OSDN Git Service

PR libgcj/27271:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ggc-page.c
1 /* "Bag-of-pages" garbage collector for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "toplev.h"
30 #include "flags.h"
31 #include "ggc.h"
32 #include "timevar.h"
33 #include "params.h"
34 #include "tree-flow.h"
35 #ifdef ENABLE_VALGRIND_CHECKING
36 # ifdef HAVE_VALGRIND_MEMCHECK_H
37 #  include <valgrind/memcheck.h>
38 # elif defined HAVE_MEMCHECK_H
39 #  include <memcheck.h>
40 # else
41 #  include <valgrind.h>
42 # endif
43 #else
44 /* Avoid #ifdef:s when we can help it.  */
45 #define VALGRIND_DISCARD(x)
46 #endif
47
48 /* Prefer MAP_ANON(YMOUS) to /dev/zero, since we don't need to keep a
49    file open.  Prefer either to valloc.  */
50 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
51 # undef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
52
53 # include <sys/mman.h>
54 # ifndef MAP_FAILED
55 #  define MAP_FAILED -1
56 # endif
57 # if !defined (MAP_ANONYMOUS) && defined (MAP_ANON)
58 #  define MAP_ANONYMOUS MAP_ANON
59 # endif
60 # define USING_MMAP
61
62 #endif
63
64 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
65
66 # include <sys/mman.h>
67 # ifndef MAP_FAILED
68 #  define MAP_FAILED -1
69 # endif
70 # define USING_MMAP
71
72 #endif
73
74 #ifndef USING_MMAP
75 #define USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
76 #endif
77
78 /* Strategy:
79
80    This garbage-collecting allocator allocates objects on one of a set
81    of pages.  Each page can allocate objects of a single size only;
82    available sizes are powers of two starting at four bytes.  The size
83    of an allocation request is rounded up to the next power of two
84    (`order'), and satisfied from the appropriate page.
85
86    Each page is recorded in a page-entry, which also maintains an
87    in-use bitmap of object positions on the page.  This allows the
88    allocation state of a particular object to be flipped without
89    touching the page itself.
90
91    Each page-entry also has a context depth, which is used to track
92    pushing and popping of allocation contexts.  Only objects allocated
93    in the current (highest-numbered) context may be collected.
94
95    Page entries are arranged in an array of singly-linked lists.  The
96    array is indexed by the allocation size, in bits, of the pages on
97    it; i.e. all pages on a list allocate objects of the same size.
98    Pages are ordered on the list such that all non-full pages precede
99    all full pages, with non-full pages arranged in order of decreasing
100    context depth.
101
102    Empty pages (of all orders) are kept on a single page cache list,
103    and are considered first when new pages are required; they are
104    deallocated at the start of the next collection if they haven't
105    been recycled by then.  */
106
107 /* Define GGC_DEBUG_LEVEL to print debugging information.
108      0: No debugging output.
109      1: GC statistics only.
110      2: Page-entry allocations/deallocations as well.
111      3: Object allocations as well.
112      4: Object marks as well.  */
113 #define GGC_DEBUG_LEVEL (0)
114 \f
115 #ifndef HOST_BITS_PER_PTR
116 #define HOST_BITS_PER_PTR  HOST_BITS_PER_LONG
117 #endif
118
119 \f
120 /* A two-level tree is used to look up the page-entry for a given
121    pointer.  Two chunks of the pointer's bits are extracted to index
122    the first and second levels of the tree, as follows:
123
124                                    HOST_PAGE_SIZE_BITS
125                            32           |      |
126        msb +----------------+----+------+------+ lsb
127                             |    |      |
128                          PAGE_L1_BITS   |
129                                  |      |
130                                PAGE_L2_BITS
131
132    The bottommost HOST_PAGE_SIZE_BITS are ignored, since page-entry
133    pages are aligned on system page boundaries.  The next most
134    significant PAGE_L2_BITS and PAGE_L1_BITS are the second and first
135    index values in the lookup table, respectively.
136
137    For 32-bit architectures and the settings below, there are no
138    leftover bits.  For architectures with wider pointers, the lookup
139    tree points to a list of pages, which must be scanned to find the
140    correct one.  */
141
142 #define PAGE_L1_BITS    (8)
143 #define PAGE_L2_BITS    (32 - PAGE_L1_BITS - G.lg_pagesize)
144 #define PAGE_L1_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L1_BITS)
145 #define PAGE_L2_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L2_BITS)
146
147 #define LOOKUP_L1(p) \
148   (((size_t) (p) >> (32 - PAGE_L1_BITS)) & ((1 << PAGE_L1_BITS) - 1))
149
150 #define LOOKUP_L2(p) \
151   (((size_t) (p) >> G.lg_pagesize) & ((1 << PAGE_L2_BITS) - 1))
152
153 /* The number of objects per allocation page, for objects on a page of
154    the indicated ORDER.  */
155 #define OBJECTS_PER_PAGE(ORDER) objects_per_page_table[ORDER]
156
157 /* The number of objects in P.  */
158 #define OBJECTS_IN_PAGE(P) ((P)->bytes / OBJECT_SIZE ((P)->order))
159
160 /* The size of an object on a page of the indicated ORDER.  */
161 #define OBJECT_SIZE(ORDER) object_size_table[ORDER]
162
163 /* For speed, we avoid doing a general integer divide to locate the
164    offset in the allocation bitmap, by precalculating numbers M, S
165    such that (O * M) >> S == O / Z (modulo 2^32), for any offset O
166    within the page which is evenly divisible by the object size Z.  */
167 #define DIV_MULT(ORDER) inverse_table[ORDER].mult
168 #define DIV_SHIFT(ORDER) inverse_table[ORDER].shift
169 #define OFFSET_TO_BIT(OFFSET, ORDER) \
170   (((OFFSET) * DIV_MULT (ORDER)) >> DIV_SHIFT (ORDER))
171
172 /* The number of extra orders, not corresponding to power-of-two sized
173    objects.  */
174
175 #define NUM_EXTRA_ORDERS ARRAY_SIZE (extra_order_size_table)
176
177 #define RTL_SIZE(NSLOTS) \
178   (RTX_HDR_SIZE + (NSLOTS) * sizeof (rtunion))
179
180 #define TREE_EXP_SIZE(OPS) \
181   (sizeof (struct tree_exp) + ((OPS) - 1) * sizeof (tree))
182
183 /* The Ith entry is the maximum size of an object to be stored in the
184    Ith extra order.  Adding a new entry to this array is the *only*
185    thing you need to do to add a new special allocation size.  */
186
187 static const size_t extra_order_size_table[] = {
188   sizeof (struct stmt_ann_d),
189   sizeof (struct var_ann_d),
190   sizeof (struct tree_decl_non_common),
191   sizeof (struct tree_field_decl),
192   sizeof (struct tree_parm_decl),
193   sizeof (struct tree_var_decl),
194   sizeof (struct tree_list),
195   sizeof (struct tree_ssa_name),
196   sizeof (struct function),
197   sizeof (struct basic_block_def),
198   sizeof (bitmap_element),
199   /* PHI nodes with one to three arguments are already covered by the
200      above sizes.  */
201   sizeof (struct tree_phi_node) + sizeof (struct phi_arg_d) * 3,
202   TREE_EXP_SIZE (2),
203   RTL_SIZE (2),                 /* MEM, PLUS, etc.  */
204   RTL_SIZE (9),                 /* INSN */
205 };
206
207 /* The total number of orders.  */
208
209 #define NUM_ORDERS (HOST_BITS_PER_PTR + NUM_EXTRA_ORDERS)
210
211 /* We use this structure to determine the alignment required for
212    allocations.  For power-of-two sized allocations, that's not a
213    problem, but it does matter for odd-sized allocations.  */
214
215 struct max_alignment {
216   char c;
217   union {
218     HOST_WIDEST_INT i;
219     long double d;
220   } u;
221 };
222
223 /* The biggest alignment required.  */
224
225 #define MAX_ALIGNMENT (offsetof (struct max_alignment, u))
226
227 /* Compute the smallest nonnegative number which when added to X gives
228    a multiple of F.  */
229
230 #define ROUND_UP_VALUE(x, f) ((f) - 1 - ((f) - 1 + (x)) % (f))
231
232 /* Compute the smallest multiple of F that is >= X.  */
233
234 #define ROUND_UP(x, f) (CEIL (x, f) * (f))
235
236 /* The Ith entry is the number of objects on a page or order I.  */
237
238 static unsigned objects_per_page_table[NUM_ORDERS];
239
240 /* The Ith entry is the size of an object on a page of order I.  */
241
242 static size_t object_size_table[NUM_ORDERS];
243
244 /* The Ith entry is a pair of numbers (mult, shift) such that
245    ((k * mult) >> shift) mod 2^32 == (k / OBJECT_SIZE(I)) mod 2^32,
246    for all k evenly divisible by OBJECT_SIZE(I).  */
247
248 static struct
249 {
250   size_t mult;
251   unsigned int shift;
252 }
253 inverse_table[NUM_ORDERS];
254
255 /* A page_entry records the status of an allocation page.  This
256    structure is dynamically sized to fit the bitmap in_use_p.  */
257 typedef struct page_entry
258 {
259   /* The next page-entry with objects of the same size, or NULL if
260      this is the last page-entry.  */
261   struct page_entry *next;
262
263   /* The previous page-entry with objects of the same size, or NULL if
264      this is the first page-entry.   The PREV pointer exists solely to
265      keep the cost of ggc_free manageable.  */
266   struct page_entry *prev;
267
268   /* The number of bytes allocated.  (This will always be a multiple
269      of the host system page size.)  */
270   size_t bytes;
271
272   /* The address at which the memory is allocated.  */
273   char *page;
274
275 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
276   /* Back pointer to the page group this page came from.  */
277   struct page_group *group;
278 #endif
279
280   /* This is the index in the by_depth varray where this page table
281      can be found.  */
282   unsigned long index_by_depth;
283
284   /* Context depth of this page.  */
285   unsigned short context_depth;
286
287   /* The number of free objects remaining on this page.  */
288   unsigned short num_free_objects;
289
290   /* A likely candidate for the bit position of a free object for the
291      next allocation from this page.  */
292   unsigned short next_bit_hint;
293
294   /* The lg of size of objects allocated from this page.  */
295   unsigned char order;
296
297   /* A bit vector indicating whether or not objects are in use.  The
298      Nth bit is one if the Nth object on this page is allocated.  This
299      array is dynamically sized.  */
300   unsigned long in_use_p[1];
301 } page_entry;
302
303 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
304 /* A page_group describes a large allocation from malloc, from which
305    we parcel out aligned pages.  */
306 typedef struct page_group
307 {
308   /* A linked list of all extant page groups.  */
309   struct page_group *next;
310
311   /* The address we received from malloc.  */
312   char *allocation;
313
314   /* The size of the block.  */
315   size_t alloc_size;
316
317   /* A bitmask of pages in use.  */
318   unsigned int in_use;
319 } page_group;
320 #endif
321
322 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
323
324 /* On 32-bit hosts, we use a two level page table, as pictured above.  */
325 typedef page_entry **page_table[PAGE_L1_SIZE];
326
327 #else
328
329 /* On 64-bit hosts, we use the same two level page tables plus a linked
330    list that disambiguates the top 32-bits.  There will almost always be
331    exactly one entry in the list.  */
332 typedef struct page_table_chain
333 {
334   struct page_table_chain *next;
335   size_t high_bits;
336   page_entry **table[PAGE_L1_SIZE];
337 } *page_table;
338
339 #endif
340
341 /* The rest of the global variables.  */
342 static struct globals
343 {
344   /* The Nth element in this array is a page with objects of size 2^N.
345      If there are any pages with free objects, they will be at the
346      head of the list.  NULL if there are no page-entries for this
347      object size.  */
348   page_entry *pages[NUM_ORDERS];
349
350   /* The Nth element in this array is the last page with objects of
351      size 2^N.  NULL if there are no page-entries for this object
352      size.  */
353   page_entry *page_tails[NUM_ORDERS];
354
355   /* Lookup table for associating allocation pages with object addresses.  */
356   page_table lookup;
357
358   /* The system's page size.  */
359   size_t pagesize;
360   size_t lg_pagesize;
361
362   /* Bytes currently allocated.  */
363   size_t allocated;
364
365   /* Bytes currently allocated at the end of the last collection.  */
366   size_t allocated_last_gc;
367
368   /* Total amount of memory mapped.  */
369   size_t bytes_mapped;
370
371   /* Bit N set if any allocations have been done at context depth N.  */
372   unsigned long context_depth_allocations;
373
374   /* Bit N set if any collections have been done at context depth N.  */
375   unsigned long context_depth_collections;
376
377   /* The current depth in the context stack.  */
378   unsigned short context_depth;
379
380   /* A file descriptor open to /dev/zero for reading.  */
381 #if defined (HAVE_MMAP_DEV_ZERO)
382   int dev_zero_fd;
383 #endif
384
385   /* A cache of free system pages.  */
386   page_entry *free_pages;
387
388 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
389   page_group *page_groups;
390 #endif
391
392   /* The file descriptor for debugging output.  */
393   FILE *debug_file;
394
395   /* Current number of elements in use in depth below.  */
396   unsigned int depth_in_use;
397
398   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
399   unsigned int depth_max;
400
401   /* Each element of this arry is an index in by_depth where the given
402      depth starts.  This structure is indexed by that given depth we
403      are interested in.  */
404   unsigned int *depth;
405
406   /* Current number of elements in use in by_depth below.  */
407   unsigned int by_depth_in_use;
408
409   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
410   unsigned int by_depth_max;
411
412   /* Each element of this array is a pointer to a page_entry, all
413      page_entries can be found in here by increasing depth.
414      index_by_depth in the page_entry is the index into this data
415      structure where that page_entry can be found.  This is used to
416      speed up finding all page_entries at a particular depth.  */
417   page_entry **by_depth;
418
419   /* Each element is a pointer to the saved in_use_p bits, if any,
420      zero otherwise.  We allocate them all together, to enable a
421      better runtime data access pattern.  */
422   unsigned long **save_in_use;
423
424 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
425   /* List of free objects to be verified as actually free on the
426      next collection.  */
427   struct free_object
428   {
429     void *object;
430     struct free_object *next;
431   } *free_object_list;
432 #endif
433
434 #ifdef GATHER_STATISTICS
435   struct
436   {
437     /* Total memory allocated with ggc_alloc.  */
438     unsigned long long total_allocated;
439     /* Total overhead for memory to be allocated with ggc_alloc.  */
440     unsigned long long total_overhead;
441
442     /* Total allocations and overhead for sizes less than 32, 64 and 128.
443        These sizes are interesting because they are typical cache line
444        sizes.  */
445    
446     unsigned long long total_allocated_under32;
447     unsigned long long total_overhead_under32;
448   
449     unsigned long long total_allocated_under64;
450     unsigned long long total_overhead_under64;
451   
452     unsigned long long total_allocated_under128;
453     unsigned long long total_overhead_under128;
454   
455     /* The allocations for each of the allocation orders.  */
456     unsigned long long total_allocated_per_order[NUM_ORDERS];
457
458     /* The overhead for each of the allocation orders.  */
459     unsigned long long total_overhead_per_order[NUM_ORDERS];
460   } stats;
461 #endif
462 } G;
463
464 /* The size in bytes required to maintain a bitmap for the objects
465    on a page-entry.  */
466 #define BITMAP_SIZE(Num_objects) \
467   (CEIL ((Num_objects), HOST_BITS_PER_LONG) * sizeof(long))
468
469 /* Allocate pages in chunks of this size, to throttle calls to memory
470    allocation routines.  The first page is used, the rest go onto the
471    free list.  This cannot be larger than HOST_BITS_PER_INT for the
472    in_use bitmask for page_group.  Hosts that need a different value
473    can override this by defining GGC_QUIRE_SIZE explicitly.  */
474 #ifndef GGC_QUIRE_SIZE
475 # ifdef USING_MMAP
476 #  define GGC_QUIRE_SIZE 256
477 # else
478 #  define GGC_QUIRE_SIZE 16
479 # endif
480 #endif
481
482 /* Initial guess as to how many page table entries we might need.  */
483 #define INITIAL_PTE_COUNT 128
484 \f
485 static int ggc_allocated_p (const void *);
486 static page_entry *lookup_page_table_entry (const void *);
487 static void set_page_table_entry (void *, page_entry *);
488 #ifdef USING_MMAP
489 static char *alloc_anon (char *, size_t);
490 #endif
491 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
492 static size_t page_group_index (char *, char *);
493 static void set_page_group_in_use (page_group *, char *);
494 static void clear_page_group_in_use (page_group *, char *);
495 #endif
496 static struct page_entry * alloc_page (unsigned);
497 static void free_page (struct page_entry *);
498 static void release_pages (void);
499 static void clear_marks (void);
500 static void sweep_pages (void);
501 static void ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *);
502 static void compute_inverse (unsigned);
503 static inline void adjust_depth (void);
504 static void move_ptes_to_front (int, int);
505
506 void debug_print_page_list (int);
507 static void push_depth (unsigned int);
508 static void push_by_depth (page_entry *, unsigned long *);
509
510 /* Push an entry onto G.depth.  */
511
512 inline static void
513 push_depth (unsigned int i)
514 {
515   if (G.depth_in_use >= G.depth_max)
516     {
517       G.depth_max *= 2;
518       G.depth = xrealloc (G.depth, G.depth_max * sizeof (unsigned int));
519     }
520   G.depth[G.depth_in_use++] = i;
521 }
522
523 /* Push an entry onto G.by_depth and G.save_in_use.  */
524
525 inline static void
526 push_by_depth (page_entry *p, unsigned long *s)
527 {
528   if (G.by_depth_in_use >= G.by_depth_max)
529     {
530       G.by_depth_max *= 2;
531       G.by_depth = xrealloc (G.by_depth,
532                              G.by_depth_max * sizeof (page_entry *));
533       G.save_in_use = xrealloc (G.save_in_use,
534                                 G.by_depth_max * sizeof (unsigned long *));
535     }
536   G.by_depth[G.by_depth_in_use] = p;
537   G.save_in_use[G.by_depth_in_use++] = s;
538 }
539
540 #if (GCC_VERSION < 3001)
541 #define prefetch(X) ((void) X)
542 #else
543 #define prefetch(X) __builtin_prefetch (X)
544 #endif
545
546 #define save_in_use_p_i(__i) \
547   (G.save_in_use[__i])
548 #define save_in_use_p(__p) \
549   (save_in_use_p_i (__p->index_by_depth))
550
551 /* Returns nonzero if P was allocated in GC'able memory.  */
552
553 static inline int
554 ggc_allocated_p (const void *p)
555 {
556   page_entry ***base;
557   size_t L1, L2;
558
559 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
560   base = &G.lookup[0];
561 #else
562   page_table table = G.lookup;
563   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
564   while (1)
565     {
566       if (table == NULL)
567         return 0;
568       if (table->high_bits == high_bits)
569         break;
570       table = table->next;
571     }
572   base = &table->table[0];
573 #endif
574
575   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
576   L1 = LOOKUP_L1 (p);
577   L2 = LOOKUP_L2 (p);
578
579   return base[L1] && base[L1][L2];
580 }
581
582 /* Traverse the page table and find the entry for a page.
583    Die (probably) if the object wasn't allocated via GC.  */
584
585 static inline page_entry *
586 lookup_page_table_entry (const void *p)
587 {
588   page_entry ***base;
589   size_t L1, L2;
590
591 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
592   base = &G.lookup[0];
593 #else
594   page_table table = G.lookup;
595   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
596   while (table->high_bits != high_bits)
597     table = table->next;
598   base = &table->table[0];
599 #endif
600
601   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
602   L1 = LOOKUP_L1 (p);
603   L2 = LOOKUP_L2 (p);
604
605   return base[L1][L2];
606 }
607
608 /* Set the page table entry for a page.  */
609
610 static void
611 set_page_table_entry (void *p, page_entry *entry)
612 {
613   page_entry ***base;
614   size_t L1, L2;
615
616 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
617   base = &G.lookup[0];
618 #else
619   page_table table;
620   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
621   for (table = G.lookup; table; table = table->next)
622     if (table->high_bits == high_bits)
623       goto found;
624
625   /* Not found -- allocate a new table.  */
626   table = xcalloc (1, sizeof(*table));
627   table->next = G.lookup;
628   table->high_bits = high_bits;
629   G.lookup = table;
630 found:
631   base = &table->table[0];
632 #endif
633
634   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
635   L1 = LOOKUP_L1 (p);
636   L2 = LOOKUP_L2 (p);
637
638   if (base[L1] == NULL)
639     base[L1] = XCNEWVEC (page_entry *, PAGE_L2_SIZE);
640
641   base[L1][L2] = entry;
642 }
643
644 /* Prints the page-entry for object size ORDER, for debugging.  */
645
646 void
647 debug_print_page_list (int order)
648 {
649   page_entry *p;
650   printf ("Head=%p, Tail=%p:\n", (void *) G.pages[order],
651           (void *) G.page_tails[order]);
652   p = G.pages[order];
653   while (p != NULL)
654     {
655       printf ("%p(%1d|%3d) -> ", (void *) p, p->context_depth,
656               p->num_free_objects);
657       p = p->next;
658     }
659   printf ("NULL\n");
660   fflush (stdout);
661 }
662
663 #ifdef USING_MMAP
664 /* Allocate SIZE bytes of anonymous memory, preferably near PREF,
665    (if non-null).  The ifdef structure here is intended to cause a
666    compile error unless exactly one of the HAVE_* is defined.  */
667
668 static inline char *
669 alloc_anon (char *pref ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size)
670 {
671 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
672   char *page = mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
673                      MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
674 #endif
675 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
676   char *page = mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
677                      MAP_PRIVATE, G.dev_zero_fd, 0);
678 #endif
679
680   if (page == (char *) MAP_FAILED)
681     {
682       perror ("virtual memory exhausted");
683       exit (FATAL_EXIT_CODE);
684     }
685
686   /* Remember that we allocated this memory.  */
687   G.bytes_mapped += size;
688
689   /* Pretend we don't have access to the allocated pages.  We'll enable
690      access to smaller pieces of the area in ggc_alloc.  Discard the
691      handle to avoid handle leak.  */
692   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS (page, size));
693
694   return page;
695 }
696 #endif
697 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
698 /* Compute the index for this page into the page group.  */
699
700 static inline size_t
701 page_group_index (char *allocation, char *page)
702 {
703   return (size_t) (page - allocation) >> G.lg_pagesize;
704 }
705
706 /* Set and clear the in_use bit for this page in the page group.  */
707
708 static inline void
709 set_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
710 {
711   group->in_use |= 1 << page_group_index (group->allocation, page);
712 }
713
714 static inline void
715 clear_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
716 {
717   group->in_use &= ~(1 << page_group_index (group->allocation, page));
718 }
719 #endif
720
721 /* Allocate a new page for allocating objects of size 2^ORDER,
722    and return an entry for it.  The entry is not added to the
723    appropriate page_table list.  */
724
725 static inline struct page_entry *
726 alloc_page (unsigned order)
727 {
728   struct page_entry *entry, *p, **pp;
729   char *page;
730   size_t num_objects;
731   size_t bitmap_size;
732   size_t page_entry_size;
733   size_t entry_size;
734 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
735   page_group *group;
736 #endif
737
738   num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
739   bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
740   page_entry_size = sizeof (page_entry) - sizeof (long) + bitmap_size;
741   entry_size = num_objects * OBJECT_SIZE (order);
742   if (entry_size < G.pagesize)
743     entry_size = G.pagesize;
744
745   entry = NULL;
746   page = NULL;
747
748   /* Check the list of free pages for one we can use.  */
749   for (pp = &G.free_pages, p = *pp; p; pp = &p->next, p = *pp)
750     if (p->bytes == entry_size)
751       break;
752
753   if (p != NULL)
754     {
755       /* Recycle the allocated memory from this page ...  */
756       *pp = p->next;
757       page = p->page;
758
759 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
760       group = p->group;
761 #endif
762
763       /* ... and, if possible, the page entry itself.  */
764       if (p->order == order)
765         {
766           entry = p;
767           memset (entry, 0, page_entry_size);
768         }
769       else
770         free (p);
771     }
772 #ifdef USING_MMAP
773   else if (entry_size == G.pagesize)
774     {
775       /* We want just one page.  Allocate a bunch of them and put the
776          extras on the freelist.  (Can only do this optimization with
777          mmap for backing store.)  */
778       struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
779       int i;
780
781       page = alloc_anon (NULL, G.pagesize * GGC_QUIRE_SIZE);
782
783       /* This loop counts down so that the chain will be in ascending
784          memory order.  */
785       for (i = GGC_QUIRE_SIZE - 1; i >= 1; i--)
786         {
787           e = xcalloc (1, page_entry_size);
788           e->order = order;
789           e->bytes = G.pagesize;
790           e->page = page + (i << G.lg_pagesize);
791           e->next = f;
792           f = e;
793         }
794
795       G.free_pages = f;
796     }
797   else
798     page = alloc_anon (NULL, entry_size);
799 #endif
800 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
801   else
802     {
803       /* Allocate a large block of memory and serve out the aligned
804          pages therein.  This results in much less memory wastage
805          than the traditional implementation of valloc.  */
806
807       char *allocation, *a, *enda;
808       size_t alloc_size, head_slop, tail_slop;
809       int multiple_pages = (entry_size == G.pagesize);
810
811       if (multiple_pages)
812         alloc_size = GGC_QUIRE_SIZE * G.pagesize;
813       else
814         alloc_size = entry_size + G.pagesize - 1;
815       allocation = xmalloc (alloc_size);
816
817       page = (char *) (((size_t) allocation + G.pagesize - 1) & -G.pagesize);
818       head_slop = page - allocation;
819       if (multiple_pages)
820         tail_slop = ((size_t) allocation + alloc_size) & (G.pagesize - 1);
821       else
822         tail_slop = alloc_size - entry_size - head_slop;
823       enda = allocation + alloc_size - tail_slop;
824
825       /* We allocated N pages, which are likely not aligned, leaving
826          us with N-1 usable pages.  We plan to place the page_group
827          structure somewhere in the slop.  */
828       if (head_slop >= sizeof (page_group))
829         group = (page_group *)page - 1;
830       else
831         {
832           /* We magically got an aligned allocation.  Too bad, we have
833              to waste a page anyway.  */
834           if (tail_slop == 0)
835             {
836               enda -= G.pagesize;
837               tail_slop += G.pagesize;
838             }
839           gcc_assert (tail_slop >= sizeof (page_group));
840           group = (page_group *)enda;
841           tail_slop -= sizeof (page_group);
842         }
843
844       /* Remember that we allocated this memory.  */
845       group->next = G.page_groups;
846       group->allocation = allocation;
847       group->alloc_size = alloc_size;
848       group->in_use = 0;
849       G.page_groups = group;
850       G.bytes_mapped += alloc_size;
851
852       /* If we allocated multiple pages, put the rest on the free list.  */
853       if (multiple_pages)
854         {
855           struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
856           for (a = enda - G.pagesize; a != page; a -= G.pagesize)
857             {
858               e = xcalloc (1, page_entry_size);
859               e->order = order;
860               e->bytes = G.pagesize;
861               e->page = a;
862               e->group = group;
863               e->next = f;
864               f = e;
865             }
866           G.free_pages = f;
867         }
868     }
869 #endif
870
871   if (entry == NULL)
872     entry = xcalloc (1, page_entry_size);
873
874   entry->bytes = entry_size;
875   entry->page = page;
876   entry->context_depth = G.context_depth;
877   entry->order = order;
878   entry->num_free_objects = num_objects;
879   entry->next_bit_hint = 1;
880
881   G.context_depth_allocations |= (unsigned long)1 << G.context_depth;
882
883 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
884   entry->group = group;
885   set_page_group_in_use (group, page);
886 #endif
887
888   /* Set the one-past-the-end in-use bit.  This acts as a sentry as we
889      increment the hint.  */
890   entry->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
891     = (unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG);
892
893   set_page_table_entry (page, entry);
894
895   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
896     fprintf (G.debug_file,
897              "Allocating page at %p, object size=%lu, data %p-%p\n",
898              (void *) entry, (unsigned long) OBJECT_SIZE (order), page,
899              page + entry_size - 1);
900
901   return entry;
902 }
903
904 /* Adjust the size of G.depth so that no index greater than the one
905    used by the top of the G.by_depth is used.  */
906
907 static inline void
908 adjust_depth (void)
909 {
910   page_entry *top;
911
912   if (G.by_depth_in_use)
913     {
914       top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
915
916       /* Peel back indices in depth that index into by_depth, so that
917          as new elements are added to by_depth, we note the indices
918          of those elements, if they are for new context depths.  */
919       while (G.depth_in_use > (size_t)top->context_depth+1)
920         --G.depth_in_use;
921     }
922 }
923
924 /* For a page that is no longer needed, put it on the free page list.  */
925
926 static void
927 free_page (page_entry *entry)
928 {
929   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
930     fprintf (G.debug_file,
931              "Deallocating page at %p, data %p-%p\n", (void *) entry,
932              entry->page, entry->page + entry->bytes - 1);
933
934   /* Mark the page as inaccessible.  Discard the handle to avoid handle
935      leak.  */
936   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS (entry->page, entry->bytes));
937
938   set_page_table_entry (entry->page, NULL);
939
940 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
941   clear_page_group_in_use (entry->group, entry->page);
942 #endif
943
944   if (G.by_depth_in_use > 1)
945     {
946       page_entry *top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
947       int i = entry->index_by_depth;
948
949       /* We cannot free a page from a context deeper than the current
950          one.  */
951       gcc_assert (entry->context_depth == top->context_depth);
952       
953       /* Put top element into freed slot.  */
954       G.by_depth[i] = top;
955       G.save_in_use[i] = G.save_in_use[G.by_depth_in_use-1];
956       top->index_by_depth = i;
957     }
958   --G.by_depth_in_use;
959
960   adjust_depth ();
961
962   entry->next = G.free_pages;
963   G.free_pages = entry;
964 }
965
966 /* Release the free page cache to the system.  */
967
968 static void
969 release_pages (void)
970 {
971 #ifdef USING_MMAP
972   page_entry *p, *next;
973   char *start;
974   size_t len;
975
976   /* Gather up adjacent pages so they are unmapped together.  */
977   p = G.free_pages;
978
979   while (p)
980     {
981       start = p->page;
982       next = p->next;
983       len = p->bytes;
984       free (p);
985       p = next;
986
987       while (p && p->page == start + len)
988         {
989           next = p->next;
990           len += p->bytes;
991           free (p);
992           p = next;
993         }
994
995       munmap (start, len);
996       G.bytes_mapped -= len;
997     }
998
999   G.free_pages = NULL;
1000 #endif
1001 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
1002   page_entry **pp, *p;
1003   page_group **gp, *g;
1004
1005   /* Remove all pages from free page groups from the list.  */
1006   pp = &G.free_pages;
1007   while ((p = *pp) != NULL)
1008     if (p->group->in_use == 0)
1009       {
1010         *pp = p->next;
1011         free (p);
1012       }
1013     else
1014       pp = &p->next;
1015
1016   /* Remove all free page groups, and release the storage.  */
1017   gp = &G.page_groups;
1018   while ((g = *gp) != NULL)
1019     if (g->in_use == 0)
1020       {
1021         *gp = g->next;
1022         G.bytes_mapped -= g->alloc_size;
1023         free (g->allocation);
1024       }
1025     else
1026       gp = &g->next;
1027 #endif
1028 }
1029
1030 /* This table provides a fast way to determine ceil(log_2(size)) for
1031    allocation requests.  The minimum allocation size is eight bytes.  */
1032
1033 static unsigned char size_lookup[512] =
1034 {
1035   3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
1036   4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
1037   5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1038   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1039   6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1040   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1041   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1042   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1043   7, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1044   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1045   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1046   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1047   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1048   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1049   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1050   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1051   8, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1052   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1053   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1054   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1055   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1056   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1057   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1058   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1059   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1060   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1061   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1062   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1063   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1064   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1065   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1066   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9
1067 };
1068
1069 /* Typed allocation function.  Does nothing special in this collector.  */
1070
1071 void *
1072 ggc_alloc_typed_stat (enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size
1073                       MEM_STAT_DECL)
1074 {
1075   return ggc_alloc_stat (size PASS_MEM_STAT);
1076 }
1077
1078 /* Allocate a chunk of memory of SIZE bytes.  Its contents are undefined.  */
1079
1080 void *
1081 ggc_alloc_stat (size_t size MEM_STAT_DECL)
1082 {
1083   size_t order, word, bit, object_offset, object_size;
1084   struct page_entry *entry;
1085   void *result;
1086
1087   if (size < 512)
1088     {
1089       order = size_lookup[size];
1090       object_size = OBJECT_SIZE (order);
1091     }
1092   else
1093     {
1094       order = 10;
1095       while (size > (object_size = OBJECT_SIZE (order)))
1096         order++;
1097     }
1098
1099   /* If there are non-full pages for this size allocation, they are at
1100      the head of the list.  */
1101   entry = G.pages[order];
1102
1103   /* If there is no page for this object size, or all pages in this
1104      context are full, allocate a new page.  */
1105   if (entry == NULL || entry->num_free_objects == 0)
1106     {
1107       struct page_entry *new_entry;
1108       new_entry = alloc_page (order);
1109
1110       new_entry->index_by_depth = G.by_depth_in_use;
1111       push_by_depth (new_entry, 0);
1112
1113       /* We can skip context depths, if we do, make sure we go all the
1114          way to the new depth.  */
1115       while (new_entry->context_depth >= G.depth_in_use)
1116         push_depth (G.by_depth_in_use-1);
1117
1118       /* If this is the only entry, it's also the tail.  If it is not
1119          the only entry, then we must update the PREV pointer of the
1120          ENTRY (G.pages[order]) to point to our new page entry.  */
1121       if (entry == NULL)
1122         G.page_tails[order] = new_entry;
1123       else
1124         entry->prev = new_entry;
1125
1126       /* Put new pages at the head of the page list.  By definition the
1127          entry at the head of the list always has a NULL pointer.  */
1128       new_entry->next = entry;
1129       new_entry->prev = NULL;
1130       entry = new_entry;
1131       G.pages[order] = new_entry;
1132
1133       /* For a new page, we know the word and bit positions (in the
1134          in_use bitmap) of the first available object -- they're zero.  */
1135       new_entry->next_bit_hint = 1;
1136       word = 0;
1137       bit = 0;
1138       object_offset = 0;
1139     }
1140   else
1141     {
1142       /* First try to use the hint left from the previous allocation
1143          to locate a clear bit in the in-use bitmap.  We've made sure
1144          that the one-past-the-end bit is always set, so if the hint
1145          has run over, this test will fail.  */
1146       unsigned hint = entry->next_bit_hint;
1147       word = hint / HOST_BITS_PER_LONG;
1148       bit = hint % HOST_BITS_PER_LONG;
1149
1150       /* If the hint didn't work, scan the bitmap from the beginning.  */
1151       if ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1152         {
1153           word = bit = 0;
1154           while (~entry->in_use_p[word] == 0)
1155             ++word;
1156
1157 #if GCC_VERSION >= 3004
1158           bit = __builtin_ctzl (~entry->in_use_p[word]);
1159 #else
1160           while ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1161             ++bit;
1162 #endif
1163
1164           hint = word * HOST_BITS_PER_LONG + bit;
1165         }
1166
1167       /* Next time, try the next bit.  */
1168       entry->next_bit_hint = hint + 1;
1169
1170       object_offset = hint * object_size;
1171     }
1172
1173   /* Set the in-use bit.  */
1174   entry->in_use_p[word] |= ((unsigned long) 1 << bit);
1175
1176   /* Keep a running total of the number of free objects.  If this page
1177      fills up, we may have to move it to the end of the list if the
1178      next page isn't full.  If the next page is full, all subsequent
1179      pages are full, so there's no need to move it.  */
1180   if (--entry->num_free_objects == 0
1181       && entry->next != NULL
1182       && entry->next->num_free_objects > 0)
1183     {
1184       /* We have a new head for the list.  */
1185       G.pages[order] = entry->next;
1186
1187       /* We are moving ENTRY to the end of the page table list.
1188          The new page at the head of the list will have NULL in
1189          its PREV field and ENTRY will have NULL in its NEXT field.  */
1190       entry->next->prev = NULL;
1191       entry->next = NULL;
1192
1193       /* Append ENTRY to the tail of the list.  */
1194       entry->prev = G.page_tails[order];
1195       G.page_tails[order]->next = entry;
1196       G.page_tails[order] = entry;
1197     }
1198
1199   /* Calculate the object's address.  */
1200   result = entry->page + object_offset;
1201 #ifdef GATHER_STATISTICS
1202   ggc_record_overhead (OBJECT_SIZE (order), OBJECT_SIZE (order) - size,
1203                        result PASS_MEM_STAT);
1204 #endif
1205
1206 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1207   /* Keep poisoning-by-writing-0xaf the object, in an attempt to keep the
1208      exact same semantics in presence of memory bugs, regardless of
1209      ENABLE_VALGRIND_CHECKING.  We override this request below.  Drop the
1210      handle to avoid handle leak.  */
1211   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_WRITABLE (result, object_size));
1212
1213   /* `Poison' the entire allocated object, including any padding at
1214      the end.  */
1215   memset (result, 0xaf, object_size);
1216
1217   /* Make the bytes after the end of the object unaccessible.  Discard the
1218      handle to avoid handle leak.  */
1219   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS ((char *) result + size,
1220                                             object_size - size));
1221 #endif
1222
1223   /* Tell Valgrind that the memory is there, but its content isn't
1224      defined.  The bytes at the end of the object are still marked
1225      unaccessible.  */
1226   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_WRITABLE (result, size));
1227
1228   /* Keep track of how many bytes are being allocated.  This
1229      information is used in deciding when to collect.  */
1230   G.allocated += object_size;
1231
1232   /* For timevar statistics.  */
1233   timevar_ggc_mem_total += object_size;
1234
1235 #ifdef GATHER_STATISTICS
1236   {
1237     size_t overhead = object_size - size;
1238
1239     G.stats.total_overhead += overhead;
1240     G.stats.total_allocated += object_size;
1241     G.stats.total_overhead_per_order[order] += overhead;
1242     G.stats.total_allocated_per_order[order] += object_size;
1243
1244     if (size <= 32)
1245       {
1246         G.stats.total_overhead_under32 += overhead;
1247         G.stats.total_allocated_under32 += object_size;
1248       }
1249     if (size <= 64)
1250       {
1251         G.stats.total_overhead_under64 += overhead;
1252         G.stats.total_allocated_under64 += object_size;
1253       }
1254     if (size <= 128)
1255       {
1256         G.stats.total_overhead_under128 += overhead;
1257         G.stats.total_allocated_under128 += object_size;
1258       }
1259   }
1260 #endif
1261
1262   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1263     fprintf (G.debug_file,
1264              "Allocating object, requested size=%lu, actual=%lu at %p on %p\n",
1265              (unsigned long) size, (unsigned long) object_size, result,
1266              (void *) entry);
1267
1268   return result;
1269 }
1270
1271 /* If P is not marked, marks it and return false.  Otherwise return true.
1272    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1273    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1274
1275 int
1276 ggc_set_mark (const void *p)
1277 {
1278   page_entry *entry;
1279   unsigned bit, word;
1280   unsigned long mask;
1281
1282   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1283      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1284   entry = lookup_page_table_entry (p);
1285   gcc_assert (entry);
1286
1287   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1288      position in the in_use_p bitmap.  */
1289   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1290   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1291   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1292
1293   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1294   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1295     return 1;
1296
1297   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1298   entry->in_use_p[word] |= mask;
1299   entry->num_free_objects -= 1;
1300
1301   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1302     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1303
1304   return 0;
1305 }
1306
1307 /* Return 1 if P has been marked, zero otherwise.
1308    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1309    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1310
1311 int
1312 ggc_marked_p (const void *p)
1313 {
1314   page_entry *entry;
1315   unsigned bit, word;
1316   unsigned long mask;
1317
1318   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1319      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1320   entry = lookup_page_table_entry (p);
1321   gcc_assert (entry);
1322
1323   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1324      position in the in_use_p bitmap.  */
1325   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1326   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1327   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1328
1329   return (entry->in_use_p[word] & mask) != 0;
1330 }
1331
1332 /* Return the size of the gc-able object P.  */
1333
1334 size_t
1335 ggc_get_size (const void *p)
1336 {
1337   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1338   return OBJECT_SIZE (pe->order);
1339 }
1340
1341 /* Release the memory for object P.  */
1342
1343 void
1344 ggc_free (void *p)
1345 {
1346   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1347   size_t order = pe->order;
1348   size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1349
1350 #ifdef GATHER_STATISTICS
1351   ggc_free_overhead (p);
1352 #endif
1353
1354   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1355     fprintf (G.debug_file,
1356              "Freeing object, actual size=%lu, at %p on %p\n",
1357              (unsigned long) size, p, (void *) pe);
1358
1359 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1360   /* Poison the data, to indicate the data is garbage.  */
1361   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_WRITABLE (p, size));
1362   memset (p, 0xa5, size);
1363 #endif
1364   /* Let valgrind know the object is free.  */
1365   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS (p, size));
1366
1367 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1368   /* In the completely-anal-checking mode, we do *not* immediately free
1369      the data, but instead verify that the data is *actually* not 
1370      reachable the next time we collect.  */
1371   {
1372     struct free_object *fo = XNEW (struct free_object);
1373     fo->object = p;
1374     fo->next = G.free_object_list;
1375     G.free_object_list = fo;
1376   }
1377 #else
1378   {
1379     unsigned int bit_offset, word, bit;
1380
1381     G.allocated -= size;
1382
1383     /* Mark the object not-in-use.  */
1384     bit_offset = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - pe->page, order);
1385     word = bit_offset / HOST_BITS_PER_LONG;
1386     bit = bit_offset % HOST_BITS_PER_LONG;
1387     pe->in_use_p[word] &= ~(1UL << bit);
1388
1389     if (pe->num_free_objects++ == 0)
1390       {
1391         page_entry *p, *q;
1392
1393         /* If the page is completely full, then it's supposed to
1394            be after all pages that aren't.  Since we've freed one
1395            object from a page that was full, we need to move the
1396            page to the head of the list. 
1397
1398            PE is the node we want to move.  Q is the previous node
1399            and P is the next node in the list.  */
1400         q = pe->prev;
1401         if (q && q->num_free_objects == 0)
1402           {
1403             p = pe->next;
1404
1405             q->next = p;
1406
1407             /* If PE was at the end of the list, then Q becomes the
1408                new end of the list.  If PE was not the end of the
1409                list, then we need to update the PREV field for P.  */
1410             if (!p)
1411               G.page_tails[order] = q;
1412             else
1413               p->prev = q;
1414
1415             /* Move PE to the head of the list.  */
1416             pe->next = G.pages[order];
1417             pe->prev = NULL;
1418             G.pages[order]->prev = pe;
1419             G.pages[order] = pe;
1420           }
1421
1422         /* Reset the hint bit to point to the only free object.  */
1423         pe->next_bit_hint = bit_offset;
1424       }
1425   }
1426 #endif
1427 }
1428 \f
1429 /* Subroutine of init_ggc which computes the pair of numbers used to
1430    perform division by OBJECT_SIZE (order) and fills in inverse_table[].
1431
1432    This algorithm is taken from Granlund and Montgomery's paper
1433    "Division by Invariant Integers using Multiplication"
1434    (Proc. SIGPLAN PLDI, 1994), section 9 (Exact division by
1435    constants).  */
1436
1437 static void
1438 compute_inverse (unsigned order)
1439 {
1440   size_t size, inv; 
1441   unsigned int e;
1442
1443   size = OBJECT_SIZE (order);
1444   e = 0;
1445   while (size % 2 == 0)
1446     {
1447       e++;
1448       size >>= 1;
1449     }
1450
1451   inv = size;
1452   while (inv * size != 1)
1453     inv = inv * (2 - inv*size);
1454
1455   DIV_MULT (order) = inv;
1456   DIV_SHIFT (order) = e;
1457 }
1458
1459 /* Initialize the ggc-mmap allocator.  */
1460 void
1461 init_ggc (void)
1462 {
1463   unsigned order;
1464
1465   G.pagesize = getpagesize();
1466   G.lg_pagesize = exact_log2 (G.pagesize);
1467
1468 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
1469   G.dev_zero_fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
1470   if (G.dev_zero_fd == -1)
1471     internal_error ("open /dev/zero: %m");
1472 #endif
1473
1474 #if 0
1475   G.debug_file = fopen ("ggc-mmap.debug", "w");
1476 #else
1477   G.debug_file = stdout;
1478 #endif
1479
1480 #ifdef USING_MMAP
1481   /* StunOS has an amazing off-by-one error for the first mmap allocation
1482      after fiddling with RLIMIT_STACK.  The result, as hard as it is to
1483      believe, is an unaligned page allocation, which would cause us to
1484      hork badly if we tried to use it.  */
1485   {
1486     char *p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1487     struct page_entry *e;
1488     if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
1489       {
1490         /* How losing.  Discard this one and try another.  If we still
1491            can't get something useful, give up.  */
1492
1493         p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1494         gcc_assert (!((size_t)p & (G.pagesize - 1)));
1495       }
1496
1497     /* We have a good page, might as well hold onto it...  */
1498     e = XCNEW (struct page_entry);
1499     e->bytes = G.pagesize;
1500     e->page = p;
1501     e->next = G.free_pages;
1502     G.free_pages = e;
1503   }
1504 #endif
1505
1506   /* Initialize the object size table.  */
1507   for (order = 0; order < HOST_BITS_PER_PTR; ++order)
1508     object_size_table[order] = (size_t) 1 << order;
1509   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1510     {
1511       size_t s = extra_order_size_table[order - HOST_BITS_PER_PTR];
1512
1513       /* If S is not a multiple of the MAX_ALIGNMENT, then round it up
1514          so that we're sure of getting aligned memory.  */
1515       s = ROUND_UP (s, MAX_ALIGNMENT);
1516       object_size_table[order] = s;
1517     }
1518
1519   /* Initialize the objects-per-page and inverse tables.  */
1520   for (order = 0; order < NUM_ORDERS; ++order)
1521     {
1522       objects_per_page_table[order] = G.pagesize / OBJECT_SIZE (order);
1523       if (objects_per_page_table[order] == 0)
1524         objects_per_page_table[order] = 1;
1525       compute_inverse (order);
1526     }
1527
1528   /* Reset the size_lookup array to put appropriately sized objects in
1529      the special orders.  All objects bigger than the previous power
1530      of two, but no greater than the special size, should go in the
1531      new order.  */
1532   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1533     {
1534       int o;
1535       int i;
1536
1537       o = size_lookup[OBJECT_SIZE (order)];
1538       for (i = OBJECT_SIZE (order); size_lookup [i] == o; --i)
1539         size_lookup[i] = order;
1540     }
1541
1542   G.depth_in_use = 0;
1543   G.depth_max = 10;
1544   G.depth = XNEWVEC (unsigned int, G.depth_max);
1545
1546   G.by_depth_in_use = 0;
1547   G.by_depth_max = INITIAL_PTE_COUNT;
1548   G.by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
1549   G.save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
1550 }
1551
1552 /* Start a new GGC zone.  */
1553
1554 struct alloc_zone *
1555 new_ggc_zone (const char *name ATTRIBUTE_UNUSED)
1556 {
1557   return NULL;
1558 }
1559
1560 /* Destroy a GGC zone.  */
1561 void
1562 destroy_ggc_zone (struct alloc_zone *zone ATTRIBUTE_UNUSED)
1563 {
1564 }
1565
1566 /* Merge the SAVE_IN_USE_P and IN_USE_P arrays in P so that IN_USE_P
1567    reflects reality.  Recalculate NUM_FREE_OBJECTS as well.  */
1568
1569 static void
1570 ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *p)
1571 {
1572   unsigned int i;
1573   size_t num_objects;
1574
1575   /* Because the past-the-end bit in in_use_p is always set, we
1576      pretend there is one additional object.  */
1577   num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1;
1578
1579   /* Reset the free object count.  */
1580   p->num_free_objects = num_objects;
1581
1582   /* Combine the IN_USE_P and SAVE_IN_USE_P arrays.  */
1583   for (i = 0;
1584        i < CEIL (BITMAP_SIZE (num_objects),
1585                  sizeof (*p->in_use_p));
1586        ++i)
1587     {
1588       unsigned long j;
1589
1590       /* Something is in use if it is marked, or if it was in use in a
1591          context further down the context stack.  */
1592       p->in_use_p[i] |= save_in_use_p (p)[i];
1593
1594       /* Decrement the free object count for every object allocated.  */
1595       for (j = p->in_use_p[i]; j; j >>= 1)
1596         p->num_free_objects -= (j & 1);
1597     }
1598
1599   gcc_assert (p->num_free_objects < num_objects);
1600 }
1601 \f
1602 /* Unmark all objects.  */
1603
1604 static void
1605 clear_marks (void)
1606 {
1607   unsigned order;
1608
1609   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1610     {
1611       page_entry *p;
1612
1613       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1614         {
1615           size_t num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1616           size_t bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
1617
1618           /* The data should be page-aligned.  */
1619           gcc_assert (!((size_t) p->page & (G.pagesize - 1)));
1620
1621           /* Pages that aren't in the topmost context are not collected;
1622              nevertheless, we need their in-use bit vectors to store GC
1623              marks.  So, back them up first.  */
1624           if (p->context_depth < G.context_depth)
1625             {
1626               if (! save_in_use_p (p))
1627                 save_in_use_p (p) = xmalloc (bitmap_size);
1628               memcpy (save_in_use_p (p), p->in_use_p, bitmap_size);
1629             }
1630
1631           /* Reset reset the number of free objects and clear the
1632              in-use bits.  These will be adjusted by mark_obj.  */
1633           p->num_free_objects = num_objects;
1634           memset (p->in_use_p, 0, bitmap_size);
1635
1636           /* Make sure the one-past-the-end bit is always set.  */
1637           p->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
1638             = ((unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG));
1639         }
1640     }
1641 }
1642
1643 /* Free all empty pages.  Partially empty pages need no attention
1644    because the `mark' bit doubles as an `unused' bit.  */
1645
1646 static void
1647 sweep_pages (void)
1648 {
1649   unsigned order;
1650
1651   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1652     {
1653       /* The last page-entry to consider, regardless of entries
1654          placed at the end of the list.  */
1655       page_entry * const last = G.page_tails[order];
1656
1657       size_t num_objects;
1658       size_t live_objects;
1659       page_entry *p, *previous;
1660       int done;
1661
1662       p = G.pages[order];
1663       if (p == NULL)
1664         continue;
1665
1666       previous = NULL;
1667       do
1668         {
1669           page_entry *next = p->next;
1670
1671           /* Loop until all entries have been examined.  */
1672           done = (p == last);
1673
1674           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1675
1676           /* Add all live objects on this page to the count of
1677              allocated memory.  */
1678           live_objects = num_objects - p->num_free_objects;
1679
1680           G.allocated += OBJECT_SIZE (order) * live_objects;
1681
1682           /* Only objects on pages in the topmost context should get
1683              collected.  */
1684           if (p->context_depth < G.context_depth)
1685             ;
1686
1687           /* Remove the page if it's empty.  */
1688           else if (live_objects == 0)
1689             {
1690               /* If P was the first page in the list, then NEXT
1691                  becomes the new first page in the list, otherwise
1692                  splice P out of the forward pointers.  */
1693               if (! previous)
1694                 G.pages[order] = next;
1695               else
1696                 previous->next = next;
1697             
1698               /* Splice P out of the back pointers too.  */
1699               if (next)
1700                 next->prev = previous;
1701
1702               /* Are we removing the last element?  */
1703               if (p == G.page_tails[order])
1704                 G.page_tails[order] = previous;
1705               free_page (p);
1706               p = previous;
1707             }
1708
1709           /* If the page is full, move it to the end.  */
1710           else if (p->num_free_objects == 0)
1711             {
1712               /* Don't move it if it's already at the end.  */
1713               if (p != G.page_tails[order])
1714                 {
1715                   /* Move p to the end of the list.  */
1716                   p->next = NULL;
1717                   p->prev = G.page_tails[order];
1718                   G.page_tails[order]->next = p;
1719
1720                   /* Update the tail pointer...  */
1721                   G.page_tails[order] = p;
1722
1723                   /* ... and the head pointer, if necessary.  */
1724                   if (! previous)
1725                     G.pages[order] = next;
1726                   else
1727                     previous->next = next;
1728
1729                   /* And update the backpointer in NEXT if necessary.  */
1730                   if (next)
1731                     next->prev = previous;
1732
1733                   p = previous;
1734                 }
1735             }
1736
1737           /* If we've fallen through to here, it's a page in the
1738              topmost context that is neither full nor empty.  Such a
1739              page must precede pages at lesser context depth in the
1740              list, so move it to the head.  */
1741           else if (p != G.pages[order])
1742             {
1743               previous->next = p->next;
1744
1745               /* Update the backchain in the next node if it exists.  */
1746               if (p->next)
1747                 p->next->prev = previous;
1748
1749               /* Move P to the head of the list.  */
1750               p->next = G.pages[order];
1751               p->prev = NULL;
1752               G.pages[order]->prev = p;
1753
1754               /* Update the head pointer.  */
1755               G.pages[order] = p;
1756
1757               /* Are we moving the last element?  */
1758               if (G.page_tails[order] == p)
1759                 G.page_tails[order] = previous;
1760               p = previous;
1761             }
1762
1763           previous = p;
1764           p = next;
1765         }
1766       while (! done);
1767
1768       /* Now, restore the in_use_p vectors for any pages from contexts
1769          other than the current one.  */
1770       for (p = G.pages[order]; p; p = p->next)
1771         if (p->context_depth != G.context_depth)
1772           ggc_recalculate_in_use_p (p);
1773     }
1774 }
1775
1776 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1777 /* Clobber all free objects.  */
1778
1779 static void
1780 poison_pages (void)
1781 {
1782   unsigned order;
1783
1784   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1785     {
1786       size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1787       page_entry *p;
1788
1789       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1790         {
1791           size_t num_objects;
1792           size_t i;
1793
1794           if (p->context_depth != G.context_depth)
1795             /* Since we don't do any collection for pages in pushed
1796                contexts, there's no need to do any poisoning.  And
1797                besides, the IN_USE_P array isn't valid until we pop
1798                contexts.  */
1799             continue;
1800
1801           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1802           for (i = 0; i < num_objects; i++)
1803             {
1804               size_t word, bit;
1805               word = i / HOST_BITS_PER_LONG;
1806               bit = i % HOST_BITS_PER_LONG;
1807               if (((p->in_use_p[word] >> bit) & 1) == 0)
1808                 {
1809                   char *object = p->page + i * size;
1810
1811                   /* Keep poison-by-write when we expect to use Valgrind,
1812                      so the exact same memory semantics is kept, in case
1813                      there are memory errors.  We override this request
1814                      below.  */
1815                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_WRITABLE (object, size));
1816                   memset (object, 0xa5, size);
1817
1818                   /* Drop the handle to avoid handle leak.  */
1819                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS (object, size));
1820                 }
1821             }
1822         }
1823     }
1824 }
1825 #else
1826 #define poison_pages()
1827 #endif
1828
1829 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1830 /* Validate that the reportedly free objects actually are.  */
1831
1832 static void
1833 validate_free_objects (void)
1834 {
1835   struct free_object *f, *next, *still_free = NULL;
1836
1837   for (f = G.free_object_list; f ; f = next)
1838     {
1839       page_entry *pe = lookup_page_table_entry (f->object);
1840       size_t bit, word;
1841
1842       bit = OFFSET_TO_BIT ((char *)f->object - pe->page, pe->order);
1843       word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1844       bit = bit % HOST_BITS_PER_LONG;
1845       next = f->next;
1846
1847       /* Make certain it isn't visible from any root.  Notice that we
1848          do this check before sweep_pages merges save_in_use_p.  */
1849       gcc_assert (!(pe->in_use_p[word] & (1UL << bit)));
1850
1851       /* If the object comes from an outer context, then retain the
1852          free_object entry, so that we can verify that the address
1853          isn't live on the stack in some outer context.  */
1854       if (pe->context_depth != G.context_depth)
1855         {
1856           f->next = still_free;
1857           still_free = f;
1858         }
1859       else
1860         free (f);
1861     }
1862
1863   G.free_object_list = still_free;
1864 }
1865 #else
1866 #define validate_free_objects()
1867 #endif
1868
1869 /* Top level mark-and-sweep routine.  */
1870
1871 void
1872 ggc_collect (void)
1873 {
1874   /* Avoid frequent unnecessary work by skipping collection if the
1875      total allocations haven't expanded much since the last
1876      collection.  */
1877   float allocated_last_gc =
1878     MAX (G.allocated_last_gc, (size_t)PARAM_VALUE (GGC_MIN_HEAPSIZE) * 1024);
1879
1880   float min_expand = allocated_last_gc * PARAM_VALUE (GGC_MIN_EXPAND) / 100;
1881
1882   if (G.allocated < allocated_last_gc + min_expand && !ggc_force_collect)
1883     return;
1884
1885   timevar_push (TV_GC);
1886   if (!quiet_flag)
1887     fprintf (stderr, " {GC %luk -> ", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1888   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1889     fprintf (G.debug_file, "BEGIN COLLECTING\n");
1890
1891   /* Zero the total allocated bytes.  This will be recalculated in the
1892      sweep phase.  */
1893   G.allocated = 0;
1894
1895   /* Release the pages we freed the last time we collected, but didn't
1896      reuse in the interim.  */
1897   release_pages ();
1898
1899   /* Indicate that we've seen collections at this context depth.  */
1900   G.context_depth_collections = ((unsigned long)1 << (G.context_depth + 1)) - 1;
1901
1902   clear_marks ();
1903   ggc_mark_roots ();
1904 #ifdef GATHER_STATISTICS
1905   ggc_prune_overhead_list ();
1906 #endif
1907   poison_pages ();
1908   validate_free_objects ();
1909   sweep_pages ();
1910
1911   G.allocated_last_gc = G.allocated;
1912
1913   timevar_pop (TV_GC);
1914
1915   if (!quiet_flag)
1916     fprintf (stderr, "%luk}", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1917   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1918     fprintf (G.debug_file, "END COLLECTING\n");
1919 }
1920
1921 /* Print allocation statistics.  */
1922 #define SCALE(x) ((unsigned long) ((x) < 1024*10 \
1923                   ? (x) \
1924                   : ((x) < 1024*1024*10 \
1925                      ? (x) / 1024 \
1926                      : (x) / (1024*1024))))
1927 #define STAT_LABEL(x) ((x) < 1024*10 ? ' ' : ((x) < 1024*1024*10 ? 'k' : 'M'))
1928
1929 void
1930 ggc_print_statistics (void)
1931 {
1932   struct ggc_statistics stats;
1933   unsigned int i;
1934   size_t total_overhead = 0;
1935
1936   /* Clear the statistics.  */
1937   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1938
1939   /* Make sure collection will really occur.  */
1940   G.allocated_last_gc = 0;
1941
1942   /* Collect and print the statistics common across collectors.  */
1943   ggc_print_common_statistics (stderr, &stats);
1944
1945   /* Release free pages so that we will not count the bytes allocated
1946      there as part of the total allocated memory.  */
1947   release_pages ();
1948
1949   /* Collect some information about the various sizes of
1950      allocation.  */
1951   fprintf (stderr,
1952            "Memory still allocated at the end of the compilation process\n");
1953   fprintf (stderr, "%-5s %10s  %10s  %10s\n",
1954            "Size", "Allocated", "Used", "Overhead");
1955   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; ++i)
1956     {
1957       page_entry *p;
1958       size_t allocated;
1959       size_t in_use;
1960       size_t overhead;
1961
1962       /* Skip empty entries.  */
1963       if (!G.pages[i])
1964         continue;
1965
1966       overhead = allocated = in_use = 0;
1967
1968       /* Figure out the total number of bytes allocated for objects of
1969          this size, and how many of them are actually in use.  Also figure
1970          out how much memory the page table is using.  */
1971       for (p = G.pages[i]; p; p = p->next)
1972         {
1973           allocated += p->bytes;
1974           in_use +=
1975             (OBJECTS_IN_PAGE (p) - p->num_free_objects) * OBJECT_SIZE (i);
1976
1977           overhead += (sizeof (page_entry) - sizeof (long)
1978                        + BITMAP_SIZE (OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1));
1979         }
1980       fprintf (stderr, "%-5lu %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n",
1981                (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
1982                SCALE (allocated), STAT_LABEL (allocated),
1983                SCALE (in_use), STAT_LABEL (in_use),
1984                SCALE (overhead), STAT_LABEL (overhead));
1985       total_overhead += overhead;
1986     }
1987   fprintf (stderr, "%-5s %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n", "Total",
1988            SCALE (G.bytes_mapped), STAT_LABEL (G.bytes_mapped),
1989            SCALE (G.allocated), STAT_LABEL(G.allocated),
1990            SCALE (total_overhead), STAT_LABEL (total_overhead));
1991
1992 #ifdef GATHER_STATISTICS  
1993   {
1994     fprintf (stderr, "\nTotal allocations and overheads during the compilation process\n");
1995
1996     fprintf (stderr, "Total Overhead:                        %10lld\n",
1997              G.stats.total_overhead);
1998     fprintf (stderr, "Total Allocated:                       %10lld\n",
1999              G.stats.total_allocated);
2000
2001     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  32B:            %10lld\n",
2002              G.stats.total_overhead_under32);
2003     fprintf (stderr, "Total Allocated under  32B:            %10lld\n",
2004              G.stats.total_allocated_under32);
2005     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  64B:            %10lld\n",
2006              G.stats.total_overhead_under64);
2007     fprintf (stderr, "Total Allocated under  64B:            %10lld\n",
2008              G.stats.total_allocated_under64);
2009     fprintf (stderr, "Total Overhead  under 128B:            %10lld\n",
2010              G.stats.total_overhead_under128);
2011     fprintf (stderr, "Total Allocated under 128B:            %10lld\n",
2012              G.stats.total_allocated_under128);
2013    
2014     for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2015       if (G.stats.total_allocated_per_order[i])
2016         {
2017           fprintf (stderr, "Total Overhead  page size %7d:     %10lld\n",
2018                    OBJECT_SIZE (i), G.stats.total_overhead_per_order[i]);
2019           fprintf (stderr, "Total Allocated page size %7d:     %10lld\n",
2020                    OBJECT_SIZE (i), G.stats.total_allocated_per_order[i]);
2021         }
2022   }
2023 #endif
2024 }
2025 \f
2026 struct ggc_pch_data
2027 {
2028   struct ggc_pch_ondisk
2029   {
2030     unsigned totals[NUM_ORDERS];
2031   } d;
2032   size_t base[NUM_ORDERS];
2033   size_t written[NUM_ORDERS];
2034 };
2035
2036 struct ggc_pch_data *
2037 init_ggc_pch (void)
2038 {
2039   return XCNEW (struct ggc_pch_data);
2040 }
2041
2042 void
2043 ggc_pch_count_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2044                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2045                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2046 {
2047   unsigned order;
2048
2049   if (size < 512)
2050     order = size_lookup[size];
2051   else
2052     {
2053       order = 10;
2054       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2055         order++;
2056     }
2057
2058   d->d.totals[order]++;
2059 }
2060
2061 size_t
2062 ggc_pch_total_size (struct ggc_pch_data *d)
2063 {
2064   size_t a = 0;
2065   unsigned i;
2066
2067   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2068     a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2069   return a;
2070 }
2071
2072 void
2073 ggc_pch_this_base (struct ggc_pch_data *d, void *base)
2074 {
2075   size_t a = (size_t) base;
2076   unsigned i;
2077
2078   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2079     {
2080       d->base[i] = a;
2081       a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2082     }
2083 }
2084
2085
2086 char *
2087 ggc_pch_alloc_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2088                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2089                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2090 {
2091   unsigned order;
2092   char *result;
2093
2094   if (size < 512)
2095     order = size_lookup[size];
2096   else
2097     {
2098       order = 10;
2099       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2100         order++;
2101     }
2102
2103   result = (char *) d->base[order];
2104   d->base[order] += OBJECT_SIZE (order);
2105   return result;
2106 }
2107
2108 void
2109 ggc_pch_prepare_write (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2110                        FILE *f ATTRIBUTE_UNUSED)
2111 {
2112   /* Nothing to do.  */
2113 }
2114
2115 void
2116 ggc_pch_write_object (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2117                       FILE *f, void *x, void *newx ATTRIBUTE_UNUSED,
2118                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED)
2119 {
2120   unsigned order;
2121   static const char emptyBytes[256];
2122
2123   if (size < 512)
2124     order = size_lookup[size];
2125   else
2126     {
2127       order = 10;
2128       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2129         order++;
2130     }
2131
2132   if (fwrite (x, size, 1, f) != 1)
2133     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2134
2135   /* If SIZE is not the same as OBJECT_SIZE(order), then we need to pad the
2136      object out to OBJECT_SIZE(order).  This happens for strings.  */
2137
2138   if (size != OBJECT_SIZE (order))
2139     {
2140       unsigned padding = OBJECT_SIZE(order) - size;
2141
2142       /* To speed small writes, we use a nulled-out array that's larger
2143          than most padding requests as the source for our null bytes.  This
2144          permits us to do the padding with fwrite() rather than fseek(), and
2145          limits the chance the OS may try to flush any outstanding writes.  */
2146       if (padding <= sizeof(emptyBytes))
2147         {
2148           if (fwrite (emptyBytes, 1, padding, f) != padding)
2149             fatal_error ("can't write PCH file");
2150         }
2151       else
2152         {
2153           /* Larger than our buffer?  Just default to fseek.  */
2154           if (fseek (f, padding, SEEK_CUR) != 0)
2155             fatal_error ("can't write PCH file");
2156         }
2157     }
2158
2159   d->written[order]++;
2160   if (d->written[order] == d->d.totals[order]
2161       && fseek (f, ROUND_UP_VALUE (d->d.totals[order] * OBJECT_SIZE (order),
2162                                    G.pagesize),
2163                 SEEK_CUR) != 0)
2164     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2165 }
2166
2167 void
2168 ggc_pch_finish (struct ggc_pch_data *d, FILE *f)
2169 {
2170   if (fwrite (&d->d, sizeof (d->d), 1, f) != 1)
2171     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2172   free (d);
2173 }
2174
2175 /* Move the PCH PTE entries just added to the end of by_depth, to the
2176    front.  */
2177
2178 static void
2179 move_ptes_to_front (int count_old_page_tables, int count_new_page_tables)
2180 {
2181   unsigned i;
2182
2183   /* First, we swap the new entries to the front of the varrays.  */
2184   page_entry **new_by_depth;
2185   unsigned long **new_save_in_use;
2186
2187   new_by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
2188   new_save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
2189
2190   memcpy (&new_by_depth[0],
2191           &G.by_depth[count_old_page_tables],
2192           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2193   memcpy (&new_by_depth[count_new_page_tables],
2194           &G.by_depth[0],
2195           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2196   memcpy (&new_save_in_use[0],
2197           &G.save_in_use[count_old_page_tables],
2198           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2199   memcpy (&new_save_in_use[count_new_page_tables],
2200           &G.save_in_use[0],
2201           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2202
2203   free (G.by_depth);
2204   free (G.save_in_use);
2205
2206   G.by_depth = new_by_depth;
2207   G.save_in_use = new_save_in_use;
2208
2209   /* Now update all the index_by_depth fields.  */
2210   for (i = G.by_depth_in_use; i > 0; --i)
2211     {
2212       page_entry *p = G.by_depth[i-1];
2213       p->index_by_depth = i-1;
2214     }
2215
2216   /* And last, we update the depth pointers in G.depth.  The first
2217      entry is already 0, and context 0 entries always start at index
2218      0, so there is nothing to update in the first slot.  We need a
2219      second slot, only if we have old ptes, and if we do, they start
2220      at index count_new_page_tables.  */
2221   if (count_old_page_tables)
2222     push_depth (count_new_page_tables);
2223 }
2224
2225 void
2226 ggc_pch_read (FILE *f, void *addr)
2227 {
2228   struct ggc_pch_ondisk d;
2229   unsigned i;
2230   char *offs = addr;
2231   unsigned long count_old_page_tables;
2232   unsigned long count_new_page_tables;
2233
2234   count_old_page_tables = G.by_depth_in_use;
2235
2236   /* We've just read in a PCH file.  So, every object that used to be
2237      allocated is now free.  */
2238   clear_marks ();
2239 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
2240   poison_pages ();
2241 #endif
2242
2243   /* No object read from a PCH file should ever be freed.  So, set the
2244      context depth to 1, and set the depth of all the currently-allocated
2245      pages to be 1 too.  PCH pages will have depth 0.  */
2246   gcc_assert (!G.context_depth);
2247   G.context_depth = 1;
2248   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2249     {
2250       page_entry *p;
2251       for (p = G.pages[i]; p != NULL; p = p->next)
2252         p->context_depth = G.context_depth;
2253     }
2254
2255   /* Allocate the appropriate page-table entries for the pages read from
2256      the PCH file.  */
2257   if (fread (&d, sizeof (d), 1, f) != 1)
2258     fatal_error ("can't read PCH file: %m");
2259
2260   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2261     {
2262       struct page_entry *entry;
2263       char *pte;
2264       size_t bytes;
2265       size_t num_objs;
2266       size_t j;
2267
2268       if (d.totals[i] == 0)
2269         continue;
2270
2271       bytes = ROUND_UP (d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2272       num_objs = bytes / OBJECT_SIZE (i);
2273       entry = xcalloc (1, (sizeof (struct page_entry)
2274                            - sizeof (long)
2275                            + BITMAP_SIZE (num_objs + 1)));
2276       entry->bytes = bytes;
2277       entry->page = offs;
2278       entry->context_depth = 0;
2279       offs += bytes;
2280       entry->num_free_objects = 0;
2281       entry->order = i;
2282
2283       for (j = 0;
2284            j + HOST_BITS_PER_LONG <= num_objs + 1;
2285            j += HOST_BITS_PER_LONG)
2286         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG] = -1;
2287       for (; j < num_objs + 1; j++)
2288         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG]
2289           |= 1L << (j % HOST_BITS_PER_LONG);
2290
2291       for (pte = entry->page;
2292            pte < entry->page + entry->bytes;
2293            pte += G.pagesize)
2294         set_page_table_entry (pte, entry);
2295
2296       if (G.page_tails[i] != NULL)
2297         G.page_tails[i]->next = entry;
2298       else
2299         G.pages[i] = entry;
2300       G.page_tails[i] = entry;
2301
2302       /* We start off by just adding all the new information to the
2303          end of the varrays, later, we will move the new information
2304          to the front of the varrays, as the PCH page tables are at
2305          context 0.  */
2306       push_by_depth (entry, 0);
2307     }
2308
2309   /* Now, we update the various data structures that speed page table
2310      handling.  */
2311   count_new_page_tables = G.by_depth_in_use - count_old_page_tables;
2312
2313   move_ptes_to_front (count_old_page_tables, count_new_page_tables);
2314
2315   /* Update the statistics.  */
2316   G.allocated = G.allocated_last_gc = offs - (char *)addr;
2317 }