379 }
2380 /*
2381  * mstats - print out statistics about malloc
2382  *
2383  * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
2384  * for each size category, the second showing the number of mallocs -
2385  * frees for each size category.
2386  */
2387 void
2388 Perl_dump_mstats(pTHX_ char *s)
2389 {
2390 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2391         register int i;
2392         perl_mstats_t buffer;
2393         UV nf[NBUCKETS];
2394         UV nt[NBUCKETS];
2395
2396         buffer.nfree  = nf;
2397         buffer.ntotal = nt;
2398         get_mstats(&buffer, NBUCKETS, 0);
2399
2400         if (s)
2401             PerlIO_printf(Perl_error_log,
2402                           "Memory allocation statistics %s (buckets %"IVdf"(%"IVdf")..%"IVdf"(%"IVdf")\n",
2403                           s,
2404                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(MIN_BUCKET),
2405                           (IV)BUCKET_SIZE(MIN_BUCKET),
2406                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(buffer.topbucket),
2407                           (IV)BUCKET_SIZE(buffer.topbucket));
2408         PerlIO_printf(Perl_error_log, "%8"IVdf" free:", buffer.totfree);
2409         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2410                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2411                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2412                                ? " %5"UVuf
2413                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2414                               buffer.nfree[i]);
2415         }
2416 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2417         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2418         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2419                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2420                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2421                                ? " %5"UVuf
2422                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2423                               buffer.nfree[i]);
2424         }
2425 #endif
2426         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n%8"IVdf" used:", buffer.total - buffer.totfree);
2427         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2428                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2429                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2430                                ? " %5"IVdf
2431                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2432                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2433         }
2434 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2435         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2436         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2437                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2438                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2439                                ? " %5"IVdf
2440                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2441                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2442         }
2443 #endif
2444         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\nTotal sbrk(): %"IVdf"/%"IVdf":%"IVdf". Odd ends: pad+heads+chain+tail: %"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf".\n",
2445                       buffer.total_sbrk, buffer.sbrks, buffer.sbrk_good,
2446                       buffer.sbrk_slack, buffer.start_slack,
2447                       buffer.total_chain, buffer.sbrked_remains);
2448 #endif /* DEBUGGING_MSTATS */
2449 }
2450 #endif /* lint */
2451
2452 #ifdef USE_PERL_SBRK
2453
2454 #   if defined(__MACHTEN_PPC__) || defined(NeXT) || defined(__NeXT__) || defined(PURIFY)
2455 #      define PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2456 #   endif
2457
2458 #   ifdef PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2459
2460 /* it may seem schizophrenic to use perl's malloc and let it call system */
2461 /* malloc, the reason for that is only the 3.2 version of the OS that had */
2462 /* frequent core dumps within nxzonefreenolock. This sbrk routine put an */
2463 /* end to the cores */
2464
2465 #      ifndef SYSTEM_ALLOC
2466 #         define SYSTEM_ALLOC(a) malloc(a)
2467 #      endif
2468 #      ifndef SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2469 #         define SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT MEM_ALIGNBYTES
2470 #      endif
2471
2472 #   endif  /* PERL_SBRK_VIA_MALLOC */
2473
2474 static IV Perl_sbrk_oldchunk;
2475 static long Perl_sbrk_oldsize;
2476
2477 #   define PERLSBRK_32_K (1<<15)
2478 #   define PERLSBRK_64_K (1<<16)
2479
2480 Malloc_t
2481 Perl_sbrk(int size)
2482 {
2483     IV got;
2484     int small, reqsize;
2485
2486     if (!size) return 0;
2487 #ifdef PERL_CORE
2488     reqsize = size; /* just for the DEBUG_m statement */
2489 #endif
2490 #ifdef PACK_MALLOC
2491     size = (size + 0x7ff) & ~0x7ff;
2492 #endif
2493     if (size <= Perl_sbrk_oldsize) {
2494         got = Perl_sbrk_oldchunk;
2495         Perl_sbrk_oldchunk += size;
2496         Perl_sbrk_oldsize -= size;
2497     } else {
2498       if (size >= PERLSBRK_32_K) {
2499         small = 0;
2500       } else {
2501         size = PERLSBRK_64_K;
2502         small = 1;
2503       }
2504 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2505       size += NEEDED_ALIGNMENT - SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT;
2506 #  endif
2507       got = (IV)SYSTEM_ALLOC(size);
2508 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2509       got = (got + NEEDED_ALIGNMENT - 1) & ~(NEEDED_ALIGNMENT - 1);
2510 #  endif
2511       if (small) {
2512         /* Chunk is small, register the rest for future allocs. */
2513         Perl_sbrk_oldchunk = got + reqsize;
2514         Perl_sbrk_oldsize = size - reqsize;
2515       }
2516     }
2517
2518     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log, "sbrk malloc size %ld (reqsize %ld), left size %ld, give addr 0x%"UVxf"\n",
2519                     size, reqsize, Perl_sbrk_oldsize, PTR2UV(got)));
2520
2521     return (void *)got;
2522 }
2523
2524 #endif /* ! defined USE_PERL_SBRK */