OSDN Git Service

Reduce memory waste due to non-power-of-2 allocs
[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, 2007, 2008, 2009,
3    2010 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 3, 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 COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "rtl.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "diagnostic-core.h"
29 #include "flags.h"
30 #include "ggc.h"
31 #include "ggc-internal.h"
32 #include "timevar.h"
33 #include "params.h"
34 #include "tree-flow.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "plugin.h"
37
38 /* Prefer MAP_ANON(YMOUS) to /dev/zero, since we don't need to keep a
39    file open.  Prefer either to valloc.  */
40 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
41 # undef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
42 # define USING_MMAP
43 #endif
44
45 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
46 # define USING_MMAP
47 #endif
48
49 #ifndef USING_MMAP
50 #define USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
51 #endif
52
53 /* Strategy:
54
55    This garbage-collecting allocator allocates objects on one of a set
56    of pages.  Each page can allocate objects of a single size only;
57    available sizes are powers of two starting at four bytes.  The size
58    of an allocation request is rounded up to the next power of two
59    (`order'), and satisfied from the appropriate page.
60
61    Each page is recorded in a page-entry, which also maintains an
62    in-use bitmap of object positions on the page.  This allows the
63    allocation state of a particular object to be flipped without
64    touching the page itself.
65
66    Each page-entry also has a context depth, which is used to track
67    pushing and popping of allocation contexts.  Only objects allocated
68    in the current (highest-numbered) context may be collected.
69
70    Page entries are arranged in an array of singly-linked lists.  The
71    array is indexed by the allocation size, in bits, of the pages on
72    it; i.e. all pages on a list allocate objects of the same size.
73    Pages are ordered on the list such that all non-full pages precede
74    all full pages, with non-full pages arranged in order of decreasing
75    context depth.
76
77    Empty pages (of all orders) are kept on a single page cache list,
78    and are considered first when new pages are required; they are
79    deallocated at the start of the next collection if they haven't
80    been recycled by then.  */
81
82 /* Define GGC_DEBUG_LEVEL to print debugging information.
83      0: No debugging output.
84      1: GC statistics only.
85      2: Page-entry allocations/deallocations as well.
86      3: Object allocations as well.
87      4: Object marks as well.  */
88 #define GGC_DEBUG_LEVEL (0)
89 \f
90 #ifndef HOST_BITS_PER_PTR
91 #define HOST_BITS_PER_PTR  HOST_BITS_PER_LONG
92 #endif
93
94 \f
95 /* A two-level tree is used to look up the page-entry for a given
96    pointer.  Two chunks of the pointer's bits are extracted to index
97    the first and second levels of the tree, as follows:
98
99                                    HOST_PAGE_SIZE_BITS
100                            32           |      |
101        msb +----------------+----+------+------+ lsb
102                             |    |      |
103                          PAGE_L1_BITS   |
104                                  |      |
105                                PAGE_L2_BITS
106
107    The bottommost HOST_PAGE_SIZE_BITS are ignored, since page-entry
108    pages are aligned on system page boundaries.  The next most
109    significant PAGE_L2_BITS and PAGE_L1_BITS are the second and first
110    index values in the lookup table, respectively.
111
112    For 32-bit architectures and the settings below, there are no
113    leftover bits.  For architectures with wider pointers, the lookup
114    tree points to a list of pages, which must be scanned to find the
115    correct one.  */
116
117 #define PAGE_L1_BITS    (8)
118 #define PAGE_L2_BITS    (32 - PAGE_L1_BITS - G.lg_pagesize)
119 #define PAGE_L1_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L1_BITS)
120 #define PAGE_L2_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L2_BITS)
121
122 #define LOOKUP_L1(p) \
123   (((size_t) (p) >> (32 - PAGE_L1_BITS)) & ((1 << PAGE_L1_BITS) - 1))
124
125 #define LOOKUP_L2(p) \
126   (((size_t) (p) >> G.lg_pagesize) & ((1 << PAGE_L2_BITS) - 1))
127
128 /* The number of objects per allocation page, for objects on a page of
129    the indicated ORDER.  */
130 #define OBJECTS_PER_PAGE(ORDER) objects_per_page_table[ORDER]
131
132 /* The number of objects in P.  */
133 #define OBJECTS_IN_PAGE(P) ((P)->bytes / OBJECT_SIZE ((P)->order))
134
135 /* The size of an object on a page of the indicated ORDER.  */
136 #define OBJECT_SIZE(ORDER) object_size_table[ORDER]
137
138 /* For speed, we avoid doing a general integer divide to locate the
139    offset in the allocation bitmap, by precalculating numbers M, S
140    such that (O * M) >> S == O / Z (modulo 2^32), for any offset O
141    within the page which is evenly divisible by the object size Z.  */
142 #define DIV_MULT(ORDER) inverse_table[ORDER].mult
143 #define DIV_SHIFT(ORDER) inverse_table[ORDER].shift
144 #define OFFSET_TO_BIT(OFFSET, ORDER) \
145   (((OFFSET) * DIV_MULT (ORDER)) >> DIV_SHIFT (ORDER))
146
147 /* We use this structure to determine the alignment required for
148    allocations.  For power-of-two sized allocations, that's not a
149    problem, but it does matter for odd-sized allocations.
150    We do not care about alignment for floating-point types.  */
151
152 struct max_alignment {
153   char c;
154   union {
155     HOST_WIDEST_INT i;
156     void *p;
157   } u;
158 };
159
160 /* The biggest alignment required.  */
161
162 #define MAX_ALIGNMENT (offsetof (struct max_alignment, u))
163
164
165 /* The number of extra orders, not corresponding to power-of-two sized
166    objects.  */
167
168 #define NUM_EXTRA_ORDERS ARRAY_SIZE (extra_order_size_table)
169
170 #define RTL_SIZE(NSLOTS) \
171   (RTX_HDR_SIZE + (NSLOTS) * sizeof (rtunion))
172
173 #define TREE_EXP_SIZE(OPS) \
174   (sizeof (struct tree_exp) + ((OPS) - 1) * sizeof (tree))
175
176 /* The Ith entry is the maximum size of an object to be stored in the
177    Ith extra order.  Adding a new entry to this array is the *only*
178    thing you need to do to add a new special allocation size.  */
179
180 static const size_t extra_order_size_table[] = {
181   /* Extra orders for small non-power-of-two multiples of MAX_ALIGNMENT.
182      There are a lot of structures with these sizes and explicitly
183      listing them risks orders being dropped because they changed size.  */
184   MAX_ALIGNMENT * 3,
185   MAX_ALIGNMENT * 5,
186   MAX_ALIGNMENT * 6,
187   MAX_ALIGNMENT * 7,
188   MAX_ALIGNMENT * 9,
189   MAX_ALIGNMENT * 10,
190   MAX_ALIGNMENT * 11,
191   MAX_ALIGNMENT * 12,
192   MAX_ALIGNMENT * 13,
193   MAX_ALIGNMENT * 14,
194   MAX_ALIGNMENT * 15,
195   sizeof (struct tree_decl_non_common),
196   sizeof (struct tree_field_decl),
197   sizeof (struct tree_parm_decl),
198   sizeof (struct tree_var_decl),
199   sizeof (struct tree_type_non_common),
200   sizeof (struct function),
201   sizeof (struct basic_block_def),
202   sizeof (struct cgraph_node),
203   sizeof (struct loop),
204 };
205
206 /* The total number of orders.  */
207
208 #define NUM_ORDERS (HOST_BITS_PER_PTR + NUM_EXTRA_ORDERS)
209
210 /* Compute the smallest nonnegative number which when added to X gives
211    a multiple of F.  */
212
213 #define ROUND_UP_VALUE(x, f) ((f) - 1 - ((f) - 1 + (x)) % (f))
214
215 /* Compute the smallest multiple of F that is >= X.  */
216
217 #define ROUND_UP(x, f) (CEIL (x, f) * (f))
218
219 /* The Ith entry is the number of objects on a page or order I.  */
220
221 static unsigned objects_per_page_table[NUM_ORDERS];
222
223 /* The Ith entry is the size of an object on a page of order I.  */
224
225 static size_t object_size_table[NUM_ORDERS];
226
227 /* The Ith entry is a pair of numbers (mult, shift) such that
228    ((k * mult) >> shift) mod 2^32 == (k / OBJECT_SIZE(I)) mod 2^32,
229    for all k evenly divisible by OBJECT_SIZE(I).  */
230
231 static struct
232 {
233   size_t mult;
234   unsigned int shift;
235 }
236 inverse_table[NUM_ORDERS];
237
238 /* A page_entry records the status of an allocation page.  This
239    structure is dynamically sized to fit the bitmap in_use_p.  */
240 typedef struct page_entry
241 {
242   /* The next page-entry with objects of the same size, or NULL if
243      this is the last page-entry.  */
244   struct page_entry *next;
245
246   /* The previous page-entry with objects of the same size, or NULL if
247      this is the first page-entry.   The PREV pointer exists solely to
248      keep the cost of ggc_free manageable.  */
249   struct page_entry *prev;
250
251   /* The number of bytes allocated.  (This will always be a multiple
252      of the host system page size.)  */
253   size_t bytes;
254
255   /* The address at which the memory is allocated.  */
256   char *page;
257
258 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
259   /* Back pointer to the page group this page came from.  */
260   struct page_group *group;
261 #endif
262
263   /* This is the index in the by_depth varray where this page table
264      can be found.  */
265   unsigned long index_by_depth;
266
267   /* Context depth of this page.  */
268   unsigned short context_depth;
269
270   /* The number of free objects remaining on this page.  */
271   unsigned short num_free_objects;
272
273   /* A likely candidate for the bit position of a free object for the
274      next allocation from this page.  */
275   unsigned short next_bit_hint;
276
277   /* The lg of size of objects allocated from this page.  */
278   unsigned char order;
279
280   /* A bit vector indicating whether or not objects are in use.  The
281      Nth bit is one if the Nth object on this page is allocated.  This
282      array is dynamically sized.  */
283   unsigned long in_use_p[1];
284 } page_entry;
285
286 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
287 /* A page_group describes a large allocation from malloc, from which
288    we parcel out aligned pages.  */
289 typedef struct page_group
290 {
291   /* A linked list of all extant page groups.  */
292   struct page_group *next;
293
294   /* The address we received from malloc.  */
295   char *allocation;
296
297   /* The size of the block.  */
298   size_t alloc_size;
299
300   /* A bitmask of pages in use.  */
301   unsigned int in_use;
302 } page_group;
303 #endif
304
305 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
306
307 /* On 32-bit hosts, we use a two level page table, as pictured above.  */
308 typedef page_entry **page_table[PAGE_L1_SIZE];
309
310 #else
311
312 /* On 64-bit hosts, we use the same two level page tables plus a linked
313    list that disambiguates the top 32-bits.  There will almost always be
314    exactly one entry in the list.  */
315 typedef struct page_table_chain
316 {
317   struct page_table_chain *next;
318   size_t high_bits;
319   page_entry **table[PAGE_L1_SIZE];
320 } *page_table;
321
322 #endif
323
324 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
325 /* List of free objects to be verified as actually free on the
326    next collection.  */
327 struct free_object
328 {
329   void *object;
330   struct free_object *next;
331 };
332 #endif
333
334 /* The rest of the global variables.  */
335 static struct globals
336 {
337   /* The Nth element in this array is a page with objects of size 2^N.
338      If there are any pages with free objects, they will be at the
339      head of the list.  NULL if there are no page-entries for this
340      object size.  */
341   page_entry *pages[NUM_ORDERS];
342
343   /* The Nth element in this array is the last page with objects of
344      size 2^N.  NULL if there are no page-entries for this object
345      size.  */
346   page_entry *page_tails[NUM_ORDERS];
347
348   /* Lookup table for associating allocation pages with object addresses.  */
349   page_table lookup;
350
351   /* The system's page size.  */
352   size_t pagesize;
353   size_t lg_pagesize;
354
355   /* Bytes currently allocated.  */
356   size_t allocated;
357
358   /* Bytes currently allocated at the end of the last collection.  */
359   size_t allocated_last_gc;
360
361   /* Total amount of memory mapped.  */
362   size_t bytes_mapped;
363
364   /* Bit N set if any allocations have been done at context depth N.  */
365   unsigned long context_depth_allocations;
366
367   /* Bit N set if any collections have been done at context depth N.  */
368   unsigned long context_depth_collections;
369
370   /* The current depth in the context stack.  */
371   unsigned short context_depth;
372
373   /* A file descriptor open to /dev/zero for reading.  */
374 #if defined (HAVE_MMAP_DEV_ZERO)
375   int dev_zero_fd;
376 #endif
377
378   /* A cache of free system pages.  */
379   page_entry *free_pages;
380
381 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
382   page_group *page_groups;
383 #endif
384
385   /* The file descriptor for debugging output.  */
386   FILE *debug_file;
387
388   /* Current number of elements in use in depth below.  */
389   unsigned int depth_in_use;
390
391   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
392   unsigned int depth_max;
393
394   /* Each element of this array is an index in by_depth where the given
395      depth starts.  This structure is indexed by that given depth we
396      are interested in.  */
397   unsigned int *depth;
398
399   /* Current number of elements in use in by_depth below.  */
400   unsigned int by_depth_in_use;
401
402   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
403   unsigned int by_depth_max;
404
405   /* Each element of this array is a pointer to a page_entry, all
406      page_entries can be found in here by increasing depth.
407      index_by_depth in the page_entry is the index into this data
408      structure where that page_entry can be found.  This is used to
409      speed up finding all page_entries at a particular depth.  */
410   page_entry **by_depth;
411
412   /* Each element is a pointer to the saved in_use_p bits, if any,
413      zero otherwise.  We allocate them all together, to enable a
414      better runtime data access pattern.  */
415   unsigned long **save_in_use;
416
417 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
418   /* List of free objects to be verified as actually free on the
419      next collection.  */
420   struct free_object *free_object_list;
421 #endif
422
423 #ifdef GATHER_STATISTICS
424   struct
425   {
426     /* Total GC-allocated memory.  */
427     unsigned long long total_allocated;
428     /* Total overhead for GC-allocated memory.  */
429     unsigned long long total_overhead;
430
431     /* Total allocations and overhead for sizes less than 32, 64 and 128.
432        These sizes are interesting because they are typical cache line
433        sizes.  */
434
435     unsigned long long total_allocated_under32;
436     unsigned long long total_overhead_under32;
437
438     unsigned long long total_allocated_under64;
439     unsigned long long total_overhead_under64;
440
441     unsigned long long total_allocated_under128;
442     unsigned long long total_overhead_under128;
443
444     /* The allocations for each of the allocation orders.  */
445     unsigned long long total_allocated_per_order[NUM_ORDERS];
446
447     /* The overhead for each of the allocation orders.  */
448     unsigned long long total_overhead_per_order[NUM_ORDERS];
449   } stats;
450 #endif
451 } G;
452
453 /* The size in bytes required to maintain a bitmap for the objects
454    on a page-entry.  */
455 #define BITMAP_SIZE(Num_objects) \
456   (CEIL ((Num_objects), HOST_BITS_PER_LONG) * sizeof(long))
457
458 /* Allocate pages in chunks of this size, to throttle calls to memory
459    allocation routines.  The first page is used, the rest go onto the
460    free list.  This cannot be larger than HOST_BITS_PER_INT for the
461    in_use bitmask for page_group.  Hosts that need a different value
462    can override this by defining GGC_QUIRE_SIZE explicitly.  */
463 #ifndef GGC_QUIRE_SIZE
464 # ifdef USING_MMAP
465 #  define GGC_QUIRE_SIZE 512    /* 2MB for 4K pages */
466 # else
467 #  define GGC_QUIRE_SIZE 16
468 # endif
469 #endif
470
471 /* Initial guess as to how many page table entries we might need.  */
472 #define INITIAL_PTE_COUNT 128
473 \f
474 static int ggc_allocated_p (const void *);
475 static page_entry *lookup_page_table_entry (const void *);
476 static void set_page_table_entry (void *, page_entry *);
477 #ifdef USING_MMAP
478 static char *alloc_anon (char *, size_t);
479 #endif
480 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
481 static size_t page_group_index (char *, char *);
482 static void set_page_group_in_use (page_group *, char *);
483 static void clear_page_group_in_use (page_group *, char *);
484 #endif
485 static struct page_entry * alloc_page (unsigned);
486 static void free_page (struct page_entry *);
487 static void release_pages (void);
488 static void clear_marks (void);
489 static void sweep_pages (void);
490 static void ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *);
491 static void compute_inverse (unsigned);
492 static inline void adjust_depth (void);
493 static void move_ptes_to_front (int, int);
494
495 void debug_print_page_list (int);
496 static void push_depth (unsigned int);
497 static void push_by_depth (page_entry *, unsigned long *);
498
499 /* Push an entry onto G.depth.  */
500
501 inline static void
502 push_depth (unsigned int i)
503 {
504   if (G.depth_in_use >= G.depth_max)
505     {
506       G.depth_max *= 2;
507       G.depth = XRESIZEVEC (unsigned int, G.depth, G.depth_max);
508     }
509   G.depth[G.depth_in_use++] = i;
510 }
511
512 /* Push an entry onto G.by_depth and G.save_in_use.  */
513
514 inline static void
515 push_by_depth (page_entry *p, unsigned long *s)
516 {
517   if (G.by_depth_in_use >= G.by_depth_max)
518     {
519       G.by_depth_max *= 2;
520       G.by_depth = XRESIZEVEC (page_entry *, G.by_depth, G.by_depth_max);
521       G.save_in_use = XRESIZEVEC (unsigned long *, G.save_in_use,
522                                   G.by_depth_max);
523     }
524   G.by_depth[G.by_depth_in_use] = p;
525   G.save_in_use[G.by_depth_in_use++] = s;
526 }
527
528 #if (GCC_VERSION < 3001)
529 #define prefetch(X) ((void) X)
530 #else
531 #define prefetch(X) __builtin_prefetch (X)
532 #endif
533
534 #define save_in_use_p_i(__i) \
535   (G.save_in_use[__i])
536 #define save_in_use_p(__p) \
537   (save_in_use_p_i (__p->index_by_depth))
538
539 /* Returns nonzero if P was allocated in GC'able memory.  */
540
541 static inline int
542 ggc_allocated_p (const void *p)
543 {
544   page_entry ***base;
545   size_t L1, L2;
546
547 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
548   base = &G.lookup[0];
549 #else
550   page_table table = G.lookup;
551   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
552   while (1)
553     {
554       if (table == NULL)
555         return 0;
556       if (table->high_bits == high_bits)
557         break;
558       table = table->next;
559     }
560   base = &table->table[0];
561 #endif
562
563   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
564   L1 = LOOKUP_L1 (p);
565   L2 = LOOKUP_L2 (p);
566
567   return base[L1] && base[L1][L2];
568 }
569
570 /* Traverse the page table and find the entry for a page.
571    Die (probably) if the object wasn't allocated via GC.  */
572
573 static inline page_entry *
574 lookup_page_table_entry (const void *p)
575 {
576   page_entry ***base;
577   size_t L1, L2;
578
579 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
580   base = &G.lookup[0];
581 #else
582   page_table table = G.lookup;
583   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
584   while (table->high_bits != high_bits)
585     table = table->next;
586   base = &table->table[0];
587 #endif
588
589   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
590   L1 = LOOKUP_L1 (p);
591   L2 = LOOKUP_L2 (p);
592
593   return base[L1][L2];
594 }
595
596 /* Set the page table entry for a page.  */
597
598 static void
599 set_page_table_entry (void *p, page_entry *entry)
600 {
601   page_entry ***base;
602   size_t L1, L2;
603
604 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
605   base = &G.lookup[0];
606 #else
607   page_table table;
608   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
609   for (table = G.lookup; table; table = table->next)
610     if (table->high_bits == high_bits)
611       goto found;
612
613   /* Not found -- allocate a new table.  */
614   table = XCNEW (struct page_table_chain);
615   table->next = G.lookup;
616   table->high_bits = high_bits;
617   G.lookup = table;
618 found:
619   base = &table->table[0];
620 #endif
621
622   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
623   L1 = LOOKUP_L1 (p);
624   L2 = LOOKUP_L2 (p);
625
626   if (base[L1] == NULL)
627     base[L1] = XCNEWVEC (page_entry *, PAGE_L2_SIZE);
628
629   base[L1][L2] = entry;
630 }
631
632 /* Prints the page-entry for object size ORDER, for debugging.  */
633
634 DEBUG_FUNCTION void
635 debug_print_page_list (int order)
636 {
637   page_entry *p;
638   printf ("Head=%p, Tail=%p:\n", (void *) G.pages[order],
639           (void *) G.page_tails[order]);
640   p = G.pages[order];
641   while (p != NULL)
642     {
643       printf ("%p(%1d|%3d) -> ", (void *) p, p->context_depth,
644               p->num_free_objects);
645       p = p->next;
646     }
647   printf ("NULL\n");
648   fflush (stdout);
649 }
650
651 #ifdef USING_MMAP
652 /* Allocate SIZE bytes of anonymous memory, preferably near PREF,
653    (if non-null).  The ifdef structure here is intended to cause a
654    compile error unless exactly one of the HAVE_* is defined.  */
655
656 static inline char *
657 alloc_anon (char *pref ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size)
658 {
659 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
660   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
661                               MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
662 #endif
663 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
664   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
665                               MAP_PRIVATE, G.dev_zero_fd, 0);
666 #endif
667
668   if (page == (char *) MAP_FAILED)
669     {
670       perror ("virtual memory exhausted");
671       exit (FATAL_EXIT_CODE);
672     }
673
674   /* Remember that we allocated this memory.  */
675   G.bytes_mapped += size;
676
677   /* Pretend we don't have access to the allocated pages.  We'll enable
678      access to smaller pieces of the area in ggc_internal_alloc.  Discard the
679      handle to avoid handle leak.  */
680   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (page, size));
681
682   return page;
683 }
684 #endif
685 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
686 /* Compute the index for this page into the page group.  */
687
688 static inline size_t
689 page_group_index (char *allocation, char *page)
690 {
691   return (size_t) (page - allocation) >> G.lg_pagesize;
692 }
693
694 /* Set and clear the in_use bit for this page in the page group.  */
695
696 static inline void
697 set_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
698 {
699   group->in_use |= 1 << page_group_index (group->allocation, page);
700 }
701
702 static inline void
703 clear_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
704 {
705   group->in_use &= ~(1 << page_group_index (group->allocation, page));
706 }
707 #endif
708
709 /* Allocate a new page for allocating objects of size 2^ORDER,
710    and return an entry for it.  The entry is not added to the
711    appropriate page_table list.  */
712
713 static inline struct page_entry *
714 alloc_page (unsigned order)
715 {
716   struct page_entry *entry, *p, **pp;
717   char *page;
718   size_t num_objects;
719   size_t bitmap_size;
720   size_t page_entry_size;
721   size_t entry_size;
722 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
723   page_group *group;
724 #endif
725
726   num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
727   bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
728   page_entry_size = sizeof (page_entry) - sizeof (long) + bitmap_size;
729   entry_size = num_objects * OBJECT_SIZE (order);
730   if (entry_size < G.pagesize)
731     entry_size = G.pagesize;
732
733   entry = NULL;
734   page = NULL;
735
736   /* Check the list of free pages for one we can use.  */
737   for (pp = &G.free_pages, p = *pp; p; pp = &p->next, p = *pp)
738     if (p->bytes == entry_size)
739       break;
740
741   if (p != NULL)
742     {
743       /* Recycle the allocated memory from this page ...  */
744       *pp = p->next;
745       page = p->page;
746
747 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
748       group = p->group;
749 #endif
750
751       /* ... and, if possible, the page entry itself.  */
752       if (p->order == order)
753         {
754           entry = p;
755           memset (entry, 0, page_entry_size);
756         }
757       else
758         free (p);
759     }
760 #ifdef USING_MMAP
761   else if (entry_size == G.pagesize)
762     {
763       /* We want just one page.  Allocate a bunch of them and put the
764          extras on the freelist.  (Can only do this optimization with
765          mmap for backing store.)  */
766       struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
767       int i;
768
769       page = alloc_anon (NULL, G.pagesize * GGC_QUIRE_SIZE);
770
771       /* This loop counts down so that the chain will be in ascending
772          memory order.  */
773       for (i = GGC_QUIRE_SIZE - 1; i >= 1; i--)
774         {
775           e = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
776           e->order = order;
777           e->bytes = G.pagesize;
778           e->page = page + (i << G.lg_pagesize);
779           e->next = f;
780           f = e;
781         }
782
783       G.free_pages = f;
784     }
785   else
786     page = alloc_anon (NULL, entry_size);
787 #endif
788 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
789   else
790     {
791       /* Allocate a large block of memory and serve out the aligned
792          pages therein.  This results in much less memory wastage
793          than the traditional implementation of valloc.  */
794
795       char *allocation, *a, *enda;
796       size_t alloc_size, head_slop, tail_slop;
797       int multiple_pages = (entry_size == G.pagesize);
798
799       if (multiple_pages)
800         alloc_size = GGC_QUIRE_SIZE * G.pagesize;
801       else
802         alloc_size = entry_size + G.pagesize - 1;
803       allocation = XNEWVEC (char, alloc_size);
804
805       page = (char *) (((size_t) allocation + G.pagesize - 1) & -G.pagesize);
806       head_slop = page - allocation;
807       if (multiple_pages)
808         tail_slop = ((size_t) allocation + alloc_size) & (G.pagesize - 1);
809       else
810         tail_slop = alloc_size - entry_size - head_slop;
811       enda = allocation + alloc_size - tail_slop;
812
813       /* We allocated N pages, which are likely not aligned, leaving
814          us with N-1 usable pages.  We plan to place the page_group
815          structure somewhere in the slop.  */
816       if (head_slop >= sizeof (page_group))
817         group = (page_group *)page - 1;
818       else
819         {
820           /* We magically got an aligned allocation.  Too bad, we have
821              to waste a page anyway.  */
822           if (tail_slop == 0)
823             {
824               enda -= G.pagesize;
825               tail_slop += G.pagesize;
826             }
827           gcc_assert (tail_slop >= sizeof (page_group));
828           group = (page_group *)enda;
829           tail_slop -= sizeof (page_group);
830         }
831
832       /* Remember that we allocated this memory.  */
833       group->next = G.page_groups;
834       group->allocation = allocation;
835       group->alloc_size = alloc_size;
836       group->in_use = 0;
837       G.page_groups = group;
838       G.bytes_mapped += alloc_size;
839
840       /* If we allocated multiple pages, put the rest on the free list.  */
841       if (multiple_pages)
842         {
843           struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
844           for (a = enda - G.pagesize; a != page; a -= G.pagesize)
845             {
846               e = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
847               e->order = order;
848               e->bytes = G.pagesize;
849               e->page = a;
850               e->group = group;
851               e->next = f;
852               f = e;
853             }
854           G.free_pages = f;
855         }
856     }
857 #endif
858
859   if (entry == NULL)
860     entry = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
861
862   entry->bytes = entry_size;
863   entry->page = page;
864   entry->context_depth = G.context_depth;
865   entry->order = order;
866   entry->num_free_objects = num_objects;
867   entry->next_bit_hint = 1;
868
869   G.context_depth_allocations |= (unsigned long)1 << G.context_depth;
870
871 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
872   entry->group = group;
873   set_page_group_in_use (group, page);
874 #endif
875
876   /* Set the one-past-the-end in-use bit.  This acts as a sentry as we
877      increment the hint.  */
878   entry->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
879     = (unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG);
880
881   set_page_table_entry (page, entry);
882
883   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
884     fprintf (G.debug_file,
885              "Allocating page at %p, object size=%lu, data %p-%p\n",
886              (void *) entry, (unsigned long) OBJECT_SIZE (order), page,
887              page + entry_size - 1);
888
889   return entry;
890 }
891
892 /* Adjust the size of G.depth so that no index greater than the one
893    used by the top of the G.by_depth is used.  */
894
895 static inline void
896 adjust_depth (void)
897 {
898   page_entry *top;
899
900   if (G.by_depth_in_use)
901     {
902       top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
903
904       /* Peel back indices in depth that index into by_depth, so that
905          as new elements are added to by_depth, we note the indices
906          of those elements, if they are for new context depths.  */
907       while (G.depth_in_use > (size_t)top->context_depth+1)
908         --G.depth_in_use;
909     }
910 }
911
912 /* For a page that is no longer needed, put it on the free page list.  */
913
914 static void
915 free_page (page_entry *entry)
916 {
917   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
918     fprintf (G.debug_file,
919              "Deallocating page at %p, data %p-%p\n", (void *) entry,
920              entry->page, entry->page + entry->bytes - 1);
921
922   /* Mark the page as inaccessible.  Discard the handle to avoid handle
923      leak.  */
924   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (entry->page, entry->bytes));
925
926   set_page_table_entry (entry->page, NULL);
927
928 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
929   clear_page_group_in_use (entry->group, entry->page);
930 #endif
931
932   if (G.by_depth_in_use > 1)
933     {
934       page_entry *top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
935       int i = entry->index_by_depth;
936
937       /* We cannot free a page from a context deeper than the current
938          one.  */
939       gcc_assert (entry->context_depth == top->context_depth);
940
941       /* Put top element into freed slot.  */
942       G.by_depth[i] = top;
943       G.save_in_use[i] = G.save_in_use[G.by_depth_in_use-1];
944       top->index_by_depth = i;
945     }
946   --G.by_depth_in_use;
947
948   adjust_depth ();
949
950   entry->next = G.free_pages;
951   G.free_pages = entry;
952 }
953
954 /* Release the free page cache to the system.  */
955
956 static void
957 release_pages (void)
958 {
959 #ifdef USING_MMAP
960   page_entry *p, *next;
961   char *start;
962   size_t len;
963
964   /* Gather up adjacent pages so they are unmapped together.  */
965   p = G.free_pages;
966
967   while (p)
968     {
969       start = p->page;
970       next = p->next;
971       len = p->bytes;
972       free (p);
973       p = next;
974
975       while (p && p->page == start + len)
976         {
977           next = p->next;
978           len += p->bytes;
979           free (p);
980           p = next;
981         }
982
983       munmap (start, len);
984       G.bytes_mapped -= len;
985     }
986
987   G.free_pages = NULL;
988 #endif
989 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
990   page_entry **pp, *p;
991   page_group **gp, *g;
992
993   /* Remove all pages from free page groups from the list.  */
994   pp = &G.free_pages;
995   while ((p = *pp) != NULL)
996     if (p->group->in_use == 0)
997       {
998         *pp = p->next;
999         free (p);
1000       }
1001     else
1002       pp = &p->next;
1003
1004   /* Remove all free page groups, and release the storage.  */
1005   gp = &G.page_groups;
1006   while ((g = *gp) != NULL)
1007     if (g->in_use == 0)
1008       {
1009         *gp = g->next;
1010         G.bytes_mapped -= g->alloc_size;
1011         free (g->allocation);
1012       }
1013     else
1014       gp = &g->next;
1015 #endif
1016 }
1017
1018 /* This table provides a fast way to determine ceil(log_2(size)) for
1019    allocation requests.  The minimum allocation size is eight bytes.  */
1020 #define NUM_SIZE_LOOKUP 512
1021 static unsigned char size_lookup[NUM_SIZE_LOOKUP] =
1022 {
1023   3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
1024   4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
1025   5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1026   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1027   6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1028   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1029   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1030   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1031   7, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1032   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1033   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1034   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1035   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1036   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1037   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1038   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1039   8, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1040   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1041   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1042   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1043   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1044   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1045   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1046   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1047   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1048   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1049   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1050   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1051   9, 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 };
1056
1057 /* For a given size of memory requested for allocation, return the
1058    actual size that is going to be allocated, as well as the size
1059    order.  */
1060
1061 static void
1062 ggc_round_alloc_size_1 (size_t requested_size,
1063                         size_t *size_order,
1064                         size_t *alloced_size)
1065 {
1066   size_t order, object_size;
1067
1068   if (requested_size < NUM_SIZE_LOOKUP)
1069     {
1070       order = size_lookup[requested_size];
1071       object_size = OBJECT_SIZE (order);
1072     }
1073   else
1074     {
1075       order = 10;
1076       while (requested_size > (object_size = OBJECT_SIZE (order)))
1077         order++;
1078     }
1079
1080   if (size_order)
1081     *size_order = order;
1082   if (alloced_size)
1083     *alloced_size = object_size;
1084 }
1085
1086 /* For a given size of memory requested for allocation, return the
1087    actual size that is going to be allocated.  */
1088
1089 size_t
1090 ggc_round_alloc_size (size_t requested_size)
1091 {
1092   size_t size = 0;
1093   
1094   ggc_round_alloc_size_1 (requested_size, NULL, &size);
1095   return size;
1096 }
1097
1098 /* Typed allocation function.  Does nothing special in this collector.  */
1099
1100 void *
1101 ggc_alloc_typed_stat (enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size
1102                       MEM_STAT_DECL)
1103 {
1104   return ggc_internal_alloc_stat (size PASS_MEM_STAT);
1105 }
1106
1107 /* Allocate a chunk of memory of SIZE bytes.  Its contents are undefined.  */
1108
1109 void *
1110 ggc_internal_alloc_stat (size_t size MEM_STAT_DECL)
1111 {
1112   size_t order, word, bit, object_offset, object_size;
1113   struct page_entry *entry;
1114   void *result;
1115
1116   ggc_round_alloc_size_1 (size, &order, &object_size);
1117
1118   /* If there are non-full pages for this size allocation, they are at
1119      the head of the list.  */
1120   entry = G.pages[order];
1121
1122   /* If there is no page for this object size, or all pages in this
1123      context are full, allocate a new page.  */
1124   if (entry == NULL || entry->num_free_objects == 0)
1125     {
1126       struct page_entry *new_entry;
1127       new_entry = alloc_page (order);
1128
1129       new_entry->index_by_depth = G.by_depth_in_use;
1130       push_by_depth (new_entry, 0);
1131
1132       /* We can skip context depths, if we do, make sure we go all the
1133          way to the new depth.  */
1134       while (new_entry->context_depth >= G.depth_in_use)
1135         push_depth (G.by_depth_in_use-1);
1136
1137       /* If this is the only entry, it's also the tail.  If it is not
1138          the only entry, then we must update the PREV pointer of the
1139          ENTRY (G.pages[order]) to point to our new page entry.  */
1140       if (entry == NULL)
1141         G.page_tails[order] = new_entry;
1142       else
1143         entry->prev = new_entry;
1144
1145       /* Put new pages at the head of the page list.  By definition the
1146          entry at the head of the list always has a NULL pointer.  */
1147       new_entry->next = entry;
1148       new_entry->prev = NULL;
1149       entry = new_entry;
1150       G.pages[order] = new_entry;
1151
1152       /* For a new page, we know the word and bit positions (in the
1153          in_use bitmap) of the first available object -- they're zero.  */
1154       new_entry->next_bit_hint = 1;
1155       word = 0;
1156       bit = 0;
1157       object_offset = 0;
1158     }
1159   else
1160     {
1161       /* First try to use the hint left from the previous allocation
1162          to locate a clear bit in the in-use bitmap.  We've made sure
1163          that the one-past-the-end bit is always set, so if the hint
1164          has run over, this test will fail.  */
1165       unsigned hint = entry->next_bit_hint;
1166       word = hint / HOST_BITS_PER_LONG;
1167       bit = hint % HOST_BITS_PER_LONG;
1168
1169       /* If the hint didn't work, scan the bitmap from the beginning.  */
1170       if ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1171         {
1172           word = bit = 0;
1173           while (~entry->in_use_p[word] == 0)
1174             ++word;
1175
1176 #if GCC_VERSION >= 3004
1177           bit = __builtin_ctzl (~entry->in_use_p[word]);
1178 #else
1179           while ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1180             ++bit;
1181 #endif
1182
1183           hint = word * HOST_BITS_PER_LONG + bit;
1184         }
1185
1186       /* Next time, try the next bit.  */
1187       entry->next_bit_hint = hint + 1;
1188
1189       object_offset = hint * object_size;
1190     }
1191
1192   /* Set the in-use bit.  */
1193   entry->in_use_p[word] |= ((unsigned long) 1 << bit);
1194
1195   /* Keep a running total of the number of free objects.  If this page
1196      fills up, we may have to move it to the end of the list if the
1197      next page isn't full.  If the next page is full, all subsequent
1198      pages are full, so there's no need to move it.  */
1199   if (--entry->num_free_objects == 0
1200       && entry->next != NULL
1201       && entry->next->num_free_objects > 0)
1202     {
1203       /* We have a new head for the list.  */
1204       G.pages[order] = entry->next;
1205
1206       /* We are moving ENTRY to the end of the page table list.
1207          The new page at the head of the list will have NULL in
1208          its PREV field and ENTRY will have NULL in its NEXT field.  */
1209       entry->next->prev = NULL;
1210       entry->next = NULL;
1211
1212       /* Append ENTRY to the tail of the list.  */
1213       entry->prev = G.page_tails[order];
1214       G.page_tails[order]->next = entry;
1215       G.page_tails[order] = entry;
1216     }
1217
1218   /* Calculate the object's address.  */
1219   result = entry->page + object_offset;
1220 #ifdef GATHER_STATISTICS
1221   ggc_record_overhead (OBJECT_SIZE (order), OBJECT_SIZE (order) - size,
1222                        result PASS_MEM_STAT);
1223 #endif
1224
1225 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1226   /* Keep poisoning-by-writing-0xaf the object, in an attempt to keep the
1227      exact same semantics in presence of memory bugs, regardless of
1228      ENABLE_VALGRIND_CHECKING.  We override this request below.  Drop the
1229      handle to avoid handle leak.  */
1230   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, object_size));
1231
1232   /* `Poison' the entire allocated object, including any padding at
1233      the end.  */
1234   memset (result, 0xaf, object_size);
1235
1236   /* Make the bytes after the end of the object unaccessible.  Discard the
1237      handle to avoid handle leak.  */
1238   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS ((char *) result + size,
1239                                                 object_size - size));
1240 #endif
1241
1242   /* Tell Valgrind that the memory is there, but its content isn't
1243      defined.  The bytes at the end of the object are still marked
1244      unaccessible.  */
1245   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, size));
1246
1247   /* Keep track of how many bytes are being allocated.  This
1248      information is used in deciding when to collect.  */
1249   G.allocated += object_size;
1250
1251   /* For timevar statistics.  */
1252   timevar_ggc_mem_total += object_size;
1253
1254 #ifdef GATHER_STATISTICS
1255   {
1256     size_t overhead = object_size - size;
1257
1258     G.stats.total_overhead += overhead;
1259     G.stats.total_allocated += object_size;
1260     G.stats.total_overhead_per_order[order] += overhead;
1261     G.stats.total_allocated_per_order[order] += object_size;
1262
1263     if (size <= 32)
1264       {
1265         G.stats.total_overhead_under32 += overhead;
1266         G.stats.total_allocated_under32 += object_size;
1267       }
1268     if (size <= 64)
1269       {
1270         G.stats.total_overhead_under64 += overhead;
1271         G.stats.total_allocated_under64 += object_size;
1272       }
1273     if (size <= 128)
1274       {
1275         G.stats.total_overhead_under128 += overhead;
1276         G.stats.total_allocated_under128 += object_size;
1277       }
1278   }
1279 #endif
1280
1281   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1282     fprintf (G.debug_file,
1283              "Allocating object, requested size=%lu, actual=%lu at %p on %p\n",
1284              (unsigned long) size, (unsigned long) object_size, result,
1285              (void *) entry);
1286
1287   return result;
1288 }
1289
1290 /* Mark function for strings.  */
1291
1292 void
1293 gt_ggc_m_S (const void *p)
1294 {
1295   page_entry *entry;
1296   unsigned bit, word;
1297   unsigned long mask;
1298   unsigned long offset;
1299
1300   if (!p || !ggc_allocated_p (p))
1301     return;
1302
1303   /* Look up the page on which the object is alloced.  .  */
1304   entry = lookup_page_table_entry (p);
1305   gcc_assert (entry);
1306
1307   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1308      position in the in_use_p bitmap.  Note that because a char* might
1309      point to the middle of an object, we need special code here to
1310      make sure P points to the start of an object.  */
1311   offset = ((const char *) p - entry->page) % object_size_table[entry->order];
1312   if (offset)
1313     {
1314       /* Here we've seen a char* which does not point to the beginning
1315          of an allocated object.  We assume it points to the middle of
1316          a STRING_CST.  */
1317       gcc_assert (offset == offsetof (struct tree_string, str));
1318       p = ((const char *) p) - offset;
1319       gt_ggc_mx_lang_tree_node (CONST_CAST (void *, p));
1320       return;
1321     }
1322
1323   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1324   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1325   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1326
1327   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1328   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1329     return;
1330
1331   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1332   entry->in_use_p[word] |= mask;
1333   entry->num_free_objects -= 1;
1334
1335   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1336     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1337
1338   return;
1339 }
1340
1341 /* If P is not marked, marks it and return false.  Otherwise return true.
1342    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1343    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1344
1345 int
1346 ggc_set_mark (const void *p)
1347 {
1348   page_entry *entry;
1349   unsigned bit, word;
1350   unsigned long mask;
1351
1352   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1353      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1354   entry = lookup_page_table_entry (p);
1355   gcc_assert (entry);
1356
1357   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1358      position in the in_use_p bitmap.  */
1359   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1360   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1361   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1362
1363   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1364   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1365     return 1;
1366
1367   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1368   entry->in_use_p[word] |= mask;
1369   entry->num_free_objects -= 1;
1370
1371   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1372     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1373
1374   return 0;
1375 }
1376
1377 /* Return 1 if P has been marked, zero otherwise.
1378    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1379    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1380
1381 int
1382 ggc_marked_p (const void *p)
1383 {
1384   page_entry *entry;
1385   unsigned bit, word;
1386   unsigned long mask;
1387
1388   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1389      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1390   entry = lookup_page_table_entry (p);
1391   gcc_assert (entry);
1392
1393   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1394      position in the in_use_p bitmap.  */
1395   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1396   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1397   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1398
1399   return (entry->in_use_p[word] & mask) != 0;
1400 }
1401
1402 /* Return the size of the gc-able object P.  */
1403
1404 size_t
1405 ggc_get_size (const void *p)
1406 {
1407   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1408   return OBJECT_SIZE (pe->order);
1409 }
1410
1411 /* Release the memory for object P.  */
1412
1413 void
1414 ggc_free (void *p)
1415 {
1416   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1417   size_t order = pe->order;
1418   size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1419
1420 #ifdef GATHER_STATISTICS
1421   ggc_free_overhead (p);
1422 #endif
1423
1424   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1425     fprintf (G.debug_file,
1426              "Freeing object, actual size=%lu, at %p on %p\n",
1427              (unsigned long) size, p, (void *) pe);
1428
1429 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1430   /* Poison the data, to indicate the data is garbage.  */
1431   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (p, size));
1432   memset (p, 0xa5, size);
1433 #endif
1434   /* Let valgrind know the object is free.  */
1435   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (p, size));
1436
1437 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1438   /* In the completely-anal-checking mode, we do *not* immediately free
1439      the data, but instead verify that the data is *actually* not
1440      reachable the next time we collect.  */
1441   {
1442     struct free_object *fo = XNEW (struct free_object);
1443     fo->object = p;
1444     fo->next = G.free_object_list;
1445     G.free_object_list = fo;
1446   }
1447 #else
1448   {
1449     unsigned int bit_offset, word, bit;
1450
1451     G.allocated -= size;
1452
1453     /* Mark the object not-in-use.  */
1454     bit_offset = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - pe->page, order);
1455     word = bit_offset / HOST_BITS_PER_LONG;
1456     bit = bit_offset % HOST_BITS_PER_LONG;
1457     pe->in_use_p[word] &= ~(1UL << bit);
1458
1459     if (pe->num_free_objects++ == 0)
1460       {
1461         page_entry *p, *q;
1462
1463         /* If the page is completely full, then it's supposed to
1464            be after all pages that aren't.  Since we've freed one
1465            object from a page that was full, we need to move the
1466            page to the head of the list.
1467
1468            PE is the node we want to move.  Q is the previous node
1469            and P is the next node in the list.  */
1470         q = pe->prev;
1471         if (q && q->num_free_objects == 0)
1472           {
1473             p = pe->next;
1474
1475             q->next = p;
1476
1477             /* If PE was at the end of the list, then Q becomes the
1478                new end of the list.  If PE was not the end of the
1479                list, then we need to update the PREV field for P.  */
1480             if (!p)
1481               G.page_tails[order] = q;
1482             else
1483               p->prev = q;
1484
1485             /* Move PE to the head of the list.  */
1486             pe->next = G.pages[order];
1487             pe->prev = NULL;
1488             G.pages[order]->prev = pe;
1489             G.pages[order] = pe;
1490           }
1491
1492         /* Reset the hint bit to point to the only free object.  */
1493         pe->next_bit_hint = bit_offset;
1494       }
1495   }
1496 #endif
1497 }
1498 \f
1499 /* Subroutine of init_ggc which computes the pair of numbers used to
1500    perform division by OBJECT_SIZE (order) and fills in inverse_table[].
1501
1502    This algorithm is taken from Granlund and Montgomery's paper
1503    "Division by Invariant Integers using Multiplication"
1504    (Proc. SIGPLAN PLDI, 1994), section 9 (Exact division by
1505    constants).  */
1506
1507 static void
1508 compute_inverse (unsigned order)
1509 {
1510   size_t size, inv;
1511   unsigned int e;
1512
1513   size = OBJECT_SIZE (order);
1514   e = 0;
1515   while (size % 2 == 0)
1516     {
1517       e++;
1518       size >>= 1;
1519     }
1520
1521   inv = size;
1522   while (inv * size != 1)
1523     inv = inv * (2 - inv*size);
1524
1525   DIV_MULT (order) = inv;
1526   DIV_SHIFT (order) = e;
1527 }
1528
1529 /* Initialize the ggc-mmap allocator.  */
1530 void
1531 init_ggc (void)
1532 {
1533   unsigned order;
1534
1535   G.pagesize = getpagesize();
1536   G.lg_pagesize = exact_log2 (G.pagesize);
1537
1538 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
1539   G.dev_zero_fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
1540   if (G.dev_zero_fd == -1)
1541     internal_error ("open /dev/zero: %m");
1542 #endif
1543
1544 #if 0
1545   G.debug_file = fopen ("ggc-mmap.debug", "w");
1546 #else
1547   G.debug_file = stdout;
1548 #endif
1549
1550 #ifdef USING_MMAP
1551   /* StunOS has an amazing off-by-one error for the first mmap allocation
1552      after fiddling with RLIMIT_STACK.  The result, as hard as it is to
1553      believe, is an unaligned page allocation, which would cause us to
1554      hork badly if we tried to use it.  */
1555   {
1556     char *p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1557     struct page_entry *e;
1558     if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
1559       {
1560         /* How losing.  Discard this one and try another.  If we still
1561            can't get something useful, give up.  */
1562
1563         p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1564         gcc_assert (!((size_t)p & (G.pagesize - 1)));
1565       }
1566
1567     /* We have a good page, might as well hold onto it...  */
1568     e = XCNEW (struct page_entry);
1569     e->bytes = G.pagesize;
1570     e->page = p;
1571     e->next = G.free_pages;
1572     G.free_pages = e;
1573   }
1574 #endif
1575
1576   /* Initialize the object size table.  */
1577   for (order = 0; order < HOST_BITS_PER_PTR; ++order)
1578     object_size_table[order] = (size_t) 1 << order;
1579   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1580     {
1581       size_t s = extra_order_size_table[order - HOST_BITS_PER_PTR];
1582
1583       /* If S is not a multiple of the MAX_ALIGNMENT, then round it up
1584          so that we're sure of getting aligned memory.  */
1585       s = ROUND_UP (s, MAX_ALIGNMENT);
1586       object_size_table[order] = s;
1587     }
1588
1589   /* Initialize the objects-per-page and inverse tables.  */
1590   for (order = 0; order < NUM_ORDERS; ++order)
1591     {
1592       objects_per_page_table[order] = G.pagesize / OBJECT_SIZE (order);
1593       if (objects_per_page_table[order] == 0)
1594         objects_per_page_table[order] = 1;
1595       compute_inverse (order);
1596     }
1597
1598   /* Reset the size_lookup array to put appropriately sized objects in
1599      the special orders.  All objects bigger than the previous power
1600      of two, but no greater than the special size, should go in the
1601      new order.  */
1602   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1603     {
1604       int o;
1605       int i;
1606
1607       i = OBJECT_SIZE (order);
1608       if (i >= NUM_SIZE_LOOKUP)
1609         continue;
1610
1611       for (o = size_lookup[i]; o == size_lookup [i]; --i)
1612         size_lookup[i] = order;
1613     }
1614
1615   G.depth_in_use = 0;
1616   G.depth_max = 10;
1617   G.depth = XNEWVEC (unsigned int, G.depth_max);
1618
1619   G.by_depth_in_use = 0;
1620   G.by_depth_max = INITIAL_PTE_COUNT;
1621   G.by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
1622   G.save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
1623 }
1624
1625 /* Merge the SAVE_IN_USE_P and IN_USE_P arrays in P so that IN_USE_P
1626    reflects reality.  Recalculate NUM_FREE_OBJECTS as well.  */
1627
1628 static void
1629 ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *p)
1630 {
1631   unsigned int i;
1632   size_t num_objects;
1633
1634   /* Because the past-the-end bit in in_use_p is always set, we
1635      pretend there is one additional object.  */
1636   num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1;
1637
1638   /* Reset the free object count.  */
1639   p->num_free_objects = num_objects;
1640
1641   /* Combine the IN_USE_P and SAVE_IN_USE_P arrays.  */
1642   for (i = 0;
1643        i < CEIL (BITMAP_SIZE (num_objects),
1644                  sizeof (*p->in_use_p));
1645        ++i)
1646     {
1647       unsigned long j;
1648
1649       /* Something is in use if it is marked, or if it was in use in a
1650          context further down the context stack.  */
1651       p->in_use_p[i] |= save_in_use_p (p)[i];
1652
1653       /* Decrement the free object count for every object allocated.  */
1654       for (j = p->in_use_p[i]; j; j >>= 1)
1655         p->num_free_objects -= (j & 1);
1656     }
1657
1658   gcc_assert (p->num_free_objects < num_objects);
1659 }
1660 \f
1661 /* Unmark all objects.  */
1662
1663 static void
1664 clear_marks (void)
1665 {
1666   unsigned order;
1667
1668   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1669     {
1670       page_entry *p;
1671
1672       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1673         {
1674           size_t num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1675           size_t bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
1676
1677           /* The data should be page-aligned.  */
1678           gcc_assert (!((size_t) p->page & (G.pagesize - 1)));
1679
1680           /* Pages that aren't in the topmost context are not collected;
1681              nevertheless, we need their in-use bit vectors to store GC
1682              marks.  So, back them up first.  */
1683           if (p->context_depth < G.context_depth)
1684             {
1685               if (! save_in_use_p (p))
1686                 save_in_use_p (p) = XNEWVAR (unsigned long, bitmap_size);
1687               memcpy (save_in_use_p (p), p->in_use_p, bitmap_size);
1688             }
1689
1690           /* Reset reset the number of free objects and clear the
1691              in-use bits.  These will be adjusted by mark_obj.  */
1692           p->num_free_objects = num_objects;
1693           memset (p->in_use_p, 0, bitmap_size);
1694
1695           /* Make sure the one-past-the-end bit is always set.  */
1696           p->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
1697             = ((unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG));
1698         }
1699     }
1700 }
1701
1702 /* Free all empty pages.  Partially empty pages need no attention
1703    because the `mark' bit doubles as an `unused' bit.  */
1704
1705 static void
1706 sweep_pages (void)
1707 {
1708   unsigned order;
1709
1710   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1711     {
1712       /* The last page-entry to consider, regardless of entries
1713          placed at the end of the list.  */
1714       page_entry * const last = G.page_tails[order];
1715
1716       size_t num_objects;
1717       size_t live_objects;
1718       page_entry *p, *previous;
1719       int done;
1720
1721       p = G.pages[order];
1722       if (p == NULL)
1723         continue;
1724
1725       previous = NULL;
1726       do
1727         {
1728           page_entry *next = p->next;
1729
1730           /* Loop until all entries have been examined.  */
1731           done = (p == last);
1732
1733           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1734
1735           /* Add all live objects on this page to the count of
1736              allocated memory.  */
1737           live_objects = num_objects - p->num_free_objects;
1738
1739           G.allocated += OBJECT_SIZE (order) * live_objects;
1740
1741           /* Only objects on pages in the topmost context should get
1742              collected.  */
1743           if (p->context_depth < G.context_depth)
1744             ;
1745
1746           /* Remove the page if it's empty.  */
1747           else if (live_objects == 0)
1748             {
1749               /* If P was the first page in the list, then NEXT
1750                  becomes the new first page in the list, otherwise
1751                  splice P out of the forward pointers.  */
1752               if (! previous)
1753                 G.pages[order] = next;
1754               else
1755                 previous->next = next;
1756
1757               /* Splice P out of the back pointers too.  */
1758               if (next)
1759                 next->prev = previous;
1760
1761               /* Are we removing the last element?  */
1762               if (p == G.page_tails[order])
1763                 G.page_tails[order] = previous;
1764               free_page (p);
1765               p = previous;
1766             }
1767
1768           /* If the page is full, move it to the end.  */
1769           else if (p->num_free_objects == 0)
1770             {
1771               /* Don't move it if it's already at the end.  */
1772               if (p != G.page_tails[order])
1773                 {
1774                   /* Move p to the end of the list.  */
1775                   p->next = NULL;
1776                   p->prev = G.page_tails[order];
1777                   G.page_tails[order]->next = p;
1778
1779                   /* Update the tail pointer...  */
1780                   G.page_tails[order] = p;
1781
1782                   /* ... and the head pointer, if necessary.  */
1783                   if (! previous)
1784                     G.pages[order] = next;
1785                   else
1786                     previous->next = next;
1787
1788                   /* And update the backpointer in NEXT if necessary.  */
1789                   if (next)
1790                     next->prev = previous;
1791
1792                   p = previous;
1793                 }
1794             }
1795
1796           /* If we've fallen through to here, it's a page in the
1797              topmost context that is neither full nor empty.  Such a
1798              page must precede pages at lesser context depth in the
1799              list, so move it to the head.  */
1800           else if (p != G.pages[order])
1801             {
1802               previous->next = p->next;
1803
1804               /* Update the backchain in the next node if it exists.  */
1805               if (p->next)
1806                 p->next->prev = previous;
1807
1808               /* Move P to the head of the list.  */
1809               p->next = G.pages[order];
1810               p->prev = NULL;
1811               G.pages[order]->prev = p;
1812
1813               /* Update the head pointer.  */
1814               G.pages[order] = p;
1815
1816               /* Are we moving the last element?  */
1817               if (G.page_tails[order] == p)
1818                 G.page_tails[order] = previous;
1819               p = previous;
1820             }
1821
1822           previous = p;
1823           p = next;
1824         }
1825       while (! done);
1826
1827       /* Now, restore the in_use_p vectors for any pages from contexts
1828          other than the current one.  */
1829       for (p = G.pages[order]; p; p = p->next)
1830         if (p->context_depth != G.context_depth)
1831           ggc_recalculate_in_use_p (p);
1832     }
1833 }
1834
1835 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1836 /* Clobber all free objects.  */
1837
1838 static void
1839 poison_pages (void)
1840 {
1841   unsigned order;
1842
1843   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1844     {
1845       size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1846       page_entry *p;
1847
1848       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1849         {
1850           size_t num_objects;
1851           size_t i;
1852
1853           if (p->context_depth != G.context_depth)
1854             /* Since we don't do any collection for pages in pushed
1855                contexts, there's no need to do any poisoning.  And
1856                besides, the IN_USE_P array isn't valid until we pop
1857                contexts.  */
1858             continue;
1859
1860           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1861           for (i = 0; i < num_objects; i++)
1862             {
1863               size_t word, bit;
1864               word = i / HOST_BITS_PER_LONG;
1865               bit = i % HOST_BITS_PER_LONG;
1866               if (((p->in_use_p[word] >> bit) & 1) == 0)
1867                 {
1868                   char *object = p->page + i * size;
1869
1870                   /* Keep poison-by-write when we expect to use Valgrind,
1871                      so the exact same memory semantics is kept, in case
1872                      there are memory errors.  We override this request
1873                      below.  */
1874                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (object,
1875                                                                  size));
1876                   memset (object, 0xa5, size);
1877
1878                   /* Drop the handle to avoid handle leak.  */
1879                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (object, size));
1880                 }
1881             }
1882         }
1883     }
1884 }
1885 #else
1886 #define poison_pages()
1887 #endif
1888
1889 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1890 /* Validate that the reportedly free objects actually are.  */
1891
1892 static void
1893 validate_free_objects (void)
1894 {
1895   struct free_object *f, *next, *still_free = NULL;
1896
1897   for (f = G.free_object_list; f ; f = next)
1898     {
1899       page_entry *pe = lookup_page_table_entry (f->object);
1900       size_t bit, word;
1901
1902       bit = OFFSET_TO_BIT ((char *)f->object - pe->page, pe->order);
1903       word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1904       bit = bit % HOST_BITS_PER_LONG;
1905       next = f->next;
1906
1907       /* Make certain it isn't visible from any root.  Notice that we
1908          do this check before sweep_pages merges save_in_use_p.  */
1909       gcc_assert (!(pe->in_use_p[word] & (1UL << bit)));
1910
1911       /* If the object comes from an outer context, then retain the
1912          free_object entry, so that we can verify that the address
1913          isn't live on the stack in some outer context.  */
1914       if (pe->context_depth != G.context_depth)
1915         {
1916           f->next = still_free;
1917           still_free = f;
1918         }
1919       else
1920         free (f);
1921     }
1922
1923   G.free_object_list = still_free;
1924 }
1925 #else
1926 #define validate_free_objects()
1927 #endif
1928
1929 /* Top level mark-and-sweep routine.  */
1930
1931 void
1932 ggc_collect (void)
1933 {
1934   /* Avoid frequent unnecessary work by skipping collection if the
1935      total allocations haven't expanded much since the last
1936      collection.  */
1937   float allocated_last_gc =
1938     MAX (G.allocated_last_gc, (size_t)PARAM_VALUE (GGC_MIN_HEAPSIZE) * 1024);
1939
1940   float min_expand = allocated_last_gc * PARAM_VALUE (GGC_MIN_EXPAND) / 100;
1941
1942   if (G.allocated < allocated_last_gc + min_expand && !ggc_force_collect)
1943     return;
1944
1945   timevar_push (TV_GC);
1946   if (!quiet_flag)
1947     fprintf (stderr, " {GC %luk -> ", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1948   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1949     fprintf (G.debug_file, "BEGIN COLLECTING\n");
1950
1951   /* Zero the total allocated bytes.  This will be recalculated in the
1952      sweep phase.  */
1953   G.allocated = 0;
1954
1955   /* Release the pages we freed the last time we collected, but didn't
1956      reuse in the interim.  */
1957   release_pages ();
1958
1959   /* Indicate that we've seen collections at this context depth.  */
1960   G.context_depth_collections = ((unsigned long)1 << (G.context_depth + 1)) - 1;
1961
1962   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_START, NULL);
1963
1964   clear_marks ();
1965   ggc_mark_roots ();
1966 #ifdef GATHER_STATISTICS
1967   ggc_prune_overhead_list ();
1968 #endif
1969   poison_pages ();
1970   validate_free_objects ();
1971   sweep_pages ();
1972
1973   G.allocated_last_gc = G.allocated;
1974
1975   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_END, NULL);
1976
1977   timevar_pop (TV_GC);
1978
1979   if (!quiet_flag)
1980     fprintf (stderr, "%luk}", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1981   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1982     fprintf (G.debug_file, "END COLLECTING\n");
1983 }
1984
1985 /* Print allocation statistics.  */
1986 #define SCALE(x) ((unsigned long) ((x) < 1024*10 \
1987                   ? (x) \
1988                   : ((x) < 1024*1024*10 \
1989                      ? (x) / 1024 \
1990                      : (x) / (1024*1024))))
1991 #define STAT_LABEL(x) ((x) < 1024*10 ? ' ' : ((x) < 1024*1024*10 ? 'k' : 'M'))
1992
1993 void
1994 ggc_print_statistics (void)
1995 {
1996   struct ggc_statistics stats;
1997   unsigned int i;
1998   size_t total_overhead = 0;
1999
2000   /* Clear the statistics.  */
2001   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
2002
2003   /* Make sure collection will really occur.  */
2004   G.allocated_last_gc = 0;
2005
2006   /* Collect and print the statistics common across collectors.  */
2007   ggc_print_common_statistics (stderr, &stats);
2008
2009   /* Release free pages so that we will not count the bytes allocated
2010      there as part of the total allocated memory.  */
2011   release_pages ();
2012
2013   /* Collect some information about the various sizes of
2014      allocation.  */
2015   fprintf (stderr,
2016            "Memory still allocated at the end of the compilation process\n");
2017   fprintf (stderr, "%-5s %10s  %10s  %10s\n",
2018            "Size", "Allocated", "Used", "Overhead");
2019   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; ++i)
2020     {
2021       page_entry *p;
2022       size_t allocated;
2023       size_t in_use;
2024       size_t overhead;
2025
2026       /* Skip empty entries.  */
2027       if (!G.pages[i])
2028         continue;
2029
2030       overhead = allocated = in_use = 0;
2031
2032       /* Figure out the total number of bytes allocated for objects of
2033          this size, and how many of them are actually in use.  Also figure
2034          out how much memory the page table is using.  */
2035       for (p = G.pages[i]; p; p = p->next)
2036         {
2037           allocated += p->bytes;
2038           in_use +=
2039             (OBJECTS_IN_PAGE (p) - p->num_free_objects) * OBJECT_SIZE (i);
2040
2041           overhead += (sizeof (page_entry) - sizeof (long)
2042                        + BITMAP_SIZE (OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1));
2043         }
2044       fprintf (stderr, "%-5lu %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n",
2045                (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2046                SCALE (allocated), STAT_LABEL (allocated),
2047                SCALE (in_use), STAT_LABEL (in_use),
2048                SCALE (overhead), STAT_LABEL (overhead));
2049       total_overhead += overhead;
2050     }
2051   fprintf (stderr, "%-5s %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n", "Total",
2052            SCALE (G.bytes_mapped), STAT_LABEL (G.bytes_mapped),
2053            SCALE (G.allocated), STAT_LABEL(G.allocated),
2054            SCALE (total_overhead), STAT_LABEL (total_overhead));
2055
2056 #ifdef GATHER_STATISTICS
2057   {
2058     fprintf (stderr, "\nTotal allocations and overheads during the compilation process\n");
2059
2060     fprintf (stderr, "Total Overhead:                        %10lld\n",
2061              G.stats.total_overhead);
2062     fprintf (stderr, "Total Allocated:                       %10lld\n",
2063              G.stats.total_allocated);
2064
2065     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  32B:            %10lld\n",
2066              G.stats.total_overhead_under32);
2067     fprintf (stderr, "Total Allocated under  32B:            %10lld\n",
2068              G.stats.total_allocated_under32);
2069     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  64B:            %10lld\n",
2070              G.stats.total_overhead_under64);
2071     fprintf (stderr, "Total Allocated under  64B:            %10lld\n",
2072              G.stats.total_allocated_under64);
2073     fprintf (stderr, "Total Overhead  under 128B:            %10lld\n",
2074              G.stats.total_overhead_under128);
2075     fprintf (stderr, "Total Allocated under 128B:            %10lld\n",
2076              G.stats.total_allocated_under128);
2077
2078     for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2079       if (G.stats.total_allocated_per_order[i])
2080         {
2081           fprintf (stderr, "Total Overhead  page size %7lu:     %10lld\n",
2082                    (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2083                    G.stats.total_overhead_per_order[i]);
2084           fprintf (stderr, "Total Allocated page size %7lu:     %10lld\n",
2085                    (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2086                    G.stats.total_allocated_per_order[i]);
2087         }
2088   }
2089 #endif
2090 }
2091 \f
2092 struct ggc_pch_ondisk
2093 {
2094   unsigned totals[NUM_ORDERS];
2095 };
2096
2097 struct ggc_pch_data
2098 {
2099   struct ggc_pch_ondisk d;
2100   size_t base[NUM_ORDERS];
2101   size_t written[NUM_ORDERS];
2102 };
2103
2104 struct ggc_pch_data *
2105 init_ggc_pch (void)
2106 {
2107   return XCNEW (struct ggc_pch_data);
2108 }
2109
2110 void
2111 ggc_pch_count_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2112                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2113                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2114 {
2115   unsigned order;
2116
2117   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2118     order = size_lookup[size];
2119   else
2120     {
2121       order = 10;
2122       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2123         order++;
2124     }
2125
2126   d->d.totals[order]++;
2127 }
2128
2129 size_t
2130 ggc_pch_total_size (struct ggc_pch_data *d)
2131 {
2132   size_t a = 0;
2133   unsigned i;
2134
2135   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2136     a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2137   return a;
2138 }
2139
2140 void
2141 ggc_pch_this_base (struct ggc_pch_data *d, void *base)
2142 {
2143   size_t a = (size_t) base;
2144   unsigned i;
2145
2146   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2147     {
2148       d->base[i] = a;
2149       a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2150     }
2151 }
2152
2153
2154 char *
2155 ggc_pch_alloc_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2156                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2157                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2158 {
2159   unsigned order;
2160   char *result;
2161
2162   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2163     order = size_lookup[size];
2164   else
2165     {
2166       order = 10;
2167       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2168         order++;
2169     }
2170
2171   result = (char *) d->base[order];
2172   d->base[order] += OBJECT_SIZE (order);
2173   return result;
2174 }
2175
2176 void
2177 ggc_pch_prepare_write (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2178                        FILE *f ATTRIBUTE_UNUSED)
2179 {
2180   /* Nothing to do.  */
2181 }
2182
2183 void
2184 ggc_pch_write_object (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2185                       FILE *f, void *x, void *newx ATTRIBUTE_UNUSED,
2186                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED)
2187 {
2188   unsigned order;
2189   static const char emptyBytes[256] = { 0 };
2190
2191   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2192     order = size_lookup[size];
2193   else
2194     {
2195       order = 10;
2196       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2197         order++;
2198     }
2199
2200   if (fwrite (x, size, 1, f) != 1)
2201     fatal_error ("can%'t write PCH file: %m");
2202
2203   /* If SIZE is not the same as OBJECT_SIZE(order), then we need to pad the
2204      object out to OBJECT_SIZE(order).  This happens for strings.  */
2205
2206   if (size != OBJECT_SIZE (order))
2207     {
2208       unsigned padding = OBJECT_SIZE(order) - size;
2209
2210       /* To speed small writes, we use a nulled-out array that's larger
2211          than most padding requests as the source for our null bytes.  This
2212          permits us to do the padding with fwrite() rather than fseek(), and
2213          limits the chance the OS may try to flush any outstanding writes.  */
2214       if (padding <= sizeof(emptyBytes))
2215         {
2216           if (fwrite (emptyBytes, 1, padding, f) != padding)
2217             fatal_error ("can%'t write PCH file");
2218         }
2219       else
2220         {
2221           /* Larger than our buffer?  Just default to fseek.  */
2222           if (fseek (f, padding, SEEK_CUR) != 0)
2223             fatal_error ("can%'t write PCH file");
2224         }
2225     }
2226
2227   d->written[order]++;
2228   if (d->written[order] == d->d.totals[order]
2229       && fseek (f, ROUND_UP_VALUE (d->d.totals[order] * OBJECT_SIZE (order),
2230                                    G.pagesize),
2231                 SEEK_CUR) != 0)
2232     fatal_error ("can%'t write PCH file: %m");
2233 }
2234
2235 void
2236 ggc_pch_finish (struct ggc_pch_data *d, FILE *f)
2237 {
2238   if (fwrite (&d->d, sizeof (d->d), 1, f) != 1)
2239     fatal_error ("can%'t write PCH file: %m");
2240   free (d);
2241 }
2242
2243 /* Move the PCH PTE entries just added to the end of by_depth, to the
2244    front.  */
2245
2246 static void
2247 move_ptes_to_front (int count_old_page_tables, int count_new_page_tables)
2248 {
2249   unsigned i;
2250
2251   /* First, we swap the new entries to the front of the varrays.  */
2252   page_entry **new_by_depth;
2253   unsigned long **new_save_in_use;
2254
2255   new_by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
2256   new_save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
2257
2258   memcpy (&new_by_depth[0],
2259           &G.by_depth[count_old_page_tables],
2260           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2261   memcpy (&new_by_depth[count_new_page_tables],
2262           &G.by_depth[0],
2263           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2264   memcpy (&new_save_in_use[0],
2265           &G.save_in_use[count_old_page_tables],
2266           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2267   memcpy (&new_save_in_use[count_new_page_tables],
2268           &G.save_in_use[0],
2269           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2270
2271   free (G.by_depth);
2272   free (G.save_in_use);
2273
2274   G.by_depth = new_by_depth;
2275   G.save_in_use = new_save_in_use;
2276
2277   /* Now update all the index_by_depth fields.  */
2278   for (i = G.by_depth_in_use; i > 0; --i)
2279     {
2280       page_entry *p = G.by_depth[i-1];
2281       p->index_by_depth = i-1;
2282     }
2283
2284   /* And last, we update the depth pointers in G.depth.  The first
2285      entry is already 0, and context 0 entries always start at index
2286      0, so there is nothing to update in the first slot.  We need a
2287      second slot, only if we have old ptes, and if we do, they start
2288      at index count_new_page_tables.  */
2289   if (count_old_page_tables)
2290     push_depth (count_new_page_tables);
2291 }
2292
2293 void
2294 ggc_pch_read (FILE *f, void *addr)
2295 {
2296   struct ggc_pch_ondisk d;
2297   unsigned i;
2298   char *offs = (char *) addr;
2299   unsigned long count_old_page_tables;
2300   unsigned long count_new_page_tables;
2301
2302   count_old_page_tables = G.by_depth_in_use;
2303
2304   /* We've just read in a PCH file.  So, every object that used to be
2305      allocated is now free.  */
2306   clear_marks ();
2307 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
2308   poison_pages ();
2309 #endif
2310   /* Since we free all the allocated objects, the free list becomes
2311      useless.  Validate it now, which will also clear it.  */
2312   validate_free_objects();
2313
2314   /* No object read from a PCH file should ever be freed.  So, set the
2315      context depth to 1, and set the depth of all the currently-allocated
2316      pages to be 1 too.  PCH pages will have depth 0.  */
2317   gcc_assert (!G.context_depth);
2318   G.context_depth = 1;
2319   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2320     {
2321       page_entry *p;
2322       for (p = G.pages[i]; p != NULL; p = p->next)
2323         p->context_depth = G.context_depth;
2324     }
2325
2326   /* Allocate the appropriate page-table entries for the pages read from
2327      the PCH file.  */
2328   if (fread (&d, sizeof (d), 1, f) != 1)
2329     fatal_error ("can%'t read PCH file: %m");
2330
2331   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2332     {
2333       struct page_entry *entry;
2334       char *pte;
2335       size_t bytes;
2336       size_t num_objs;
2337       size_t j;
2338
2339       if (d.totals[i] == 0)
2340         continue;
2341
2342       bytes = ROUND_UP (d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2343       num_objs = bytes / OBJECT_SIZE (i);
2344       entry = XCNEWVAR (struct page_entry, (sizeof (struct page_entry)
2345                                             - sizeof (long)
2346                                             + BITMAP_SIZE (num_objs + 1)));
2347       entry->bytes = bytes;
2348       entry->page = offs;
2349       entry->context_depth = 0;
2350       offs += bytes;
2351       entry->num_free_objects = 0;
2352       entry->order = i;
2353
2354       for (j = 0;
2355            j + HOST_BITS_PER_LONG <= num_objs + 1;
2356            j += HOST_BITS_PER_LONG)
2357         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG] = -1;
2358       for (; j < num_objs + 1; j++)
2359         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG]
2360           |= 1L << (j % HOST_BITS_PER_LONG);
2361
2362       for (pte = entry->page;
2363            pte < entry->page + entry->bytes;
2364            pte += G.pagesize)
2365         set_page_table_entry (pte, entry);
2366
2367       if (G.page_tails[i] != NULL)
2368         G.page_tails[i]->next = entry;
2369       else
2370         G.pages[i] = entry;
2371       G.page_tails[i] = entry;
2372
2373       /* We start off by just adding all the new information to the
2374          end of the varrays, later, we will move the new information
2375          to the front of the varrays, as the PCH page tables are at
2376          context 0.  */
2377       push_by_depth (entry, 0);
2378     }
2379
2380   /* Now, we update the various data structures that speed page table
2381      handling.  */
2382   count_new_page_tables = G.by_depth_in_use - count_old_page_tables;
2383
2384   move_ptes_to_front (count_old_page_tables, count_new_page_tables);
2385
2386   /* Update the statistics.  */
2387   G.allocated = G.allocated_last_gc = offs - (char *)addr;
2388 }
2389
2390 struct alloc_zone
2391 {
2392   int dummy;
2393 };
2394
2395 struct alloc_zone rtl_zone;
2396 struct alloc_zone tree_zone;
2397 struct alloc_zone tree_id_zone;