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 /* This file contains Perl's own implementation of the malloc library.
  10  * It is used if Configure decides that, on your platform, Perl's
  11  * version is better than the OS's, or if you give Configure the
  12  * -Dusemymalloc command-line option.
  13  */
  14
  15 /*
  16   Here are some notes on configuring Perl's malloc.  (For non-perl
  17   usage see below.)
  18
  19   There are two macros which serve as bulk disablers of advanced
  20   features of this malloc: NO_FANCY_MALLOC, PLAIN_MALLOC (undef by
  21   default).  Look in the list of default values below to understand
  22   their exact effect.  Defining NO_FANCY_MALLOC returns malloc.c to the
  23   state of the malloc in Perl 5.004.  Additionally defining PLAIN_MALLOC
  24   returns it to the state as of Perl 5.000.
  25
  26   Note that some of the settings below may be ignored in the code based
  27   on values of other macros.  The PERL_CORE symbol is only defined when
  28   perl itself is being compiled (so malloc can make some assumptions
  29   about perl's facilities being available to it).
  30
  31   Each config option has a short description, followed by its name,
  32   default value, and a comment about the default (if applicable).  Some
  33   options take a precise value, while the others are just boolean.
  34   The boolean ones are listed first.
  35
  36     # Read configuration settings from malloc_cfg.h
  37     HAVE_MALLOC_CFG_H           undef
  38
  39     # Enable code for an emergency memory pool in $^M.  See perlvar.pod
  40     # for a description of $^M.
  41     PERL_EMERGENCY_SBRK         (!PLAIN_MALLOC && (PERL_CORE || !NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG))
  42
  43     # Enable code for printing memory statistics.
  44     DEBUGGING_MSTATS            (!PLAIN_MALLOC && PERL_CORE)
  45
  46     # Move allocation info for small buckets into separate areas.
  47     # Memory optimization (especially for small allocations, of the
  48     # less than 64 bytes).  Since perl usually makes a large number
  49     # of small allocations, this is usually a win.
  50     PACK_MALLOC                 (!PLAIN_MALLOC && !RCHECK)
  51
  52     # Add one page to big powers of two when calculating bucket size.
  53     # This is targeted at big allocations, as are common in image
  54     # processing.
  55     TWO_POT_OPTIMIZE            !PLAIN_MALLOC
  56
  57     # Use intermediate bucket sizes between powers-of-two.  This is
  58     # generally a memory optimization, and a (small) speed pessimization.
  59     BUCKETS_ROOT2               !NO_FANCY_MALLOC
  60
  61     # Do not check small deallocations for bad free().  Memory
  62     # and speed optimization, error reporting pessimization.
  63     IGNORE_SMALL_BAD_FREE       (!NO_FANCY_MALLOC && !RCHECK)
  64
  65     # Use table lookup to decide in which bucket a given allocation will go.
  66     SMALL_BUCKET_VIA_TABLE      !NO_FANCY_MALLOC
  67
  68     # Use a perl-defined sbrk() instead of the (presumably broken or
  69     # missing) system-supplied sbrk().
  70     USE_PERL_SBRK               undef
  71
  72     # Use system malloc() (or calloc() etc.) to emulate sbrk(). Normally
  73     # only used with broken sbrk()s.
  74     PERL_SBRK_VIA_MALLOC        undef
  75
  76     # Which allocator to use if PERL_SBRK_VIA_MALLOC
  77     SYSTEM_ALLOC(a)             malloc(a)
  78
  79     # Minimal alignment (in bytes, should be a power of 2) of SYSTEM_ALLOC
  80     SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT      MEM_ALIGNBYTES
  81
  82     # Disable memory overwrite checking with DEBUGGING.  Memory and speed
  83     # optimization, error reporting pessimization.
  84     NO_RCHECK                   undef
  85
  86     # Enable memory overwrite checking with DEBUGGING.  Memory and speed
  87     # pessimization, error reporting optimization
  88     RCHECK                      (DEBUGGING && !NO_RCHECK)
  89
  90     # Do not overwrite uninit areas with DEBUGGING.  Speed
  91     # optimization, error reporting pessimization
  92     NO_MFILL                    undef
  93
  94     # Overwrite uninit areas with DEBUGGING.  Speed
  95     # pessimization, error reporting optimization
  96     MALLOC_FILL                 (DEBUGGING && !NO_RCHECK && !NO_MFILL)
  97
  98     # Do not check overwritten uninit areas with DEBUGGING.  Speed
  99     # optimization, error reporting pessimization
 100     NO_FILL_CHECK               undef
 101
 102     # Check overwritten uninit areas with DEBUGGING.  Speed
 103     # pessimization, error reporting optimization
 104     MALLOC_FILL_CHECK           (DEBUGGING && !NO_RCHECK && !NO_FILL_CHECK)
 105
 106     # Failed allocations bigger than this size croak (if
 107     # PERL_EMERGENCY_SBRK is enabled) without touching $^M.  See
 108     # perlvar.pod for a description of $^M.
 109     BIG_SIZE                     (1<<16)        # 64K
 110
 111     # Starting from this power of two, add an extra page to the
 112     # size of the bucket. This enables optimized allocations of sizes
 113     # close to powers of 2.  Note that the value is indexed at 0.
 114     FIRST_BIG_POW2              15              # 32K, 16K is used too often
 115
 116     # Estimate of minimal memory footprint.  malloc uses this value to
 117     # request the most reasonable largest blocks of memory from the system.
 118     FIRST_SBRK                  (48*1024)
 119
 120     # Round up sbrk()s to multiples of this.
 121     MIN_SBRK                    2048
 122
 123     # Round up sbrk()s to multiples of this percent of footprint.
 124     MIN_SBRK_FRAC               3
 125
 126     # Round up sbrk()s to multiples of this multiple of 1/1000 of footprint.
 127     MIN_SBRK_FRAC1000           (10 * MIN_SBRK_FRAC)
 128
 129     # Add this much memory to big powers of two to get the bucket size.
 130     PERL_PAGESIZE               4096
 131
 132     # This many sbrk() discontinuities should be tolerated even
 133     # from the start without deciding that sbrk() is usually
 134     # discontinuous.
 135     SBRK_ALLOW_FAILURES         3
 136
 137     # This many continuous sbrk()s compensate for one discontinuous one.
 138     SBRK_FAILURE_PRICE          50
 139
 140     # Some configurations may ask for 12-byte-or-so allocations which
 141     # require 8-byte alignment (?!).  In such situation one needs to
 142     # define this to disable 12-byte bucket (will increase memory footprint)
 143     STRICT_ALIGNMENT            undef
 144
 145     # Do not allow configuration of runtime options at runtime
 146     NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG       undef
 147
 148     # Do not allow configuration of runtime options via $ENV{PERL_MALLOC_OPT}
 149     NO_PERL_MALLOC_ENV          undef
 150
 151         [The variable consists of ;-separated parts of the form CODE=VALUE
 152          with 1-character codes F, M, f, A, P, G, d, a, c for runtime
 153          configuration of FIRST_SBRK, MIN_SBRK, MIN_SBRK_FRAC1000,
 154          SBRK_ALLOW_FAILURES, SBRK_FAILURE_PRICE, sbrk_goodness,
 155          filldead, fillalive, fillcheck.  The last 3 are for DEBUGGING
 156          build, and allow switching the tests for free()ed memory read,
 157          uninit memory reads, and free()ed memory write.]
 158
 159   This implementation assumes that calling PerlIO_printf() does not
 160   result in any memory allocation calls (used during a panic).
 161
 162  */
 163
 164 /*
 165    If used outside of Perl environment, it may be useful to redefine
 166    the following macros (listed below with defaults):
 167
 168      # Type of address returned by allocation functions
 169      Malloc_t                           void *
 170
 171      # Type of size argument for allocation functions
 172      MEM_SIZE                           unsigned long
 173
 174      # size of void*
 175      PTRSIZE                            4
 176
 177      # Maximal value in LONG
 178      LONG_MAX                           0x7FFFFFFF
 179
 180      # Unsigned integer type big enough to keep a pointer
 181      UV                                 unsigned long
 182
 183      # Signed integer of the same sizeof() as UV
 184      IV                                 long
 185
 186      # Type of pointer with 1-byte granularity
 187      caddr_t                            char *
 188
 189      # Type returned by free()
 190      Free_t                             void
 191
 192      # Conversion of pointer to integer
 193      PTR2UV(ptr)                        ((UV)(ptr))
 194
 195      # Conversion of integer to pointer
 196      INT2PTR(type, i)                   ((type)(i))
 197
 198      # printf()-%-Conversion of UV to pointer
 199      UVuf                               "lu"
 200
 201      # printf()-%-Conversion of UV to hex pointer
 202      UVxf                               "lx"
 203
 204      # Alignment to use
 205      MEM_ALIGNBYTES                     4
 206
 207      # Very fatal condition reporting function (cannot call any )
 208      fatalcroak(arg)                    write(2,arg,strlen(arg)) + exit(2)
 209
 210      # Fatal error reporting function
 211      croak(format, arg)                 warn(idem) + exit(1)
 212
 213      # Fatal error reporting function
 214      croak2(format, arg1, arg2)         warn2(idem) + exit(1)
 215
 216      # Error reporting function
 217      warn(format, arg)                  fprintf(stderr, idem)
 218
 219      # Error reporting function
 220      warn2(format, arg1, arg2)          fprintf(stderr, idem)
 221
 222      # Locking/unlocking for MT operation
 223      MALLOC_LOCK                        MUTEX_LOCK(&PL_malloc_mutex)
 224      MALLOC_UNLOCK                      MUTEX_UNLOCK(&PL_malloc_mutex)
 225
 226      # Locking/unlocking mutex for MT operation
 227      MUTEX_LOCK(l)                      void
 228      MUTEX_UNLOCK(l)                    void
 229  */
 230
 231 #ifdef HAVE_MALLOC_CFG_H
 232 #  include "malloc_cfg.h"
 233 #endif
 234
 235 #ifndef NO_FANCY_MALLOC
 236 #  ifndef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 237 #    define SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 238 #  endif
 239 #  ifndef BUCKETS_ROOT2
 240 #    define BUCKETS_ROOT2
 241 #  endif
 242 #  ifndef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 243 #    define IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 244 #  endif
 245 #endif
 246
 247 #ifndef PLAIN_MALLOC                    /* Bulk enable features */
 248 #  ifndef PACK_MALLOC
 249 #      define PACK_MALLOC
 250 #  endif
 251 #  ifndef TWO_POT_OPTIMIZE
 252 #    define TWO_POT_OPTIMIZE
 253 #  endif
 254 #  if (defined(PERL_CORE) || !defined(NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG)) && !defined(PERL_EMERGENCY_SBRK)
 255 #    define PERL_EMERGENCY_SBRK
 256 #  endif
 257 #  if defined(PERL_CORE) && !defined(DEBUGGING_MSTATS)
 258 #    define DEBUGGING_MSTATS
 259 #  endif
 260 #endif
 261
 262 #define MIN_BUC_POW2 (sizeof(void*) > 4 ? 3 : 2) /* Allow for 4-byte arena. */
 263 #define MIN_BUCKET (MIN_BUC_POW2 * BUCKETS_PER_POW2)
 264
 265 #if !(defined(I286) || defined(atarist) || defined(__MINT__))
 266         /* take 2k unless the block is bigger than that */
 267 #  define LOG_OF_MIN_ARENA 11
 268 #else
 269         /* take 16k unless the block is bigger than that
 270            (80286s like large segments!), probably good on the atari too */
 271 #  define LOG_OF_MIN_ARENA 14
 272 #endif
 273
 274 #ifndef lint
 275 #  if defined(DEBUGGING) && !defined(NO_RCHECK)
 276 #    define RCHECK
 277 #  endif
 278 #  if defined(DEBUGGING) && !defined(NO_RCHECK) && !defined(NO_MFILL) && !defined(MALLOC_FILL)
 279 #    define MALLOC_FILL
 280 #  endif
 281 #  if defined(DEBUGGING) && !defined(NO_RCHECK) && !defined(NO_FILL_CHECK) && !defined(MALLOC_FILL_CHECK)
 282 #    define MALLOC_FILL_CHECK
 283 #  endif
 284 #  if defined(RCHECK) && defined(IGNORE_SMALL_BAD_FREE)
 285 #    undef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 286 #  endif
 287 /*
 288  * malloc.c (Caltech) 2/21/82
 289  * Chris Kingsley, kingsley@cit-20.
 290  *
 291  * This is a very fast storage allocator.  It allocates blocks of a small
 292  * number of different sizes, and keeps free lists of each size.  Blocks that
 293  * don't exactly fit are passed up to the next larger size.  In this
 294  * implementation, the available sizes are 2^n-4 (or 2^n-12) bytes long.
 295  * If PACK_MALLOC is defined, small blocks are 2^n bytes long.
 296  * This is designed for use in a program that uses vast quantities of memory,
 297  * but bombs when it runs out.
 298  *
 299  * Modifications Copyright Ilya Zakharevich 1996-99.
 300  *
 301  * Still very quick, but much more thrifty.  (Std config is 10% slower
 302  * than it was, and takes 67% of old heap size for typical usage.)
 303  *
 304  * Allocations of small blocks are now table-driven to many different
 305  * buckets.  Sizes of really big buckets are increased to accomodata
 306  * common size=power-of-2 blocks.  Running-out-of-memory is made into
 307  * an exception.  Deeply configurable and thread-safe.
 308  *
 309  */
 310
 311 #ifdef PERL_CORE
 312 #  include "EXTERN.h"
 313 #  define PERL_IN_MALLOC_C
 314 #  include "perl.h"
 315 #  if defined(PERL_IMPLICIT_CONTEXT)
 316 #    define croak       Perl_croak_nocontext
 317 #    define croak2      Perl_croak_nocontext
 318 #    define warn        Perl_warn_nocontext
 319 #    define warn2       Perl_warn_nocontext
 320 #  else
 321 #    define croak2      croak
 322 #    define warn2       warn
 323 #  endif
 324 #  if defined(USE_5005THREADS) || defined(USE_ITHREADS)
 325 #     define PERL_MAYBE_ALIVE   PL_thr_key
 326 #  else
 327 #     define PERL_MAYBE_ALIVE   1
 328 #  endif
 329 #else
 330 #  ifdef PERL_FOR_X2P
 331 #    include "../EXTERN.h"
 332 #    include "../perl.h"
 333 #  else
 334 #    include <stdlib.h>
 335 #    include <stdio.h>
 336 #    include <memory.h>
 337 #    ifdef OS2
 338 #      include <io.h>
 339 #    endif
 340 #    include <string.h>
 341 #    ifndef Malloc_t
 342 #      define Malloc_t void *
 343 #    endif
 344 #    ifndef PTRSIZE
 345 #      define PTRSIZE 4
 346 #    endif
 347 #    ifndef MEM_SIZE
 348 #      define MEM_SIZE unsigned long
 349 #    endif
 350 #    ifndef LONG_MAX
 351 #      define LONG_MAX 0x7FFFFFFF
 352 #    endif
 353 #    ifndef UV
 354 #      define UV unsigned long
 355 #    endif
 356 #    ifndef IV
 357 #      define IV long
 358 #    endif
 359 #    ifndef caddr_t
 360 #      define caddr_t char *
 361 #    endif
 362 #    ifndef Free_t
 363 #      define Free_t void
 364 #    endif
 365 #    define Copy(s,d,n,t) (void)memcpy((char*)(d),(char*)(s), (n) * sizeof(t))
 366 #    define CopyD(s,d,n,t) memcpy((char*)(d),(char*)(s), (n) * sizeof(t))
 367 #    define PerlEnv_getenv getenv
 368 #    define PerlIO_printf fprintf
 369 #    define PerlIO_stderr() stderr
 370 #    define PerlIO_puts(f,s)            fputs(s,f)
 371 #    ifndef INT2PTR
 372 #      define INT2PTR(t,i)              ((t)(i))
 373 #    endif
 374 #    ifndef PTR2UV
 375 #      define PTR2UV(p)                 ((UV)(p))
 376 #    endif
 377 #    ifndef UVuf
 378 #      define UVuf                      "lu"
 379 #    endif
 380 #    ifndef UVxf
 381 #      define UVxf                      "lx"
 382 #    endif
 383 #    ifndef Nullch
 384 #      define Nullch                    NULL
 385 #    endif
 386 #    ifndef MEM_ALIGNBYTES
 387 #      define MEM_ALIGNBYTES            4
 388 #    endif
 389 #  endif
 390 #  ifndef croak                         /* make depend */
 391 #    define croak(mess, arg) (warn((mess), (arg)), exit(1))
 392 #  endif
 393 #  ifndef croak2                        /* make depend */
 394 #    define croak2(mess, arg1, arg2) (warn2((mess), (arg1), (arg2)), exit(1))
 395 #  endif
 396 #  ifndef warn
 397 #    define warn(mess, arg) fprintf(stderr, (mess), (arg))
 398 #  endif
 399 #  ifndef warn2
 400 #    define warn2(mess, arg1, arg2) fprintf(stderr, (mess), (arg1), (arg2))
 401 #  endif
 402 #  ifdef DEBUG_m
 403 #    undef DEBUG_m
 404 #  endif
 405 #  define DEBUG_m(a)
 406 #  ifdef DEBUGGING
 407 #     undef DEBUGGING
 408 #  endif
 409 #  ifndef pTHX
 410 #     define pTHX               void
 411 #     define pTHX_
 412 #     ifdef HASATTRIBUTE
 413 #        define dTHX            extern int Perl___notused PERL_UNUSED_DECL
 414 #     else
 415 #        define dTHX            extern int Perl___notused
 416 #     endif
 417 #     define WITH_THX(s)        s
 418 #  endif
 419 #  ifndef PERL_GET_INTERP
 420 #     define PERL_GET_INTERP    PL_curinterp
 421 #  endif
 422 #  define PERL_MAYBE_ALIVE      1
 423 #  ifndef Perl_malloc
 424 #     define Perl_malloc malloc
 425 #  endif
 426 #  ifndef Perl_mfree
 427 #     define Perl_mfree free
 428 #  endif
 429 #  ifndef Perl_realloc
 430 #     define Perl_realloc realloc
 431 #  endif
 432 #  ifndef Perl_calloc
 433 #     define Perl_calloc calloc
 434 #  endif
 435 #  ifndef Perl_strdup
 436 #     define Perl_strdup strdup
 437 #  endif
 438 #endif  /* defined PERL_CORE */
 439
 440 #ifndef MUTEX_LOCK
 441 #  define MUTEX_LOCK(l)
 442 #endif
 443
 444 #ifndef MUTEX_UNLOCK
 445 #  define MUTEX_UNLOCK(l)
 446 #endif
 447
 448 #ifndef MALLOC_LOCK
 449 #  define MALLOC_LOCK           MUTEX_LOCK(&PL_malloc_mutex)
 450 #endif
 451
 452 #ifndef MALLOC_UNLOCK
 453 #  define MALLOC_UNLOCK         MUTEX_UNLOCK(&PL_malloc_mutex)
 454 #endif
 455
 456 #  ifndef fatalcroak                            /* make depend */
 457 #    define fatalcroak(mess)    (write(2, (mess), strlen(mess)), exit(2))
 458 #  endif
 459
 460 #ifdef DEBUGGING
 461 #  undef DEBUG_m
 462 #  define DEBUG_m(a)                                                    \
 463     STMT_START {                                                        \
 464         if (PERL_MAYBE_ALIVE && PERL_GET_THX) {                                         \
 465             dTHX;                                                       \
 466             if (DEBUG_m_TEST) {                                         \
 467                 PL_debug &= ~DEBUG_m_FLAG;                              \
 468                 a;                                                      \
 469                 PL_debug |= DEBUG_m_FLAG;                               \
 470             }                                                           \
 471         }                                                               \
 472     } STMT_END
 473 #endif
 474
 475 #ifdef PERL_IMPLICIT_CONTEXT
 476 #  define PERL_IS_ALIVE         aTHX
 477 #else
 478 #  define PERL_IS_ALIVE         TRUE
 479 #endif
 480
 481
 482 /*
 483  * Layout of memory:
 484  * ~~~~~~~~~~~~~~~~
 485  * The memory is broken into "blocks" which occupy multiples of 2K (and
 486  * generally speaking, have size "close" to a power of 2).  The addresses
 487  * of such *unused* blocks are kept in nextf[i] with big enough i.  (nextf
 488  * is an array of linked lists.)  (Addresses of used blocks are not known.)
 489  *
 490  * Moreover, since the algorithm may try to "bite" smaller blocks out
 491  * of unused bigger ones, there are also regions of "irregular" size,
 492  * managed separately, by a linked list chunk_chain.
 493  *
 494  * The third type of storage is the sbrk()ed-but-not-yet-used space, its
 495  * end and size are kept in last_sbrk_top and sbrked_remains.
 496  *
 497  * Growing blocks "in place":
 498  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 499  * The address of the block with the greatest address is kept in last_op
 500  * (if not known, last_op is 0).  If it is known that the memory above
 501  * last_op is not continuous, or contains a chunk from chunk_chain,
 502  * last_op is set to 0.
 503  *
 504  * The chunk with address last_op may be grown by expanding into
 505  * sbrk()ed-but-not-yet-used space, or trying to sbrk() more continuous
 506  * memory.
 507  *
 508  * Management of last_op:
 509  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 510  *
 511  * free() never changes the boundaries of blocks, so is not relevant.
 512  *
 513  * The only way realloc() may change the boundaries of blocks is if it
 514  * grows a block "in place".  However, in the case of success such a
 515  * chunk is automatically last_op, and it remains last_op.  In the case
 516  * of failure getpages_adjacent() clears last_op.
 517  *
 518  * malloc() may change blocks by calling morecore() only.
 519  *
 520  * morecore() may create new blocks by:
 521  *   a) biting pieces from chunk_chain (cannot create one above last_op);
 522  *   b) biting a piece from an unused block (if block was last_op, this
 523  *      may create a chunk from chain above last_op, thus last_op is
 524  *      invalidated in such a case).
 525  *   c) biting of sbrk()ed-but-not-yet-used space.  This creates
 526  *      a block which is last_op.
 527  *   d) Allocating new pages by calling getpages();
 528  *
 529  * getpages() creates a new block.  It marks last_op at the bottom of
 530  * the chunk of memory it returns.
 531  *
 532  * Active pages footprint:
 533  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 534  * Note that we do not need to traverse the lists in nextf[i], just take
 535  * the first element of this list.  However, we *need* to traverse the
 536  * list in chunk_chain, but most the time it should be a very short one,
 537  * so we do not step on a lot of pages we are not going to use.
 538  *
 539  * Flaws:
 540  * ~~~~~
 541  * get_from_bigger_buckets(): forget to increment price => Quite
 542  * aggressive.
 543  */
 544
 545 /* I don't much care whether these are defined in sys/types.h--LAW */
 546
 547 #define u_char unsigned char
 548 #define u_int unsigned int
 549 /*
 550  * I removed the definition of u_bigint which appeared to be u_bigint = UV
 551  * u_bigint was only used in TWOK_MASKED and TWOK_SHIFT
 552  * where I have used PTR2UV.  RMB
 553  */
 554 #define u_short unsigned short
 555
 556 /* 286 and atarist like big chunks, which gives too much overhead. */
 557 #if (defined(RCHECK) || defined(I286) || defined(atarist) || defined(__MINT__)) && defined(PACK_MALLOC)
 558 #  undef PACK_MALLOC
 559 #endif
 560
 561 /*
 562  * The description below is applicable if PACK_MALLOC is not defined.
 563  *
 564  * The overhead on a block is at least 4 bytes.  When free, this space
 565  * contains a pointer to the next free block, and the bottom two bits must
 566  * be zero.  When in use, the first byte is set to MAGIC, and the second
 567  * byte is the size index.  The remaining bytes are for alignment.
 568  * If range checking is enabled and the size of the block fits
 569  * in two bytes, then the top two bytes hold the size of the requested block
 570  * plus the range checking words, and the header word MINUS ONE.
 571  */
 572 union   overhead {
 573         union   overhead *ov_next;      /* when free */
 574 #if MEM_ALIGNBYTES > 4
 575         double  strut;                  /* alignment problems */
 576 #  if MEM_ALIGNBYTES > 8
 577         char    sstrut[MEM_ALIGNBYTES]; /* for the sizing */
 578 #  endif
 579 #endif
 580         struct {
 581 /*
 582  * Keep the ovu_index and ovu_magic in this order, having a char
 583  * field first gives alignment indigestion in some systems, such as
 584  * MachTen.
 585  */
 586                 u_char  ovu_index;      /* bucket # */
 587                 u_char  ovu_magic;      /* magic number */
 588 #ifdef RCHECK
 589             /* Subtract one to fit into u_short for an extra bucket */
 590                 u_short ovu_size;       /* block size (requested + overhead - 1) */
 591                 u_int   ovu_rmagic;     /* range magic number */
 592 #endif
 593         } ovu;
 594 #define ov_magic        ovu.ovu_magic
 595 #define ov_index        ovu.ovu_index
 596 #define ov_size         ovu.ovu_size
 597 #define ov_rmagic       ovu.ovu_rmagic
 598 };
 599
 600 #define MAGIC           0xff            /* magic # on accounting info */
 601 #define RMAGIC          0x55555555      /* magic # on range info */
 602 #define RMAGIC_C        0x55            /* magic # on range info */
 603
 604 #ifdef RCHECK
 605 #  define       RMAGIC_SZ       sizeof (u_int) /* Overhead at end of bucket */
 606 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 607 #    define MAX_SHORT_BUCKET (12 * BUCKETS_PER_POW2) /* size-1 fits in short */
 608 #  else
 609 #    define MAX_SHORT_BUCKET (13 * BUCKETS_PER_POW2)
 610 #  endif
 611 #else
 612 #  define       RMAGIC_SZ       0
 613 #endif
 614
 615 #if !defined(PACK_MALLOC) && defined(BUCKETS_ROOT2)
 616 #  undef BUCKETS_ROOT2
 617 #endif
 618
 619 #ifdef BUCKETS_ROOT2
 620 #  define BUCKET_TABLE_SHIFT 2
 621 #  define BUCKET_POW2_SHIFT 1
 622 #  define BUCKETS_PER_POW2 2
 623 #else
 624 #  define BUCKET_TABLE_SHIFT MIN_BUC_POW2
 625 #  define BUCKET_POW2_SHIFT 0
 626 #  define BUCKETS_PER_POW2 1
 627 #endif
 628
 629 #if !defined(MEM_ALIGNBYTES) || ((MEM_ALIGNBYTES > 4) && !defined(STRICT_ALIGNMENT))
 630 /* Figure out the alignment of void*. */
 631 struct aligner {
 632   char c;
 633   void *p;
 634 };
 635 #  define ALIGN_SMALL ((int)((caddr_t)&(((struct aligner*)0)->p)))
 636 #else
 637 #  define ALIGN_SMALL MEM_ALIGNBYTES
 638 #endif
 639
 640 #define IF_ALIGN_8(yes,no)      ((ALIGN_SMALL>4) ? (yes) : (no))
 641
 642 #ifdef BUCKETS_ROOT2
 643 #  define MAX_BUCKET_BY_TABLE 13
 644 static u_short buck_size[MAX_BUCKET_BY_TABLE + 1] =
 645   {
 646       0, 0, 0, 0, 4, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80,
 647   };
 648 #  define BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i) ((i) % 2 ? buck_size[i] : (1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT)))
 649 #  define BUCKET_SIZE_REAL(i) ((i) <= MAX_BUCKET_BY_TABLE               \
 650                                ? buck_size[i]                           \
 651                                : ((1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT))     \
 652                                   - MEM_OVERHEAD(i)                     \
 653                                   + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(i)))
 654 #else
 655 #  define BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i) (1 << ((i) >> BUCKET_POW2_SHIFT))
 656 #  define BUCKET_SIZE(i) (BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(i))
 657 #  define BUCKET_SIZE_REAL(i) (BUCKET_SIZE(i) - MEM_OVERHEAD(i))
 658 #endif
 659
 660
 661 #ifdef PACK_MALLOC
 662 /* In this case there are several possible layout of arenas depending
 663  * on the size.  Arenas are of sizes multiple to 2K, 2K-aligned, and
 664  * have a size close to a power of 2.
 665  *
 666  * Arenas of the size >= 4K keep one chunk only.  Arenas of size 2K
 667  * may keep one chunk or multiple chunks.  Here are the possible
 668  * layouts of arenas:
 669  *
 670  *      # One chunk only, chunksize 2^k + SOMETHING - ALIGN, k >= 11
 671  *
 672  * INDEX MAGIC1 UNUSED CHUNK1
 673  *
 674  *      # Multichunk with sanity checking and chunksize 2^k-ALIGN, k>7
 675  *
 676  * INDEX MAGIC1 MAGIC2 MAGIC3 UNUSED CHUNK1 CHUNK2 CHUNK3 ...
 677  *
 678  *      # Multichunk with sanity checking and size 2^k-ALIGN, k=7
 679  *
 680  * INDEX MAGIC1 MAGIC2 MAGIC3 UNUSED CHUNK1 UNUSED CHUNK2 CHUNK3 ...
 681  *
 682  *      # Multichunk with sanity checking and size up to 80
 683  *
 684  * INDEX UNUSED MAGIC1 UNUSED MAGIC2 UNUSED ... CHUNK1 CHUNK2 CHUNK3 ...
 685  *
 686  *      # No sanity check (usually up to 48=byte-long buckets)
 687  * INDEX UNUSED CHUNK1 CHUNK2 ...
 688  *
 689  * Above INDEX and MAGIC are one-byte-long.  Sizes of UNUSED are
 690  * appropriate to keep algorithms simple and memory aligned.  INDEX
 691  * encodes the size of the chunk, while MAGICn encodes state (used,
 692  * free or non-managed-by-us-so-it-indicates-a-bug) of CHUNKn.  MAGIC
 693  * is used for sanity checking purposes only.  SOMETHING is 0 or 4K
 694  * (to make size of big CHUNK accomodate allocations for powers of two
 695  * better).
 696  *
 697  * [There is no need to alignment between chunks, since C rules ensure
 698  *  that structs which need 2^k alignment have sizeof which is
 699  *  divisible by 2^k.  Thus as far as the last chunk is aligned at the
 700  *  end of the arena, and 2K-alignment does not contradict things,
 701  *  everything is going to be OK for sizes of chunks 2^n and 2^n +
 702  *  2^k.  Say, 80-bit buckets will be 16-bit aligned, and as far as we
 703  *  put allocations for requests in 65..80 range, all is fine.
 704  *
 705  *  Note, however, that standard malloc() puts more strict
 706  *  requirements than the above C rules.  Moreover, our algorithms of
 707  *  realloc() may break this idyll, but we suppose that realloc() does
 708  *  need not change alignment.]
 709  *
 710  * Is very important to make calculation of the offset of MAGICm as
 711  * quick as possible, since it is done on each malloc()/free().  In
 712  * fact it is so quick that it has quite little effect on the speed of
 713  * doing malloc()/free().  [By default] We forego such calculations
 714  * for small chunks, but only to save extra 3% of memory, not because
 715  * of speed considerations.
 716  *
 717  * Here is the algorithm [which is the same for all the allocations
 718  * schemes above], see OV_MAGIC(block,bucket).  Let OFFSETm be the
 719  * offset of the CHUNKm from the start of ARENA.  Then offset of
 720  * MAGICm is (OFFSET1 >> SHIFT) + ADDOFFSET.  Here SHIFT and ADDOFFSET
 721  * are numbers which depend on the size of the chunks only.
 722  *
 723  * Let as check some sanity conditions.  Numbers OFFSETm>>SHIFT are
 724  * different for all the chunks in the arena if 2^SHIFT is not greater
 725  * than size of the chunks in the arena.  MAGIC1 will not overwrite
 726  * INDEX provided ADDOFFSET is >0 if OFFSET1 < 2^SHIFT.  MAGIClast
 727  * will not overwrite CHUNK1 if OFFSET1 > (OFFSETlast >> SHIFT) +
 728  * ADDOFFSET.
 729  *
 730  * Make SHIFT the maximal possible (there is no point in making it
 731  * smaller).  Since OFFSETlast is 2K - CHUNKSIZE, above restrictions
 732  * give restrictions on OFFSET1 and on ADDOFFSET.
 733  *
 734  * In particular, for chunks of size 2^k with k>=6 we can put
 735  * ADDOFFSET to be from 0 to 2^k - 2^(11-k), and have
 736  * OFFSET1==chunksize.  For chunks of size 80 OFFSET1 of 2K%80=48 is
 737  * large enough to have ADDOFFSET between 1 and 16 (similarly for 96,
 738  * when ADDOFFSET should be 1).  In particular, keeping MAGICs for
 739  * these sizes gives no additional size penalty.
 740  *
 741  * However, for chunks of size 2^k with k<=5 this gives OFFSET1 >=
 742  * ADDOFSET + 2^(11-k).  Keeping ADDOFFSET 0 allows for 2^(11-k)-2^(11-2k)
 743  * chunks per arena.  This is smaller than 2^(11-k) - 1 which are
 744  * needed if no MAGIC is kept.  [In fact, having a negative ADDOFFSET
 745  * would allow for slightly more buckets per arena for k=2,3.]
 746  *
 747  * Similarly, for chunks of size 3/2*2^k with k<=5 MAGICs would span
 748  * the area up to 2^(11-k)+ADDOFFSET.  For k=4 this give optimal
 749  * ADDOFFSET as -7..0.  For k=3 ADDOFFSET can go up to 4 (with tiny
 750  * savings for negative ADDOFFSET).  For k=5 ADDOFFSET can go -1..16
 751  * (with no savings for negative values).
 752  *
 753  * In particular, keeping ADDOFFSET 0 for sizes of chunks up to 2^6
 754  * leads to tiny pessimizations in case of sizes 4, 8, 12, 24, and
 755  * leads to no contradictions except for size=80 (or 96.)
 756  *
 757  * However, it also makes sense to keep no magic for sizes 48 or less.
 758  * This is what we do.  In this case one needs ADDOFFSET>=1 also for
 759  * chunksizes 12, 24, and 48, unless one gets one less chunk per
 760  * arena.
 761  *
 762  * The algo of OV_MAGIC(block,bucket) keeps ADDOFFSET 0 until
 763  * chunksize of 64, then makes it 1.
 764  *
 765  * This allows for an additional optimization: the above scheme leads
 766  * to giant overheads for sizes 128 or more (one whole chunk needs to
 767  * be sacrifised to keep INDEX).  Instead we use chunks not of size
 768  * 2^k, but of size 2^k-ALIGN.  If we pack these chunks at the end of
 769  * the arena, then the beginnings are still in different 2^k-long
 770  * sections of the arena if k>=7 for ALIGN==4, and k>=8 if ALIGN=8.
 771  * Thus for k>7 the above algo of calculating the offset of the magic
 772  * will still give different answers for different chunks.  And to
 773  * avoid the overrun of MAGIC1 into INDEX, one needs ADDOFFSET of >=1.
 774  * In the case k=7 we just move the first chunk an extra ALIGN
 775  * backward inside the ARENA (this is done once per arena lifetime,
 776  * thus is not a big overhead).  */
 777 #  define MAX_PACKED_POW2 6
 778 #  define MAX_PACKED (MAX_PACKED_POW2 * BUCKETS_PER_POW2 + BUCKET_POW2_SHIFT)
 779 #  define MAX_POW2_ALGO ((1<<(MAX_PACKED_POW2 + 1)) - M_OVERHEAD)
 780 #  define TWOK_MASK ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - 1)
 781 #  define TWOK_MASKED(x) (PTR2UV(x) & ~TWOK_MASK)
 782 #  define TWOK_SHIFT(x) (PTR2UV(x) & TWOK_MASK)
 783 #  define OV_INDEXp(block) (INT2PTR(u_char*,TWOK_MASKED(block)))
 784 #  define OV_INDEX(block) (*OV_INDEXp(block))
 785 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (*(OV_INDEXp(block) +                  \
 786                                     (TWOK_SHIFT(block)>>                \
 787                                      (bucket>>BUCKET_POW2_SHIFT)) +     \
 788                                     (bucket >= MIN_NEEDS_SHIFT ? 1 : 0)))
 789     /* A bucket can have a shift smaller than it size, we need to
 790        shift its magic number so it will not overwrite index: */
 791 #  ifdef BUCKETS_ROOT2
 792 #    define MIN_NEEDS_SHIFT (7*BUCKETS_PER_POW2 - 1) /* Shift 80 greater than chunk 64. */
 793 #  else
 794 #    define MIN_NEEDS_SHIFT (7*BUCKETS_PER_POW2) /* Shift 128 greater than chunk 32. */
 795 #  endif
 796 #  define CHUNK_SHIFT 0
 797
 798 /* Number of active buckets of given ordinal. */
 799 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 800 #define FIRST_BUCKET_WITH_CHECK (6 * BUCKETS_PER_POW2) /* 64 */
 801 #  define N_BLKS(bucket) ( (bucket) < FIRST_BUCKET_WITH_CHECK           \
 802                          ? ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - 1)/BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket) \
 803                          : n_blks[bucket] )
 804 #else
 805 #  define N_BLKS(bucket) n_blks[bucket]
 806 #endif
 807
 808 static u_short n_blks[LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2] =
 809   {
 810 #  if BUCKETS_PER_POW2==1
 811       0, 0,
 812       (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0),
 813       224, 120, 62, 31, 16, 8, 4, 2
 814 #  else
 815       0, 0, 0, 0,
 816       (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0), (MIN_BUC_POW2==2 ? 384 : 0), /* 4, 4 */
 817       224, 149, 120, 80, 62, 41, 31, 25, 16, 16, 8, 8, 4, 4, 2, 2
 818 #  endif
 819   };
 820
 821 /* Shift of the first bucket with the given ordinal inside 2K chunk. */
 822 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
 823 #  define BLK_SHIFT(bucket) ( (bucket) < FIRST_BUCKET_WITH_CHECK        \
 824                               ? ((1<<LOG_OF_MIN_ARENA)                  \
 825                                  - BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket) * N_BLKS(bucket)) \
 826                               : blk_shift[bucket])
 827 #else
 828 #  define BLK_SHIFT(bucket) blk_shift[bucket]
 829 #endif
 830
 831 static u_short blk_shift[LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2] =
 832   {
 833 #  if BUCKETS_PER_POW2==1
 834       0, 0,
 835       (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0),
 836       256, 128, 64, 64,                 /* 8 to 64 */
 837       16*sizeof(union overhead),
 838       8*sizeof(union overhead),
 839       4*sizeof(union overhead),
 840       2*sizeof(union overhead),
 841 #  else
 842       0, 0, 0, 0,
 843       (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0), (MIN_BUC_POW2==2 ? 512 : 0),
 844       256, 260, 128, 128, 64, 80, 64, 48, /* 8 to 96 */
 845       16*sizeof(union overhead), 16*sizeof(union overhead),
 846       8*sizeof(union overhead), 8*sizeof(union overhead),
 847       4*sizeof(union overhead), 4*sizeof(union overhead),
 848       2*sizeof(union overhead), 2*sizeof(union overhead),
 849 #  endif
 850   };
 851
 852 #  define NEEDED_ALIGNMENT 0x800        /* 2k boundaries */
 853 #  define WANTED_ALIGNMENT 0x800        /* 2k boundaries */
 854
 855 #else  /* !PACK_MALLOC */
 856
 857 #  define OV_MAGIC(block,bucket) (block)->ov_magic
 858 #  define OV_INDEX(block) (block)->ov_index
 859 #  define CHUNK_SHIFT 1
 860 #  define MAX_PACKED -1
 861 #  define NEEDED_ALIGNMENT MEM_ALIGNBYTES
 862 #  define WANTED_ALIGNMENT 0x400        /* 1k boundaries */
 863
 864 #endif /* !PACK_MALLOC */
 865
 866 #define M_OVERHEAD (sizeof(union overhead) + RMAGIC_SZ) /* overhead at start+end */
 867
 868 #ifdef PACK_MALLOC
 869 #  define MEM_OVERHEAD(bucket) \
 870   (bucket <= MAX_PACKED ? 0 : M_OVERHEAD)
 871 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 872 #    define START_SHIFTS_BUCKET ((MAX_PACKED_POW2 + 1) * BUCKETS_PER_POW2)
 873 #    define START_SHIFT MAX_PACKED_POW2
 874 #    ifdef BUCKETS_ROOT2                /* Chunks of size 3*2^n. */
 875 #      define SIZE_TABLE_MAX 80
 876 #    else
 877 #      define SIZE_TABLE_MAX 64
 878 #    endif
 879 static char bucket_of[] =
 880   {
 881 #    ifdef BUCKETS_ROOT2                /* Chunks of size 3*2^n. */
 882       /* 0 to 15 in 4-byte increments. */
 883       (sizeof(void*) > 4 ? 6 : 5),      /* 4/8, 5-th bucket for better reports */
 884       6,                                /* 8 */
 885       IF_ALIGN_8(8,7), 8,               /* 16/12, 16 */
 886       9, 9, 10, 10,                     /* 24, 32 */
 887       11, 11, 11, 11,                   /* 48 */
 888       12, 12, 12, 12,                   /* 64 */
 889       13, 13, 13, 13,                   /* 80 */
 890       13, 13, 13, 13                    /* 80 */
 891 #    else /* !BUCKETS_ROOT2 */
 892       /* 0 to 15 in 4-byte increments. */
 893       (sizeof(void*) > 4 ? 3 : 2),
 894       3,
 895       4, 4,
 896       5, 5, 5, 5,
 897       6, 6, 6, 6,
 898       6, 6, 6, 6
 899 #    endif /* !BUCKETS_ROOT2 */
 900   };
 901 #  else  /* !SMALL_BUCKET_VIA_TABLE */
 902 #    define START_SHIFTS_BUCKET MIN_BUCKET
 903 #    define START_SHIFT (MIN_BUC_POW2 - 1)
 904 #  endif /* !SMALL_BUCKET_VIA_TABLE */
 905 #else  /* !PACK_MALLOC */
 906 #  define MEM_OVERHEAD(bucket) M_OVERHEAD
 907 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 908 #    undef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
 909 #  endif
 910 #  define START_SHIFTS_BUCKET MIN_BUCKET
 911 #  define START_SHIFT (MIN_BUC_POW2 - 1)
 912 #endif /* !PACK_MALLOC */
 913
 914 /*
 915  * Big allocations are often of the size 2^n bytes. To make them a
 916  * little bit better, make blocks of size 2^n+pagesize for big n.
 917  */
 918
 919 #ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
 920
 921 #  ifndef PERL_PAGESIZE
 922 #    define PERL_PAGESIZE 4096
 923 #  endif
 924 #  ifndef FIRST_BIG_POW2
 925 #    define FIRST_BIG_POW2 15   /* 32K, 16K is used too often. */
 926 #  endif
 927 #  define FIRST_BIG_BLOCK (1<<FIRST_BIG_POW2)
 928 /* If this value or more, check against bigger blocks. */
 929 #  define FIRST_BIG_BOUND (FIRST_BIG_BLOCK - M_OVERHEAD)
 930 /* If less than this value, goes into 2^n-overhead-block. */
 931 #  define LAST_SMALL_BOUND ((FIRST_BIG_BLOCK>>1) - M_OVERHEAD)
 932
 933 #  define POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes)                          \
 934    ((nbytes >= FIRST_BIG_BOUND) ? nbytes -= PERL_PAGESIZE : 0)
 935 #  define POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket)                         \
 936    ((bucket >= FIRST_BIG_POW2 * BUCKETS_PER_POW2) ? PERL_PAGESIZE : 0)
 937
 938 #else  /* !TWO_POT_OPTIMIZE */
 939 #  define POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes)
 940 #  define POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket) 0
 941 #endif /* !TWO_POT_OPTIMIZE */
 942
 943 #if defined(HAS_64K_LIMIT) && defined(PERL_CORE)
 944 #  define BARK_64K_LIMIT(what,nbytes,size)                              \
 945         if (nbytes > 0xffff) {                                          \
 946                 PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),                          \
 947                               "%s too large: %lx\n", what, size);       \
 948                 my_exit(1);                                             \
 949         }
 950 #else /* !HAS_64K_LIMIT || !PERL_CORE */
 951 #  define BARK_64K_LIMIT(what,nbytes,size)
 952 #endif /* !HAS_64K_LIMIT || !PERL_CORE */
 953
 954 #ifndef MIN_SBRK
 955 #  define MIN_SBRK 2048
 956 #endif
 957
 958 #ifndef FIRST_SBRK
 959 #  define FIRST_SBRK (48*1024)
 960 #endif
 961
 962 /* Minimal sbrk in percents of what is already alloced. */
 963 #ifndef MIN_SBRK_FRAC
 964 #  define MIN_SBRK_FRAC 3
 965 #endif
 966
 967 #ifndef SBRK_ALLOW_FAILURES
 968 #  define SBRK_ALLOW_FAILURES 3
 969 #endif
 970
 971 #ifndef SBRK_FAILURE_PRICE
 972 #  define SBRK_FAILURE_PRICE 50
 973 #endif
 974
 975 static void     morecore        (register int bucket);
 976 #  if defined(DEBUGGING)
 977 static void     botch           (char *diag, char *s, char *file, int line);
 978 #  endif
 979 static void     add_to_chain    (void *p, MEM_SIZE size, MEM_SIZE chip);
 980 static void*    get_from_chain  (MEM_SIZE size);
 981 static void*    get_from_bigger_buckets(int bucket, MEM_SIZE size);
 982 static union overhead *getpages (MEM_SIZE needed, int *nblksp, int bucket);
 983 static int      getpages_adjacent(MEM_SIZE require);
 984
 985 #ifdef PERL_CORE
 986
 987 #ifdef I_MACH_CTHREADS
 988 #  undef  MUTEX_LOCK
 989 #  define MUTEX_LOCK(m)   STMT_START { if (*m) mutex_lock(*m);   } STMT_END
 990 #  undef  MUTEX_UNLOCK
 991 #  define MUTEX_UNLOCK(m) STMT_START { if (*m) mutex_unlock(*m); } STMT_END
 992 #endif
 993
 994 #endif  /* defined PERL_CORE */
 995
 996 #ifndef PTRSIZE
 997 #  define PTRSIZE       sizeof(void*)
 998 #endif
 999
1000 #ifndef BITS_IN_PTR
1001 #  define BITS_IN_PTR (8*PTRSIZE)
1002 #endif
1003
1004 /*
1005  * nextf[i] is the pointer to the next free block of size 2^i.  The
1006  * smallest allocatable block is 8 bytes.  The overhead information
1007  * precedes the data area returned to the user.
1008  */
1009 #define NBUCKETS (BITS_IN_PTR*BUCKETS_PER_POW2 + 1)
1010 static  union overhead *nextf[NBUCKETS];
1011
1012 #if defined(PURIFY) && !defined(USE_PERL_SBRK)
1013 #  define USE_PERL_SBRK
1014 #endif
1015
1016 #ifdef USE_PERL_SBRK
1017 # define sbrk(a) Perl_sbrk(a)
1018 Malloc_t Perl_sbrk (int size);
1019 #else
1020 # ifndef HAS_SBRK_PROTO /* <unistd.h> usually takes care of this */
1021 extern  Malloc_t sbrk(int);
1022 # endif
1023 #endif
1024
1025 #ifndef MIN_SBRK_FRAC1000       /* Backward compatibility */
1026 #  define MIN_SBRK_FRAC1000     (MIN_SBRK_FRAC * 10)
1027 #endif
1028
1029 #ifndef START_EXTERN_C
1030 #  ifdef __cplusplus
1031 #    define START_EXTERN_C      extern "C" {
1032 #  else
1033 #    define START_EXTERN_C
1034 #  endif
1035 #endif
1036
1037 #ifndef END_EXTERN_C
1038 #  ifdef __cplusplus
1039 #    define END_EXTERN_C                };
1040 #  else
1041 #    define END_EXTERN_C
1042 #  endif
1043 #endif
1044
1045 #include "malloc_ctl.h"
1046
1047 #ifndef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1048 #  define PERL_MALLOC_OPT_CHARS "FMfAPGdac"
1049
1050 #  ifndef FILL_DEAD_DEFAULT
1051 #    define FILL_DEAD_DEFAULT   1
1052 #  endif
1053 #  ifndef FILL_ALIVE_DEFAULT
1054 #    define FILL_ALIVE_DEFAULT  1
1055 #  endif
1056 #  ifndef FILL_CHECK_DEFAULT
1057 #    define FILL_CHECK_DEFAULT  1
1058 #  endif
1059
1060 static IV MallocCfg[MallocCfg_last] = {
1061   FIRST_SBRK,
1062   MIN_SBRK,
1063   MIN_SBRK_FRAC,
1064   SBRK_ALLOW_FAILURES,
1065   SBRK_FAILURE_PRICE,
1066   SBRK_ALLOW_FAILURES * SBRK_FAILURE_PRICE,     /* sbrk_goodness */
1067   FILL_DEAD_DEFAULT,    /* FILL_DEAD */
1068   FILL_ALIVE_DEFAULT,   /* FILL_ALIVE */
1069   FILL_CHECK_DEFAULT,   /* FILL_CHECK */
1070   0,                    /* MallocCfg_skip_cfg_env */
1071   0,                    /* MallocCfg_cfg_env_read */
1072   0,                    /* MallocCfg_emergency_buffer_size */
1073   0,                    /* MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size */
1074   0                     /* MallocCfg_emergency_buffer_last_req */
1075 };
1076 IV *MallocCfg_ptr = MallocCfg;
1077
1078 static char* MallocCfgP[MallocCfg_last] = {
1079   0,                    /* MallocCfgP_emergency_buffer */
1080   0,                    /* MallocCfgP_emergency_buffer_prepared */
1081 };
1082 char **MallocCfgP_ptr = MallocCfgP;
1083
1084 #  undef MIN_SBRK
1085 #  undef FIRST_SBRK
1086 #  undef MIN_SBRK_FRAC1000
1087 #  undef SBRK_ALLOW_FAILURES
1088 #  undef SBRK_FAILURE_PRICE
1089
1090 #  define MIN_SBRK              MallocCfg[MallocCfg_MIN_SBRK]
1091 #  define FIRST_SBRK            MallocCfg[MallocCfg_FIRST_SBRK]
1092 #  define MIN_SBRK_FRAC1000     MallocCfg[MallocCfg_MIN_SBRK_FRAC1000]
1093 #  define SBRK_ALLOW_FAILURES   MallocCfg[MallocCfg_SBRK_ALLOW_FAILURES]
1094 #  define SBRK_FAILURE_PRICE    MallocCfg[MallocCfg_SBRK_FAILURE_PRICE]
1095
1096 #  define sbrk_goodness         MallocCfg[MallocCfg_sbrk_goodness]
1097
1098 #  define emergency_buffer_size MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_size]
1099 #  define emergency_buffer_last_req     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_last_req]
1100
1101 #  define FILL_DEAD             MallocCfg[MallocCfg_filldead]
1102 #  define FILL_ALIVE            MallocCfg[MallocCfg_fillalive]
1103 #  define FILL_CHECK_CFG        MallocCfg[MallocCfg_fillcheck]
1104 #  define FILL_CHECK            (FILL_DEAD && FILL_CHECK_CFG)
1105
1106 #  define emergency_buffer      MallocCfgP[MallocCfgP_emergency_buffer]
1107 #  define emergency_buffer_prepared     MallocCfgP[MallocCfgP_emergency_buffer_prepared]
1108
1109 #else   /* defined(NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG) */
1110
1111 #  define FILL_DEAD     1
1112 #  define FILL_ALIVE    1
1113 #  define FILL_CHECK    1
1114 static int sbrk_goodness = SBRK_ALLOW_FAILURES * SBRK_FAILURE_PRICE;
1115
1116 #  define NO_PERL_MALLOC_ENV
1117
1118 #endif
1119
1120 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1121 /*
1122  * nmalloc[i] is the difference between the number of mallocs and frees
1123  * for a given block size.
1124  */
1125 static  u_int nmalloc[NBUCKETS];
1126 static  u_int sbrk_slack;
1127 static  u_int start_slack;
1128 #else   /* !( defined DEBUGGING_MSTATS ) */
1129 #  define sbrk_slack    0
1130 #endif
1131
1132 static  u_int goodsbrk;
1133
1134 #ifdef PERL_EMERGENCY_SBRK
1135
1136 #  ifndef BIG_SIZE
1137 #    define BIG_SIZE (1<<16)            /* 64K */
1138 #  endif
1139
1140 #  ifdef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1141 static MEM_SIZE emergency_buffer_size;
1142         /* 0 if the last request for more memory succeeded.
1143            Otherwise the size of the failing request. */
1144 static MEM_SIZE emergency_buffer_last_req;
1145 static char *emergency_buffer;
1146 static char *emergency_buffer_prepared;
1147 #  endif
1148
1149 #  ifndef emergency_sbrk_croak
1150 #    define emergency_sbrk_croak        croak2
1151 #  endif
1152
1153 #  ifdef PERL_CORE
1154 static char *
1155 perl_get_emergency_buffer(IV *size)
1156 {
1157     dTHX;
1158     /* First offense, give a possibility to recover by dieing. */
1159     /* No malloc involved here: */
1160     GV **gvp = (GV**)hv_fetch(PL_defstash, "^M", 2, 0);
1161     SV *sv;
1162     char *pv;
1163     STRLEN n_a;
1164
1165     if (!gvp) gvp = (GV**)hv_fetch(PL_defstash, "\015", 1, 0);
1166     if (!gvp || !(sv = GvSV(*gvp)) || !SvPOK(sv)
1167         || (SvLEN(sv) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA) - M_OVERHEAD))
1168         return NULL;            /* Now die die die... */
1169     /* Got it, now detach SvPV: */
1170     pv = SvPV(sv, n_a);
1171     /* Check alignment: */
1172     if ((PTR2UV(pv) - sizeof(union overhead)) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1)) {
1173         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Bad alignment of $^M!\n");
1174         return NULL;            /* die die die */
1175     }
1176
1177     SvPOK_off(sv);
1178     SvPVX(sv) = Nullch;
1179     SvCUR(sv) = SvLEN(sv) = 0;
1180     *size = malloced_size(pv) + M_OVERHEAD;
1181     return pv - sizeof(union overhead);
1182 }
1183 #    define PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(p)        perl_get_emergency_buffer(p)
1184 #  else
1185 #    define PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(p)        NULL
1186 #  endif        /* defined PERL_CORE */
1187
1188 #  ifndef NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG
1189 static char *
1190 get_emergency_buffer(IV *size)
1191 {
1192     char *pv = emergency_buffer_prepared;
1193
1194     *size = MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size];
1195     emergency_buffer_prepared = 0;
1196     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size] = 0;
1197     return pv;
1198 }
1199
1200 /* Returns 0 on success, -1 on bad alignment, -2 if not implemented */
1201 int
1202 set_emergency_buffer(char *b, IV size)
1203 {
1204     if (PTR2UV(b) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1))
1205         return -1;
1206     if (MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size])
1207         add_to_chain((void*)emergency_buffer_prepared,
1208                      MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size], 0);
1209     emergency_buffer_prepared = b;
1210     MallocCfg[MallocCfg_emergency_buffer_prepared_size] = size;
1211     return 0;
1212 }
1213 #    define GET_EMERGENCY_BUFFER(p)     get_emergency_buffer(p)
1214 #  else         /* NO_MALLOC_DYNAMIC_CFG */
1215 #    define GET_EMERGENCY_BUFFER(p)     NULL
1216 int
1217 set_emergency_buffer(char *b, IV size)
1218 {
1219     return -1;
1220 }
1221 #  endif
1222
1223 static Malloc_t
1224 emergency_sbrk(MEM_SIZE size)
1225 {
1226     MEM_SIZE rsize = (((size - 1)>>LOG_OF_MIN_ARENA) + 1)<<LOG_OF_MIN_ARENA;
1227
1228     if (size >= BIG_SIZE
1229         && (!emergency_buffer_last_req ||
1230             (size < (MEM_SIZE)emergency_buffer_last_req))) {
1231         /* Give the possibility to recover, but avoid an infinite cycle. */
1232         MALLOC_UNLOCK;
1233         emergency_buffer_last_req = size;
1234         emergency_sbrk_croak("Out of memory during \"large\" request for %"UVuf" bytes, total sbrk() is %"UVuf" bytes", (UV)size, (UV)(goodsbrk + sbrk_slack));
1235     }
1236
1237     if ((MEM_SIZE)emergency_buffer_size >= rsize) {
1238         char *old = emergency_buffer;
1239
1240         emergency_buffer_size -= rsize;
1241         emergency_buffer += rsize;
1242         return old;
1243     } else {
1244         /* First offense, give a possibility to recover by dieing. */
1245         /* No malloc involved here: */
1246         IV Size;
1247         char *pv = GET_EMERGENCY_BUFFER(&Size);
1248         int have = 0;
1249
1250         if (emergency_buffer_size) {
1251             add_to_chain(emergency_buffer, emergency_buffer_size, 0);
1252             emergency_buffer_size = 0;
1253             emergency_buffer = Nullch;
1254             have = 1;
1255         }
1256
1257         if (!pv)
1258             pv = PERL_GET_EMERGENCY_BUFFER(&Size);
1259         if (!pv) {
1260             if (have)
1261                 goto do_croak;
1262             return (char *)-1;          /* Now die die die... */
1263         }
1264
1265         /* Check alignment: */
1266         if (PTR2UV(pv) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1)) {
1267             dTHX;
1268
1269             PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Bad alignment of $^M!\n");
1270             return (char *)-1;          /* die die die */
1271         }
1272
1273         emergency_buffer = pv;
1274         emergency_buffer_size = Size;
1275     }
1276   do_croak:
1277     MALLOC_UNLOCK;
1278     emergency_sbrk_croak("Out of memory during request for %"UVuf" bytes, total sbrk() is %"UVuf" bytes", (UV)size, (UV)(goodsbrk + sbrk_slack));
1279     /* NOTREACHED */
1280     return Nullch;
1281 }
1282
1283 #else /*  !defined(PERL_EMERGENCY_SBRK) */
1284 #  define emergency_sbrk(size)  -1
1285 #endif  /* defined PERL_EMERGENCY_SBRK */
1286
1287 static void
1288 write2(char *mess)
1289 {
1290   write(2, mess, strlen(mess));
1291 }
1292
1293 #ifdef DEBUGGING
1294 #undef ASSERT
1295 #define ASSERT(p,diag)   if (!(p)) botch(diag,STRINGIFY(p),__FILE__,__LINE__);  else
1296 static void
1297 botch(char *diag, char *s, char *file, int line)
1298 {
1299     if (!(PERL_MAYBE_ALIVE && PERL_GET_THX))
1300         goto do_write;
1301     else {
1302         dTHX;
1303         if (PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1304                           "assertion botched (%s?): %s %s:%d\n",
1305                           diag, s, file, line) != 0) {
1306          do_write:              /* Can be initializing interpreter */
1307             write2("assertion botched (");
1308             write2(diag);
1309             write2("?): ");
1310             write2(s);
1311             write2(" (");
1312             write2(file);
1313             write2(":");
1314             {
1315               char linebuf[10];
1316               char *s = linebuf + sizeof(linebuf) - 1;
1317               int n = line;
1318               *s = 0;
1319               do {
1320                 *--s = '0' + (n % 10);
1321               } while (n /= 10);
1322               write2(s);
1323             }
1324             write2(")\n");
1325         }
1326         PerlProc_abort();
1327     }
1328 }
1329 #else
1330 #define ASSERT(p, diag)
1331 #endif
1332
1333 #ifdef MALLOC_FILL
1334 /* Fill should be long enough to cover long */
1335 static void
1336 fill_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1337 {
1338     unsigned char *e = s + nbytes;
1339     long *lp;
1340     long lfill = *(long*)fill;
1341
1342     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1343         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1344         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1345         unsigned char *e1 = s + shift;
1346
1347         while (s < e1)
1348             *s++ = *f++;
1349     }
1350     lp = (long*)s;
1351     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1352         *lp++ = lfill;
1353     s = (unsigned char*)lp;
1354     while (s < e)
1355         *s++ = *fill++;
1356 }
1357 /* Just malloc()ed */
1358 static const unsigned char fill_feedadad[] =
1359  {0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD,
1360   0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD, 0xFE, 0xED, 0xAD, 0xAD};
1361 /* Just free()ed */
1362 static const unsigned char fill_deadbeef[] =
1363  {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF,
1364   0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF};
1365 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   \
1366         (void)(FILL_DEAD?  (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_deadbeef), 0) : 0)
1367 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   \
1368         (void)(FILL_ALIVE? (fill_pat_4bytes((s), (n), fill_feedadad), 0) : 0)
1369 #else
1370 #  define FILL_DEADBEEF(s, n)   ((void)0)
1371 #  define FILL_FEEDADAD(s, n)   ((void)0)
1372 #  undef MALLOC_FILL_CHECK
1373 #endif
1374
1375 #ifdef MALLOC_FILL_CHECK
1376 static int
1377 cmp_pat_4bytes(unsigned char *s, size_t nbytes, const unsigned char *fill)
1378 {
1379     unsigned char *e = s + nbytes;
1380     long *lp;
1381     long lfill = *(long*)fill;
1382
1383     if (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1)) {         /* Align the pattern */
1384         int shift = sizeof(long) - (PTR2UV(s) & (sizeof(long)-1));
1385         unsigned const char *f = fill + sizeof(long) - shift;
1386         unsigned char *e1 = s + shift;
1387
1388         while (s < e1)
1389             if (*s++ != *f++)
1390                 return 1;
1391     }
1392     lp = (long*)s;
1393     while ((unsigned char*)(lp + 1) <= e)
1394         if (*lp++ != lfill)
1395             return 1;
1396     s = (unsigned char*)lp;
1397     while (s < e)
1398         if (*s++ != *fill++)
1399             return 1;
1400     return 0;
1401 }
1402 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)                                      \
1403         ASSERT(!FILL_CHECK || !cmp_pat_4bytes(s, n, fill_deadbeef),     \
1404                "free()ed/realloc()ed-away memory was overwritten")
1405 #else
1406 #  define FILLCHECK_DEADBEEF(s, n)      ((void)0)
1407 #endif
1408
1409 Malloc_t
1410 Perl_malloc(register size_t nbytes)
1411 {
1412         register union overhead *p;
1413         register int bucket;
1414         register MEM_SIZE shiftr;
1415
1416 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1417         MEM_SIZE size = nbytes;
1418 #endif
1419
1420         BARK_64K_LIMIT("Allocation",nbytes,nbytes);
1421 #ifdef DEBUGGING
1422         if ((long)nbytes < 0)
1423             croak("%s", "panic: malloc");
1424 #endif
1425
1426         /*
1427          * Convert amount of memory requested into
1428          * closest block size stored in hash buckets
1429          * which satisfies request.  Account for
1430          * space used per block for accounting.
1431          */
1432 #ifdef PACK_MALLOC
1433 #  ifdef SMALL_BUCKET_VIA_TABLE
1434         if (nbytes == 0)
1435             bucket = MIN_BUCKET;
1436         else if (nbytes <= SIZE_TABLE_MAX) {
1437             bucket = bucket_of[(nbytes - 1) >> BUCKET_TABLE_SHIFT];
1438         } else
1439 #  else
1440         if (nbytes == 0)
1441             nbytes = 1;
1442         if (nbytes <= MAX_POW2_ALGO) goto do_shifts;
1443         else
1444 #  endif
1445 #endif
1446         {
1447             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(nbytes);
1448             nbytes += M_OVERHEAD;
1449             nbytes = (nbytes + 3) &~ 3;
1450 #if defined(PACK_MALLOC) && !defined(SMALL_BUCKET_VIA_TABLE)
1451           do_shifts:
1452 #endif
1453             shiftr = (nbytes - 1) >> START_SHIFT;
1454             bucket = START_SHIFTS_BUCKET;
1455             /* apart from this loop, this is O(1) */
1456             while (shiftr >>= 1)
1457                 bucket += BUCKETS_PER_POW2;
1458         }
1459         MALLOC_LOCK;
1460         /*
1461          * If nothing in hash bucket right now,
1462          * request more memory from the system.
1463          */
1464         if (nextf[bucket] == NULL)
1465                 morecore(bucket);
1466         if ((p = nextf[bucket]) == NULL) {
1467                 MALLOC_UNLOCK;
1468 #ifdef PERL_CORE
1469                 {
1470                     dTHX;
1471                     if (!PL_nomemok) {
1472 #if defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC)
1473                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory!\n");
1474 #else
1475                         char buff[80];
1476                         char *eb = buff + sizeof(buff) - 1;
1477                         char *s = eb;
1478                         size_t n = nbytes;
1479
1480                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),"Out of memory during request for ");
1481 #if defined(DEBUGGING) || defined(RCHECK)
1482                         n = size;
1483 #endif
1484                         *s = 0;
1485                         do {
1486                             *--s = '0' + (n % 10);
1487                         } while (n /= 10);
1488                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1489                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes, total sbrk() is ");
1490                         s = eb;
1491                         n = goodsbrk + sbrk_slack;
1492                         do {
1493                             *--s = '0' + (n % 10);
1494                         } while (n /= 10);
1495                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr(),s);
1496                         PerlIO_puts(PerlIO_stderr()," bytes!\n");
1497 #endif /* defined(PLAIN_MALLOC) && defined(NO_FANCY_MALLOC) */
1498                         my_exit(1);
1499                     }
1500                 }
1501 #endif
1502                 return (NULL);
1503         }
1504
1505         /* remove from linked list */
1506 #ifdef DEBUGGING
1507         if ( (PTR2UV(p) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1508                                                 /* Can't get this low */
1509              || (p && PTR2UV(p) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1510             dTHX;
1511             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1512                           "Unaligned pointer in the free chain 0x%"UVxf"\n",
1513                           PTR2UV(p));
1514         }
1515         if ( (PTR2UV(p->ov_next) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
1516              || (p->ov_next && PTR2UV(p->ov_next) < (1<<LOG_OF_MIN_ARENA)) ) {
1517             dTHX;
1518             PerlIO_printf(PerlIO_stderr(),
1519                           "Unaligned `next' pointer in the free "
1520                           "chain 0x%"UVxf" at 0x%"UVxf"\n",
1521                           PTR2UV(p->ov_next), PTR2UV(p));
1522         }
1523 #endif
1524         nextf[bucket] = p->ov_next;
1525
1526         MALLOC_UNLOCK;
1527
1528         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1529                               "0x%"UVxf": (%05lu) malloc %ld bytes\n",
1530                               PTR2UV((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT)), (unsigned long)(PL_an++),
1531                               (long)size));
1532
1533         FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)(p + CHUNK_SHIFT),
1534                            BUCKET_SIZE_REAL(bucket) + RMAGIC_SZ);
1535
1536 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
1537         if (bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
1538 #endif
1539             OV_MAGIC(p, bucket) = MAGIC;
1540 #ifndef PACK_MALLOC
1541         OV_INDEX(p) = bucket;
1542 #endif
1543 #ifdef RCHECK
1544         /*
1545          * Record allocated size of block and
1546          * bound space with magic numbers.
1547          */
1548         p->ov_rmagic = RMAGIC;
1549         if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
1550             int i;
1551
1552             nbytes = size + M_OVERHEAD;
1553             p->ov_size = nbytes - 1;
1554             if ((i = nbytes & (RMAGIC_SZ-1))) {
1555                 i = RMAGIC_SZ - i;
1556                 while (i--) /* nbytes - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
1557                     ((caddr_t)p + nbytes - RMAGIC_SZ)[i] = RMAGIC_C;
1558             }
1559             /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
1560             nbytes = (nbytes + RMAGIC_SZ - 1) & ~(RMAGIC_SZ - 1);
1561             ((u_int *)((caddr_t)p + nbytes))[-1] = RMAGIC;
1562         }
1563         FILL_FEEDADAD((unsigned char *)(p + CHUNK_SHIFT), size);
1564 #endif
1565         return ((Malloc_t)(p + CHUNK_SHIFT));
1566 }
1567
1568 static char *last_sbrk_top;
1569 static char *last_op;                   /* This arena can be easily extended. */
1570 static MEM_SIZE sbrked_remains;
1571
1572 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1573 static int sbrks;
1574 #endif
1575
1576 struct chunk_chain_s {
1577     struct chunk_chain_s *next;
1578     MEM_SIZE size;
1579 };
1580 static struct chunk_chain_s *chunk_chain;
1581 static int n_chunks;
1582 static char max_bucket;
1583
1584 /* Cutoff a piece of one of the chunks in the chain.  Prefer smaller chunk. */
1585 static void *
1586 get_from_chain(MEM_SIZE size)
1587 {
1588     struct chunk_chain_s *elt = chunk_chain, **oldp = &chunk_chain;
1589     struct chunk_chain_s **oldgoodp = NULL;
1590     long min_remain = LONG_MAX;
1591
1592     while (elt) {
1593         if (elt->size >= size) {
1594             long remains = elt->size - size;
1595             if (remains >= 0 && remains < min_remain) {
1596                 oldgoodp = oldp;
1597                 min_remain = remains;
1598             }
1599             if (remains == 0) {
1600                 break;
1601             }
1602         }
1603         oldp = &( elt->next );
1604         elt = elt->next;
1605     }
1606     if (!oldgoodp) return NULL;
1607     if (min_remain) {
1608         void *ret = *oldgoodp;
1609         struct chunk_chain_s *next = (*oldgoodp)->next;
1610
1611         *oldgoodp = (struct chunk_chain_s *)((char*)ret + size);
1612         (*oldgoodp)->size = min_remain;
1613         (*oldgoodp)->next = next;
1614         return ret;
1615     } else {
1616         void *ret = *oldgoodp;
1617         *oldgoodp = (*oldgoodp)->next;
1618         n_chunks--;
1619         return ret;
1620     }
1621 }
1622
1623 static void
1624 add_to_chain(void *p, MEM_SIZE size, MEM_SIZE chip)
1625 {
1626     struct chunk_chain_s *next = chunk_chain;
1627     char *cp = (char*)p;
1628
1629     cp += chip;
1630     chunk_chain = (struct chunk_chain_s *)cp;
1631     chunk_chain->size = size - chip;
1632     chunk_chain->next = next;
1633     n_chunks++;
1634 }
1635
1636 static void *
1637 get_from_bigger_buckets(int bucket, MEM_SIZE size)
1638 {
1639     int price = 1;
1640     static int bucketprice[NBUCKETS];
1641     while (bucket <= max_bucket) {
1642         /* We postpone stealing from bigger buckets until we want it
1643            often enough. */
1644         if (nextf[bucket] && bucketprice[bucket]++ >= price) {
1645             /* Steal it! */
1646             void *ret = (void*)(nextf[bucket] - 1 + CHUNK_SHIFT);
1647             bucketprice[bucket] = 0;
1648             if (((char*)nextf[bucket]) - M_OVERHEAD == last_op) {
1649                 last_op = NULL;         /* Disable optimization */
1650             }
1651             nextf[bucket] = nextf[bucket]->ov_next;
1652 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1653             nmalloc[bucket]--;
1654             start_slack -= M_OVERHEAD;
1655 #endif
1656             add_to_chain(ret, (BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket) +
1657                                POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket)),
1658                          size);
1659             return ret;
1660         }
1661         bucket++;
1662     }
1663     return NULL;
1664 }
1665
1666 static union overhead *
1667 getpages(MEM_SIZE needed, int *nblksp, int bucket)
1668 {
1669     /* Need to do (possibly expensive) system call. Try to
1670        optimize it for rare calling. */
1671     MEM_SIZE require = needed - sbrked_remains;
1672     char *cp;
1673     union overhead *ovp;
1674     MEM_SIZE slack = 0;
1675
1676     if (sbrk_goodness > 0) {
1677         if (!last_sbrk_top && require < (MEM_SIZE)FIRST_SBRK)
1678             require = FIRST_SBRK;
1679         else if (require < (MEM_SIZE)MIN_SBRK) require = MIN_SBRK;
1680
1681         if (require < goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000)
1682             require = goodsbrk * MIN_SBRK_FRAC1000 / 1000;
1683         require = ((require - 1 + MIN_SBRK) / MIN_SBRK) * MIN_SBRK;
1684     } else {
1685         require = needed;
1686         last_sbrk_top = 0;
1687         sbrked_remains = 0;
1688     }
1689
1690     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1691                           "sbrk(%ld) for %ld-byte-long arena\n",
1692                           (long)require, (long) needed));
1693     cp = (char *)sbrk(require);
1694 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1695     sbrks++;
1696 #endif
1697     if (cp == last_sbrk_top) {
1698         /* Common case, anything is fine. */
1699         sbrk_goodness++;
1700         ovp = (union overhead *) (cp - sbrked_remains);
1701         last_op = cp - sbrked_remains;
1702         sbrked_remains = require - (needed - sbrked_remains);
1703     } else if (cp == (char *)-1) { /* no more room! */
1704         ovp = (union overhead *)emergency_sbrk(needed);
1705         if (ovp == (union overhead *)-1)
1706             return 0;
1707         if (((char*)ovp) > last_op) {   /* Cannot happen with current emergency_sbrk() */
1708             last_op = 0;
1709         }
1710         return ovp;
1711     } else {                    /* Non-continuous or first sbrk(). */
1712         long add = sbrked_remains;
1713         char *newcp;
1714
1715         if (sbrked_remains) {   /* Put rest into chain, we
1716                                    cannot use it right now. */
1717             add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1718                          sbrked_remains, 0);
1719         }
1720
1721         /* Second, check alignment. */
1722         slack = 0;
1723
1724 #if !defined(atarist) && !defined(__MINT__) /* on the atari we dont have to worry about this */
1725 #  ifndef I286  /* The sbrk(0) call on the I286 always returns the next segment */
1726         /* WANTED_ALIGNMENT may be more than NEEDED_ALIGNMENT, but this may
1727            improve performance of memory access. */
1728         if (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1)) { /* Not aligned. */
1729             slack = WANTED_ALIGNMENT - (PTR2UV(cp) & (WANTED_ALIGNMENT - 1));
1730             add += slack;
1731         }
1732 #  endif
1733 #endif /* !atarist && !MINT */
1734
1735         if (add) {
1736             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1737                                   "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",
1738                                   (long)add, (long) slack,
1739                                   (long) sbrked_remains));
1740             newcp = (char *)sbrk(add);
1741 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1742             sbrks++;
1743             sbrk_slack += add;
1744 #endif
1745             if (newcp != cp + require) {
1746                 /* Too bad: even rounding sbrk() is not continuous.*/
1747                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1748                                       "failed to fix bad sbrk()\n"));
1749 #ifdef PACK_MALLOC
1750                 if (slack) {
1751                     MALLOC_UNLOCK;
1752                     fatalcroak("panic: Off-page sbrk\n");
1753                 }
1754 #endif
1755                 if (sbrked_remains) {
1756                     /* Try again. */
1757 #if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1758                     sbrk_slack += require;
1759 #endif
1760                     require = needed;
1761                     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1762                                           "straight sbrk(%ld)\n",
1763                                           (long)require));
1764                     cp = (char *)sbrk(require);
1765 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1766                     sbrks++;
1767 #endif
1768                     if (cp == (char *)-1)
1769                         return 0;
1770                 }
1771                 sbrk_goodness = -1;     /* Disable optimization!
1772                                    Continue with not-aligned... */
1773             } else {
1774                 cp += slack;
1775                 require += sbrked_remains;
1776             }
1777         }
1778
1779         if (last_sbrk_top) {
1780             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1781         }
1782
1783         ovp = (union overhead *) cp;
1784         /*
1785          * Round up to minimum allocation size boundary
1786          * and deduct from block count to reflect.
1787          */
1788
1789 #  if NEEDED_ALIGNMENT > MEM_ALIGNBYTES
1790         if (PTR2UV(ovp) & (NEEDED_ALIGNMENT - 1))
1791             fatalcroak("Misalignment of sbrk()\n");
1792         else
1793 #  endif
1794 #ifndef I286    /* Again, this should always be ok on an 80286 */
1795         if (PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1)) {
1796             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1797                                   "fixing sbrk(): %d bytes off machine alignement\n",
1798                                   (int)(PTR2UV(ovp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))));
1799             ovp = INT2PTR(union overhead *,(PTR2UV(ovp) + MEM_ALIGNBYTES) &
1800                                      (MEM_ALIGNBYTES - 1));
1801             (*nblksp)--;
1802 # if defined(DEBUGGING_MSTATS)
1803             /* This is only approx. if TWO_POT_OPTIMIZE: */
1804             sbrk_slack += (1 << (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT));
1805 # endif
1806         }
1807 #endif
1808         ;                               /* Finish `else' */
1809         sbrked_remains = require - needed;
1810         last_op = cp;
1811     }
1812 #if !defined(PLAIN_MALLOC) && !defined(NO_FANCY_MALLOC)
1813     emergency_buffer_last_req = 0;
1814 #endif
1815     last_sbrk_top = cp + require;
1816 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1817     goodsbrk += require;
1818 #endif
1819     return ovp;
1820 }
1821
1822 static int
1823 getpages_adjacent(MEM_SIZE require)
1824 {
1825     if (require <= sbrked_remains) {
1826         sbrked_remains -= require;
1827     } else {
1828         char *cp;
1829
1830         require -= sbrked_remains;
1831         /* We do not try to optimize sbrks here, we go for place. */
1832         cp = (char*) sbrk(require);
1833 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1834         sbrks++;
1835         goodsbrk += require;
1836 #endif
1837         if (cp == last_sbrk_top) {
1838             sbrked_remains = 0;
1839             last_sbrk_top = cp + require;
1840         } else {
1841             if (cp == (char*)-1) {      /* Out of memory */
1842 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1843                 goodsbrk -= require;
1844 #endif
1845                 return 0;
1846             }
1847             /* Report the failure: */
1848             if (sbrked_remains)
1849                 add_to_chain((void*)(last_sbrk_top - sbrked_remains),
1850                              sbrked_remains, 0);
1851             add_to_chain((void*)cp, require, 0);
1852             sbrk_goodness -= SBRK_FAILURE_PRICE;
1853             sbrked_remains = 0;
1854             last_sbrk_top = 0;
1855             last_op = 0;
1856             return 0;
1857         }
1858     }
1859
1860     return 1;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Allocate more memory to the indicated bucket.
1865  */
1866 static void
1867 morecore(register int bucket)
1868 {
1869         register union overhead *ovp;
1870         register int rnu;       /* 2^rnu bytes will be requested */
1871         int nblks;              /* become nblks blocks of the desired size */
1872         register MEM_SIZE siz, needed;
1873         static int were_called = 0;
1874
1875         if (nextf[bucket])
1876                 return;
1877 #ifndef NO_PERL_MALLOC_ENV
1878         if (!were_called) {
1879             /* It's the our first time.  Initialize ourselves */
1880             were_called = 1;    /* Avoid a loop */
1881             if (!MallocCfg[MallocCfg_skip_cfg_env]) {
1882                 char *s = getenv("PERL_MALLOC_OPT"), *t = s, *off;
1883                 const char *opts = PERL_MALLOC_OPT_CHARS;
1884                 int changed = 0;
1885
1886                 while ( t && t[0] && t[1] == '='
1887                         && ((off = strchr(opts, *t))) ) {
1888                     IV val = 0;
1889
1890                     t += 2;
1891                     while (*t <= '9' && *t >= '0')
1892                         val = 10*val + *t++ - '0';
1893                     if (!*t || *t == ';') {
1894                         if (MallocCfg[off - opts] != val)
1895                             changed = 1;
1896                         MallocCfg[off - opts] = val;
1897                         if (*t)
1898                             t++;
1899                     }
1900                 }
1901                 if (t && *t) {
1902                     write2("Unrecognized part of PERL_MALLOC_OPT: `");
1903                     write2(t);
1904                     write2("'\n");
1905                 }
1906                 if (changed)
1907                     MallocCfg[MallocCfg_cfg_env_read] = 1;
1908             }
1909         }
1910 #endif
1911         if (bucket == sizeof(MEM_SIZE)*8*BUCKETS_PER_POW2) {
1912             MALLOC_UNLOCK;
1913             croak("%s", "Out of memory during ridiculously large request");
1914         }
1915         if (bucket > max_bucket)
1916             max_bucket = bucket;
1917
1918         rnu = ( (bucket <= (LOG_OF_MIN_ARENA << BUCKET_POW2_SHIFT))
1919                 ? LOG_OF_MIN_ARENA
1920                 : (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT) );
1921         /* This may be overwritten later: */
1922         nblks = 1 << (rnu - (bucket >> BUCKET_POW2_SHIFT)); /* how many blocks to get */
1923         needed = ((MEM_SIZE)1 << rnu) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(bucket);
1924         if (nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]) { /* 2048b bucket. */
1925             ovp = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT] - 1 + CHUNK_SHIFT;
1926             nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]
1927                 = nextf[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]->ov_next;
1928 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1929             nmalloc[rnu << BUCKET_POW2_SHIFT]--;
1930             start_slack -= M_OVERHEAD;
1931 #endif
1932             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1933                                   "stealing %ld bytes from %ld arena\n",
1934                                   (long) needed, (long) rnu << BUCKET_POW2_SHIFT));
1935         } else if (chunk_chain
1936                    && (ovp = (union overhead*) get_from_chain(needed))) {
1937             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1938                                   "stealing %ld bytes from chain\n",
1939                                   (long) needed));
1940         } else if ( (ovp = (union overhead*)
1941                      get_from_bigger_buckets((rnu << BUCKET_POW2_SHIFT) + 1,
1942                                              needed)) ) {
1943             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
1944                                   "stealing %ld bytes from bigger buckets\n",
1945                                   (long) needed));
1946         } else if (needed <= sbrked_remains) {
1947             ovp = (union overhead *)(last_sbrk_top - sbrked_remains);
1948             sbrked_remains -= needed;
1949             last_op = (char*)ovp;
1950         } else
1951             ovp = getpages(needed, &nblks, bucket);
1952
1953         if (!ovp)
1954             return;
1955         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)ovp, needed);
1956
1957         /*
1958          * Add new memory allocated to that on
1959          * free list for this hash bucket.
1960          */
1961         siz = BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(bucket); /* No surplus if nblks > 1 */
1962 #ifdef PACK_MALLOC
1963         *(u_char*)ovp = bucket; /* Fill index. */
1964         if (bucket <= MAX_PACKED) {
1965             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1966             nblks = N_BLKS(bucket);
1967 #  ifdef DEBUGGING_MSTATS
1968             start_slack += BLK_SHIFT(bucket);
1969 #  endif
1970         } else if (bucket < LOG_OF_MIN_ARENA * BUCKETS_PER_POW2) {
1971             ovp = (union overhead *) ((char*)ovp + BLK_SHIFT(bucket));
1972             siz -= sizeof(union overhead);
1973         } else ovp++;           /* One chunk per block. */
1974 #endif /* PACK_MALLOC */
1975         nextf[bucket] = ovp;
1976 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
1977         nmalloc[bucket] += nblks;
1978         if (bucket > MAX_PACKED) {
1979             start_slack += M_OVERHEAD * nblks;
1980         }
1981 #endif
1982
1983         while (--nblks > 0) {
1984                 ovp->ov_next = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1985                 ovp = (union overhead *)((caddr_t)ovp + siz);
1986         }
1987         /* Not all sbrks return zeroed memory.*/
1988         ovp->ov_next = (union overhead *)NULL;
1989 #ifdef PACK_MALLOC
1990         if (bucket == 7*BUCKETS_PER_POW2) { /* Special case, explanation is above. */
1991             union overhead *n_op = nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next;
1992             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2] =
1993                 (union overhead *)((caddr_t)nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]
1994                                    - sizeof(union overhead));
1995             nextf[7*BUCKETS_PER_POW2]->ov_next = n_op;
1996         }
1997 #endif /* !PACK_MALLOC */
1998 }
1999
2000 Free_t
2001 Perl_mfree(void *mp)
2002 {
2003         register MEM_SIZE size;
2004         register union overhead *ovp;
2005         char *cp = (char*)mp;
2006 #ifdef PACK_MALLOC
2007         u_char bucket;
2008 #endif
2009
2010         DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2011                               "0x%"UVxf": (%05lu) free\n",
2012                               PTR2UV(cp), (unsigned long)(PL_an++)));
2013
2014         if (cp == NULL)
2015                 return;
2016 #ifdef DEBUGGING
2017         if (PTR2UV(cp) & (MEM_ALIGNBYTES - 1))
2018             croak("%s", "wrong alignment in free()");
2019 #endif
2020         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
2021                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2022 #ifdef PACK_MALLOC
2023         bucket = OV_INDEX(ovp);
2024 #endif
2025 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
2026         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
2027             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
2028 #else
2029         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
2030 #endif
2031             {
2032                 static int bad_free_warn = -1;
2033                 if (bad_free_warn == -1) {
2034                     dTHX;
2035                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
2036                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
2037                 }
2038                 if (!bad_free_warn)
2039                     return;
2040 #ifdef RCHECK
2041 #ifdef PERL_CORE
2042                 {
2043                     dTHX;
2044                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2045                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s free() ignored (RMAGIC, PERL_CORE)",
2046                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ?
2047                                     "Duplicate" : "Bad");
2048                 }
2049 #else
2050                 warn("%s free() ignored (RMAGIC)",
2051                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "Duplicate" : "Bad");
2052 #endif
2053 #else
2054 #ifdef PERL_CORE
2055                 {
2056                     dTHX;
2057                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2058                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s", "Bad free() ignored (PERL_CORE)");
2059                 }
2060 #else
2061                 warn("%s", "Bad free() ignored");
2062 #endif
2063 #endif
2064                 return;                         /* sanity */
2065             }
2066 #ifdef RCHECK
2067         ASSERT(ovp->ov_rmagic == RMAGIC, "chunk's head overwrite");
2068         if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2069             int i;
2070             MEM_SIZE nbytes = ovp->ov_size + 1;
2071
2072             if ((i = nbytes & (RMAGIC_SZ-1))) {
2073                 i = RMAGIC_SZ - i;
2074                 while (i--) {   /* nbytes - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
2075                     ASSERT(((caddr_t)ovp + nbytes - RMAGIC_SZ)[i] == RMAGIC_C,
2076                            "chunk's tail overwrite");
2077                 }
2078             }
2079             /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
2080             nbytes = (nbytes + (RMAGIC_SZ-1)) & ~(RMAGIC_SZ-1);
2081             ASSERT(((u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes))[-1] == RMAGIC,
2082                    "chunk's tail overwrite");
2083             FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nbytes),
2084                                BUCKET_SIZE(OV_INDEX(ovp)) - nbytes);
2085         }
2086         FILL_DEADBEEF((unsigned char*)(ovp+CHUNK_SHIFT),
2087                       BUCKET_SIZE_REAL(OV_INDEX(ovp)) + RMAGIC_SZ);
2088         ovp->ov_rmagic = RMAGIC - 1;
2089 #endif
2090         ASSERT(OV_INDEX(ovp) < NBUCKETS, "chunk's head overwrite");
2091         size = OV_INDEX(ovp);
2092
2093         MALLOC_LOCK;
2094         ovp->ov_next = nextf[size];
2095         nextf[size] = ovp;
2096         MALLOC_UNLOCK;
2097 }
2098
2099 /* There is no need to do any locking in realloc (with an exception of
2100    trying to grow in place if we are at the end of the chain).
2101    If somebody calls us from a different thread with the same address,
2102    we are sole anyway.  */
2103
2104 Malloc_t
2105 Perl_realloc(void *mp, size_t nbytes)
2106 {
2107         register MEM_SIZE onb;
2108         union overhead *ovp;
2109         char *res;
2110         int prev_bucket;
2111         register int bucket;
2112         int incr;               /* 1 if does not fit, -1 if "easily" fits in a
2113                                    smaller bucket, otherwise 0.  */
2114         char *cp = (char*)mp;
2115
2116 #if defined(DEBUGGING) || !defined(PERL_CORE)
2117         MEM_SIZE size = nbytes;
2118
2119         if ((long)nbytes < 0)
2120             croak("%s", "panic: realloc");
2121 #endif
2122
2123         BARK_64K_LIMIT("Reallocation",nbytes,size);
2124         if (!cp)
2125                 return Perl_malloc(nbytes);
2126
2127         ovp = (union overhead *)((caddr_t)cp
2128                                 - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2129         bucket = OV_INDEX(ovp);
2130
2131 #ifdef IGNORE_SMALL_BAD_FREE
2132         if ((bucket >= FIRST_BUCKET_WITH_CHECK)
2133             && (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC))
2134 #else
2135         if (OV_MAGIC(ovp, bucket) != MAGIC)
2136 #endif
2137             {
2138                 static int bad_free_warn = -1;
2139                 if (bad_free_warn == -1) {
2140                     dTHX;
2141                     char *pbf = PerlEnv_getenv("PERL_BADFREE");
2142                     bad_free_warn = (pbf) ? atoi(pbf) : 1;
2143                 }
2144                 if (!bad_free_warn)
2145                     return Nullch;
2146 #ifdef RCHECK
2147 #ifdef PERL_CORE
2148                 {
2149                     dTHX;
2150                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2151                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%srealloc() %signored",
2152                                     (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2153                                     ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1
2154                                     ? "of freed memory " : "");
2155                 }
2156 #else
2157                 warn2("%srealloc() %signored",
2158                       (ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "" : "Bad "),
2159                       ovp->ov_rmagic == RMAGIC - 1 ? "of freed memory " : "");
2160 #endif
2161 #else
2162 #ifdef PERL_CORE
2163                 {
2164                     dTHX;
2165                     if (!PERL_IS_ALIVE || !PL_curcop || ckWARN_d(WARN_MALLOC))
2166                         Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MALLOC), "%s",
2167                                     "Bad realloc() ignored");
2168                 }
2169 #else
2170                 warn("%s", "Bad realloc() ignored");
2171 #endif
2172 #endif
2173                 return Nullch;                  /* sanity */
2174             }
2175
2176         onb = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2177         /*
2178          *  avoid the copy if same size block.
2179          *  We are not agressive with boundary cases. Note that it might
2180          *  (for a small number of cases) give false negative if
2181          *  both new size and old one are in the bucket for
2182          *  FIRST_BIG_POW2, but the new one is near the lower end.
2183          *
2184          *  We do not try to go to 1.5 times smaller bucket so far.
2185          */
2186         if (nbytes > onb) incr = 1;
2187         else {
2188 #ifdef DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING
2189             if ( /* This is a little bit pessimal if PACK_MALLOC: */
2190                 nbytes > ( (onb >> 1) - M_OVERHEAD )
2191 #  ifdef TWO_POT_OPTIMIZE
2192                 || (bucket == FIRST_BIG_POW2 && nbytes >= LAST_SMALL_BOUND )
2193 #  endif
2194                 )
2195 #else  /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2196                 prev_bucket = ( (bucket > MAX_PACKED + 1)
2197                                 ? bucket - BUCKETS_PER_POW2
2198                                 : bucket - 1);
2199              if (nbytes > BUCKET_SIZE_REAL(prev_bucket))
2200 #endif /* !DO_NOT_TRY_HARDER_WHEN_SHRINKING */
2201                  incr = 0;
2202              else incr = -1;
2203         }
2204 #ifdef STRESS_REALLOC
2205         goto hard_way;
2206 #endif
2207         if (incr == 0) {
2208           inplace_label:
2209 #ifdef RCHECK
2210                 /*
2211                  * Record new allocated size of block and
2212                  * bound space with magic numbers.
2213                  */
2214                 if (OV_INDEX(ovp) <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2215                        int i, nb = ovp->ov_size + 1;
2216
2217                        if ((i = nb & (RMAGIC_SZ-1))) {
2218                            i = RMAGIC_SZ - i;
2219                            while (i--) { /* nb - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
2220                                ASSERT(((caddr_t)ovp + nb - RMAGIC_SZ)[i] == RMAGIC_C, "chunk's tail overwrite");
2221                            }
2222                        }
2223                        /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
2224                        nb = (nb + (RMAGIC_SZ-1)) & ~(RMAGIC_SZ-1);
2225                        ASSERT(((u_int *)((caddr_t)ovp + nb))[-1] == RMAGIC,
2226                               "chunk's tail overwrite");
2227                        FILLCHECK_DEADBEEF((unsigned char*)((caddr_t)ovp + nb),
2228                                           BUCKET_SIZE(OV_INDEX(ovp)) - nb);
2229                        if (nbytes > ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD)
2230                            FILL_FEEDADAD((unsigned char*)cp + ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD,
2231                                      nbytes - (ovp->ov_size + 1 - M_OVERHEAD));
2232                        else
2233                            FILL_DEADBEEF((unsigned char*)cp + nbytes,
2234                                          nb - M_OVERHEAD + RMAGIC_SZ - nbytes);
2235                         /*
2236                          * Convert amount of memory requested into
2237                          * closest block size stored in hash buckets
2238                          * which satisfies request.  Account for
2239                          * space used per block for accounting.
2240                          */
2241                         nbytes += M_OVERHEAD;
2242                         ovp->ov_size = nbytes - 1;
2243                         if ((i = nbytes & (RMAGIC_SZ-1))) {
2244                             i = RMAGIC_SZ - i;
2245                             while (i--) /* nbytes - RMAGIC_SZ is end of alloced area */
2246                                 ((caddr_t)ovp + nbytes - RMAGIC_SZ)[i]
2247                                     = RMAGIC_C;
2248                         }
2249                         /* Same at RMAGIC_SZ-aligned RMAGIC */
2250                         nbytes = (nbytes + (RMAGIC_SZ-1)) & ~(RMAGIC_SZ - 1);
2251                         ((u_int *)((caddr_t)ovp + nbytes))[-1] = RMAGIC;
2252                 }
2253 #endif
2254                 res = cp;
2255                 DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2256                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes inplace\n",
2257                               PTR2UV(res),(unsigned long)(PL_an++),
2258                               (long)size));
2259         } else if (incr == 1 && (cp - M_OVERHEAD == last_op)
2260                    && (onb > (1 << LOG_OF_MIN_ARENA))) {
2261             MEM_SIZE require, newarena = nbytes, pow;
2262             int shiftr;
2263
2264             POW2_OPTIMIZE_ADJUST(newarena);
2265             newarena = newarena + M_OVERHEAD;
2266             /* newarena = (newarena + 3) &~ 3; */
2267             shiftr = (newarena - 1) >> LOG_OF_MIN_ARENA;
2268             pow = LOG_OF_MIN_ARENA + 1;
2269             /* apart from this loop, this is O(1) */
2270             while (shiftr >>= 1)
2271                 pow++;
2272             newarena = (1 << pow) + POW2_OPTIMIZE_SURPLUS(pow * BUCKETS_PER_POW2);
2273             require = newarena - onb - M_OVERHEAD;
2274
2275             MALLOC_LOCK;
2276             if (cp - M_OVERHEAD == last_op /* We *still* are the last chunk */
2277                 && getpages_adjacent(require)) {
2278 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2279                 nmalloc[bucket]--;
2280                 nmalloc[pow * BUCKETS_PER_POW2]++;
2281 #endif
2282                 *(cp - M_OVERHEAD) = pow * BUCKETS_PER_POW2; /* Fill index. */
2283                 MALLOC_UNLOCK;
2284                 goto inplace_label;
2285             } else {
2286                 MALLOC_UNLOCK;
2287                 goto hard_way;
2288             }
2289         } else {
2290           hard_way:
2291             DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
2292                               "0x%"UVxf": (%05lu) realloc %ld bytes the hard way\n",
2293                               PTR2UV(cp),(unsigned long)(PL_an++),
2294                               (long)size));
2295             if ((res = (char*)Perl_malloc(nbytes)) == NULL)
2296                 return (NULL);
2297             if (cp != res)                      /* common optimization */
2298                 Copy(cp, res, (MEM_SIZE)(nbytes<onb?nbytes:onb), char);
2299             Perl_mfree(cp);
2300         }
2301         return ((Malloc_t)res);
2302 }
2303
2304 Malloc_t
2305 Perl_calloc(register size_t elements, register size_t size)
2306 {
2307     long sz = elements * size;
2308     Malloc_t p = Perl_malloc(sz);
2309
2310     if (p) {
2311         memset((void*)p, 0, sz);
2312     }
2313     return p;
2314 }
2315
2316 char *
2317 Perl_strdup(const char *s)
2318 {
2319     MEM_SIZE l = strlen(s);
2320     char *s1 = (char *)Perl_malloc(l+1);
2321
2322     return CopyD(s, s1, (MEM_SIZE)(l+1), char);
2323 }
2324
2325 #ifdef PERL_CORE
2326 int
2327 Perl_putenv(char *a)
2328 {
2329     /* Sometimes system's putenv conflicts with my_setenv() - this is system
2330        malloc vs Perl's free(). */
2331   dTHX;
2332   char *var;
2333   char *val = a;
2334   MEM_SIZE l;
2335   char buf[80];
2336
2337   while (*val && *val != '=')
2338       val++;
2339   if (!*val)
2340       return -1;
2341   l = val - a;
2342   if (l < sizeof(buf))
2343       var = buf;
2344   else
2345       var = Perl_malloc(l + 1);
2346   Copy(a, var, l, char);
2347   var[l + 1] = 0;
2348   my_setenv(var, val+1);
2349   if (var != buf)
2350       Perl_mfree(var);
2351   return 0;
2352 }
2353 #  endif
2354
2355 MEM_SIZE
2356 Perl_malloced_size(void *p)
2357 {
2358     union overhead *ovp = (union overhead *)
2359         ((caddr_t)p - sizeof (union overhead) * CHUNK_SHIFT);
2360     int bucket = OV_INDEX(ovp);
2361 #ifdef RCHECK
2362     /* The caller wants to have a complete control over the chunk,
2363        disable the memory checking inside the chunk.  */
2364     if (bucket <= MAX_SHORT_BUCKET) {
2365         MEM_SIZE size = BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2366         ovp->ov_size = size + M_OVERHEAD - 1;
2367         *((u_int *)((caddr_t)ovp + size + M_OVERHEAD - RMAGIC_SZ)) = RMAGIC;
2368     }
2369 #endif
2370     return BUCKET_SIZE_REAL(bucket);
2371 }
2372
2373 #  ifdef BUCKETS_ROOT2
2374 #    define MIN_EVEN_REPORT 6
2375 #  else
2376 #    define MIN_EVEN_REPORT MIN_BUCKET
2377 #  endif
2378
2379 int
2380 Perl_get_mstats(pTHX_ perl_mstats_t *buf, int buflen, int level)
2381 {
2382 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2383         register int i, j;
2384         register union overhead *p;
2385         struct chunk_chain_s* nextchain;
2386
2387         buf->topbucket = buf->topbucket_ev = buf->topbucket_odd
2388             = buf->totfree = buf->total = buf->total_chain = 0;
2389
2390         buf->minbucket = MIN_BUCKET;
2391         MALLOC_LOCK;
2392         for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2393                 for (j = 0, p = nextf[i]; p; p = p->ov_next, j++)
2394                         ;
2395                 if (i < buflen) {
2396                     buf->nfree[i] = j;
2397                     buf->ntotal[i] = nmalloc[i];
2398                 }
2399                 buf->totfree += j * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2400                 buf->total += nmalloc[i] * BUCKET_SIZE_REAL(i);
2401                 if (nmalloc[i]) {
2402                     i % 2 ? (buf->topbucket_odd = i) : (buf->topbucket_ev = i);
2403                     buf->topbucket = i;
2404                 }
2405         }
2406         nextchain = chunk_chain;
2407         while (nextchain) {
2408             buf->total_chain += nextchain->size;
2409             nextchain = nextchain->next;
2410         }
2411         buf->total_sbrk = goodsbrk + sbrk_slack;
2412         buf->sbrks = sbrks;
2413         buf->sbrk_good = sbrk_goodness;
2414         buf->sbrk_slack = sbrk_slack;
2415         buf->start_slack = start_slack;
2416         buf->sbrked_remains = sbrked_remains;
2417         MALLOC_UNLOCK;
2418         buf->nbuckets = NBUCKETS;
2419         if (level) {
2420             for (i = MIN_BUCKET ; i < NBUCKETS; i++) {
2421                 if (i >= buflen)
2422                     break;
2423                 buf->bucket_mem_size[i] = BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(i);
2424                 buf->bucket_available_size[i] = BUCKET_SIZE_REAL(i);
2425             }
2426         }
2427 #endif  /* defined DEBUGGING_MSTATS */
2428         return 0;               /* XXX unused */
2429 }
2430 /*
2431  * mstats - print out statistics about malloc
2432  *
2433  * Prints two lines of numbers, one showing the length of the free list
2434  * for each size category, the second showing the number of mallocs -
2435  * frees for each size category.
2436  */
2437 void
2438 Perl_dump_mstats(pTHX_ char *s)
2439 {
2440 #ifdef DEBUGGING_MSTATS
2441         register int i;
2442         perl_mstats_t buffer;
2443         UV nf[NBUCKETS];
2444         UV nt[NBUCKETS];
2445
2446         buffer.nfree  = nf;
2447         buffer.ntotal = nt;
2448         get_mstats(&buffer, NBUCKETS, 0);
2449
2450         if (s)
2451             PerlIO_printf(Perl_error_log,
2452                           "Memory allocation statistics %s (buckets %"IVdf"(%"IVdf")..%"IVdf"(%"IVdf")\n",
2453                           s,
2454                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(MIN_BUCKET),
2455                           (IV)BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(MIN_BUCKET),
2456                           (IV)BUCKET_SIZE_REAL(buffer.topbucket),
2457                           (IV)BUCKET_SIZE_NO_SURPLUS(buffer.topbucket));
2458         PerlIO_printf(Perl_error_log, "%8"IVdf" free:", buffer.totfree);
2459         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2460                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2461                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2462                                ? " %5"UVuf
2463                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2464                               buffer.nfree[i]);
2465         }
2466 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2467         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2468         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2469                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2470                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2471                                ? " %5"UVuf
2472                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"UVuf : " %"UVuf)),
2473                               buffer.nfree[i]);
2474         }
2475 #endif
2476         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n%8"IVdf" used:", buffer.total - buffer.totfree);
2477         for (i = MIN_EVEN_REPORT; i <= buffer.topbucket; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2478                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2479                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2480                                ? " %5"IVdf
2481                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2482                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2483         }
2484 #ifdef BUCKETS_ROOT2
2485         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\n\t   ");
2486         for (i = MIN_BUCKET + 1; i <= buffer.topbucket_odd; i += BUCKETS_PER_POW2) {
2487                 PerlIO_printf(Perl_error_log,
2488                               ((i < 8*BUCKETS_PER_POW2 || i == 10*BUCKETS_PER_POW2)
2489                                ? " %5"IVdf
2490                                : ((i < 12*BUCKETS_PER_POW2) ? " %3"IVdf : " %"IVdf)),
2491                               buffer.ntotal[i] - buffer.nfree[i]);
2492         }
2493 #endif
2494         PerlIO_printf(Perl_error_log, "\nTotal sbrk(): %"IVdf"/%"IVdf":%"IVdf". Odd ends: pad+heads+chain+tail: %"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf"+%"IVdf".\n",
2495                       buffer.total_sbrk, buffer.sbrks, buffer.sbrk_good,
2496                       buffer.sbrk_slack, buffer.start_slack,
2497                       buffer.total_chain, buffer.sbrked_remains);
2498 #endif /* DEBUGGING_MSTATS */
2499 }
2500 #endif /* lint */
2501
2502 #ifdef USE_PERL_SBRK
2503
2504 #   if defined(__MACHTEN_PPC__) || defined(NeXT) || defined(__NeXT__) || defined(PURIFY)
2505 #      define PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2506 #   endif
2507
2508 #   ifdef PERL_SBRK_VIA_MALLOC
2509
2510 /* it may seem schizophrenic to use perl's malloc and let it call system */
2511 /* malloc, the reason for that is only the 3.2 version of the OS that had */
2512 /* frequent core dumps within nxzonefreenolock. This sbrk routine put an */
2513 /* end to the cores */
2514
2515 #      ifndef SYSTEM_ALLOC
2516 #         define SYSTEM_ALLOC(a) malloc(a)
2517 #      endif
2518 #      ifndef SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2519 #         define SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT MEM_ALIGNBYTES
2520 #      endif
2521
2522 #   endif  /* PERL_SBRK_VIA_MALLOC */
2523
2524 static IV Perl_sbrk_oldchunk;
2525 static long Perl_sbrk_oldsize;
2526
2527 #   define PERLSBRK_32_K (1<<15)
2528 #   define PERLSBRK_64_K (1<<16)
2529
2530 Malloc_t
2531 Perl_sbrk(int size)
2532 {
2533     IV got;
2534     int small, reqsize;
2535
2536     if (!size) return 0;
2537 #ifdef PERL_CORE
2538     reqsize = size; /* just for the DEBUG_m statement */
2539 #endif
2540 #ifdef PACK_MALLOC
2541     size = (size + 0x7ff) & ~0x7ff;
2542 #endif
2543     if (size <= Perl_sbrk_oldsize) {
2544         got = Perl_sbrk_oldchunk;
2545         Perl_sbrk_oldchunk += size;
2546         Perl_sbrk_oldsize -= size;
2547     } else {
2548       if (size >= PERLSBRK_32_K) {
2549         small = 0;
2550       } else {
2551         size = PERLSBRK_64_K;
2552         small = 1;
2553       }
2554 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2555       size += NEEDED_ALIGNMENT - SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT;
2556 #  endif
2557       got = (IV)SYSTEM_ALLOC(size);
2558 #  if NEEDED_ALIGNMENT > SYSTEM_ALLOC_ALIGNMENT
2559       got = (got + NEEDED_ALIGNMENT - 1) & ~(NEEDED_ALIGNMENT - 1);
2560 #  endif
2561       if (small) {
2562         /* Chunk is small, register the rest for future allocs. */
2563         Perl_sbrk_oldchunk = got + reqsize;
2564         Perl_sbrk_oldsize = size - reqsize;
2565       }
2566     }
2567
2568     DEBUG_m(PerlIO_printf(Perl_debug_log, "sbrk malloc size %ld (reqsize %ld), left size %ld, give addr 0x%"UVxf"\n",
2569                     size, reqsize, Perl_sbrk_oldsize, PTR2UV(got)));
2570
2571     return (void *)got;
2572 }
2573
2574 #endif /* ! defined USE_PERL_SBRK */