OSDN Git Service

2010-07-02 Jerry DeLisle <jvdelisle@gcc.gnu.org>
[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 "toplev.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
43 # include <sys/mman.h>
44 # ifndef MAP_FAILED
45 #  define MAP_FAILED -1
46 # endif
47 # if !defined (MAP_ANONYMOUS) && defined (MAP_ANON)
48 #  define MAP_ANONYMOUS MAP_ANON
49 # endif
50 # define USING_MMAP
51
52 #endif
53
54 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
55
56 # include <sys/mman.h>
57 # ifndef MAP_FAILED
58 #  define MAP_FAILED -1
59 # endif
60 # define USING_MMAP
61
62 #endif
63
64 #ifndef USING_MMAP
65 #define USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
66 #endif
67
68 /* Strategy:
69
70    This garbage-collecting allocator allocates objects on one of a set
71    of pages.  Each page can allocate objects of a single size only;
72    available sizes are powers of two starting at four bytes.  The size
73    of an allocation request is rounded up to the next power of two
74    (`order'), and satisfied from the appropriate page.
75
76    Each page is recorded in a page-entry, which also maintains an
77    in-use bitmap of object positions on the page.  This allows the
78    allocation state of a particular object to be flipped without
79    touching the page itself.
80
81    Each page-entry also has a context depth, which is used to track
82    pushing and popping of allocation contexts.  Only objects allocated
83    in the current (highest-numbered) context may be collected.
84
85    Page entries are arranged in an array of singly-linked lists.  The
86    array is indexed by the allocation size, in bits, of the pages on
87    it; i.e. all pages on a list allocate objects of the same size.
88    Pages are ordered on the list such that all non-full pages precede
89    all full pages, with non-full pages arranged in order of decreasing
90    context depth.
91
92    Empty pages (of all orders) are kept on a single page cache list,
93    and are considered first when new pages are required; they are
94    deallocated at the start of the next collection if they haven't
95    been recycled by then.  */
96
97 /* Define GGC_DEBUG_LEVEL to print debugging information.
98      0: No debugging output.
99      1: GC statistics only.
100      2: Page-entry allocations/deallocations as well.
101      3: Object allocations as well.
102      4: Object marks as well.  */
103 #define GGC_DEBUG_LEVEL (0)
104 \f
105 #ifndef HOST_BITS_PER_PTR
106 #define HOST_BITS_PER_PTR  HOST_BITS_PER_LONG
107 #endif
108
109 \f
110 /* A two-level tree is used to look up the page-entry for a given
111    pointer.  Two chunks of the pointer's bits are extracted to index
112    the first and second levels of the tree, as follows:
113
114                                    HOST_PAGE_SIZE_BITS
115                            32           |      |
116        msb +----------------+----+------+------+ lsb
117                             |    |      |
118                          PAGE_L1_BITS   |
119                                  |      |
120                                PAGE_L2_BITS
121
122    The bottommost HOST_PAGE_SIZE_BITS are ignored, since page-entry
123    pages are aligned on system page boundaries.  The next most
124    significant PAGE_L2_BITS and PAGE_L1_BITS are the second and first
125    index values in the lookup table, respectively.
126
127    For 32-bit architectures and the settings below, there are no
128    leftover bits.  For architectures with wider pointers, the lookup
129    tree points to a list of pages, which must be scanned to find the
130    correct one.  */
131
132 #define PAGE_L1_BITS    (8)
133 #define PAGE_L2_BITS    (32 - PAGE_L1_BITS - G.lg_pagesize)
134 #define PAGE_L1_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L1_BITS)
135 #define PAGE_L2_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L2_BITS)
136
137 #define LOOKUP_L1(p) \
138   (((size_t) (p) >> (32 - PAGE_L1_BITS)) & ((1 << PAGE_L1_BITS) - 1))
139
140 #define LOOKUP_L2(p) \
141   (((size_t) (p) >> G.lg_pagesize) & ((1 << PAGE_L2_BITS) - 1))
142
143 /* The number of objects per allocation page, for objects on a page of
144    the indicated ORDER.  */
145 #define OBJECTS_PER_PAGE(ORDER) objects_per_page_table[ORDER]
146
147 /* The number of objects in P.  */
148 #define OBJECTS_IN_PAGE(P) ((P)->bytes / OBJECT_SIZE ((P)->order))
149
150 /* The size of an object on a page of the indicated ORDER.  */
151 #define OBJECT_SIZE(ORDER) object_size_table[ORDER]
152
153 /* For speed, we avoid doing a general integer divide to locate the
154    offset in the allocation bitmap, by precalculating numbers M, S
155    such that (O * M) >> S == O / Z (modulo 2^32), for any offset O
156    within the page which is evenly divisible by the object size Z.  */
157 #define DIV_MULT(ORDER) inverse_table[ORDER].mult
158 #define DIV_SHIFT(ORDER) inverse_table[ORDER].shift
159 #define OFFSET_TO_BIT(OFFSET, ORDER) \
160   (((OFFSET) * DIV_MULT (ORDER)) >> DIV_SHIFT (ORDER))
161
162 /* We use this structure to determine the alignment required for
163    allocations.  For power-of-two sized allocations, that's not a
164    problem, but it does matter for odd-sized allocations.
165    We do not care about alignment for floating-point types.  */
166
167 struct max_alignment {
168   char c;
169   union {
170     HOST_WIDEST_INT i;
171     void *p;
172   } u;
173 };
174
175 /* The biggest alignment required.  */
176
177 #define MAX_ALIGNMENT (offsetof (struct max_alignment, u))
178
179
180 /* The number of extra orders, not corresponding to power-of-two sized
181    objects.  */
182
183 #define NUM_EXTRA_ORDERS ARRAY_SIZE (extra_order_size_table)
184
185 #define RTL_SIZE(NSLOTS) \
186   (RTX_HDR_SIZE + (NSLOTS) * sizeof (rtunion))
187
188 #define TREE_EXP_SIZE(OPS) \
189   (sizeof (struct tree_exp) + ((OPS) - 1) * sizeof (tree))
190
191 /* The Ith entry is the maximum size of an object to be stored in the
192    Ith extra order.  Adding a new entry to this array is the *only*
193    thing you need to do to add a new special allocation size.  */
194
195 static const size_t extra_order_size_table[] = {
196   /* Extra orders for small non-power-of-two multiples of MAX_ALIGNMENT.
197      There are a lot of structures with these sizes and explicitly
198      listing them risks orders being dropped because they changed size.  */
199   MAX_ALIGNMENT * 3,
200   MAX_ALIGNMENT * 5,
201   MAX_ALIGNMENT * 6,
202   MAX_ALIGNMENT * 7,
203   MAX_ALIGNMENT * 9,
204   MAX_ALIGNMENT * 10,
205   MAX_ALIGNMENT * 11,
206   MAX_ALIGNMENT * 12,
207   MAX_ALIGNMENT * 13,
208   MAX_ALIGNMENT * 14,
209   MAX_ALIGNMENT * 15,
210   sizeof (struct tree_decl_non_common),
211   sizeof (struct tree_field_decl),
212   sizeof (struct tree_parm_decl),
213   sizeof (struct tree_var_decl),
214   sizeof (struct tree_type),
215   sizeof (struct function),
216   sizeof (struct basic_block_def),
217   sizeof (struct cgraph_node),
218   sizeof (struct loop),
219 };
220
221 /* The total number of orders.  */
222
223 #define NUM_ORDERS (HOST_BITS_PER_PTR + NUM_EXTRA_ORDERS)
224
225 /* Compute the smallest nonnegative number which when added to X gives
226    a multiple of F.  */
227
228 #define ROUND_UP_VALUE(x, f) ((f) - 1 - ((f) - 1 + (x)) % (f))
229
230 /* Compute the smallest multiple of F that is >= X.  */
231
232 #define ROUND_UP(x, f) (CEIL (x, f) * (f))
233
234 /* The Ith entry is the number of objects on a page or order I.  */
235
236 static unsigned objects_per_page_table[NUM_ORDERS];
237
238 /* The Ith entry is the size of an object on a page of order I.  */
239
240 static size_t object_size_table[NUM_ORDERS];
241
242 /* The Ith entry is a pair of numbers (mult, shift) such that
243    ((k * mult) >> shift) mod 2^32 == (k / OBJECT_SIZE(I)) mod 2^32,
244    for all k evenly divisible by OBJECT_SIZE(I).  */
245
246 static struct
247 {
248   size_t mult;
249   unsigned int shift;
250 }
251 inverse_table[NUM_ORDERS];
252
253 /* A page_entry records the status of an allocation page.  This
254    structure is dynamically sized to fit the bitmap in_use_p.  */
255 typedef struct page_entry
256 {
257   /* The next page-entry with objects of the same size, or NULL if
258      this is the last page-entry.  */
259   struct page_entry *next;
260
261   /* The previous page-entry with objects of the same size, or NULL if
262      this is the first page-entry.   The PREV pointer exists solely to
263      keep the cost of ggc_free manageable.  */
264   struct page_entry *prev;
265
266   /* The number of bytes allocated.  (This will always be a multiple
267      of the host system page size.)  */
268   size_t bytes;
269
270   /* The address at which the memory is allocated.  */
271   char *page;
272
273 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
274   /* Back pointer to the page group this page came from.  */
275   struct page_group *group;
276 #endif
277
278   /* This is the index in the by_depth varray where this page table
279      can be found.  */
280   unsigned long index_by_depth;
281
282   /* Context depth of this page.  */
283   unsigned short context_depth;
284
285   /* The number of free objects remaining on this page.  */
286   unsigned short num_free_objects;
287
288   /* A likely candidate for the bit position of a free object for the
289      next allocation from this page.  */
290   unsigned short next_bit_hint;
291
292   /* The lg of size of objects allocated from this page.  */
293   unsigned char order;
294
295   /* A bit vector indicating whether or not objects are in use.  The
296      Nth bit is one if the Nth object on this page is allocated.  This
297      array is dynamically sized.  */
298   unsigned long in_use_p[1];
299 } page_entry;
300
301 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
302 /* A page_group describes a large allocation from malloc, from which
303    we parcel out aligned pages.  */
304 typedef struct page_group
305 {
306   /* A linked list of all extant page groups.  */
307   struct page_group *next;
308
309   /* The address we received from malloc.  */
310   char *allocation;
311
312   /* The size of the block.  */
313   size_t alloc_size;
314
315   /* A bitmask of pages in use.  */
316   unsigned int in_use;
317 } page_group;
318 #endif
319
320 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
321
322 /* On 32-bit hosts, we use a two level page table, as pictured above.  */
323 typedef page_entry **page_table[PAGE_L1_SIZE];
324
325 #else
326
327 /* On 64-bit hosts, we use the same two level page tables plus a linked
328    list that disambiguates the top 32-bits.  There will almost always be
329    exactly one entry in the list.  */
330 typedef struct page_table_chain
331 {
332   struct page_table_chain *next;
333   size_t high_bits;
334   page_entry **table[PAGE_L1_SIZE];
335 } *page_table;
336
337 #endif
338
339 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
340 /* List of free objects to be verified as actually free on the
341    next collection.  */
342 struct free_object
343 {
344   void *object;
345   struct free_object *next;
346 };
347 #endif
348
349 /* The rest of the global variables.  */
350 static struct globals
351 {
352   /* The Nth element in this array is a page with objects of size 2^N.
353      If there are any pages with free objects, they will be at the
354      head of the list.  NULL if there are no page-entries for this
355      object size.  */
356   page_entry *pages[NUM_ORDERS];
357
358   /* The Nth element in this array is the last page with objects of
359      size 2^N.  NULL if there are no page-entries for this object
360      size.  */
361   page_entry *page_tails[NUM_ORDERS];
362
363   /* Lookup table for associating allocation pages with object addresses.  */
364   page_table lookup;
365
366   /* The system's page size.  */
367   size_t pagesize;
368   size_t lg_pagesize;
369
370   /* Bytes currently allocated.  */
371   size_t allocated;
372
373   /* Bytes currently allocated at the end of the last collection.  */
374   size_t allocated_last_gc;
375
376   /* Total amount of memory mapped.  */
377   size_t bytes_mapped;
378
379   /* Bit N set if any allocations have been done at context depth N.  */
380   unsigned long context_depth_allocations;
381
382   /* Bit N set if any collections have been done at context depth N.  */
383   unsigned long context_depth_collections;
384
385   /* The current depth in the context stack.  */
386   unsigned short context_depth;
387
388   /* A file descriptor open to /dev/zero for reading.  */
389 #if defined (HAVE_MMAP_DEV_ZERO)
390   int dev_zero_fd;
391 #endif
392
393   /* A cache of free system pages.  */
394   page_entry *free_pages;
395
396 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
397   page_group *page_groups;
398 #endif
399
400   /* The file descriptor for debugging output.  */
401   FILE *debug_file;
402
403   /* Current number of elements in use in depth below.  */
404   unsigned int depth_in_use;
405
406   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
407   unsigned int depth_max;
408
409   /* Each element of this array is an index in by_depth where the given
410      depth starts.  This structure is indexed by that given depth we
411      are interested in.  */
412   unsigned int *depth;
413
414   /* Current number of elements in use in by_depth below.  */
415   unsigned int by_depth_in_use;
416
417   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
418   unsigned int by_depth_max;
419
420   /* Each element of this array is a pointer to a page_entry, all
421      page_entries can be found in here by increasing depth.
422      index_by_depth in the page_entry is the index into this data
423      structure where that page_entry can be found.  This is used to
424      speed up finding all page_entries at a particular depth.  */
425   page_entry **by_depth;
426
427   /* Each element is a pointer to the saved in_use_p bits, if any,
428      zero otherwise.  We allocate them all together, to enable a
429      better runtime data access pattern.  */
430   unsigned long **save_in_use;
431
432 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
433   /* List of free objects to be verified as actually free on the
434      next collection.  */
435   struct free_object *free_object_list;
436 #endif
437
438 #ifdef GATHER_STATISTICS
439   struct
440   {
441     /* Total GC-allocated memory.  */
442     unsigned long long total_allocated;
443     /* Total overhead for GC-allocated memory.  */
444     unsigned long long total_overhead;
445
446     /* Total allocations and overhead for sizes less than 32, 64 and 128.
447        These sizes are interesting because they are typical cache line
448        sizes.  */
449
450     unsigned long long total_allocated_under32;
451     unsigned long long total_overhead_under32;
452
453     unsigned long long total_allocated_under64;
454     unsigned long long total_overhead_under64;
455
456     unsigned long long total_allocated_under128;
457     unsigned long long total_overhead_under128;
458
459     /* The allocations for each of the allocation orders.  */
460     unsigned long long total_allocated_per_order[NUM_ORDERS];
461
462     /* The overhead for each of the allocation orders.  */
463     unsigned long long total_overhead_per_order[NUM_ORDERS];
464   } stats;
465 #endif
466 } G;
467
468 /* The size in bytes required to maintain a bitmap for the objects
469    on a page-entry.  */
470 #define BITMAP_SIZE(Num_objects) \
471   (CEIL ((Num_objects), HOST_BITS_PER_LONG) * sizeof(long))
472
473 /* Allocate pages in chunks of this size, to throttle calls to memory
474    allocation routines.  The first page is used, the rest go onto the
475    free list.  This cannot be larger than HOST_BITS_PER_INT for the
476    in_use bitmask for page_group.  Hosts that need a different value
477    can override this by defining GGC_QUIRE_SIZE explicitly.  */
478 #ifndef GGC_QUIRE_SIZE
479 # ifdef USING_MMAP
480 #  define GGC_QUIRE_SIZE 256
481 # else
482 #  define GGC_QUIRE_SIZE 16
483 # endif
484 #endif
485
486 /* Initial guess as to how many page table entries we might need.  */
487 #define INITIAL_PTE_COUNT 128
488 \f
489 static int ggc_allocated_p (const void *);
490 static page_entry *lookup_page_table_entry (const void *);
491 static void set_page_table_entry (void *, page_entry *);
492 #ifdef USING_MMAP
493 static char *alloc_anon (char *, size_t);
494 #endif
495 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
496 static size_t page_group_index (char *, char *);
497 static void set_page_group_in_use (page_group *, char *);
498 static void clear_page_group_in_use (page_group *, char *);
499 #endif
500 static struct page_entry * alloc_page (unsigned);
501 static void free_page (struct page_entry *);
502 static void release_pages (void);
503 static void clear_marks (void);
504 static void sweep_pages (void);
505 static void ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *);
506 static void compute_inverse (unsigned);
507 static inline void adjust_depth (void);
508 static void move_ptes_to_front (int, int);
509
510 void debug_print_page_list (int);
511 static void push_depth (unsigned int);
512 static void push_by_depth (page_entry *, unsigned long *);
513
514 /* Push an entry onto G.depth.  */
515
516 inline static void
517 push_depth (unsigned int i)
518 {
519   if (G.depth_in_use >= G.depth_max)
520     {
521       G.depth_max *= 2;
522       G.depth = XRESIZEVEC (unsigned int, G.depth, G.depth_max);
523     }
524   G.depth[G.depth_in_use++] = i;
525 }
526
527 /* Push an entry onto G.by_depth and G.save_in_use.  */
528
529 inline static void
530 push_by_depth (page_entry *p, unsigned long *s)
531 {
532   if (G.by_depth_in_use >= G.by_depth_max)
533     {
534       G.by_depth_max *= 2;
535       G.by_depth = XRESIZEVEC (page_entry *, G.by_depth, G.by_depth_max);
536       G.save_in_use = XRESIZEVEC (unsigned long *, G.save_in_use,
537                                   G.by_depth_max);
538     }
539   G.by_depth[G.by_depth_in_use] = p;
540   G.save_in_use[G.by_depth_in_use++] = s;
541 }
542
543 #if (GCC_VERSION < 3001)
544 #define prefetch(X) ((void) X)
545 #else
546 #define prefetch(X) __builtin_prefetch (X)
547 #endif
548
549 #define save_in_use_p_i(__i) \
550   (G.save_in_use[__i])
551 #define save_in_use_p(__p) \
552   (save_in_use_p_i (__p->index_by_depth))
553
554 /* Returns nonzero if P was allocated in GC'able memory.  */
555
556 static inline int
557 ggc_allocated_p (const void *p)
558 {
559   page_entry ***base;
560   size_t L1, L2;
561
562 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
563   base = &G.lookup[0];
564 #else
565   page_table table = G.lookup;
566   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
567   while (1)
568     {
569       if (table == NULL)
570         return 0;
571       if (table->high_bits == high_bits)
572         break;
573       table = table->next;
574     }
575   base = &table->table[0];
576 #endif
577
578   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
579   L1 = LOOKUP_L1 (p);
580   L2 = LOOKUP_L2 (p);
581
582   return base[L1] && base[L1][L2];
583 }
584
585 /* Traverse the page table and find the entry for a page.
586    Die (probably) if the object wasn't allocated via GC.  */
587
588 static inline page_entry *
589 lookup_page_table_entry (const void *p)
590 {
591   page_entry ***base;
592   size_t L1, L2;
593
594 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
595   base = &G.lookup[0];
596 #else
597   page_table table = G.lookup;
598   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
599   while (table->high_bits != high_bits)
600     table = table->next;
601   base = &table->table[0];
602 #endif
603
604   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
605   L1 = LOOKUP_L1 (p);
606   L2 = LOOKUP_L2 (p);
607
608   return base[L1][L2];
609 }
610
611 /* Set the page table entry for a page.  */
612
613 static void
614 set_page_table_entry (void *p, page_entry *entry)
615 {
616   page_entry ***base;
617   size_t L1, L2;
618
619 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
620   base = &G.lookup[0];
621 #else
622   page_table table;
623   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
624   for (table = G.lookup; table; table = table->next)
625     if (table->high_bits == high_bits)
626       goto found;
627
628   /* Not found -- allocate a new table.  */
629   table = XCNEW (struct page_table_chain);
630   table->next = G.lookup;
631   table->high_bits = high_bits;
632   G.lookup = table;
633 found:
634   base = &table->table[0];
635 #endif
636
637   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
638   L1 = LOOKUP_L1 (p);
639   L2 = LOOKUP_L2 (p);
640
641   if (base[L1] == NULL)
642     base[L1] = XCNEWVEC (page_entry *, PAGE_L2_SIZE);
643
644   base[L1][L2] = entry;
645 }
646
647 /* Prints the page-entry for object size ORDER, for debugging.  */
648
649 DEBUG_FUNCTION void
650 debug_print_page_list (int order)
651 {
652   page_entry *p;
653   printf ("Head=%p, Tail=%p:\n", (void *) G.pages[order],
654           (void *) G.page_tails[order]);
655   p = G.pages[order];
656   while (p != NULL)
657     {
658       printf ("%p(%1d|%3d) -> ", (void *) p, p->context_depth,
659               p->num_free_objects);
660       p = p->next;
661     }
662   printf ("NULL\n");
663   fflush (stdout);
664 }
665
666 #ifdef USING_MMAP
667 /* Allocate SIZE bytes of anonymous memory, preferably near PREF,
668    (if non-null).  The ifdef structure here is intended to cause a
669    compile error unless exactly one of the HAVE_* is defined.  */
670
671 static inline char *
672 alloc_anon (char *pref ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size)
673 {
674 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
675   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
676                               MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
677 #endif
678 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
679   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
680                               MAP_PRIVATE, G.dev_zero_fd, 0);
681 #endif
682
683   if (page == (char *) MAP_FAILED)
684     {
685       perror ("virtual memory exhausted");
686       exit (FATAL_EXIT_CODE);
687     }
688
689   /* Remember that we allocated this memory.  */
690   G.bytes_mapped += size;
691
692   /* Pretend we don't have access to the allocated pages.  We'll enable
693      access to smaller pieces of the area in ggc_internal_alloc.  Discard the
694      handle to avoid handle leak.  */
695   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (page, size));
696
697   return page;
698 }
699 #endif
700 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
701 /* Compute the index for this page into the page group.  */
702
703 static inline size_t
704 page_group_index (char *allocation, char *page)
705 {
706   return (size_t) (page - allocation) >> G.lg_pagesize;
707 }
708
709 /* Set and clear the in_use bit for this page in the page group.  */
710
711 static inline void
712 set_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
713 {
714   group->in_use |= 1 << page_group_index (group->allocation, page);
715 }
716
717 static inline void
718 clear_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
719 {
720   group->in_use &= ~(1 << page_group_index (group->allocation, page));
721 }
722 #endif
723
724 /* Allocate a new page for allocating objects of size 2^ORDER,
725    and return an entry for it.  The entry is not added to the
726    appropriate page_table list.  */
727
728 static inline struct page_entry *
729 alloc_page (unsigned order)
730 {
731   struct page_entry *entry, *p, **pp;
732   char *page;
733   size_t num_objects;
734   size_t bitmap_size;
735   size_t page_entry_size;
736   size_t entry_size;
737 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
738   page_group *group;
739 #endif
740
741   num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
742   bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
743   page_entry_size = sizeof (page_entry) - sizeof (long) + bitmap_size;
744   entry_size = num_objects * OBJECT_SIZE (order);
745   if (entry_size < G.pagesize)
746     entry_size = G.pagesize;
747
748   entry = NULL;
749   page = NULL;
750
751   /* Check the list of free pages for one we can use.  */
752   for (pp = &G.free_pages, p = *pp; p; pp = &p->next, p = *pp)
753     if (p->bytes == entry_size)
754       break;
755
756   if (p != NULL)
757     {
758       /* Recycle the allocated memory from this page ...  */
759       *pp = p->next;
760       page = p->page;
761
762 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
763       group = p->group;
764 #endif
765
766       /* ... and, if possible, the page entry itself.  */
767       if (p->order == order)
768         {
769           entry = p;
770           memset (entry, 0, page_entry_size);
771         }
772       else
773         free (p);
774     }
775 #ifdef USING_MMAP
776   else if (entry_size == G.pagesize)
777     {
778       /* We want just one page.  Allocate a bunch of them and put the
779          extras on the freelist.  (Can only do this optimization with
780          mmap for backing store.)  */
781       struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
782       int i;
783
784       page = alloc_anon (NULL, G.pagesize * GGC_QUIRE_SIZE);
785
786       /* This loop counts down so that the chain will be in ascending
787          memory order.  */
788       for (i = GGC_QUIRE_SIZE - 1; i >= 1; i--)
789         {
790           e = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
791           e->order = order;
792           e->bytes = G.pagesize;
793           e->page = page + (i << G.lg_pagesize);
794           e->next = f;
795           f = e;
796         }
797
798       G.free_pages = f;
799     }
800   else
801     page = alloc_anon (NULL, entry_size);
802 #endif
803 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
804   else
805     {
806       /* Allocate a large block of memory and serve out the aligned
807          pages therein.  This results in much less memory wastage
808          than the traditional implementation of valloc.  */
809
810       char *allocation, *a, *enda;
811       size_t alloc_size, head_slop, tail_slop;
812       int multiple_pages = (entry_size == G.pagesize);
813
814       if (multiple_pages)
815         alloc_size = GGC_QUIRE_SIZE * G.pagesize;
816       else
817         alloc_size = entry_size + G.pagesize - 1;
818       allocation = XNEWVEC (char, alloc_size);
819
820       page = (char *) (((size_t) allocation + G.pagesize - 1) & -G.pagesize);
821       head_slop = page - allocation;
822       if (multiple_pages)
823         tail_slop = ((size_t) allocation + alloc_size) & (G.pagesize - 1);
824       else
825         tail_slop = alloc_size - entry_size - head_slop;
826       enda = allocation + alloc_size - tail_slop;
827
828       /* We allocated N pages, which are likely not aligned, leaving
829          us with N-1 usable pages.  We plan to place the page_group
830          structure somewhere in the slop.  */
831       if (head_slop >= sizeof (page_group))
832         group = (page_group *)page - 1;
833       else
834         {
835           /* We magically got an aligned allocation.  Too bad, we have
836              to waste a page anyway.  */
837           if (tail_slop == 0)
838             {
839               enda -= G.pagesize;
840               tail_slop += G.pagesize;
841             }
842           gcc_assert (tail_slop >= sizeof (page_group));
843           group = (page_group *)enda;
844           tail_slop -= sizeof (page_group);
845         }
846
847       /* Remember that we allocated this memory.  */
848       group->next = G.page_groups;
849       group->allocation = allocation;
850       group->alloc_size = alloc_size;
851       group->in_use = 0;
852       G.page_groups = group;
853       G.bytes_mapped += alloc_size;
854
855       /* If we allocated multiple pages, put the rest on the free list.  */
856       if (multiple_pages)
857         {
858           struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
859           for (a = enda - G.pagesize; a != page; a -= G.pagesize)
860             {
861               e = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
862               e->order = order;
863               e->bytes = G.pagesize;
864               e->page = a;
865               e->group = group;
866               e->next = f;
867               f = e;
868             }
869           G.free_pages = f;
870         }
871     }
872 #endif
873
874   if (entry == NULL)
875     entry = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
876
877   entry->bytes = entry_size;
878   entry->page = page;
879   entry->context_depth = G.context_depth;
880   entry->order = order;
881   entry->num_free_objects = num_objects;
882   entry->next_bit_hint = 1;
883
884   G.context_depth_allocations |= (unsigned long)1 << G.context_depth;
885
886 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
887   entry->group = group;
888   set_page_group_in_use (group, page);
889 #endif
890
891   /* Set the one-past-the-end in-use bit.  This acts as a sentry as we
892      increment the hint.  */
893   entry->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
894     = (unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG);
895
896   set_page_table_entry (page, entry);
897
898   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
899     fprintf (G.debug_file,
900              "Allocating page at %p, object size=%lu, data %p-%p\n",
901              (void *) entry, (unsigned long) OBJECT_SIZE (order), page,
902              page + entry_size - 1);
903
904   return entry;
905 }
906
907 /* Adjust the size of G.depth so that no index greater than the one
908    used by the top of the G.by_depth is used.  */
909
910 static inline void
911 adjust_depth (void)
912 {
913   page_entry *top;
914
915   if (G.by_depth_in_use)
916     {
917       top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
918
919       /* Peel back indices in depth that index into by_depth, so that
920          as new elements are added to by_depth, we note the indices
921          of those elements, if they are for new context depths.  */
922       while (G.depth_in_use > (size_t)top->context_depth+1)
923         --G.depth_in_use;
924     }
925 }
926
927 /* For a page that is no longer needed, put it on the free page list.  */
928
929 static void
930 free_page (page_entry *entry)
931 {
932   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
933     fprintf (G.debug_file,
934              "Deallocating page at %p, data %p-%p\n", (void *) entry,
935              entry->page, entry->page + entry->bytes - 1);
936
937   /* Mark the page as inaccessible.  Discard the handle to avoid handle
938      leak.  */
939   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (entry->page, entry->bytes));
940
941   set_page_table_entry (entry->page, NULL);
942
943 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
944   clear_page_group_in_use (entry->group, entry->page);
945 #endif
946
947   if (G.by_depth_in_use > 1)
948     {
949       page_entry *top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
950       int i = entry->index_by_depth;
951
952       /* We cannot free a page from a context deeper than the current
953          one.  */
954       gcc_assert (entry->context_depth == top->context_depth);
955
956       /* Put top element into freed slot.  */
957       G.by_depth[i] = top;
958       G.save_in_use[i] = G.save_in_use[G.by_depth_in_use-1];
959       top->index_by_depth = i;
960     }
961   --G.by_depth_in_use;
962
963   adjust_depth ();
964
965   entry->next = G.free_pages;
966   G.free_pages = entry;
967 }
968
969 /* Release the free page cache to the system.  */
970
971 static void
972 release_pages (void)
973 {
974 #ifdef USING_MMAP
975   page_entry *p, *next;
976   char *start;
977   size_t len;
978
979   /* Gather up adjacent pages so they are unmapped together.  */
980   p = G.free_pages;
981
982   while (p)
983     {
984       start = p->page;
985       next = p->next;
986       len = p->bytes;
987       free (p);
988       p = next;
989
990       while (p && p->page == start + len)
991         {
992           next = p->next;
993           len += p->bytes;
994           free (p);
995           p = next;
996         }
997
998       munmap (start, len);
999       G.bytes_mapped -= len;
1000     }
1001
1002   G.free_pages = NULL;
1003 #endif
1004 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
1005   page_entry **pp, *p;
1006   page_group **gp, *g;
1007
1008   /* Remove all pages from free page groups from the list.  */
1009   pp = &G.free_pages;
1010   while ((p = *pp) != NULL)
1011     if (p->group->in_use == 0)
1012       {
1013         *pp = p->next;
1014         free (p);
1015       }
1016     else
1017       pp = &p->next;
1018
1019   /* Remove all free page groups, and release the storage.  */
1020   gp = &G.page_groups;
1021   while ((g = *gp) != NULL)
1022     if (g->in_use == 0)
1023       {
1024         *gp = g->next;
1025         G.bytes_mapped -= g->alloc_size;
1026         free (g->allocation);
1027       }
1028     else
1029       gp = &g->next;
1030 #endif
1031 }
1032
1033 /* This table provides a fast way to determine ceil(log_2(size)) for
1034    allocation requests.  The minimum allocation size is eight bytes.  */
1035 #define NUM_SIZE_LOOKUP 512
1036 static unsigned char size_lookup[NUM_SIZE_LOOKUP] =
1037 {
1038   3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
1039   4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
1040   5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1041   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1042   6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1043   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1044   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1045   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1046   7, 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, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1052   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1053   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1054   8, 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   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1068   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1069   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9
1070 };
1071
1072 /* Typed allocation function.  Does nothing special in this collector.  */
1073
1074 void *
1075 ggc_alloc_typed_stat (enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size
1076                       MEM_STAT_DECL)
1077 {
1078   return ggc_internal_alloc_stat (size PASS_MEM_STAT);
1079 }
1080
1081 /* Allocate a chunk of memory of SIZE bytes.  Its contents are undefined.  */
1082
1083 void *
1084 ggc_internal_alloc_stat (size_t size MEM_STAT_DECL)
1085 {
1086   size_t order, word, bit, object_offset, object_size;
1087   struct page_entry *entry;
1088   void *result;
1089
1090   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
1091     {
1092       order = size_lookup[size];
1093       object_size = OBJECT_SIZE (order);
1094     }
1095   else
1096     {
1097       order = 10;
1098       while (size > (object_size = OBJECT_SIZE (order)))
1099         order++;
1100     }
1101
1102   /* If there are non-full pages for this size allocation, they are at
1103      the head of the list.  */
1104   entry = G.pages[order];
1105
1106   /* If there is no page for this object size, or all pages in this
1107      context are full, allocate a new page.  */
1108   if (entry == NULL || entry->num_free_objects == 0)
1109     {
1110       struct page_entry *new_entry;
1111       new_entry = alloc_page (order);
1112
1113       new_entry->index_by_depth = G.by_depth_in_use;
1114       push_by_depth (new_entry, 0);
1115
1116       /* We can skip context depths, if we do, make sure we go all the
1117          way to the new depth.  */
1118       while (new_entry->context_depth >= G.depth_in_use)
1119         push_depth (G.by_depth_in_use-1);
1120
1121       /* If this is the only entry, it's also the tail.  If it is not
1122          the only entry, then we must update the PREV pointer of the
1123          ENTRY (G.pages[order]) to point to our new page entry.  */
1124       if (entry == NULL)
1125         G.page_tails[order] = new_entry;
1126       else
1127         entry->prev = new_entry;
1128
1129       /* Put new pages at the head of the page list.  By definition the
1130          entry at the head of the list always has a NULL pointer.  */
1131       new_entry->next = entry;
1132       new_entry->prev = NULL;
1133       entry = new_entry;
1134       G.pages[order] = new_entry;
1135
1136       /* For a new page, we know the word and bit positions (in the
1137          in_use bitmap) of the first available object -- they're zero.  */
1138       new_entry->next_bit_hint = 1;
1139       word = 0;
1140       bit = 0;
1141       object_offset = 0;
1142     }
1143   else
1144     {
1145       /* First try to use the hint left from the previous allocation
1146          to locate a clear bit in the in-use bitmap.  We've made sure
1147          that the one-past-the-end bit is always set, so if the hint
1148          has run over, this test will fail.  */
1149       unsigned hint = entry->next_bit_hint;
1150       word = hint / HOST_BITS_PER_LONG;
1151       bit = hint % HOST_BITS_PER_LONG;
1152
1153       /* If the hint didn't work, scan the bitmap from the beginning.  */
1154       if ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1155         {
1156           word = bit = 0;
1157           while (~entry->in_use_p[word] == 0)
1158             ++word;
1159
1160 #if GCC_VERSION >= 3004
1161           bit = __builtin_ctzl (~entry->in_use_p[word]);
1162 #else
1163           while ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1164             ++bit;
1165 #endif
1166
1167           hint = word * HOST_BITS_PER_LONG + bit;
1168         }
1169
1170       /* Next time, try the next bit.  */
1171       entry->next_bit_hint = hint + 1;
1172
1173       object_offset = hint * object_size;
1174     }
1175
1176   /* Set the in-use bit.  */
1177   entry->in_use_p[word] |= ((unsigned long) 1 << bit);
1178
1179   /* Keep a running total of the number of free objects.  If this page
1180      fills up, we may have to move it to the end of the list if the
1181      next page isn't full.  If the next page is full, all subsequent
1182      pages are full, so there's no need to move it.  */
1183   if (--entry->num_free_objects == 0
1184       && entry->next != NULL
1185       && entry->next->num_free_objects > 0)
1186     {
1187       /* We have a new head for the list.  */
1188       G.pages[order] = entry->next;
1189
1190       /* We are moving ENTRY to the end of the page table list.
1191          The new page at the head of the list will have NULL in
1192          its PREV field and ENTRY will have NULL in its NEXT field.  */
1193       entry->next->prev = NULL;
1194       entry->next = NULL;
1195
1196       /* Append ENTRY to the tail of the list.  */
1197       entry->prev = G.page_tails[order];
1198       G.page_tails[order]->next = entry;
1199       G.page_tails[order] = entry;
1200     }
1201
1202   /* Calculate the object's address.  */
1203   result = entry->page + object_offset;
1204 #ifdef GATHER_STATISTICS
1205   ggc_record_overhead (OBJECT_SIZE (order), OBJECT_SIZE (order) - size,
1206                        result PASS_MEM_STAT);
1207 #endif
1208
1209 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1210   /* Keep poisoning-by-writing-0xaf the object, in an attempt to keep the
1211      exact same semantics in presence of memory bugs, regardless of
1212      ENABLE_VALGRIND_CHECKING.  We override this request below.  Drop the
1213      handle to avoid handle leak.  */
1214   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, object_size));
1215
1216   /* `Poison' the entire allocated object, including any padding at
1217      the end.  */
1218   memset (result, 0xaf, object_size);
1219
1220   /* Make the bytes after the end of the object unaccessible.  Discard the
1221      handle to avoid handle leak.  */
1222   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS ((char *) result + size,
1223                                                 object_size - size));
1224 #endif
1225
1226   /* Tell Valgrind that the memory is there, but its content isn't
1227      defined.  The bytes at the end of the object are still marked
1228      unaccessible.  */
1229   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, size));
1230
1231   /* Keep track of how many bytes are being allocated.  This
1232      information is used in deciding when to collect.  */
1233   G.allocated += object_size;
1234
1235   /* For timevar statistics.  */
1236   timevar_ggc_mem_total += object_size;
1237
1238 #ifdef GATHER_STATISTICS
1239   {
1240     size_t overhead = object_size - size;
1241
1242     G.stats.total_overhead += overhead;
1243     G.stats.total_allocated += object_size;
1244     G.stats.total_overhead_per_order[order] += overhead;
1245     G.stats.total_allocated_per_order[order] += object_size;
1246
1247     if (size <= 32)
1248       {
1249         G.stats.total_overhead_under32 += overhead;
1250         G.stats.total_allocated_under32 += object_size;
1251       }
1252     if (size <= 64)
1253       {
1254         G.stats.total_overhead_under64 += overhead;
1255         G.stats.total_allocated_under64 += object_size;
1256       }
1257     if (size <= 128)
1258       {
1259         G.stats.total_overhead_under128 += overhead;
1260         G.stats.total_allocated_under128 += object_size;
1261       }
1262   }
1263 #endif
1264
1265   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1266     fprintf (G.debug_file,
1267              "Allocating object, requested size=%lu, actual=%lu at %p on %p\n",
1268              (unsigned long) size, (unsigned long) object_size, result,
1269              (void *) entry);
1270
1271   return result;
1272 }
1273
1274 /* Mark function for strings.  */
1275
1276 void
1277 gt_ggc_m_S (const void *p)
1278 {
1279   page_entry *entry;
1280   unsigned bit, word;
1281   unsigned long mask;
1282   unsigned long offset;
1283
1284   if (!p || !ggc_allocated_p (p))
1285     return;
1286
1287   /* Look up the page on which the object is alloced.  .  */
1288   entry = lookup_page_table_entry (p);
1289   gcc_assert (entry);
1290
1291   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1292      position in the in_use_p bitmap.  Note that because a char* might
1293      point to the middle of an object, we need special code here to
1294      make sure P points to the start of an object.  */
1295   offset = ((const char *) p - entry->page) % object_size_table[entry->order];
1296   if (offset)
1297     {
1298       /* Here we've seen a char* which does not point to the beginning
1299          of an allocated object.  We assume it points to the middle of
1300          a STRING_CST.  */
1301       gcc_assert (offset == offsetof (struct tree_string, str));
1302       p = ((const char *) p) - offset;
1303       gt_ggc_mx_lang_tree_node (CONST_CAST (void *, p));
1304       return;
1305     }
1306
1307   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1308   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1309   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1310
1311   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1312   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1313     return;
1314
1315   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1316   entry->in_use_p[word] |= mask;
1317   entry->num_free_objects -= 1;
1318
1319   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1320     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1321
1322   return;
1323 }
1324
1325 /* If P is not marked, marks it and return false.  Otherwise return true.
1326    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1327    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1328
1329 int
1330 ggc_set_mark (const void *p)
1331 {
1332   page_entry *entry;
1333   unsigned bit, word;
1334   unsigned long mask;
1335
1336   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1337      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1338   entry = lookup_page_table_entry (p);
1339   gcc_assert (entry);
1340
1341   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1342      position in the in_use_p bitmap.  */
1343   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1344   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1345   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1346
1347   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1348   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1349     return 1;
1350
1351   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1352   entry->in_use_p[word] |= mask;
1353   entry->num_free_objects -= 1;
1354
1355   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1356     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1357
1358   return 0;
1359 }
1360
1361 /* Return 1 if P has been marked, zero otherwise.
1362    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1363    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1364
1365 int
1366 ggc_marked_p (const void *p)
1367 {
1368   page_entry *entry;
1369   unsigned bit, word;
1370   unsigned long mask;
1371
1372   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1373      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1374   entry = lookup_page_table_entry (p);
1375   gcc_assert (entry);
1376
1377   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1378      position in the in_use_p bitmap.  */
1379   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1380   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1381   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1382
1383   return (entry->in_use_p[word] & mask) != 0;
1384 }
1385
1386 /* Return the size of the gc-able object P.  */
1387
1388 size_t
1389 ggc_get_size (const void *p)
1390 {
1391   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1392   return OBJECT_SIZE (pe->order);
1393 }
1394
1395 /* Release the memory for object P.  */
1396
1397 void
1398 ggc_free (void *p)
1399 {
1400   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1401   size_t order = pe->order;
1402   size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1403
1404 #ifdef GATHER_STATISTICS
1405   ggc_free_overhead (p);
1406 #endif
1407
1408   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1409     fprintf (G.debug_file,
1410              "Freeing object, actual size=%lu, at %p on %p\n",
1411              (unsigned long) size, p, (void *) pe);
1412
1413 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1414   /* Poison the data, to indicate the data is garbage.  */
1415   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (p, size));
1416   memset (p, 0xa5, size);
1417 #endif
1418   /* Let valgrind know the object is free.  */
1419   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (p, size));
1420
1421 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1422   /* In the completely-anal-checking mode, we do *not* immediately free
1423      the data, but instead verify that the data is *actually* not
1424      reachable the next time we collect.  */
1425   {
1426     struct free_object *fo = XNEW (struct free_object);
1427     fo->object = p;
1428     fo->next = G.free_object_list;
1429     G.free_object_list = fo;
1430   }
1431 #else
1432   {
1433     unsigned int bit_offset, word, bit;
1434
1435     G.allocated -= size;
1436
1437     /* Mark the object not-in-use.  */
1438     bit_offset = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - pe->page, order);
1439     word = bit_offset / HOST_BITS_PER_LONG;
1440     bit = bit_offset % HOST_BITS_PER_LONG;
1441     pe->in_use_p[word] &= ~(1UL << bit);
1442
1443     if (pe->num_free_objects++ == 0)
1444       {
1445         page_entry *p, *q;
1446
1447         /* If the page is completely full, then it's supposed to
1448            be after all pages that aren't.  Since we've freed one
1449            object from a page that was full, we need to move the
1450            page to the head of the list.
1451
1452            PE is the node we want to move.  Q is the previous node
1453            and P is the next node in the list.  */
1454         q = pe->prev;
1455         if (q && q->num_free_objects == 0)
1456           {
1457             p = pe->next;
1458
1459             q->next = p;
1460
1461             /* If PE was at the end of the list, then Q becomes the
1462                new end of the list.  If PE was not the end of the
1463                list, then we need to update the PREV field for P.  */
1464             if (!p)
1465               G.page_tails[order] = q;
1466             else
1467               p->prev = q;
1468
1469             /* Move PE to the head of the list.  */
1470             pe->next = G.pages[order];
1471             pe->prev = NULL;
1472             G.pages[order]->prev = pe;
1473             G.pages[order] = pe;
1474           }
1475
1476         /* Reset the hint bit to point to the only free object.  */
1477         pe->next_bit_hint = bit_offset;
1478       }
1479   }
1480 #endif
1481 }
1482 \f
1483 /* Subroutine of init_ggc which computes the pair of numbers used to
1484    perform division by OBJECT_SIZE (order) and fills in inverse_table[].
1485
1486    This algorithm is taken from Granlund and Montgomery's paper
1487    "Division by Invariant Integers using Multiplication"
1488    (Proc. SIGPLAN PLDI, 1994), section 9 (Exact division by
1489    constants).  */
1490
1491 static void
1492 compute_inverse (unsigned order)
1493 {
1494   size_t size, inv;
1495   unsigned int e;
1496
1497   size = OBJECT_SIZE (order);
1498   e = 0;
1499   while (size % 2 == 0)
1500     {
1501       e++;
1502       size >>= 1;
1503     }
1504
1505   inv = size;
1506   while (inv * size != 1)
1507     inv = inv * (2 - inv*size);
1508
1509   DIV_MULT (order) = inv;
1510   DIV_SHIFT (order) = e;
1511 }
1512
1513 /* Initialize the ggc-mmap allocator.  */
1514 void
1515 init_ggc (void)
1516 {
1517   unsigned order;
1518
1519   G.pagesize = getpagesize();
1520   G.lg_pagesize = exact_log2 (G.pagesize);
1521
1522 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
1523   G.dev_zero_fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
1524   if (G.dev_zero_fd == -1)
1525     internal_error ("open /dev/zero: %m");
1526 #endif
1527
1528 #if 0
1529   G.debug_file = fopen ("ggc-mmap.debug", "w");
1530 #else
1531   G.debug_file = stdout;
1532 #endif
1533
1534 #ifdef USING_MMAP
1535   /* StunOS has an amazing off-by-one error for the first mmap allocation
1536      after fiddling with RLIMIT_STACK.  The result, as hard as it is to
1537      believe, is an unaligned page allocation, which would cause us to
1538      hork badly if we tried to use it.  */
1539   {
1540     char *p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1541     struct page_entry *e;
1542     if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
1543       {
1544         /* How losing.  Discard this one and try another.  If we still
1545            can't get something useful, give up.  */
1546
1547         p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1548         gcc_assert (!((size_t)p & (G.pagesize - 1)));
1549       }
1550
1551     /* We have a good page, might as well hold onto it...  */
1552     e = XCNEW (struct page_entry);
1553     e->bytes = G.pagesize;
1554     e->page = p;
1555     e->next = G.free_pages;
1556     G.free_pages = e;
1557   }
1558 #endif
1559
1560   /* Initialize the object size table.  */
1561   for (order = 0; order < HOST_BITS_PER_PTR; ++order)
1562     object_size_table[order] = (size_t) 1 << order;
1563   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1564     {
1565       size_t s = extra_order_size_table[order - HOST_BITS_PER_PTR];
1566
1567       /* If S is not a multiple of the MAX_ALIGNMENT, then round it up
1568          so that we're sure of getting aligned memory.  */
1569       s = ROUND_UP (s, MAX_ALIGNMENT);
1570       object_size_table[order] = s;
1571     }
1572
1573   /* Initialize the objects-per-page and inverse tables.  */
1574   for (order = 0; order < NUM_ORDERS; ++order)
1575     {
1576       objects_per_page_table[order] = G.pagesize / OBJECT_SIZE (order);
1577       if (objects_per_page_table[order] == 0)
1578         objects_per_page_table[order] = 1;
1579       compute_inverse (order);
1580     }
1581
1582   /* Reset the size_lookup array to put appropriately sized objects in
1583      the special orders.  All objects bigger than the previous power
1584      of two, but no greater than the special size, should go in the
1585      new order.  */
1586   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1587     {
1588       int o;
1589       int i;
1590
1591       i = OBJECT_SIZE (order);
1592       if (i >= NUM_SIZE_LOOKUP)
1593         continue;
1594
1595       for (o = size_lookup[i]; o == size_lookup [i]; --i)
1596         size_lookup[i] = order;
1597     }
1598
1599   G.depth_in_use = 0;
1600   G.depth_max = 10;
1601   G.depth = XNEWVEC (unsigned int, G.depth_max);
1602
1603   G.by_depth_in_use = 0;
1604   G.by_depth_max = INITIAL_PTE_COUNT;
1605   G.by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
1606   G.save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
1607 }
1608
1609 /* Merge the SAVE_IN_USE_P and IN_USE_P arrays in P so that IN_USE_P
1610    reflects reality.  Recalculate NUM_FREE_OBJECTS as well.  */
1611
1612 static void
1613 ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *p)
1614 {
1615   unsigned int i;
1616   size_t num_objects;
1617
1618   /* Because the past-the-end bit in in_use_p is always set, we
1619      pretend there is one additional object.  */
1620   num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1;
1621
1622   /* Reset the free object count.  */
1623   p->num_free_objects = num_objects;
1624
1625   /* Combine the IN_USE_P and SAVE_IN_USE_P arrays.  */
1626   for (i = 0;
1627        i < CEIL (BITMAP_SIZE (num_objects),
1628                  sizeof (*p->in_use_p));
1629        ++i)
1630     {
1631       unsigned long j;
1632
1633       /* Something is in use if it is marked, or if it was in use in a
1634          context further down the context stack.  */
1635       p->in_use_p[i] |= save_in_use_p (p)[i];
1636
1637       /* Decrement the free object count for every object allocated.  */
1638       for (j = p->in_use_p[i]; j; j >>= 1)
1639         p->num_free_objects -= (j & 1);
1640     }
1641
1642   gcc_assert (p->num_free_objects < num_objects);
1643 }
1644 \f
1645 /* Unmark all objects.  */
1646
1647 static void
1648 clear_marks (void)
1649 {
1650   unsigned order;
1651
1652   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1653     {
1654       page_entry *p;
1655
1656       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1657         {
1658           size_t num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1659           size_t bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
1660
1661           /* The data should be page-aligned.  */
1662           gcc_assert (!((size_t) p->page & (G.pagesize - 1)));
1663
1664           /* Pages that aren't in the topmost context are not collected;
1665              nevertheless, we need their in-use bit vectors to store GC
1666              marks.  So, back them up first.  */
1667           if (p->context_depth < G.context_depth)
1668             {
1669               if (! save_in_use_p (p))
1670                 save_in_use_p (p) = XNEWVAR (unsigned long, bitmap_size);
1671               memcpy (save_in_use_p (p), p->in_use_p, bitmap_size);
1672             }
1673
1674           /* Reset reset the number of free objects and clear the
1675              in-use bits.  These will be adjusted by mark_obj.  */
1676           p->num_free_objects = num_objects;
1677           memset (p->in_use_p, 0, bitmap_size);
1678
1679           /* Make sure the one-past-the-end bit is always set.  */
1680           p->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
1681             = ((unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG));
1682         }
1683     }
1684 }
1685
1686 /* Free all empty pages.  Partially empty pages need no attention
1687    because the `mark' bit doubles as an `unused' bit.  */
1688
1689 static void
1690 sweep_pages (void)
1691 {
1692   unsigned order;
1693
1694   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1695     {
1696       /* The last page-entry to consider, regardless of entries
1697          placed at the end of the list.  */
1698       page_entry * const last = G.page_tails[order];
1699
1700       size_t num_objects;
1701       size_t live_objects;
1702       page_entry *p, *previous;
1703       int done;
1704
1705       p = G.pages[order];
1706       if (p == NULL)
1707         continue;
1708
1709       previous = NULL;
1710       do
1711         {
1712           page_entry *next = p->next;
1713
1714           /* Loop until all entries have been examined.  */
1715           done = (p == last);
1716
1717           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1718
1719           /* Add all live objects on this page to the count of
1720              allocated memory.  */
1721           live_objects = num_objects - p->num_free_objects;
1722
1723           G.allocated += OBJECT_SIZE (order) * live_objects;
1724
1725           /* Only objects on pages in the topmost context should get
1726              collected.  */
1727           if (p->context_depth < G.context_depth)
1728             ;
1729
1730           /* Remove the page if it's empty.  */
1731           else if (live_objects == 0)
1732             {
1733               /* If P was the first page in the list, then NEXT
1734                  becomes the new first page in the list, otherwise
1735                  splice P out of the forward pointers.  */
1736               if (! previous)
1737                 G.pages[order] = next;
1738               else
1739                 previous->next = next;
1740
1741               /* Splice P out of the back pointers too.  */
1742               if (next)
1743                 next->prev = previous;
1744
1745               /* Are we removing the last element?  */
1746               if (p == G.page_tails[order])
1747                 G.page_tails[order] = previous;
1748               free_page (p);
1749               p = previous;
1750             }
1751
1752           /* If the page is full, move it to the end.  */
1753           else if (p->num_free_objects == 0)
1754             {
1755               /* Don't move it if it's already at the end.  */
1756               if (p != G.page_tails[order])
1757                 {
1758                   /* Move p to the end of the list.  */
1759                   p->next = NULL;
1760                   p->prev = G.page_tails[order];
1761                   G.page_tails[order]->next = p;
1762
1763                   /* Update the tail pointer...  */
1764                   G.page_tails[order] = p;
1765
1766                   /* ... and the head pointer, if necessary.  */
1767                   if (! previous)
1768                     G.pages[order] = next;
1769                   else
1770                     previous->next = next;
1771
1772                   /* And update the backpointer in NEXT if necessary.  */
1773                   if (next)
1774                     next->prev = previous;
1775
1776                   p = previous;
1777                 }
1778             }
1779
1780           /* If we've fallen through to here, it's a page in the
1781              topmost context that is neither full nor empty.  Such a
1782              page must precede pages at lesser context depth in the
1783              list, so move it to the head.  */
1784           else if (p != G.pages[order])
1785             {
1786               previous->next = p->next;
1787
1788               /* Update the backchain in the next node if it exists.  */
1789               if (p->next)
1790                 p->next->prev = previous;
1791
1792               /* Move P to the head of the list.  */
1793               p->next = G.pages[order];
1794               p->prev = NULL;
1795               G.pages[order]->prev = p;
1796
1797               /* Update the head pointer.  */
1798               G.pages[order] = p;
1799
1800               /* Are we moving the last element?  */
1801               if (G.page_tails[order] == p)
1802                 G.page_tails[order] = previous;
1803               p = previous;
1804             }
1805
1806           previous = p;
1807           p = next;
1808         }
1809       while (! done);
1810
1811       /* Now, restore the in_use_p vectors for any pages from contexts
1812          other than the current one.  */
1813       for (p = G.pages[order]; p; p = p->next)
1814         if (p->context_depth != G.context_depth)
1815           ggc_recalculate_in_use_p (p);
1816     }
1817 }
1818
1819 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1820 /* Clobber all free objects.  */
1821
1822 static void
1823 poison_pages (void)
1824 {
1825   unsigned order;
1826
1827   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1828     {
1829       size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1830       page_entry *p;
1831
1832       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1833         {
1834           size_t num_objects;
1835           size_t i;
1836
1837           if (p->context_depth != G.context_depth)
1838             /* Since we don't do any collection for pages in pushed
1839                contexts, there's no need to do any poisoning.  And
1840                besides, the IN_USE_P array isn't valid until we pop
1841                contexts.  */
1842             continue;
1843
1844           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1845           for (i = 0; i < num_objects; i++)
1846             {
1847               size_t word, bit;
1848               word = i / HOST_BITS_PER_LONG;
1849               bit = i % HOST_BITS_PER_LONG;
1850               if (((p->in_use_p[word] >> bit) & 1) == 0)
1851                 {
1852                   char *object = p->page + i * size;
1853
1854                   /* Keep poison-by-write when we expect to use Valgrind,
1855                      so the exact same memory semantics is kept, in case
1856                      there are memory errors.  We override this request
1857                      below.  */
1858                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (object,
1859                                                                  size));
1860                   memset (object, 0xa5, size);
1861
1862                   /* Drop the handle to avoid handle leak.  */
1863                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (object, size));
1864                 }
1865             }
1866         }
1867     }
1868 }
1869 #else
1870 #define poison_pages()
1871 #endif
1872
1873 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1874 /* Validate that the reportedly free objects actually are.  */
1875
1876 static void
1877 validate_free_objects (void)
1878 {
1879   struct free_object *f, *next, *still_free = NULL;
1880
1881   for (f = G.free_object_list; f ; f = next)
1882     {
1883       page_entry *pe = lookup_page_table_entry (f->object);
1884       size_t bit, word;
1885
1886       bit = OFFSET_TO_BIT ((char *)f->object - pe->page, pe->order);
1887       word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1888       bit = bit % HOST_BITS_PER_LONG;
1889       next = f->next;
1890
1891       /* Make certain it isn't visible from any root.  Notice that we
1892          do this check before sweep_pages merges save_in_use_p.  */
1893       gcc_assert (!(pe->in_use_p[word] & (1UL << bit)));
1894
1895       /* If the object comes from an outer context, then retain the
1896          free_object entry, so that we can verify that the address
1897          isn't live on the stack in some outer context.  */
1898       if (pe->context_depth != G.context_depth)
1899         {
1900           f->next = still_free;
1901           still_free = f;
1902         }
1903       else
1904         free (f);
1905     }
1906
1907   G.free_object_list = still_free;
1908 }
1909 #else
1910 #define validate_free_objects()
1911 #endif
1912
1913 /* Top level mark-and-sweep routine.  */
1914
1915 void
1916 ggc_collect (void)
1917 {
1918   /* Avoid frequent unnecessary work by skipping collection if the
1919      total allocations haven't expanded much since the last
1920      collection.  */
1921   float allocated_last_gc =
1922     MAX (G.allocated_last_gc, (size_t)PARAM_VALUE (GGC_MIN_HEAPSIZE) * 1024);
1923
1924   float min_expand = allocated_last_gc * PARAM_VALUE (GGC_MIN_EXPAND) / 100;
1925
1926   if (G.allocated < allocated_last_gc + min_expand && !ggc_force_collect)
1927     return;
1928
1929   timevar_push (TV_GC);
1930   if (!quiet_flag)
1931     fprintf (stderr, " {GC %luk -> ", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1932   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1933     fprintf (G.debug_file, "BEGIN COLLECTING\n");
1934
1935   /* Zero the total allocated bytes.  This will be recalculated in the
1936      sweep phase.  */
1937   G.allocated = 0;
1938
1939   /* Release the pages we freed the last time we collected, but didn't
1940      reuse in the interim.  */
1941   release_pages ();
1942
1943   /* Indicate that we've seen collections at this context depth.  */
1944   G.context_depth_collections = ((unsigned long)1 << (G.context_depth + 1)) - 1;
1945
1946   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_START, NULL);
1947
1948   clear_marks ();
1949   ggc_mark_roots ();
1950 #ifdef GATHER_STATISTICS
1951   ggc_prune_overhead_list ();
1952 #endif
1953   poison_pages ();
1954   validate_free_objects ();
1955   sweep_pages ();
1956
1957   G.allocated_last_gc = G.allocated;
1958
1959   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_END, NULL);
1960
1961   timevar_pop (TV_GC);
1962
1963   if (!quiet_flag)
1964     fprintf (stderr, "%luk}", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1965   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1966     fprintf (G.debug_file, "END COLLECTING\n");
1967 }
1968
1969 /* Print allocation statistics.  */
1970 #define SCALE(x) ((unsigned long) ((x) < 1024*10 \
1971                   ? (x) \
1972                   : ((x) < 1024*1024*10 \
1973                      ? (x) / 1024 \
1974                      : (x) / (1024*1024))))
1975 #define STAT_LABEL(x) ((x) < 1024*10 ? ' ' : ((x) < 1024*1024*10 ? 'k' : 'M'))
1976
1977 void
1978 ggc_print_statistics (void)
1979 {
1980   struct ggc_statistics stats;
1981   unsigned int i;
1982   size_t total_overhead = 0;
1983
1984   /* Clear the statistics.  */
1985   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1986
1987   /* Make sure collection will really occur.  */
1988   G.allocated_last_gc = 0;
1989
1990   /* Collect and print the statistics common across collectors.  */
1991   ggc_print_common_statistics (stderr, &stats);
1992
1993   /* Release free pages so that we will not count the bytes allocated
1994      there as part of the total allocated memory.  */
1995   release_pages ();
1996
1997   /* Collect some information about the various sizes of
1998      allocation.  */
1999   fprintf (stderr,
2000            "Memory still allocated at the end of the compilation process\n");
2001   fprintf (stderr, "%-5s %10s  %10s  %10s\n",
2002            "Size", "Allocated", "Used", "Overhead");
2003   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; ++i)
2004     {
2005       page_entry *p;
2006       size_t allocated;
2007       size_t in_use;
2008       size_t overhead;
2009
2010       /* Skip empty entries.  */
2011       if (!G.pages[i])
2012         continue;
2013
2014       overhead = allocated = in_use = 0;
2015
2016       /* Figure out the total number of bytes allocated for objects of
2017          this size, and how many of them are actually in use.  Also figure
2018          out how much memory the page table is using.  */
2019       for (p = G.pages[i]; p; p = p->next)
2020         {
2021           allocated += p->bytes;
2022           in_use +=
2023             (OBJECTS_IN_PAGE (p) - p->num_free_objects) * OBJECT_SIZE (i);
2024
2025           overhead += (sizeof (page_entry) - sizeof (long)
2026                        + BITMAP_SIZE (OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1));
2027         }
2028       fprintf (stderr, "%-5lu %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n",
2029                (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2030                SCALE (allocated), STAT_LABEL (allocated),
2031                SCALE (in_use), STAT_LABEL (in_use),
2032                SCALE (overhead), STAT_LABEL (overhead));
2033       total_overhead += overhead;
2034     }
2035   fprintf (stderr, "%-5s %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n", "Total",
2036            SCALE (G.bytes_mapped), STAT_LABEL (G.bytes_mapped),
2037            SCALE (G.allocated), STAT_LABEL(G.allocated),
2038            SCALE (total_overhead), STAT_LABEL (total_overhead));
2039
2040 #ifdef GATHER_STATISTICS
2041   {
2042     fprintf (stderr, "\nTotal allocations and overheads during the compilation process\n");
2043
2044     fprintf (stderr, "Total Overhead:                        %10lld\n",
2045              G.stats.total_overhead);
2046     fprintf (stderr, "Total Allocated:                       %10lld\n",
2047              G.stats.total_allocated);
2048
2049     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  32B:            %10lld\n",
2050              G.stats.total_overhead_under32);
2051     fprintf (stderr, "Total Allocated under  32B:            %10lld\n",
2052              G.stats.total_allocated_under32);
2053     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  64B:            %10lld\n",
2054              G.stats.total_overhead_under64);
2055     fprintf (stderr, "Total Allocated under  64B:            %10lld\n",
2056              G.stats.total_allocated_under64);
2057     fprintf (stderr, "Total Overhead  under 128B:            %10lld\n",
2058              G.stats.total_overhead_under128);
2059     fprintf (stderr, "Total Allocated under 128B:            %10lld\n",
2060              G.stats.total_allocated_under128);
2061
2062     for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2063       if (G.stats.total_allocated_per_order[i])
2064         {
2065           fprintf (stderr, "Total Overhead  page size %7lu:     %10lld\n",
2066                    (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2067                    G.stats.total_overhead_per_order[i]);
2068           fprintf (stderr, "Total Allocated page size %7lu:     %10lld\n",
2069                    (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2070                    G.stats.total_allocated_per_order[i]);
2071         }
2072   }
2073 #endif
2074 }
2075 \f
2076 struct ggc_pch_ondisk
2077 {
2078   unsigned totals[NUM_ORDERS];
2079 };
2080
2081 struct ggc_pch_data
2082 {
2083   struct ggc_pch_ondisk d;
2084   size_t base[NUM_ORDERS];
2085   size_t written[NUM_ORDERS];
2086 };
2087
2088 struct ggc_pch_data *
2089 init_ggc_pch (void)
2090 {
2091   return XCNEW (struct ggc_pch_data);
2092 }
2093
2094 void
2095 ggc_pch_count_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2096                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2097                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2098 {
2099   unsigned order;
2100
2101   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2102     order = size_lookup[size];
2103   else
2104     {
2105       order = 10;
2106       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2107         order++;
2108     }
2109
2110   d->d.totals[order]++;
2111 }
2112
2113 size_t
2114 ggc_pch_total_size (struct ggc_pch_data *d)
2115 {
2116   size_t a = 0;
2117   unsigned i;
2118
2119   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2120     a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2121   return a;
2122 }
2123
2124 void
2125 ggc_pch_this_base (struct ggc_pch_data *d, void *base)
2126 {
2127   size_t a = (size_t) base;
2128   unsigned i;
2129
2130   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2131     {
2132       d->base[i] = a;
2133       a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2134     }
2135 }
2136
2137
2138 char *
2139 ggc_pch_alloc_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2140                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2141                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2142 {
2143   unsigned order;
2144   char *result;
2145
2146   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2147     order = size_lookup[size];
2148   else
2149     {
2150       order = 10;
2151       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2152         order++;
2153     }
2154
2155   result = (char *) d->base[order];
2156   d->base[order] += OBJECT_SIZE (order);
2157   return result;
2158 }
2159
2160 void
2161 ggc_pch_prepare_write (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2162                        FILE *f ATTRIBUTE_UNUSED)
2163 {
2164   /* Nothing to do.  */
2165 }
2166
2167 void
2168 ggc_pch_write_object (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2169                       FILE *f, void *x, void *newx ATTRIBUTE_UNUSED,
2170                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED)
2171 {
2172   unsigned order;
2173   static const char emptyBytes[256] = { 0 };
2174
2175   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2176     order = size_lookup[size];
2177   else
2178     {
2179       order = 10;
2180       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2181         order++;
2182     }
2183
2184   if (fwrite (x, size, 1, f) != 1)
2185     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2186
2187   /* If SIZE is not the same as OBJECT_SIZE(order), then we need to pad the
2188      object out to OBJECT_SIZE(order).  This happens for strings.  */
2189
2190   if (size != OBJECT_SIZE (order))
2191     {
2192       unsigned padding = OBJECT_SIZE(order) - size;
2193
2194       /* To speed small writes, we use a nulled-out array that's larger
2195          than most padding requests as the source for our null bytes.  This
2196          permits us to do the padding with fwrite() rather than fseek(), and
2197          limits the chance the OS may try to flush any outstanding writes.  */
2198       if (padding <= sizeof(emptyBytes))
2199         {
2200           if (fwrite (emptyBytes, 1, padding, f) != padding)
2201             fatal_error ("can't write PCH file");
2202         }
2203       else
2204         {
2205           /* Larger than our buffer?  Just default to fseek.  */
2206           if (fseek (f, padding, SEEK_CUR) != 0)
2207             fatal_error ("can't write PCH file");
2208         }
2209     }
2210
2211   d->written[order]++;
2212   if (d->written[order] == d->d.totals[order]
2213       && fseek (f, ROUND_UP_VALUE (d->d.totals[order] * OBJECT_SIZE (order),
2214                                    G.pagesize),
2215                 SEEK_CUR) != 0)
2216     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2217 }
2218
2219 void
2220 ggc_pch_finish (struct ggc_pch_data *d, FILE *f)
2221 {
2222   if (fwrite (&d->d, sizeof (d->d), 1, f) != 1)
2223     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2224   free (d);
2225 }
2226
2227 /* Move the PCH PTE entries just added to the end of by_depth, to the
2228    front.  */
2229
2230 static void
2231 move_ptes_to_front (int count_old_page_tables, int count_new_page_tables)
2232 {
2233   unsigned i;
2234
2235   /* First, we swap the new entries to the front of the varrays.  */
2236   page_entry **new_by_depth;
2237   unsigned long **new_save_in_use;
2238
2239   new_by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
2240   new_save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
2241
2242   memcpy (&new_by_depth[0],
2243           &G.by_depth[count_old_page_tables],
2244           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2245   memcpy (&new_by_depth[count_new_page_tables],
2246           &G.by_depth[0],
2247           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2248   memcpy (&new_save_in_use[0],
2249           &G.save_in_use[count_old_page_tables],
2250           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2251   memcpy (&new_save_in_use[count_new_page_tables],
2252           &G.save_in_use[0],
2253           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2254
2255   free (G.by_depth);
2256   free (G.save_in_use);
2257
2258   G.by_depth = new_by_depth;
2259   G.save_in_use = new_save_in_use;
2260
2261   /* Now update all the index_by_depth fields.  */
2262   for (i = G.by_depth_in_use; i > 0; --i)
2263     {
2264       page_entry *p = G.by_depth[i-1];
2265       p->index_by_depth = i-1;
2266     }
2267
2268   /* And last, we update the depth pointers in G.depth.  The first
2269      entry is already 0, and context 0 entries always start at index
2270      0, so there is nothing to update in the first slot.  We need a
2271      second slot, only if we have old ptes, and if we do, they start
2272      at index count_new_page_tables.  */
2273   if (count_old_page_tables)
2274     push_depth (count_new_page_tables);
2275 }
2276
2277 void
2278 ggc_pch_read (FILE *f, void *addr)
2279 {
2280   struct ggc_pch_ondisk d;
2281   unsigned i;
2282   char *offs = (char *) addr;
2283   unsigned long count_old_page_tables;
2284   unsigned long count_new_page_tables;
2285
2286   count_old_page_tables = G.by_depth_in_use;
2287
2288   /* We've just read in a PCH file.  So, every object that used to be
2289      allocated is now free.  */
2290   clear_marks ();
2291 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
2292   poison_pages ();
2293 #endif
2294   /* Since we free all the allocated objects, the free list becomes
2295      useless.  Validate it now, which will also clear it.  */
2296   validate_free_objects();
2297
2298   /* No object read from a PCH file should ever be freed.  So, set the
2299      context depth to 1, and set the depth of all the currently-allocated
2300      pages to be 1 too.  PCH pages will have depth 0.  */
2301   gcc_assert (!G.context_depth);
2302   G.context_depth = 1;
2303   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2304     {
2305       page_entry *p;
2306       for (p = G.pages[i]; p != NULL; p = p->next)
2307         p->context_depth = G.context_depth;
2308     }
2309
2310   /* Allocate the appropriate page-table entries for the pages read from
2311      the PCH file.  */
2312   if (fread (&d, sizeof (d), 1, f) != 1)
2313     fatal_error ("can't read PCH file: %m");
2314
2315   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2316     {
2317       struct page_entry *entry;
2318       char *pte;
2319       size_t bytes;
2320       size_t num_objs;
2321       size_t j;
2322
2323       if (d.totals[i] == 0)
2324         continue;
2325
2326       bytes = ROUND_UP (d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2327       num_objs = bytes / OBJECT_SIZE (i);
2328       entry = XCNEWVAR (struct page_entry, (sizeof (struct page_entry)
2329                                             - sizeof (long)
2330                                             + BITMAP_SIZE (num_objs + 1)));
2331       entry->bytes = bytes;
2332       entry->page = offs;
2333       entry->context_depth = 0;
2334       offs += bytes;
2335       entry->num_free_objects = 0;
2336       entry->order = i;
2337
2338       for (j = 0;
2339            j + HOST_BITS_PER_LONG <= num_objs + 1;
2340            j += HOST_BITS_PER_LONG)
2341         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG] = -1;
2342       for (; j < num_objs + 1; j++)
2343         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG]
2344           |= 1L << (j % HOST_BITS_PER_LONG);
2345
2346       for (pte = entry->page;
2347            pte < entry->page + entry->bytes;
2348            pte += G.pagesize)
2349         set_page_table_entry (pte, entry);
2350
2351       if (G.page_tails[i] != NULL)
2352         G.page_tails[i]->next = entry;
2353       else
2354         G.pages[i] = entry;
2355       G.page_tails[i] = entry;
2356
2357       /* We start off by just adding all the new information to the
2358          end of the varrays, later, we will move the new information
2359          to the front of the varrays, as the PCH page tables are at
2360          context 0.  */
2361       push_by_depth (entry, 0);
2362     }
2363
2364   /* Now, we update the various data structures that speed page table
2365      handling.  */
2366   count_new_page_tables = G.by_depth_in_use - count_old_page_tables;
2367
2368   move_ptes_to_front (count_old_page_tables, count_new_page_tables);
2369
2370   /* Update the statistics.  */
2371   G.allocated = G.allocated_last_gc = offs - (char *)addr;
2372 }
2373
2374 struct alloc_zone
2375 {
2376   int dummy;
2377 };
2378
2379 struct alloc_zone rtl_zone;
2380 struct alloc_zone tree_zone;
2381 struct alloc_zone tree_id_zone;