OSDN Git Service

2009-07-07 Manuel López-Ibáñez <manu@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    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 "timevar.h"
32 #include "params.h"
33 #include "tree-flow.h"
34 #include "plugin.h"
35
36 /* Prefer MAP_ANON(YMOUS) to /dev/zero, since we don't need to keep a
37    file open.  Prefer either to valloc.  */
38 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
39 # undef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
40
41 # include <sys/mman.h>
42 # ifndef MAP_FAILED
43 #  define MAP_FAILED -1
44 # endif
45 # if !defined (MAP_ANONYMOUS) && defined (MAP_ANON)
46 #  define MAP_ANONYMOUS MAP_ANON
47 # endif
48 # define USING_MMAP
49
50 #endif
51
52 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
53
54 # include <sys/mman.h>
55 # ifndef MAP_FAILED
56 #  define MAP_FAILED -1
57 # endif
58 # define USING_MMAP
59
60 #endif
61
62 #ifndef USING_MMAP
63 #define USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
64 #endif
65
66 /* Strategy:
67
68    This garbage-collecting allocator allocates objects on one of a set
69    of pages.  Each page can allocate objects of a single size only;
70    available sizes are powers of two starting at four bytes.  The size
71    of an allocation request is rounded up to the next power of two
72    (`order'), and satisfied from the appropriate page.
73
74    Each page is recorded in a page-entry, which also maintains an
75    in-use bitmap of object positions on the page.  This allows the
76    allocation state of a particular object to be flipped without
77    touching the page itself.
78
79    Each page-entry also has a context depth, which is used to track
80    pushing and popping of allocation contexts.  Only objects allocated
81    in the current (highest-numbered) context may be collected.
82
83    Page entries are arranged in an array of singly-linked lists.  The
84    array is indexed by the allocation size, in bits, of the pages on
85    it; i.e. all pages on a list allocate objects of the same size.
86    Pages are ordered on the list such that all non-full pages precede
87    all full pages, with non-full pages arranged in order of decreasing
88    context depth.
89
90    Empty pages (of all orders) are kept on a single page cache list,
91    and are considered first when new pages are required; they are
92    deallocated at the start of the next collection if they haven't
93    been recycled by then.  */
94
95 /* Define GGC_DEBUG_LEVEL to print debugging information.
96      0: No debugging output.
97      1: GC statistics only.
98      2: Page-entry allocations/deallocations as well.
99      3: Object allocations as well.
100      4: Object marks as well.  */
101 #define GGC_DEBUG_LEVEL (0)
102 \f
103 #ifndef HOST_BITS_PER_PTR
104 #define HOST_BITS_PER_PTR  HOST_BITS_PER_LONG
105 #endif
106
107 \f
108 /* A two-level tree is used to look up the page-entry for a given
109    pointer.  Two chunks of the pointer's bits are extracted to index
110    the first and second levels of the tree, as follows:
111
112                                    HOST_PAGE_SIZE_BITS
113                            32           |      |
114        msb +----------------+----+------+------+ lsb
115                             |    |      |
116                          PAGE_L1_BITS   |
117                                  |      |
118                                PAGE_L2_BITS
119
120    The bottommost HOST_PAGE_SIZE_BITS are ignored, since page-entry
121    pages are aligned on system page boundaries.  The next most
122    significant PAGE_L2_BITS and PAGE_L1_BITS are the second and first
123    index values in the lookup table, respectively.
124
125    For 32-bit architectures and the settings below, there are no
126    leftover bits.  For architectures with wider pointers, the lookup
127    tree points to a list of pages, which must be scanned to find the
128    correct one.  */
129
130 #define PAGE_L1_BITS    (8)
131 #define PAGE_L2_BITS    (32 - PAGE_L1_BITS - G.lg_pagesize)
132 #define PAGE_L1_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L1_BITS)
133 #define PAGE_L2_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L2_BITS)
134
135 #define LOOKUP_L1(p) \
136   (((size_t) (p) >> (32 - PAGE_L1_BITS)) & ((1 << PAGE_L1_BITS) - 1))
137
138 #define LOOKUP_L2(p) \
139   (((size_t) (p) >> G.lg_pagesize) & ((1 << PAGE_L2_BITS) - 1))
140
141 /* The number of objects per allocation page, for objects on a page of
142    the indicated ORDER.  */
143 #define OBJECTS_PER_PAGE(ORDER) objects_per_page_table[ORDER]
144
145 /* The number of objects in P.  */
146 #define OBJECTS_IN_PAGE(P) ((P)->bytes / OBJECT_SIZE ((P)->order))
147
148 /* The size of an object on a page of the indicated ORDER.  */
149 #define OBJECT_SIZE(ORDER) object_size_table[ORDER]
150
151 /* For speed, we avoid doing a general integer divide to locate the
152    offset in the allocation bitmap, by precalculating numbers M, S
153    such that (O * M) >> S == O / Z (modulo 2^32), for any offset O
154    within the page which is evenly divisible by the object size Z.  */
155 #define DIV_MULT(ORDER) inverse_table[ORDER].mult
156 #define DIV_SHIFT(ORDER) inverse_table[ORDER].shift
157 #define OFFSET_TO_BIT(OFFSET, ORDER) \
158   (((OFFSET) * DIV_MULT (ORDER)) >> DIV_SHIFT (ORDER))
159
160 /* The number of extra orders, not corresponding to power-of-two sized
161    objects.  */
162
163 #define NUM_EXTRA_ORDERS ARRAY_SIZE (extra_order_size_table)
164
165 #define RTL_SIZE(NSLOTS) \
166   (RTX_HDR_SIZE + (NSLOTS) * sizeof (rtunion))
167
168 #define TREE_EXP_SIZE(OPS) \
169   (sizeof (struct tree_exp) + ((OPS) - 1) * sizeof (tree))
170
171 /* The Ith entry is the maximum size of an object to be stored in the
172    Ith extra order.  Adding a new entry to this array is the *only*
173    thing you need to do to add a new special allocation size.  */
174
175 static const size_t extra_order_size_table[] = {
176   sizeof (struct var_ann_d),
177   sizeof (struct tree_decl_non_common),
178   sizeof (struct tree_field_decl),
179   sizeof (struct tree_parm_decl),
180   sizeof (struct tree_var_decl),
181   sizeof (struct tree_list),
182   sizeof (struct tree_ssa_name),
183   sizeof (struct function),
184   sizeof (struct basic_block_def),
185   sizeof (bitmap_element),
186   sizeof (bitmap_head),
187   TREE_EXP_SIZE (2),
188   RTL_SIZE (2),                 /* MEM, PLUS, etc.  */
189   RTL_SIZE (9),                 /* INSN */
190 };
191
192 /* The total number of orders.  */
193
194 #define NUM_ORDERS (HOST_BITS_PER_PTR + NUM_EXTRA_ORDERS)
195
196 /* We use this structure to determine the alignment required for
197    allocations.  For power-of-two sized allocations, that's not a
198    problem, but it does matter for odd-sized allocations.  */
199
200 struct max_alignment {
201   char c;
202   union {
203     HOST_WIDEST_INT i;
204     long double d;
205   } u;
206 };
207
208 /* The biggest alignment required.  */
209
210 #define MAX_ALIGNMENT (offsetof (struct max_alignment, u))
211
212 /* Compute the smallest nonnegative number which when added to X gives
213    a multiple of F.  */
214
215 #define ROUND_UP_VALUE(x, f) ((f) - 1 - ((f) - 1 + (x)) % (f))
216
217 /* Compute the smallest multiple of F that is >= X.  */
218
219 #define ROUND_UP(x, f) (CEIL (x, f) * (f))
220
221 /* The Ith entry is the number of objects on a page or order I.  */
222
223 static unsigned objects_per_page_table[NUM_ORDERS];
224
225 /* The Ith entry is the size of an object on a page of order I.  */
226
227 static size_t object_size_table[NUM_ORDERS];
228
229 /* The Ith entry is a pair of numbers (mult, shift) such that
230    ((k * mult) >> shift) mod 2^32 == (k / OBJECT_SIZE(I)) mod 2^32,
231    for all k evenly divisible by OBJECT_SIZE(I).  */
232
233 static struct
234 {
235   size_t mult;
236   unsigned int shift;
237 }
238 inverse_table[NUM_ORDERS];
239
240 /* A page_entry records the status of an allocation page.  This
241    structure is dynamically sized to fit the bitmap in_use_p.  */
242 typedef struct page_entry
243 {
244   /* The next page-entry with objects of the same size, or NULL if
245      this is the last page-entry.  */
246   struct page_entry *next;
247
248   /* The previous page-entry with objects of the same size, or NULL if
249      this is the first page-entry.   The PREV pointer exists solely to
250      keep the cost of ggc_free manageable.  */
251   struct page_entry *prev;
252
253   /* The number of bytes allocated.  (This will always be a multiple
254      of the host system page size.)  */
255   size_t bytes;
256
257   /* The address at which the memory is allocated.  */
258   char *page;
259
260 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
261   /* Back pointer to the page group this page came from.  */
262   struct page_group *group;
263 #endif
264
265   /* This is the index in the by_depth varray where this page table
266      can be found.  */
267   unsigned long index_by_depth;
268
269   /* Context depth of this page.  */
270   unsigned short context_depth;
271
272   /* The number of free objects remaining on this page.  */
273   unsigned short num_free_objects;
274
275   /* A likely candidate for the bit position of a free object for the
276      next allocation from this page.  */
277   unsigned short next_bit_hint;
278
279   /* The lg of size of objects allocated from this page.  */
280   unsigned char order;
281
282   /* A bit vector indicating whether or not objects are in use.  The
283      Nth bit is one if the Nth object on this page is allocated.  This
284      array is dynamically sized.  */
285   unsigned long in_use_p[1];
286 } page_entry;
287
288 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
289 /* A page_group describes a large allocation from malloc, from which
290    we parcel out aligned pages.  */
291 typedef struct page_group
292 {
293   /* A linked list of all extant page groups.  */
294   struct page_group *next;
295
296   /* The address we received from malloc.  */
297   char *allocation;
298
299   /* The size of the block.  */
300   size_t alloc_size;
301
302   /* A bitmask of pages in use.  */
303   unsigned int in_use;
304 } page_group;
305 #endif
306
307 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
308
309 /* On 32-bit hosts, we use a two level page table, as pictured above.  */
310 typedef page_entry **page_table[PAGE_L1_SIZE];
311
312 #else
313
314 /* On 64-bit hosts, we use the same two level page tables plus a linked
315    list that disambiguates the top 32-bits.  There will almost always be
316    exactly one entry in the list.  */
317 typedef struct page_table_chain
318 {
319   struct page_table_chain *next;
320   size_t high_bits;
321   page_entry **table[PAGE_L1_SIZE];
322 } *page_table;
323
324 #endif
325
326 /* The rest of the global variables.  */
327 static struct globals
328 {
329   /* The Nth element in this array is a page with objects of size 2^N.
330      If there are any pages with free objects, they will be at the
331      head of the list.  NULL if there are no page-entries for this
332      object size.  */
333   page_entry *pages[NUM_ORDERS];
334
335   /* The Nth element in this array is the last page with objects of
336      size 2^N.  NULL if there are no page-entries for this object
337      size.  */
338   page_entry *page_tails[NUM_ORDERS];
339
340   /* Lookup table for associating allocation pages with object addresses.  */
341   page_table lookup;
342
343   /* The system's page size.  */
344   size_t pagesize;
345   size_t lg_pagesize;
346
347   /* Bytes currently allocated.  */
348   size_t allocated;
349
350   /* Bytes currently allocated at the end of the last collection.  */
351   size_t allocated_last_gc;
352
353   /* Total amount of memory mapped.  */
354   size_t bytes_mapped;
355
356   /* Bit N set if any allocations have been done at context depth N.  */
357   unsigned long context_depth_allocations;
358
359   /* Bit N set if any collections have been done at context depth N.  */
360   unsigned long context_depth_collections;
361
362   /* The current depth in the context stack.  */
363   unsigned short context_depth;
364
365   /* A file descriptor open to /dev/zero for reading.  */
366 #if defined (HAVE_MMAP_DEV_ZERO)
367   int dev_zero_fd;
368 #endif
369
370   /* A cache of free system pages.  */
371   page_entry *free_pages;
372
373 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
374   page_group *page_groups;
375 #endif
376
377   /* The file descriptor for debugging output.  */
378   FILE *debug_file;
379
380   /* Current number of elements in use in depth below.  */
381   unsigned int depth_in_use;
382
383   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
384   unsigned int depth_max;
385
386   /* Each element of this array is an index in by_depth where the given
387      depth starts.  This structure is indexed by that given depth we
388      are interested in.  */
389   unsigned int *depth;
390
391   /* Current number of elements in use in by_depth below.  */
392   unsigned int by_depth_in_use;
393
394   /* Maximum number of elements that can be used before resizing.  */
395   unsigned int by_depth_max;
396
397   /* Each element of this array is a pointer to a page_entry, all
398      page_entries can be found in here by increasing depth.
399      index_by_depth in the page_entry is the index into this data
400      structure where that page_entry can be found.  This is used to
401      speed up finding all page_entries at a particular depth.  */
402   page_entry **by_depth;
403
404   /* Each element is a pointer to the saved in_use_p bits, if any,
405      zero otherwise.  We allocate them all together, to enable a
406      better runtime data access pattern.  */
407   unsigned long **save_in_use;
408
409 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
410   /* List of free objects to be verified as actually free on the
411      next collection.  */
412   struct free_object
413   {
414     void *object;
415     struct free_object *next;
416   } *free_object_list;
417 #endif
418
419 #ifdef GATHER_STATISTICS
420   struct
421   {
422     /* Total memory allocated with ggc_alloc.  */
423     unsigned long long total_allocated;
424     /* Total overhead for memory to be allocated with ggc_alloc.  */
425     unsigned long long total_overhead;
426
427     /* Total allocations and overhead for sizes less than 32, 64 and 128.
428        These sizes are interesting because they are typical cache line
429        sizes.  */
430    
431     unsigned long long total_allocated_under32;
432     unsigned long long total_overhead_under32;
433   
434     unsigned long long total_allocated_under64;
435     unsigned long long total_overhead_under64;
436   
437     unsigned long long total_allocated_under128;
438     unsigned long long total_overhead_under128;
439   
440     /* The allocations for each of the allocation orders.  */
441     unsigned long long total_allocated_per_order[NUM_ORDERS];
442
443     /* The overhead for each of the allocation orders.  */
444     unsigned long long total_overhead_per_order[NUM_ORDERS];
445   } stats;
446 #endif
447 } G;
448
449 /* The size in bytes required to maintain a bitmap for the objects
450    on a page-entry.  */
451 #define BITMAP_SIZE(Num_objects) \
452   (CEIL ((Num_objects), HOST_BITS_PER_LONG) * sizeof(long))
453
454 /* Allocate pages in chunks of this size, to throttle calls to memory
455    allocation routines.  The first page is used, the rest go onto the
456    free list.  This cannot be larger than HOST_BITS_PER_INT for the
457    in_use bitmask for page_group.  Hosts that need a different value
458    can override this by defining GGC_QUIRE_SIZE explicitly.  */
459 #ifndef GGC_QUIRE_SIZE
460 # ifdef USING_MMAP
461 #  define GGC_QUIRE_SIZE 256
462 # else
463 #  define GGC_QUIRE_SIZE 16
464 # endif
465 #endif
466
467 /* Initial guess as to how many page table entries we might need.  */
468 #define INITIAL_PTE_COUNT 128
469 \f
470 static int ggc_allocated_p (const void *);
471 static page_entry *lookup_page_table_entry (const void *);
472 static void set_page_table_entry (void *, page_entry *);
473 #ifdef USING_MMAP
474 static char *alloc_anon (char *, size_t);
475 #endif
476 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
477 static size_t page_group_index (char *, char *);
478 static void set_page_group_in_use (page_group *, char *);
479 static void clear_page_group_in_use (page_group *, char *);
480 #endif
481 static struct page_entry * alloc_page (unsigned);
482 static void free_page (struct page_entry *);
483 static void release_pages (void);
484 static void clear_marks (void);
485 static void sweep_pages (void);
486 static void ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *);
487 static void compute_inverse (unsigned);
488 static inline void adjust_depth (void);
489 static void move_ptes_to_front (int, int);
490
491 void debug_print_page_list (int);
492 static void push_depth (unsigned int);
493 static void push_by_depth (page_entry *, unsigned long *);
494
495 /* Push an entry onto G.depth.  */
496
497 inline static void
498 push_depth (unsigned int i)
499 {
500   if (G.depth_in_use >= G.depth_max)
501     {
502       G.depth_max *= 2;
503       G.depth = XRESIZEVEC (unsigned int, G.depth, G.depth_max);
504     }
505   G.depth[G.depth_in_use++] = i;
506 }
507
508 /* Push an entry onto G.by_depth and G.save_in_use.  */
509
510 inline static void
511 push_by_depth (page_entry *p, unsigned long *s)
512 {
513   if (G.by_depth_in_use >= G.by_depth_max)
514     {
515       G.by_depth_max *= 2;
516       G.by_depth = XRESIZEVEC (page_entry *, G.by_depth, G.by_depth_max);
517       G.save_in_use = XRESIZEVEC (unsigned long *, G.save_in_use,
518                                   G.by_depth_max);
519     }
520   G.by_depth[G.by_depth_in_use] = p;
521   G.save_in_use[G.by_depth_in_use++] = s;
522 }
523
524 #if (GCC_VERSION < 3001)
525 #define prefetch(X) ((void) X)
526 #else
527 #define prefetch(X) __builtin_prefetch (X)
528 #endif
529
530 #define save_in_use_p_i(__i) \
531   (G.save_in_use[__i])
532 #define save_in_use_p(__p) \
533   (save_in_use_p_i (__p->index_by_depth))
534
535 /* Returns nonzero if P was allocated in GC'able memory.  */
536
537 static inline int
538 ggc_allocated_p (const void *p)
539 {
540   page_entry ***base;
541   size_t L1, L2;
542
543 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
544   base = &G.lookup[0];
545 #else
546   page_table table = G.lookup;
547   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
548   while (1)
549     {
550       if (table == NULL)
551         return 0;
552       if (table->high_bits == high_bits)
553         break;
554       table = table->next;
555     }
556   base = &table->table[0];
557 #endif
558
559   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
560   L1 = LOOKUP_L1 (p);
561   L2 = LOOKUP_L2 (p);
562
563   return base[L1] && base[L1][L2];
564 }
565
566 /* Traverse the page table and find the entry for a page.
567    Die (probably) if the object wasn't allocated via GC.  */
568
569 static inline page_entry *
570 lookup_page_table_entry (const void *p)
571 {
572   page_entry ***base;
573   size_t L1, L2;
574
575 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
576   base = &G.lookup[0];
577 #else
578   page_table table = G.lookup;
579   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
580   while (table->high_bits != high_bits)
581     table = table->next;
582   base = &table->table[0];
583 #endif
584
585   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
586   L1 = LOOKUP_L1 (p);
587   L2 = LOOKUP_L2 (p);
588
589   return base[L1][L2];
590 }
591
592 /* Set the page table entry for a page.  */
593
594 static void
595 set_page_table_entry (void *p, page_entry *entry)
596 {
597   page_entry ***base;
598   size_t L1, L2;
599
600 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
601   base = &G.lookup[0];
602 #else
603   page_table table;
604   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
605   for (table = G.lookup; table; table = table->next)
606     if (table->high_bits == high_bits)
607       goto found;
608
609   /* Not found -- allocate a new table.  */
610   table = XCNEW (struct page_table_chain);
611   table->next = G.lookup;
612   table->high_bits = high_bits;
613   G.lookup = table;
614 found:
615   base = &table->table[0];
616 #endif
617
618   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
619   L1 = LOOKUP_L1 (p);
620   L2 = LOOKUP_L2 (p);
621
622   if (base[L1] == NULL)
623     base[L1] = XCNEWVEC (page_entry *, PAGE_L2_SIZE);
624
625   base[L1][L2] = entry;
626 }
627
628 /* Prints the page-entry for object size ORDER, for debugging.  */
629
630 void
631 debug_print_page_list (int order)
632 {
633   page_entry *p;
634   printf ("Head=%p, Tail=%p:\n", (void *) G.pages[order],
635           (void *) G.page_tails[order]);
636   p = G.pages[order];
637   while (p != NULL)
638     {
639       printf ("%p(%1d|%3d) -> ", (void *) p, p->context_depth,
640               p->num_free_objects);
641       p = p->next;
642     }
643   printf ("NULL\n");
644   fflush (stdout);
645 }
646
647 #ifdef USING_MMAP
648 /* Allocate SIZE bytes of anonymous memory, preferably near PREF,
649    (if non-null).  The ifdef structure here is intended to cause a
650    compile error unless exactly one of the HAVE_* is defined.  */
651
652 static inline char *
653 alloc_anon (char *pref ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size)
654 {
655 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
656   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
657                               MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
658 #endif
659 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
660   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
661                               MAP_PRIVATE, G.dev_zero_fd, 0);
662 #endif
663
664   if (page == (char *) MAP_FAILED)
665     {
666       perror ("virtual memory exhausted");
667       exit (FATAL_EXIT_CODE);
668     }
669
670   /* Remember that we allocated this memory.  */
671   G.bytes_mapped += size;
672
673   /* Pretend we don't have access to the allocated pages.  We'll enable
674      access to smaller pieces of the area in ggc_alloc.  Discard the
675      handle to avoid handle leak.  */
676   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (page, size));
677
678   return page;
679 }
680 #endif
681 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
682 /* Compute the index for this page into the page group.  */
683
684 static inline size_t
685 page_group_index (char *allocation, char *page)
686 {
687   return (size_t) (page - allocation) >> G.lg_pagesize;
688 }
689
690 /* Set and clear the in_use bit for this page in the page group.  */
691
692 static inline void
693 set_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
694 {
695   group->in_use |= 1 << page_group_index (group->allocation, page);
696 }
697
698 static inline void
699 clear_page_group_in_use (page_group *group, char *page)
700 {
701   group->in_use &= ~(1 << page_group_index (group->allocation, page));
702 }
703 #endif
704
705 /* Allocate a new page for allocating objects of size 2^ORDER,
706    and return an entry for it.  The entry is not added to the
707    appropriate page_table list.  */
708
709 static inline struct page_entry *
710 alloc_page (unsigned order)
711 {
712   struct page_entry *entry, *p, **pp;
713   char *page;
714   size_t num_objects;
715   size_t bitmap_size;
716   size_t page_entry_size;
717   size_t entry_size;
718 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
719   page_group *group;
720 #endif
721
722   num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
723   bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
724   page_entry_size = sizeof (page_entry) - sizeof (long) + bitmap_size;
725   entry_size = num_objects * OBJECT_SIZE (order);
726   if (entry_size < G.pagesize)
727     entry_size = G.pagesize;
728
729   entry = NULL;
730   page = NULL;
731
732   /* Check the list of free pages for one we can use.  */
733   for (pp = &G.free_pages, p = *pp; p; pp = &p->next, p = *pp)
734     if (p->bytes == entry_size)
735       break;
736
737   if (p != NULL)
738     {
739       /* Recycle the allocated memory from this page ...  */
740       *pp = p->next;
741       page = p->page;
742
743 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
744       group = p->group;
745 #endif
746
747       /* ... and, if possible, the page entry itself.  */
748       if (p->order == order)
749         {
750           entry = p;
751           memset (entry, 0, page_entry_size);
752         }
753       else
754         free (p);
755     }
756 #ifdef USING_MMAP
757   else if (entry_size == G.pagesize)
758     {
759       /* We want just one page.  Allocate a bunch of them and put the
760          extras on the freelist.  (Can only do this optimization with
761          mmap for backing store.)  */
762       struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
763       int i;
764
765       page = alloc_anon (NULL, G.pagesize * GGC_QUIRE_SIZE);
766
767       /* This loop counts down so that the chain will be in ascending
768          memory order.  */
769       for (i = GGC_QUIRE_SIZE - 1; i >= 1; i--)
770         {
771           e = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
772           e->order = order;
773           e->bytes = G.pagesize;
774           e->page = page + (i << G.lg_pagesize);
775           e->next = f;
776           f = e;
777         }
778
779       G.free_pages = f;
780     }
781   else
782     page = alloc_anon (NULL, entry_size);
783 #endif
784 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
785   else
786     {
787       /* Allocate a large block of memory and serve out the aligned
788          pages therein.  This results in much less memory wastage
789          than the traditional implementation of valloc.  */
790
791       char *allocation, *a, *enda;
792       size_t alloc_size, head_slop, tail_slop;
793       int multiple_pages = (entry_size == G.pagesize);
794
795       if (multiple_pages)
796         alloc_size = GGC_QUIRE_SIZE * G.pagesize;
797       else
798         alloc_size = entry_size + G.pagesize - 1;
799       allocation = XNEWVEC (char, alloc_size);
800
801       page = (char *) (((size_t) allocation + G.pagesize - 1) & -G.pagesize);
802       head_slop = page - allocation;
803       if (multiple_pages)
804         tail_slop = ((size_t) allocation + alloc_size) & (G.pagesize - 1);
805       else
806         tail_slop = alloc_size - entry_size - head_slop;
807       enda = allocation + alloc_size - tail_slop;
808
809       /* We allocated N pages, which are likely not aligned, leaving
810          us with N-1 usable pages.  We plan to place the page_group
811          structure somewhere in the slop.  */
812       if (head_slop >= sizeof (page_group))
813         group = (page_group *)page - 1;
814       else
815         {
816           /* We magically got an aligned allocation.  Too bad, we have
817              to waste a page anyway.  */
818           if (tail_slop == 0)
819             {
820               enda -= G.pagesize;
821               tail_slop += G.pagesize;
822             }
823           gcc_assert (tail_slop >= sizeof (page_group));
824           group = (page_group *)enda;
825           tail_slop -= sizeof (page_group);
826         }
827
828       /* Remember that we allocated this memory.  */
829       group->next = G.page_groups;
830       group->allocation = allocation;
831       group->alloc_size = alloc_size;
832       group->in_use = 0;
833       G.page_groups = group;
834       G.bytes_mapped += alloc_size;
835
836       /* If we allocated multiple pages, put the rest on the free list.  */
837       if (multiple_pages)
838         {
839           struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
840           for (a = enda - G.pagesize; a != page; a -= G.pagesize)
841             {
842               e = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
843               e->order = order;
844               e->bytes = G.pagesize;
845               e->page = a;
846               e->group = group;
847               e->next = f;
848               f = e;
849             }
850           G.free_pages = f;
851         }
852     }
853 #endif
854
855   if (entry == NULL)
856     entry = XCNEWVAR (struct page_entry, page_entry_size);
857
858   entry->bytes = entry_size;
859   entry->page = page;
860   entry->context_depth = G.context_depth;
861   entry->order = order;
862   entry->num_free_objects = num_objects;
863   entry->next_bit_hint = 1;
864
865   G.context_depth_allocations |= (unsigned long)1 << G.context_depth;
866
867 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
868   entry->group = group;
869   set_page_group_in_use (group, page);
870 #endif
871
872   /* Set the one-past-the-end in-use bit.  This acts as a sentry as we
873      increment the hint.  */
874   entry->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
875     = (unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG);
876
877   set_page_table_entry (page, entry);
878
879   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
880     fprintf (G.debug_file,
881              "Allocating page at %p, object size=%lu, data %p-%p\n",
882              (void *) entry, (unsigned long) OBJECT_SIZE (order), page,
883              page + entry_size - 1);
884
885   return entry;
886 }
887
888 /* Adjust the size of G.depth so that no index greater than the one
889    used by the top of the G.by_depth is used.  */
890
891 static inline void
892 adjust_depth (void)
893 {
894   page_entry *top;
895
896   if (G.by_depth_in_use)
897     {
898       top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
899
900       /* Peel back indices in depth that index into by_depth, so that
901          as new elements are added to by_depth, we note the indices
902          of those elements, if they are for new context depths.  */
903       while (G.depth_in_use > (size_t)top->context_depth+1)
904         --G.depth_in_use;
905     }
906 }
907
908 /* For a page that is no longer needed, put it on the free page list.  */
909
910 static void
911 free_page (page_entry *entry)
912 {
913   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
914     fprintf (G.debug_file,
915              "Deallocating page at %p, data %p-%p\n", (void *) entry,
916              entry->page, entry->page + entry->bytes - 1);
917
918   /* Mark the page as inaccessible.  Discard the handle to avoid handle
919      leak.  */
920   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (entry->page, entry->bytes));
921
922   set_page_table_entry (entry->page, NULL);
923
924 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
925   clear_page_group_in_use (entry->group, entry->page);
926 #endif
927
928   if (G.by_depth_in_use > 1)
929     {
930       page_entry *top = G.by_depth[G.by_depth_in_use-1];
931       int i = entry->index_by_depth;
932
933       /* We cannot free a page from a context deeper than the current
934          one.  */
935       gcc_assert (entry->context_depth == top->context_depth);
936       
937       /* Put top element into freed slot.  */
938       G.by_depth[i] = top;
939       G.save_in_use[i] = G.save_in_use[G.by_depth_in_use-1];
940       top->index_by_depth = i;
941     }
942   --G.by_depth_in_use;
943
944   adjust_depth ();
945
946   entry->next = G.free_pages;
947   G.free_pages = entry;
948 }
949
950 /* Release the free page cache to the system.  */
951
952 static void
953 release_pages (void)
954 {
955 #ifdef USING_MMAP
956   page_entry *p, *next;
957   char *start;
958   size_t len;
959
960   /* Gather up adjacent pages so they are unmapped together.  */
961   p = G.free_pages;
962
963   while (p)
964     {
965       start = p->page;
966       next = p->next;
967       len = p->bytes;
968       free (p);
969       p = next;
970
971       while (p && p->page == start + len)
972         {
973           next = p->next;
974           len += p->bytes;
975           free (p);
976           p = next;
977         }
978
979       munmap (start, len);
980       G.bytes_mapped -= len;
981     }
982
983   G.free_pages = NULL;
984 #endif
985 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
986   page_entry **pp, *p;
987   page_group **gp, *g;
988
989   /* Remove all pages from free page groups from the list.  */
990   pp = &G.free_pages;
991   while ((p = *pp) != NULL)
992     if (p->group->in_use == 0)
993       {
994         *pp = p->next;
995         free (p);
996       }
997     else
998       pp = &p->next;
999
1000   /* Remove all free page groups, and release the storage.  */
1001   gp = &G.page_groups;
1002   while ((g = *gp) != NULL)
1003     if (g->in_use == 0)
1004       {
1005         *gp = g->next;
1006         G.bytes_mapped -= g->alloc_size;
1007         free (g->allocation);
1008       }
1009     else
1010       gp = &g->next;
1011 #endif
1012 }
1013
1014 /* This table provides a fast way to determine ceil(log_2(size)) for
1015    allocation requests.  The minimum allocation size is eight bytes.  */
1016 #define NUM_SIZE_LOOKUP 512
1017 static unsigned char size_lookup[NUM_SIZE_LOOKUP] =
1018 {
1019   3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
1020   4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
1021   5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1022   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
1023   6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1024   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1025   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1026   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
1027   7, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1028   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1029   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1030   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
1031   8, 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, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1036   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1037   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1038   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
1039   9, 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 };
1052
1053 /* Typed allocation function.  Does nothing special in this collector.  */
1054
1055 void *
1056 ggc_alloc_typed_stat (enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size
1057                       MEM_STAT_DECL)
1058 {
1059   return ggc_alloc_stat (size PASS_MEM_STAT);
1060 }
1061
1062 /* Allocate a chunk of memory of SIZE bytes.  Its contents are undefined.  */
1063
1064 void *
1065 ggc_alloc_stat (size_t size MEM_STAT_DECL)
1066 {
1067   size_t order, word, bit, object_offset, object_size;
1068   struct page_entry *entry;
1069   void *result;
1070
1071   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
1072     {
1073       order = size_lookup[size];
1074       object_size = OBJECT_SIZE (order);
1075     }
1076   else
1077     {
1078       order = 10;
1079       while (size > (object_size = OBJECT_SIZE (order)))
1080         order++;
1081     }
1082
1083   /* If there are non-full pages for this size allocation, they are at
1084      the head of the list.  */
1085   entry = G.pages[order];
1086
1087   /* If there is no page for this object size, or all pages in this
1088      context are full, allocate a new page.  */
1089   if (entry == NULL || entry->num_free_objects == 0)
1090     {
1091       struct page_entry *new_entry;
1092       new_entry = alloc_page (order);
1093
1094       new_entry->index_by_depth = G.by_depth_in_use;
1095       push_by_depth (new_entry, 0);
1096
1097       /* We can skip context depths, if we do, make sure we go all the
1098          way to the new depth.  */
1099       while (new_entry->context_depth >= G.depth_in_use)
1100         push_depth (G.by_depth_in_use-1);
1101
1102       /* If this is the only entry, it's also the tail.  If it is not
1103          the only entry, then we must update the PREV pointer of the
1104          ENTRY (G.pages[order]) to point to our new page entry.  */
1105       if (entry == NULL)
1106         G.page_tails[order] = new_entry;
1107       else
1108         entry->prev = new_entry;
1109
1110       /* Put new pages at the head of the page list.  By definition the
1111          entry at the head of the list always has a NULL pointer.  */
1112       new_entry->next = entry;
1113       new_entry->prev = NULL;
1114       entry = new_entry;
1115       G.pages[order] = new_entry;
1116
1117       /* For a new page, we know the word and bit positions (in the
1118          in_use bitmap) of the first available object -- they're zero.  */
1119       new_entry->next_bit_hint = 1;
1120       word = 0;
1121       bit = 0;
1122       object_offset = 0;
1123     }
1124   else
1125     {
1126       /* First try to use the hint left from the previous allocation
1127          to locate a clear bit in the in-use bitmap.  We've made sure
1128          that the one-past-the-end bit is always set, so if the hint
1129          has run over, this test will fail.  */
1130       unsigned hint = entry->next_bit_hint;
1131       word = hint / HOST_BITS_PER_LONG;
1132       bit = hint % HOST_BITS_PER_LONG;
1133
1134       /* If the hint didn't work, scan the bitmap from the beginning.  */
1135       if ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1136         {
1137           word = bit = 0;
1138           while (~entry->in_use_p[word] == 0)
1139             ++word;
1140
1141 #if GCC_VERSION >= 3004
1142           bit = __builtin_ctzl (~entry->in_use_p[word]);
1143 #else
1144           while ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
1145             ++bit;
1146 #endif
1147
1148           hint = word * HOST_BITS_PER_LONG + bit;
1149         }
1150
1151       /* Next time, try the next bit.  */
1152       entry->next_bit_hint = hint + 1;
1153
1154       object_offset = hint * object_size;
1155     }
1156
1157   /* Set the in-use bit.  */
1158   entry->in_use_p[word] |= ((unsigned long) 1 << bit);
1159
1160   /* Keep a running total of the number of free objects.  If this page
1161      fills up, we may have to move it to the end of the list if the
1162      next page isn't full.  If the next page is full, all subsequent
1163      pages are full, so there's no need to move it.  */
1164   if (--entry->num_free_objects == 0
1165       && entry->next != NULL
1166       && entry->next->num_free_objects > 0)
1167     {
1168       /* We have a new head for the list.  */
1169       G.pages[order] = entry->next;
1170
1171       /* We are moving ENTRY to the end of the page table list.
1172          The new page at the head of the list will have NULL in
1173          its PREV field and ENTRY will have NULL in its NEXT field.  */
1174       entry->next->prev = NULL;
1175       entry->next = NULL;
1176
1177       /* Append ENTRY to the tail of the list.  */
1178       entry->prev = G.page_tails[order];
1179       G.page_tails[order]->next = entry;
1180       G.page_tails[order] = entry;
1181     }
1182
1183   /* Calculate the object's address.  */
1184   result = entry->page + object_offset;
1185 #ifdef GATHER_STATISTICS
1186   ggc_record_overhead (OBJECT_SIZE (order), OBJECT_SIZE (order) - size,
1187                        result PASS_MEM_STAT);
1188 #endif
1189
1190 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1191   /* Keep poisoning-by-writing-0xaf the object, in an attempt to keep the
1192      exact same semantics in presence of memory bugs, regardless of
1193      ENABLE_VALGRIND_CHECKING.  We override this request below.  Drop the
1194      handle to avoid handle leak.  */
1195   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, object_size));
1196
1197   /* `Poison' the entire allocated object, including any padding at
1198      the end.  */
1199   memset (result, 0xaf, object_size);
1200
1201   /* Make the bytes after the end of the object unaccessible.  Discard the
1202      handle to avoid handle leak.  */
1203   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS ((char *) result + size,
1204                                                 object_size - size));
1205 #endif
1206
1207   /* Tell Valgrind that the memory is there, but its content isn't
1208      defined.  The bytes at the end of the object are still marked
1209      unaccessible.  */
1210   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, size));
1211
1212   /* Keep track of how many bytes are being allocated.  This
1213      information is used in deciding when to collect.  */
1214   G.allocated += object_size;
1215
1216   /* For timevar statistics.  */
1217   timevar_ggc_mem_total += object_size;
1218
1219 #ifdef GATHER_STATISTICS
1220   {
1221     size_t overhead = object_size - size;
1222
1223     G.stats.total_overhead += overhead;
1224     G.stats.total_allocated += object_size;
1225     G.stats.total_overhead_per_order[order] += overhead;
1226     G.stats.total_allocated_per_order[order] += object_size;
1227
1228     if (size <= 32)
1229       {
1230         G.stats.total_overhead_under32 += overhead;
1231         G.stats.total_allocated_under32 += object_size;
1232       }
1233     if (size <= 64)
1234       {
1235         G.stats.total_overhead_under64 += overhead;
1236         G.stats.total_allocated_under64 += object_size;
1237       }
1238     if (size <= 128)
1239       {
1240         G.stats.total_overhead_under128 += overhead;
1241         G.stats.total_allocated_under128 += object_size;
1242       }
1243   }
1244 #endif
1245
1246   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1247     fprintf (G.debug_file,
1248              "Allocating object, requested size=%lu, actual=%lu at %p on %p\n",
1249              (unsigned long) size, (unsigned long) object_size, result,
1250              (void *) entry);
1251
1252   return result;
1253 }
1254
1255 /* Mark function for strings.  */
1256
1257 void
1258 gt_ggc_m_S (const void *p)
1259 {
1260   page_entry *entry;
1261   unsigned bit, word;
1262   unsigned long mask;
1263   unsigned long offset;
1264
1265   if (!p || !ggc_allocated_p (p))
1266     return;
1267
1268   /* Look up the page on which the object is alloced.  .  */
1269   entry = lookup_page_table_entry (p);
1270   gcc_assert (entry);
1271
1272   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1273      position in the in_use_p bitmap.  Note that because a char* might
1274      point to the middle of an object, we need special code here to
1275      make sure P points to the start of an object.  */
1276   offset = ((const char *) p - entry->page) % object_size_table[entry->order];
1277   if (offset)
1278     {
1279       /* Here we've seen a char* which does not point to the beginning
1280          of an allocated object.  We assume it points to the middle of
1281          a STRING_CST.  */
1282       gcc_assert (offset == offsetof (struct tree_string, str));
1283       p = ((const char *) p) - offset;
1284       gt_ggc_mx_lang_tree_node (CONST_CAST (void *, p));
1285       return;
1286     }
1287
1288   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1289   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1290   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1291
1292   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1293   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1294     return;
1295
1296   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1297   entry->in_use_p[word] |= mask;
1298   entry->num_free_objects -= 1;
1299
1300   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1301     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1302
1303   return;
1304 }
1305
1306 /* If P is not marked, marks it and return false.  Otherwise return true.
1307    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1308    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1309
1310 int
1311 ggc_set_mark (const void *p)
1312 {
1313   page_entry *entry;
1314   unsigned bit, word;
1315   unsigned long mask;
1316
1317   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1318      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1319   entry = lookup_page_table_entry (p);
1320   gcc_assert (entry);
1321
1322   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1323      position in the in_use_p bitmap.  */
1324   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1325   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1326   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1327
1328   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1329   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1330     return 1;
1331
1332   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1333   entry->in_use_p[word] |= mask;
1334   entry->num_free_objects -= 1;
1335
1336   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1337     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1338
1339   return 0;
1340 }
1341
1342 /* Return 1 if P has been marked, zero otherwise.
1343    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1344    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1345
1346 int
1347 ggc_marked_p (const void *p)
1348 {
1349   page_entry *entry;
1350   unsigned bit, word;
1351   unsigned long mask;
1352
1353   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1354      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1355   entry = lookup_page_table_entry (p);
1356   gcc_assert (entry);
1357
1358   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1359      position in the in_use_p bitmap.  */
1360   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1361   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1362   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1363
1364   return (entry->in_use_p[word] & mask) != 0;
1365 }
1366
1367 /* Return the size of the gc-able object P.  */
1368
1369 size_t
1370 ggc_get_size (const void *p)
1371 {
1372   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1373   return OBJECT_SIZE (pe->order);
1374 }
1375
1376 /* Release the memory for object P.  */
1377
1378 void
1379 ggc_free (void *p)
1380 {
1381   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1382   size_t order = pe->order;
1383   size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1384
1385 #ifdef GATHER_STATISTICS
1386   ggc_free_overhead (p);
1387 #endif
1388
1389   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1390     fprintf (G.debug_file,
1391              "Freeing object, actual size=%lu, at %p on %p\n",
1392              (unsigned long) size, p, (void *) pe);
1393
1394 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1395   /* Poison the data, to indicate the data is garbage.  */
1396   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (p, size));
1397   memset (p, 0xa5, size);
1398 #endif
1399   /* Let valgrind know the object is free.  */
1400   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (p, size));
1401
1402 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1403   /* In the completely-anal-checking mode, we do *not* immediately free
1404      the data, but instead verify that the data is *actually* not 
1405      reachable the next time we collect.  */
1406   {
1407     struct free_object *fo = XNEW (struct free_object);
1408     fo->object = p;
1409     fo->next = G.free_object_list;
1410     G.free_object_list = fo;
1411   }
1412 #else
1413   {
1414     unsigned int bit_offset, word, bit;
1415
1416     G.allocated -= size;
1417
1418     /* Mark the object not-in-use.  */
1419     bit_offset = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - pe->page, order);
1420     word = bit_offset / HOST_BITS_PER_LONG;
1421     bit = bit_offset % HOST_BITS_PER_LONG;
1422     pe->in_use_p[word] &= ~(1UL << bit);
1423
1424     if (pe->num_free_objects++ == 0)
1425       {
1426         page_entry *p, *q;
1427
1428         /* If the page is completely full, then it's supposed to
1429            be after all pages that aren't.  Since we've freed one
1430            object from a page that was full, we need to move the
1431            page to the head of the list. 
1432
1433            PE is the node we want to move.  Q is the previous node
1434            and P is the next node in the list.  */
1435         q = pe->prev;
1436         if (q && q->num_free_objects == 0)
1437           {
1438             p = pe->next;
1439
1440             q->next = p;
1441
1442             /* If PE was at the end of the list, then Q becomes the
1443                new end of the list.  If PE was not the end of the
1444                list, then we need to update the PREV field for P.  */
1445             if (!p)
1446               G.page_tails[order] = q;
1447             else
1448               p->prev = q;
1449
1450             /* Move PE to the head of the list.  */
1451             pe->next = G.pages[order];
1452             pe->prev = NULL;
1453             G.pages[order]->prev = pe;
1454             G.pages[order] = pe;
1455           }
1456
1457         /* Reset the hint bit to point to the only free object.  */
1458         pe->next_bit_hint = bit_offset;
1459       }
1460   }
1461 #endif
1462 }
1463 \f
1464 /* Subroutine of init_ggc which computes the pair of numbers used to
1465    perform division by OBJECT_SIZE (order) and fills in inverse_table[].
1466
1467    This algorithm is taken from Granlund and Montgomery's paper
1468    "Division by Invariant Integers using Multiplication"
1469    (Proc. SIGPLAN PLDI, 1994), section 9 (Exact division by
1470    constants).  */
1471
1472 static void
1473 compute_inverse (unsigned order)
1474 {
1475   size_t size, inv; 
1476   unsigned int e;
1477
1478   size = OBJECT_SIZE (order);
1479   e = 0;
1480   while (size % 2 == 0)
1481     {
1482       e++;
1483       size >>= 1;
1484     }
1485
1486   inv = size;
1487   while (inv * size != 1)
1488     inv = inv * (2 - inv*size);
1489
1490   DIV_MULT (order) = inv;
1491   DIV_SHIFT (order) = e;
1492 }
1493
1494 /* Initialize the ggc-mmap allocator.  */
1495 void
1496 init_ggc (void)
1497 {
1498   unsigned order;
1499
1500   G.pagesize = getpagesize();
1501   G.lg_pagesize = exact_log2 (G.pagesize);
1502
1503 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
1504   G.dev_zero_fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
1505   if (G.dev_zero_fd == -1)
1506     internal_error ("open /dev/zero: %m");
1507 #endif
1508
1509 #if 0
1510   G.debug_file = fopen ("ggc-mmap.debug", "w");
1511 #else
1512   G.debug_file = stdout;
1513 #endif
1514
1515 #ifdef USING_MMAP
1516   /* StunOS has an amazing off-by-one error for the first mmap allocation
1517      after fiddling with RLIMIT_STACK.  The result, as hard as it is to
1518      believe, is an unaligned page allocation, which would cause us to
1519      hork badly if we tried to use it.  */
1520   {
1521     char *p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1522     struct page_entry *e;
1523     if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
1524       {
1525         /* How losing.  Discard this one and try another.  If we still
1526            can't get something useful, give up.  */
1527
1528         p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1529         gcc_assert (!((size_t)p & (G.pagesize - 1)));
1530       }
1531
1532     /* We have a good page, might as well hold onto it...  */
1533     e = XCNEW (struct page_entry);
1534     e->bytes = G.pagesize;
1535     e->page = p;
1536     e->next = G.free_pages;
1537     G.free_pages = e;
1538   }
1539 #endif
1540
1541   /* Initialize the object size table.  */
1542   for (order = 0; order < HOST_BITS_PER_PTR; ++order)
1543     object_size_table[order] = (size_t) 1 << order;
1544   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1545     {
1546       size_t s = extra_order_size_table[order - HOST_BITS_PER_PTR];
1547
1548       /* If S is not a multiple of the MAX_ALIGNMENT, then round it up
1549          so that we're sure of getting aligned memory.  */
1550       s = ROUND_UP (s, MAX_ALIGNMENT);
1551       object_size_table[order] = s;
1552     }
1553
1554   /* Initialize the objects-per-page and inverse tables.  */
1555   for (order = 0; order < NUM_ORDERS; ++order)
1556     {
1557       objects_per_page_table[order] = G.pagesize / OBJECT_SIZE (order);
1558       if (objects_per_page_table[order] == 0)
1559         objects_per_page_table[order] = 1;
1560       compute_inverse (order);
1561     }
1562
1563   /* Reset the size_lookup array to put appropriately sized objects in
1564      the special orders.  All objects bigger than the previous power
1565      of two, but no greater than the special size, should go in the
1566      new order.  */
1567   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1568     {
1569       int o;
1570       int i;
1571
1572       i = OBJECT_SIZE (order);
1573       if (i >= NUM_SIZE_LOOKUP)
1574         continue;
1575
1576       for (o = size_lookup[i]; o == size_lookup [i]; --i)
1577         size_lookup[i] = order;
1578     }
1579
1580   G.depth_in_use = 0;
1581   G.depth_max = 10;
1582   G.depth = XNEWVEC (unsigned int, G.depth_max);
1583
1584   G.by_depth_in_use = 0;
1585   G.by_depth_max = INITIAL_PTE_COUNT;
1586   G.by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
1587   G.save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
1588 }
1589
1590 /* Start a new GGC zone.  */
1591
1592 struct alloc_zone *
1593 new_ggc_zone (const char *name ATTRIBUTE_UNUSED)
1594 {
1595   return NULL;
1596 }
1597
1598 /* Destroy a GGC zone.  */
1599 void
1600 destroy_ggc_zone (struct alloc_zone *zone ATTRIBUTE_UNUSED)
1601 {
1602 }
1603
1604 /* Merge the SAVE_IN_USE_P and IN_USE_P arrays in P so that IN_USE_P
1605    reflects reality.  Recalculate NUM_FREE_OBJECTS as well.  */
1606
1607 static void
1608 ggc_recalculate_in_use_p (page_entry *p)
1609 {
1610   unsigned int i;
1611   size_t num_objects;
1612
1613   /* Because the past-the-end bit in in_use_p is always set, we
1614      pretend there is one additional object.  */
1615   num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1;
1616
1617   /* Reset the free object count.  */
1618   p->num_free_objects = num_objects;
1619
1620   /* Combine the IN_USE_P and SAVE_IN_USE_P arrays.  */
1621   for (i = 0;
1622        i < CEIL (BITMAP_SIZE (num_objects),
1623                  sizeof (*p->in_use_p));
1624        ++i)
1625     {
1626       unsigned long j;
1627
1628       /* Something is in use if it is marked, or if it was in use in a
1629          context further down the context stack.  */
1630       p->in_use_p[i] |= save_in_use_p (p)[i];
1631
1632       /* Decrement the free object count for every object allocated.  */
1633       for (j = p->in_use_p[i]; j; j >>= 1)
1634         p->num_free_objects -= (j & 1);
1635     }
1636
1637   gcc_assert (p->num_free_objects < num_objects);
1638 }
1639 \f
1640 /* Unmark all objects.  */
1641
1642 static void
1643 clear_marks (void)
1644 {
1645   unsigned order;
1646
1647   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1648     {
1649       page_entry *p;
1650
1651       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1652         {
1653           size_t num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1654           size_t bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
1655
1656           /* The data should be page-aligned.  */
1657           gcc_assert (!((size_t) p->page & (G.pagesize - 1)));
1658
1659           /* Pages that aren't in the topmost context are not collected;
1660              nevertheless, we need their in-use bit vectors to store GC
1661              marks.  So, back them up first.  */
1662           if (p->context_depth < G.context_depth)
1663             {
1664               if (! save_in_use_p (p))
1665                 save_in_use_p (p) = XNEWVAR (unsigned long, bitmap_size);
1666               memcpy (save_in_use_p (p), p->in_use_p, bitmap_size);
1667             }
1668
1669           /* Reset reset the number of free objects and clear the
1670              in-use bits.  These will be adjusted by mark_obj.  */
1671           p->num_free_objects = num_objects;
1672           memset (p->in_use_p, 0, bitmap_size);
1673
1674           /* Make sure the one-past-the-end bit is always set.  */
1675           p->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
1676             = ((unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG));
1677         }
1678     }
1679 }
1680
1681 /* Free all empty pages.  Partially empty pages need no attention
1682    because the `mark' bit doubles as an `unused' bit.  */
1683
1684 static void
1685 sweep_pages (void)
1686 {
1687   unsigned order;
1688
1689   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1690     {
1691       /* The last page-entry to consider, regardless of entries
1692          placed at the end of the list.  */
1693       page_entry * const last = G.page_tails[order];
1694
1695       size_t num_objects;
1696       size_t live_objects;
1697       page_entry *p, *previous;
1698       int done;
1699
1700       p = G.pages[order];
1701       if (p == NULL)
1702         continue;
1703
1704       previous = NULL;
1705       do
1706         {
1707           page_entry *next = p->next;
1708
1709           /* Loop until all entries have been examined.  */
1710           done = (p == last);
1711
1712           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1713
1714           /* Add all live objects on this page to the count of
1715              allocated memory.  */
1716           live_objects = num_objects - p->num_free_objects;
1717
1718           G.allocated += OBJECT_SIZE (order) * live_objects;
1719
1720           /* Only objects on pages in the topmost context should get
1721              collected.  */
1722           if (p->context_depth < G.context_depth)
1723             ;
1724
1725           /* Remove the page if it's empty.  */
1726           else if (live_objects == 0)
1727             {
1728               /* If P was the first page in the list, then NEXT
1729                  becomes the new first page in the list, otherwise
1730                  splice P out of the forward pointers.  */
1731               if (! previous)
1732                 G.pages[order] = next;
1733               else
1734                 previous->next = next;
1735             
1736               /* Splice P out of the back pointers too.  */
1737               if (next)
1738                 next->prev = previous;
1739
1740               /* Are we removing the last element?  */
1741               if (p == G.page_tails[order])
1742                 G.page_tails[order] = previous;
1743               free_page (p);
1744               p = previous;
1745             }
1746
1747           /* If the page is full, move it to the end.  */
1748           else if (p->num_free_objects == 0)
1749             {
1750               /* Don't move it if it's already at the end.  */
1751               if (p != G.page_tails[order])
1752                 {
1753                   /* Move p to the end of the list.  */
1754                   p->next = NULL;
1755                   p->prev = G.page_tails[order];
1756                   G.page_tails[order]->next = p;
1757
1758                   /* Update the tail pointer...  */
1759                   G.page_tails[order] = p;
1760
1761                   /* ... and the head pointer, if necessary.  */
1762                   if (! previous)
1763                     G.pages[order] = next;
1764                   else
1765                     previous->next = next;
1766
1767                   /* And update the backpointer in NEXT if necessary.  */
1768                   if (next)
1769                     next->prev = previous;
1770
1771                   p = previous;
1772                 }
1773             }
1774
1775           /* If we've fallen through to here, it's a page in the
1776              topmost context that is neither full nor empty.  Such a
1777              page must precede pages at lesser context depth in the
1778              list, so move it to the head.  */
1779           else if (p != G.pages[order])
1780             {
1781               previous->next = p->next;
1782
1783               /* Update the backchain in the next node if it exists.  */
1784               if (p->next)
1785                 p->next->prev = previous;
1786
1787               /* Move P to the head of the list.  */
1788               p->next = G.pages[order];
1789               p->prev = NULL;
1790               G.pages[order]->prev = p;
1791
1792               /* Update the head pointer.  */
1793               G.pages[order] = p;
1794
1795               /* Are we moving the last element?  */
1796               if (G.page_tails[order] == p)
1797                 G.page_tails[order] = previous;
1798               p = previous;
1799             }
1800
1801           previous = p;
1802           p = next;
1803         }
1804       while (! done);
1805
1806       /* Now, restore the in_use_p vectors for any pages from contexts
1807          other than the current one.  */
1808       for (p = G.pages[order]; p; p = p->next)
1809         if (p->context_depth != G.context_depth)
1810           ggc_recalculate_in_use_p (p);
1811     }
1812 }
1813
1814 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1815 /* Clobber all free objects.  */
1816
1817 static void
1818 poison_pages (void)
1819 {
1820   unsigned order;
1821
1822   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1823     {
1824       size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1825       page_entry *p;
1826
1827       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1828         {
1829           size_t num_objects;
1830           size_t i;
1831
1832           if (p->context_depth != G.context_depth)
1833             /* Since we don't do any collection for pages in pushed
1834                contexts, there's no need to do any poisoning.  And
1835                besides, the IN_USE_P array isn't valid until we pop
1836                contexts.  */
1837             continue;
1838
1839           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1840           for (i = 0; i < num_objects; i++)
1841             {
1842               size_t word, bit;
1843               word = i / HOST_BITS_PER_LONG;
1844               bit = i % HOST_BITS_PER_LONG;
1845               if (((p->in_use_p[word] >> bit) & 1) == 0)
1846                 {
1847                   char *object = p->page + i * size;
1848
1849                   /* Keep poison-by-write when we expect to use Valgrind,
1850                      so the exact same memory semantics is kept, in case
1851                      there are memory errors.  We override this request
1852                      below.  */
1853                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (object,
1854                                                                  size));
1855                   memset (object, 0xa5, size);
1856
1857                   /* Drop the handle to avoid handle leak.  */
1858                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (object, size));
1859                 }
1860             }
1861         }
1862     }
1863 }
1864 #else
1865 #define poison_pages()
1866 #endif
1867
1868 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
1869 /* Validate that the reportedly free objects actually are.  */
1870
1871 static void
1872 validate_free_objects (void)
1873 {
1874   struct free_object *f, *next, *still_free = NULL;
1875
1876   for (f = G.free_object_list; f ; f = next)
1877     {
1878       page_entry *pe = lookup_page_table_entry (f->object);
1879       size_t bit, word;
1880
1881       bit = OFFSET_TO_BIT ((char *)f->object - pe->page, pe->order);
1882       word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1883       bit = bit % HOST_BITS_PER_LONG;
1884       next = f->next;
1885
1886       /* Make certain it isn't visible from any root.  Notice that we
1887          do this check before sweep_pages merges save_in_use_p.  */
1888       gcc_assert (!(pe->in_use_p[word] & (1UL << bit)));
1889
1890       /* If the object comes from an outer context, then retain the
1891          free_object entry, so that we can verify that the address
1892          isn't live on the stack in some outer context.  */
1893       if (pe->context_depth != G.context_depth)
1894         {
1895           f->next = still_free;
1896           still_free = f;
1897         }
1898       else
1899         free (f);
1900     }
1901
1902   G.free_object_list = still_free;
1903 }
1904 #else
1905 #define validate_free_objects()
1906 #endif
1907
1908 /* Top level mark-and-sweep routine.  */
1909
1910 void
1911 ggc_collect (void)
1912 {
1913   /* Avoid frequent unnecessary work by skipping collection if the
1914      total allocations haven't expanded much since the last
1915      collection.  */
1916   float allocated_last_gc =
1917     MAX (G.allocated_last_gc, (size_t)PARAM_VALUE (GGC_MIN_HEAPSIZE) * 1024);
1918
1919   float min_expand = allocated_last_gc * PARAM_VALUE (GGC_MIN_EXPAND) / 100;
1920
1921   if (G.allocated < allocated_last_gc + min_expand && !ggc_force_collect)
1922     return;
1923
1924   timevar_push (TV_GC);
1925   if (!quiet_flag)
1926     fprintf (stderr, " {GC %luk -> ", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1927   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1928     fprintf (G.debug_file, "BEGIN COLLECTING\n");
1929
1930   /* Zero the total allocated bytes.  This will be recalculated in the
1931      sweep phase.  */
1932   G.allocated = 0;
1933
1934   /* Release the pages we freed the last time we collected, but didn't
1935      reuse in the interim.  */
1936   release_pages ();
1937
1938   /* Indicate that we've seen collections at this context depth.  */
1939   G.context_depth_collections = ((unsigned long)1 << (G.context_depth + 1)) - 1;
1940
1941   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_START, NULL);
1942
1943   clear_marks ();
1944   ggc_mark_roots ();
1945 #ifdef GATHER_STATISTICS
1946   ggc_prune_overhead_list ();
1947 #endif
1948   poison_pages ();
1949   validate_free_objects ();
1950   sweep_pages ();
1951
1952   G.allocated_last_gc = G.allocated;
1953
1954   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_END, NULL);
1955
1956   timevar_pop (TV_GC);
1957
1958   if (!quiet_flag)
1959     fprintf (stderr, "%luk}", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1960   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
1961     fprintf (G.debug_file, "END COLLECTING\n");
1962 }
1963
1964 /* Print allocation statistics.  */
1965 #define SCALE(x) ((unsigned long) ((x) < 1024*10 \
1966                   ? (x) \
1967                   : ((x) < 1024*1024*10 \
1968                      ? (x) / 1024 \
1969                      : (x) / (1024*1024))))
1970 #define STAT_LABEL(x) ((x) < 1024*10 ? ' ' : ((x) < 1024*1024*10 ? 'k' : 'M'))
1971
1972 void
1973 ggc_print_statistics (void)
1974 {
1975   struct ggc_statistics stats;
1976   unsigned int i;
1977   size_t total_overhead = 0;
1978
1979   /* Clear the statistics.  */
1980   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1981
1982   /* Make sure collection will really occur.  */
1983   G.allocated_last_gc = 0;
1984
1985   /* Collect and print the statistics common across collectors.  */
1986   ggc_print_common_statistics (stderr, &stats);
1987
1988   /* Release free pages so that we will not count the bytes allocated
1989      there as part of the total allocated memory.  */
1990   release_pages ();
1991
1992   /* Collect some information about the various sizes of
1993      allocation.  */
1994   fprintf (stderr,
1995            "Memory still allocated at the end of the compilation process\n");
1996   fprintf (stderr, "%-5s %10s  %10s  %10s\n",
1997            "Size", "Allocated", "Used", "Overhead");
1998   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; ++i)
1999     {
2000       page_entry *p;
2001       size_t allocated;
2002       size_t in_use;
2003       size_t overhead;
2004
2005       /* Skip empty entries.  */
2006       if (!G.pages[i])
2007         continue;
2008
2009       overhead = allocated = in_use = 0;
2010
2011       /* Figure out the total number of bytes allocated for objects of
2012          this size, and how many of them are actually in use.  Also figure
2013          out how much memory the page table is using.  */
2014       for (p = G.pages[i]; p; p = p->next)
2015         {
2016           allocated += p->bytes;
2017           in_use +=
2018             (OBJECTS_IN_PAGE (p) - p->num_free_objects) * OBJECT_SIZE (i);
2019
2020           overhead += (sizeof (page_entry) - sizeof (long)
2021                        + BITMAP_SIZE (OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1));
2022         }
2023       fprintf (stderr, "%-5lu %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n",
2024                (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2025                SCALE (allocated), STAT_LABEL (allocated),
2026                SCALE (in_use), STAT_LABEL (in_use),
2027                SCALE (overhead), STAT_LABEL (overhead));
2028       total_overhead += overhead;
2029     }
2030   fprintf (stderr, "%-5s %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n", "Total",
2031            SCALE (G.bytes_mapped), STAT_LABEL (G.bytes_mapped),
2032            SCALE (G.allocated), STAT_LABEL(G.allocated),
2033            SCALE (total_overhead), STAT_LABEL (total_overhead));
2034
2035 #ifdef GATHER_STATISTICS  
2036   {
2037     fprintf (stderr, "\nTotal allocations and overheads during the compilation process\n");
2038
2039     fprintf (stderr, "Total Overhead:                        %10lld\n",
2040              G.stats.total_overhead);
2041     fprintf (stderr, "Total Allocated:                       %10lld\n",
2042              G.stats.total_allocated);
2043
2044     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  32B:            %10lld\n",
2045              G.stats.total_overhead_under32);
2046     fprintf (stderr, "Total Allocated under  32B:            %10lld\n",
2047              G.stats.total_allocated_under32);
2048     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  64B:            %10lld\n",
2049              G.stats.total_overhead_under64);
2050     fprintf (stderr, "Total Allocated under  64B:            %10lld\n",
2051              G.stats.total_allocated_under64);
2052     fprintf (stderr, "Total Overhead  under 128B:            %10lld\n",
2053              G.stats.total_overhead_under128);
2054     fprintf (stderr, "Total Allocated under 128B:            %10lld\n",
2055              G.stats.total_allocated_under128);
2056    
2057     for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2058       if (G.stats.total_allocated_per_order[i])
2059         {
2060           fprintf (stderr, "Total Overhead  page size %7lu:     %10lld\n",
2061                    (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2062                    G.stats.total_overhead_per_order[i]);
2063           fprintf (stderr, "Total Allocated page size %7lu:     %10lld\n",
2064                    (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
2065                    G.stats.total_allocated_per_order[i]);
2066         }
2067   }
2068 #endif
2069 }
2070 \f
2071 struct ggc_pch_ondisk
2072 {
2073   unsigned totals[NUM_ORDERS];
2074 };
2075
2076 struct ggc_pch_data
2077 {
2078   struct ggc_pch_ondisk d;
2079   size_t base[NUM_ORDERS];
2080   size_t written[NUM_ORDERS];
2081 };
2082
2083 struct ggc_pch_data *
2084 init_ggc_pch (void)
2085 {
2086   return XCNEW (struct ggc_pch_data);
2087 }
2088
2089 void
2090 ggc_pch_count_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2091                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2092                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2093 {
2094   unsigned order;
2095
2096   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2097     order = size_lookup[size];
2098   else
2099     {
2100       order = 10;
2101       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2102         order++;
2103     }
2104
2105   d->d.totals[order]++;
2106 }
2107
2108 size_t
2109 ggc_pch_total_size (struct ggc_pch_data *d)
2110 {
2111   size_t a = 0;
2112   unsigned i;
2113
2114   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2115     a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2116   return a;
2117 }
2118
2119 void
2120 ggc_pch_this_base (struct ggc_pch_data *d, void *base)
2121 {
2122   size_t a = (size_t) base;
2123   unsigned i;
2124
2125   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2126     {
2127       d->base[i] = a;
2128       a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2129     }
2130 }
2131
2132
2133 char *
2134 ggc_pch_alloc_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2135                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED,
2136                       enum gt_types_enum type ATTRIBUTE_UNUSED)
2137 {
2138   unsigned order;
2139   char *result;
2140
2141   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2142     order = size_lookup[size];
2143   else
2144     {
2145       order = 10;
2146       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2147         order++;
2148     }
2149
2150   result = (char *) d->base[order];
2151   d->base[order] += OBJECT_SIZE (order);
2152   return result;
2153 }
2154
2155 void
2156 ggc_pch_prepare_write (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2157                        FILE *f ATTRIBUTE_UNUSED)
2158 {
2159   /* Nothing to do.  */
2160 }
2161
2162 void
2163 ggc_pch_write_object (struct ggc_pch_data *d ATTRIBUTE_UNUSED,
2164                       FILE *f, void *x, void *newx ATTRIBUTE_UNUSED,
2165                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED)
2166 {
2167   unsigned order;
2168   static const char emptyBytes[256] = { 0 };
2169
2170   if (size < NUM_SIZE_LOOKUP)
2171     order = size_lookup[size];
2172   else
2173     {
2174       order = 10;
2175       while (size > OBJECT_SIZE (order))
2176         order++;
2177     }
2178
2179   if (fwrite (x, size, 1, f) != 1)
2180     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2181
2182   /* If SIZE is not the same as OBJECT_SIZE(order), then we need to pad the
2183      object out to OBJECT_SIZE(order).  This happens for strings.  */
2184
2185   if (size != OBJECT_SIZE (order))
2186     {
2187       unsigned padding = OBJECT_SIZE(order) - size;
2188
2189       /* To speed small writes, we use a nulled-out array that's larger
2190          than most padding requests as the source for our null bytes.  This
2191          permits us to do the padding with fwrite() rather than fseek(), and
2192          limits the chance the OS may try to flush any outstanding writes.  */
2193       if (padding <= sizeof(emptyBytes))
2194         {
2195           if (fwrite (emptyBytes, 1, padding, f) != padding)
2196             fatal_error ("can't write PCH file");
2197         }
2198       else
2199         {
2200           /* Larger than our buffer?  Just default to fseek.  */
2201           if (fseek (f, padding, SEEK_CUR) != 0)
2202             fatal_error ("can't write PCH file");
2203         }
2204     }
2205
2206   d->written[order]++;
2207   if (d->written[order] == d->d.totals[order]
2208       && fseek (f, ROUND_UP_VALUE (d->d.totals[order] * OBJECT_SIZE (order),
2209                                    G.pagesize),
2210                 SEEK_CUR) != 0)
2211     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2212 }
2213
2214 void
2215 ggc_pch_finish (struct ggc_pch_data *d, FILE *f)
2216 {
2217   if (fwrite (&d->d, sizeof (d->d), 1, f) != 1)
2218     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2219   free (d);
2220 }
2221
2222 /* Move the PCH PTE entries just added to the end of by_depth, to the
2223    front.  */
2224
2225 static void
2226 move_ptes_to_front (int count_old_page_tables, int count_new_page_tables)
2227 {
2228   unsigned i;
2229
2230   /* First, we swap the new entries to the front of the varrays.  */
2231   page_entry **new_by_depth;
2232   unsigned long **new_save_in_use;
2233
2234   new_by_depth = XNEWVEC (page_entry *, G.by_depth_max);
2235   new_save_in_use = XNEWVEC (unsigned long *, G.by_depth_max);
2236
2237   memcpy (&new_by_depth[0],
2238           &G.by_depth[count_old_page_tables],
2239           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2240   memcpy (&new_by_depth[count_new_page_tables],
2241           &G.by_depth[0],
2242           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2243   memcpy (&new_save_in_use[0],
2244           &G.save_in_use[count_old_page_tables],
2245           count_new_page_tables * sizeof (void *));
2246   memcpy (&new_save_in_use[count_new_page_tables],
2247           &G.save_in_use[0],
2248           count_old_page_tables * sizeof (void *));
2249
2250   free (G.by_depth);
2251   free (G.save_in_use);
2252
2253   G.by_depth = new_by_depth;
2254   G.save_in_use = new_save_in_use;
2255
2256   /* Now update all the index_by_depth fields.  */
2257   for (i = G.by_depth_in_use; i > 0; --i)
2258     {
2259       page_entry *p = G.by_depth[i-1];
2260       p->index_by_depth = i-1;
2261     }
2262
2263   /* And last, we update the depth pointers in G.depth.  The first
2264      entry is already 0, and context 0 entries always start at index
2265      0, so there is nothing to update in the first slot.  We need a
2266      second slot, only if we have old ptes, and if we do, they start
2267      at index count_new_page_tables.  */
2268   if (count_old_page_tables)
2269     push_depth (count_new_page_tables);
2270 }
2271
2272 void
2273 ggc_pch_read (FILE *f, void *addr)
2274 {
2275   struct ggc_pch_ondisk d;
2276   unsigned i;
2277   char *offs = (char *) addr;
2278   unsigned long count_old_page_tables;
2279   unsigned long count_new_page_tables;
2280
2281   count_old_page_tables = G.by_depth_in_use;
2282
2283   /* We've just read in a PCH file.  So, every object that used to be
2284      allocated is now free.  */
2285   clear_marks ();
2286 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
2287   poison_pages ();
2288 #endif
2289   /* Since we free all the allocated objects, the free list becomes
2290      useless.  Validate it now, which will also clear it.  */
2291   validate_free_objects();
2292
2293   /* No object read from a PCH file should ever be freed.  So, set the
2294      context depth to 1, and set the depth of all the currently-allocated
2295      pages to be 1 too.  PCH pages will have depth 0.  */
2296   gcc_assert (!G.context_depth);
2297   G.context_depth = 1;
2298   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2299     {
2300       page_entry *p;
2301       for (p = G.pages[i]; p != NULL; p = p->next)
2302         p->context_depth = G.context_depth;
2303     }
2304
2305   /* Allocate the appropriate page-table entries for the pages read from
2306      the PCH file.  */
2307   if (fread (&d, sizeof (d), 1, f) != 1)
2308     fatal_error ("can't read PCH file: %m");
2309
2310   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
2311     {
2312       struct page_entry *entry;
2313       char *pte;
2314       size_t bytes;
2315       size_t num_objs;
2316       size_t j;
2317
2318       if (d.totals[i] == 0)
2319         continue;
2320
2321       bytes = ROUND_UP (d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
2322       num_objs = bytes / OBJECT_SIZE (i);
2323       entry = XCNEWVAR (struct page_entry, (sizeof (struct page_entry)
2324                                             - sizeof (long)
2325                                             + BITMAP_SIZE (num_objs + 1)));
2326       entry->bytes = bytes;
2327       entry->page = offs;
2328       entry->context_depth = 0;
2329       offs += bytes;
2330       entry->num_free_objects = 0;
2331       entry->order = i;
2332
2333       for (j = 0;
2334            j + HOST_BITS_PER_LONG <= num_objs + 1;
2335            j += HOST_BITS_PER_LONG)
2336         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG] = -1;
2337       for (; j < num_objs + 1; j++)
2338         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG]
2339           |= 1L << (j % HOST_BITS_PER_LONG);
2340
2341       for (pte = entry->page;
2342            pte < entry->page + entry->bytes;
2343            pte += G.pagesize)
2344         set_page_table_entry (pte, entry);
2345
2346       if (G.page_tails[i] != NULL)
2347         G.page_tails[i]->next = entry;
2348       else
2349         G.pages[i] = entry;
2350       G.page_tails[i] = entry;
2351
2352       /* We start off by just adding all the new information to the
2353          end of the varrays, later, we will move the new information
2354          to the front of the varrays, as the PCH page tables are at
2355          context 0.  */
2356       push_by_depth (entry, 0);
2357     }
2358
2359   /* Now, we update the various data structures that speed page table
2360      handling.  */
2361   count_new_page_tables = G.by_depth_in_use - count_old_page_tables;
2362
2363   move_ptes_to_front (count_old_page_tables, count_new_page_tables);
2364
2365   /* Update the statistics.  */
2366   G.allocated = G.allocated_last_gc = offs - (char *)addr;
2367 }