OSDN Git Service

2003-02-12 Phil Edwards <pme@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 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
19 02111-1307, USA.  */
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 "varray.h"
30 #include "flags.h"
31 #include "ggc.h"
32 #include "timevar.h"
33 #include "params.h"
34 #ifdef ENABLE_VALGRIND_CHECKING
35 #include <valgrind.h>
36 #else
37 /* Avoid #ifdef:s when we can help it.  */
38 #define VALGRIND_DISCARD(x)
39 #endif
40
41 /* Prefer MAP_ANON(YMOUS) to /dev/zero, since we don't need to keep a
42    file open.  Prefer either to valloc.  */
43 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
44 # undef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
45
46 # include <sys/mman.h>
47 # ifndef MAP_FAILED
48 #  define MAP_FAILED -1
49 # endif
50 # if !defined (MAP_ANONYMOUS) && defined (MAP_ANON)
51 #  define MAP_ANONYMOUS MAP_ANON
52 # endif
53 # define USING_MMAP
54
55 #endif
56
57 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
58
59 # include <sys/mman.h>
60 # ifndef MAP_FAILED
61 #  define MAP_FAILED -1
62 # endif
63 # define USING_MMAP
64
65 #endif
66
67 #ifndef USING_MMAP
68 #define USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
69 #endif
70
71 /* Stategy:
72
73    This garbage-collecting allocator allocates objects on one of a set
74    of pages.  Each page can allocate objects of a single size only;
75    available sizes are powers of two starting at four bytes.  The size
76    of an allocation request is rounded up to the next power of two
77    (`order'), and satisfied from the appropriate page.
78
79    Each page is recorded in a page-entry, which also maintains an
80    in-use bitmap of object positions on the page.  This allows the
81    allocation state of a particular object to be flipped without
82    touching the page itself.
83
84    Each page-entry also has a context depth, which is used to track
85    pushing and popping of allocation contexts.  Only objects allocated
86    in the current (highest-numbered) context may be collected.
87
88    Page entries are arranged in an array of singly-linked lists.  The
89    array is indexed by the allocation size, in bits, of the pages on
90    it; i.e. all pages on a list allocate objects of the same size.
91    Pages are ordered on the list such that all non-full pages precede
92    all full pages, with non-full pages arranged in order of decreasing
93    context depth.
94
95    Empty pages (of all orders) are kept on a single page cache list,
96    and are considered first when new pages are required; they are
97    deallocated at the start of the next collection if they haven't
98    been recycled by then.  */
99
100 /* Define GGC_DEBUG_LEVEL to print debugging information.
101      0: No debugging output.
102      1: GC statistics only.
103      2: Page-entry allocations/deallocations as well.
104      3: Object allocations as well.
105      4: Object marks as well.  */
106 #define GGC_DEBUG_LEVEL (0)
107 \f
108 #ifndef HOST_BITS_PER_PTR
109 #define HOST_BITS_PER_PTR  HOST_BITS_PER_LONG
110 #endif
111
112 \f
113 /* A two-level tree is used to look up the page-entry for a given
114    pointer.  Two chunks of the pointer's bits are extracted to index
115    the first and second levels of the tree, as follows:
116
117                                    HOST_PAGE_SIZE_BITS
118                            32           |      |
119        msb +----------------+----+------+------+ lsb
120                             |    |      |
121                          PAGE_L1_BITS   |
122                                  |      |
123                                PAGE_L2_BITS
124
125    The bottommost HOST_PAGE_SIZE_BITS are ignored, since page-entry
126    pages are aligned on system page boundaries.  The next most
127    significant PAGE_L2_BITS and PAGE_L1_BITS are the second and first
128    index values in the lookup table, respectively.
129
130    For 32-bit architectures and the settings below, there are no
131    leftover bits.  For architectures with wider pointers, the lookup
132    tree points to a list of pages, which must be scanned to find the
133    correct one.  */
134
135 #define PAGE_L1_BITS    (8)
136 #define PAGE_L2_BITS    (32 - PAGE_L1_BITS - G.lg_pagesize)
137 #define PAGE_L1_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L1_BITS)
138 #define PAGE_L2_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L2_BITS)
139
140 #define LOOKUP_L1(p) \
141   (((size_t) (p) >> (32 - PAGE_L1_BITS)) & ((1 << PAGE_L1_BITS) - 1))
142
143 #define LOOKUP_L2(p) \
144   (((size_t) (p) >> G.lg_pagesize) & ((1 << PAGE_L2_BITS) - 1))
145
146 /* The number of objects per allocation page, for objects on a page of
147    the indicated ORDER.  */
148 #define OBJECTS_PER_PAGE(ORDER) objects_per_page_table[ORDER]
149
150 /* The number of objects in P.  */
151 #define OBJECTS_IN_PAGE(P) ((P)->bytes / OBJECT_SIZE ((P)->order))
152
153 /* The size of an object on a page of the indicated ORDER.  */
154 #define OBJECT_SIZE(ORDER) object_size_table[ORDER]
155
156 /* For speed, we avoid doing a general integer divide to locate the
157    offset in the allocation bitmap, by precalculating numbers M, S
158    such that (O * M) >> S == O / Z (modulo 2^32), for any offset O
159    within the page which is evenly divisible by the object size Z.  */
160 #define DIV_MULT(ORDER) inverse_table[ORDER].mult
161 #define DIV_SHIFT(ORDER) inverse_table[ORDER].shift
162 #define OFFSET_TO_BIT(OFFSET, ORDER) \
163   (((OFFSET) * DIV_MULT (ORDER)) >> DIV_SHIFT (ORDER))
164
165 /* The number of extra orders, not corresponding to power-of-two sized
166    objects.  */
167
168 #define NUM_EXTRA_ORDERS ARRAY_SIZE (extra_order_size_table)
169
170 #define RTL_SIZE(NSLOTS) \
171   (sizeof (struct rtx_def) + ((NSLOTS) - 1) * sizeof (rtunion))
172
173 /* The Ith entry is the maximum size of an object to be stored in the
174    Ith extra order.  Adding a new entry to this array is the *only*
175    thing you need to do to add a new special allocation size.  */
176
177 static const size_t extra_order_size_table[] = {
178   sizeof (struct tree_decl),
179   sizeof (struct tree_list),
180   RTL_SIZE (2),                 /* REG, MEM, PLUS, etc.  */
181   RTL_SIZE (10),                /* INSN, CALL_INSN, JUMP_INSN */
182 };
183
184 /* The total number of orders.  */
185
186 #define NUM_ORDERS (HOST_BITS_PER_PTR + NUM_EXTRA_ORDERS)
187
188 /* We use this structure to determine the alignment required for
189    allocations.  For power-of-two sized allocations, that's not a
190    problem, but it does matter for odd-sized allocations.  */
191
192 struct max_alignment {
193   char c;
194   union {
195     HOST_WIDEST_INT i;
196 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
197     long double d;
198 #else
199     double d;
200 #endif
201   } u;
202 };
203
204 /* The biggest alignment required.  */
205
206 #define MAX_ALIGNMENT (offsetof (struct max_alignment, u))
207
208 /* Compute the smallest nonnegative number which when added to X gives
209    a multiple of F.  */
210
211 #define ROUND_UP_VALUE(x, f) ((f) - 1 - ((f) - 1 + (x)) % (f))
212
213 /* Compute the smallest multiple of F that is >= X.  */
214
215 #define ROUND_UP(x, f) (CEIL (x, f) * (f))
216
217 /* The Ith entry is the number of objects on a page or order I.  */
218
219 static unsigned objects_per_page_table[NUM_ORDERS];
220
221 /* The Ith entry is the size of an object on a page of order I.  */
222
223 static size_t object_size_table[NUM_ORDERS];
224
225 /* The Ith entry is a pair of numbers (mult, shift) such that
226    ((k * mult) >> shift) mod 2^32 == (k / OBJECT_SIZE(I)) mod 2^32,
227    for all k evenly divisible by OBJECT_SIZE(I).  */
228
229 static struct
230 {
231   unsigned int mult;
232   unsigned int shift;
233 }
234 inverse_table[NUM_ORDERS];
235
236 /* A page_entry records the status of an allocation page.  This
237    structure is dynamically sized to fit the bitmap in_use_p.  */
238 typedef struct page_entry
239 {
240   /* The next page-entry with objects of the same size, or NULL if
241      this is the last page-entry.  */
242   struct page_entry *next;
243
244   /* The number of bytes allocated.  (This will always be a multiple
245      of the host system page size.)  */
246   size_t bytes;
247
248   /* The address at which the memory is allocated.  */
249   char *page;
250
251 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
252   /* Back pointer to the page group this page came from.  */
253   struct page_group *group;
254 #endif
255
256   /* Saved in-use bit vector for pages that aren't in the topmost
257      context during collection.  */
258   unsigned long *save_in_use_p;
259
260   /* Context depth of this page.  */
261   unsigned short context_depth;
262
263   /* The number of free objects remaining on this page.  */
264   unsigned short num_free_objects;
265
266   /* A likely candidate for the bit position of a free object for the
267      next allocation from this page.  */
268   unsigned short next_bit_hint;
269
270   /* The lg of size of objects allocated from this page.  */
271   unsigned char order;
272
273   /* A bit vector indicating whether or not objects are in use.  The
274      Nth bit is one if the Nth object on this page is allocated.  This
275      array is dynamically sized.  */
276   unsigned long in_use_p[1];
277 } page_entry;
278
279 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
280 /* A page_group describes a large allocation from malloc, from which
281    we parcel out aligned pages.  */
282 typedef struct page_group
283 {
284   /* A linked list of all extant page groups.  */
285   struct page_group *next;
286
287   /* The address we received from malloc.  */
288   char *allocation;
289
290   /* The size of the block.  */
291   size_t alloc_size;
292
293   /* A bitmask of pages in use.  */
294   unsigned int in_use;
295 } page_group;
296 #endif
297
298 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
299
300 /* On 32-bit hosts, we use a two level page table, as pictured above.  */
301 typedef page_entry **page_table[PAGE_L1_SIZE];
302
303 #else
304
305 /* On 64-bit hosts, we use the same two level page tables plus a linked
306    list that disambiguates the top 32-bits.  There will almost always be
307    exactly one entry in the list.  */
308 typedef struct page_table_chain
309 {
310   struct page_table_chain *next;
311   size_t high_bits;
312   page_entry **table[PAGE_L1_SIZE];
313 } *page_table;
314
315 #endif
316
317 /* The rest of the global variables.  */
318 static struct globals
319 {
320   /* The Nth element in this array is a page with objects of size 2^N.
321      If there are any pages with free objects, they will be at the
322      head of the list.  NULL if there are no page-entries for this
323      object size.  */
324   page_entry *pages[NUM_ORDERS];
325
326   /* The Nth element in this array is the last page with objects of
327      size 2^N.  NULL if there are no page-entries for this object
328      size.  */
329   page_entry *page_tails[NUM_ORDERS];
330
331   /* Lookup table for associating allocation pages with object addresses.  */
332   page_table lookup;
333
334   /* The system's page size.  */
335   size_t pagesize;
336   size_t lg_pagesize;
337
338   /* Bytes currently allocated.  */
339   size_t allocated;
340
341   /* Bytes currently allocated at the end of the last collection.  */
342   size_t allocated_last_gc;
343
344   /* Total amount of memory mapped.  */
345   size_t bytes_mapped;
346
347   /* Bit N set if any allocations have been done at context depth N.  */
348   unsigned long context_depth_allocations;
349
350   /* Bit N set if any collections have been done at context depth N.  */
351   unsigned long context_depth_collections;
352
353   /* The current depth in the context stack.  */
354   unsigned short context_depth;
355
356   /* A file descriptor open to /dev/zero for reading.  */
357 #if defined (HAVE_MMAP_DEV_ZERO)
358   int dev_zero_fd;
359 #endif
360
361   /* A cache of free system pages.  */
362   page_entry *free_pages;
363
364 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
365   page_group *page_groups;
366 #endif
367
368   /* The file descriptor for debugging output.  */
369   FILE *debug_file;
370 } G;
371
372 /* The size in bytes required to maintain a bitmap for the objects
373    on a page-entry.  */
374 #define BITMAP_SIZE(Num_objects) \
375   (CEIL ((Num_objects), HOST_BITS_PER_LONG) * sizeof(long))
376
377 /* Allocate pages in chunks of this size, to throttle calls to memory
378    allocation routines.  The first page is used, the rest go onto the
379    free list.  This cannot be larger than HOST_BITS_PER_INT for the
380    in_use bitmask for page_group.  */
381 #define GGC_QUIRE_SIZE 16
382 \f
383 static int ggc_allocated_p PARAMS ((const void *));
384 static page_entry *lookup_page_table_entry PARAMS ((const void *));
385 static void set_page_table_entry PARAMS ((void *, page_entry *));
386 #ifdef USING_MMAP
387 static char *alloc_anon PARAMS ((char *, size_t));
388 #endif
389 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
390 static size_t page_group_index PARAMS ((char *, char *));
391 static void set_page_group_in_use PARAMS ((page_group *, char *));
392 static void clear_page_group_in_use PARAMS ((page_group *, char *));
393 #endif
394 static struct page_entry * alloc_page PARAMS ((unsigned));
395 static void free_page PARAMS ((struct page_entry *));
396 static void release_pages PARAMS ((void));
397 static void clear_marks PARAMS ((void));
398 static void sweep_pages PARAMS ((void));
399 static void ggc_recalculate_in_use_p PARAMS ((page_entry *));
400 static void compute_inverse PARAMS ((unsigned));
401
402 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
403 static void poison_pages PARAMS ((void));
404 #endif
405
406 void debug_print_page_list PARAMS ((int));
407 \f
408 /* Returns nonzero if P was allocated in GC'able memory.  */
409
410 static inline int
411 ggc_allocated_p (p)
412      const void *p;
413 {
414   page_entry ***base;
415   size_t L1, L2;
416
417 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
418   base = &G.lookup[0];
419 #else
420   page_table table = G.lookup;
421   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
422   while (1)
423     {
424       if (table == NULL)
425         return 0;
426       if (table->high_bits == high_bits)
427         break;
428       table = table->next;
429     }
430   base = &table->table[0];
431 #endif
432
433   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
434   L1 = LOOKUP_L1 (p);
435   L2 = LOOKUP_L2 (p);
436
437   return base[L1] && base[L1][L2];
438 }
439
440 /* Traverse the page table and find the entry for a page.
441    Die (probably) if the object wasn't allocated via GC.  */
442
443 static inline page_entry *
444 lookup_page_table_entry(p)
445      const void *p;
446 {
447   page_entry ***base;
448   size_t L1, L2;
449
450 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
451   base = &G.lookup[0];
452 #else
453   page_table table = G.lookup;
454   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
455   while (table->high_bits != high_bits)
456     table = table->next;
457   base = &table->table[0];
458 #endif
459
460   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
461   L1 = LOOKUP_L1 (p);
462   L2 = LOOKUP_L2 (p);
463
464   return base[L1][L2];
465 }
466
467 /* Set the page table entry for a page.  */
468
469 static void
470 set_page_table_entry(p, entry)
471      void *p;
472      page_entry *entry;
473 {
474   page_entry ***base;
475   size_t L1, L2;
476
477 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
478   base = &G.lookup[0];
479 #else
480   page_table table;
481   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
482   for (table = G.lookup; table; table = table->next)
483     if (table->high_bits == high_bits)
484       goto found;
485
486   /* Not found -- allocate a new table.  */
487   table = (page_table) xcalloc (1, sizeof(*table));
488   table->next = G.lookup;
489   table->high_bits = high_bits;
490   G.lookup = table;
491 found:
492   base = &table->table[0];
493 #endif
494
495   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
496   L1 = LOOKUP_L1 (p);
497   L2 = LOOKUP_L2 (p);
498
499   if (base[L1] == NULL)
500     base[L1] = (page_entry **) xcalloc (PAGE_L2_SIZE, sizeof (page_entry *));
501
502   base[L1][L2] = entry;
503 }
504
505 /* Prints the page-entry for object size ORDER, for debugging.  */
506
507 void
508 debug_print_page_list (order)
509      int order;
510 {
511   page_entry *p;
512   printf ("Head=%p, Tail=%p:\n", (PTR) G.pages[order],
513           (PTR) G.page_tails[order]);
514   p = G.pages[order];
515   while (p != NULL)
516     {
517       printf ("%p(%1d|%3d) -> ", (PTR) p, p->context_depth,
518               p->num_free_objects);
519       p = p->next;
520     }
521   printf ("NULL\n");
522   fflush (stdout);
523 }
524
525 #ifdef USING_MMAP
526 /* Allocate SIZE bytes of anonymous memory, preferably near PREF,
527    (if non-null).  The ifdef structure here is intended to cause a
528    compile error unless exactly one of the HAVE_* is defined.  */
529
530 static inline char *
531 alloc_anon (pref, size)
532      char *pref ATTRIBUTE_UNUSED;
533      size_t size;
534 {
535 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
536   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
537                               MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
538 #endif
539 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
540   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
541                               MAP_PRIVATE, G.dev_zero_fd, 0);
542 #endif
543
544   if (page == (char *) MAP_FAILED)
545     {
546       perror ("virtual memory exhausted");
547       exit (FATAL_EXIT_CODE);
548     }
549
550   /* Remember that we allocated this memory.  */
551   G.bytes_mapped += size;
552
553   /* Pretend we don't have access to the allocated pages.  We'll enable
554      access to smaller pieces of the area in ggc_alloc.  Discard the
555      handle to avoid handle leak.  */
556   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS (page, size));
557
558   return page;
559 }
560 #endif
561 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
562 /* Compute the index for this page into the page group.  */
563
564 static inline size_t
565 page_group_index (allocation, page)
566      char *allocation, *page;
567 {
568   return (size_t) (page - allocation) >> G.lg_pagesize;
569 }
570
571 /* Set and clear the in_use bit for this page in the page group.  */
572
573 static inline void
574 set_page_group_in_use (group, page)
575      page_group *group;
576      char *page;
577 {
578   group->in_use |= 1 << page_group_index (group->allocation, page);
579 }
580
581 static inline void
582 clear_page_group_in_use (group, page)
583      page_group *group;
584      char *page;
585 {
586   group->in_use &= ~(1 << page_group_index (group->allocation, page));
587 }
588 #endif
589
590 /* Allocate a new page for allocating objects of size 2^ORDER,
591    and return an entry for it.  The entry is not added to the
592    appropriate page_table list.  */
593
594 static inline struct page_entry *
595 alloc_page (order)
596      unsigned order;
597 {
598   struct page_entry *entry, *p, **pp;
599   char *page;
600   size_t num_objects;
601   size_t bitmap_size;
602   size_t page_entry_size;
603   size_t entry_size;
604 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
605   page_group *group;
606 #endif
607
608   num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
609   bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
610   page_entry_size = sizeof (page_entry) - sizeof (long) + bitmap_size;
611   entry_size = num_objects * OBJECT_SIZE (order);
612   if (entry_size < G.pagesize)
613     entry_size = G.pagesize;
614
615   entry = NULL;
616   page = NULL;
617
618   /* Check the list of free pages for one we can use.  */
619   for (pp = &G.free_pages, p = *pp; p; pp = &p->next, p = *pp)
620     if (p->bytes == entry_size)
621       break;
622
623   if (p != NULL)
624     {
625       /* Recycle the allocated memory from this page ...  */
626       *pp = p->next;
627       page = p->page;
628
629 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
630       group = p->group;
631 #endif
632
633       /* ... and, if possible, the page entry itself.  */
634       if (p->order == order)
635         {
636           entry = p;
637           memset (entry, 0, page_entry_size);
638         }
639       else
640         free (p);
641     }
642 #ifdef USING_MMAP
643   else if (entry_size == G.pagesize)
644     {
645       /* We want just one page.  Allocate a bunch of them and put the
646          extras on the freelist.  (Can only do this optimization with
647          mmap for backing store.)  */
648       struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
649       int i;
650
651       page = alloc_anon (NULL, G.pagesize * GGC_QUIRE_SIZE);
652
653       /* This loop counts down so that the chain will be in ascending
654          memory order.  */
655       for (i = GGC_QUIRE_SIZE - 1; i >= 1; i--)
656         {
657           e = (struct page_entry *) xcalloc (1, page_entry_size);
658           e->order = order;
659           e->bytes = G.pagesize;
660           e->page = page + (i << G.lg_pagesize);
661           e->next = f;
662           f = e;
663         }
664
665       G.free_pages = f;
666     }
667   else
668     page = alloc_anon (NULL, entry_size);
669 #endif
670 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
671   else
672     {
673       /* Allocate a large block of memory and serve out the aligned
674          pages therein.  This results in much less memory wastage
675          than the traditional implementation of valloc.  */
676
677       char *allocation, *a, *enda;
678       size_t alloc_size, head_slop, tail_slop;
679       int multiple_pages = (entry_size == G.pagesize);
680
681       if (multiple_pages)
682         alloc_size = GGC_QUIRE_SIZE * G.pagesize;
683       else
684         alloc_size = entry_size + G.pagesize - 1;
685       allocation = xmalloc (alloc_size);
686
687       page = (char *) (((size_t) allocation + G.pagesize - 1) & -G.pagesize);
688       head_slop = page - allocation;
689       if (multiple_pages)
690         tail_slop = ((size_t) allocation + alloc_size) & (G.pagesize - 1);
691       else
692         tail_slop = alloc_size - entry_size - head_slop;
693       enda = allocation + alloc_size - tail_slop;
694
695       /* We allocated N pages, which are likely not aligned, leaving
696          us with N-1 usable pages.  We plan to place the page_group
697          structure somewhere in the slop.  */
698       if (head_slop >= sizeof (page_group))
699         group = (page_group *)page - 1;
700       else
701         {
702           /* We magically got an aligned allocation.  Too bad, we have
703              to waste a page anyway.  */
704           if (tail_slop == 0)
705             {
706               enda -= G.pagesize;
707               tail_slop += G.pagesize;
708             }
709           if (tail_slop < sizeof (page_group))
710             abort ();
711           group = (page_group *)enda;
712           tail_slop -= sizeof (page_group);
713         }
714
715       /* Remember that we allocated this memory.  */
716       group->next = G.page_groups;
717       group->allocation = allocation;
718       group->alloc_size = alloc_size;
719       group->in_use = 0;
720       G.page_groups = group;
721       G.bytes_mapped += alloc_size;
722
723       /* If we allocated multiple pages, put the rest on the free list.  */
724       if (multiple_pages)
725         {
726           struct page_entry *e, *f = G.free_pages;
727           for (a = enda - G.pagesize; a != page; a -= G.pagesize)
728             {
729               e = (struct page_entry *) xcalloc (1, page_entry_size);
730               e->order = order;
731               e->bytes = G.pagesize;
732               e->page = a;
733               e->group = group;
734               e->next = f;
735               f = e;
736             }
737           G.free_pages = f;
738         }
739     }
740 #endif
741
742   if (entry == NULL)
743     entry = (struct page_entry *) xcalloc (1, page_entry_size);
744
745   entry->bytes = entry_size;
746   entry->page = page;
747   entry->context_depth = G.context_depth;
748   entry->order = order;
749   entry->num_free_objects = num_objects;
750   entry->next_bit_hint = 1;
751
752   G.context_depth_allocations |= (unsigned long)1 << G.context_depth;
753
754 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
755   entry->group = group;
756   set_page_group_in_use (group, page);
757 #endif
758
759   /* Set the one-past-the-end in-use bit.  This acts as a sentry as we
760      increment the hint.  */
761   entry->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
762     = (unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG);
763
764   set_page_table_entry (page, entry);
765
766   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
767     fprintf (G.debug_file,
768              "Allocating page at %p, object size=%lu, data %p-%p\n",
769              (PTR) entry, (unsigned long) OBJECT_SIZE (order), page,
770              page + entry_size - 1);
771
772   return entry;
773 }
774
775 /* For a page that is no longer needed, put it on the free page list.  */
776
777 static inline void
778 free_page (entry)
779      page_entry *entry;
780 {
781   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
782     fprintf (G.debug_file,
783              "Deallocating page at %p, data %p-%p\n", (PTR) entry,
784              entry->page, entry->page + entry->bytes - 1);
785
786   /* Mark the page as inaccessible.  Discard the handle to avoid handle
787      leak.  */
788   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS (entry->page, entry->bytes));
789
790   set_page_table_entry (entry->page, NULL);
791
792 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
793   clear_page_group_in_use (entry->group, entry->page);
794 #endif
795
796   entry->next = G.free_pages;
797   G.free_pages = entry;
798 }
799
800 /* Release the free page cache to the system.  */
801
802 static void
803 release_pages ()
804 {
805 #ifdef USING_MMAP
806   page_entry *p, *next;
807   char *start;
808   size_t len;
809
810   /* Gather up adjacent pages so they are unmapped together.  */
811   p = G.free_pages;
812
813   while (p)
814     {
815       start = p->page;
816       next = p->next;
817       len = p->bytes;
818       free (p);
819       p = next;
820
821       while (p && p->page == start + len)
822         {
823           next = p->next;
824           len += p->bytes;
825           free (p);
826           p = next;
827         }
828
829       munmap (start, len);
830       G.bytes_mapped -= len;
831     }
832
833   G.free_pages = NULL;
834 #endif
835 #ifdef USING_MALLOC_PAGE_GROUPS
836   page_entry **pp, *p;
837   page_group **gp, *g;
838
839   /* Remove all pages from free page groups from the list.  */
840   pp = &G.free_pages;
841   while ((p = *pp) != NULL)
842     if (p->group->in_use == 0)
843       {
844         *pp = p->next;
845         free (p);
846       }
847     else
848       pp = &p->next;
849
850   /* Remove all free page groups, and release the storage.  */
851   gp = &G.page_groups;
852   while ((g = *gp) != NULL)
853     if (g->in_use == 0)
854       {
855         *gp = g->next;
856         G.bytes_mapped -= g->alloc_size;
857         free (g->allocation);
858       }
859     else
860       gp = &g->next;
861 #endif
862 }
863
864 /* This table provides a fast way to determine ceil(log_2(size)) for
865    allocation requests.  The minimum allocation size is eight bytes.  */
866
867 static unsigned char size_lookup[257] =
868 {
869   3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
870   4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
871   5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
872   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
873   6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
874   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
875   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
876   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
877   7, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
878   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
879   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
880   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
881   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
882   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
883   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
884   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
885   8
886 };
887
888 /* Allocate a chunk of memory of SIZE bytes.  If ZERO is nonzero, the
889    memory is zeroed; otherwise, its contents are undefined.  */
890
891 void *
892 ggc_alloc (size)
893      size_t size;
894 {
895   unsigned order, word, bit, object_offset;
896   struct page_entry *entry;
897   void *result;
898
899   if (size <= 256)
900     order = size_lookup[size];
901   else
902     {
903       order = 9;
904       while (size > OBJECT_SIZE (order))
905         order++;
906     }
907
908   /* If there are non-full pages for this size allocation, they are at
909      the head of the list.  */
910   entry = G.pages[order];
911
912   /* If there is no page for this object size, or all pages in this
913      context are full, allocate a new page.  */
914   if (entry == NULL || entry->num_free_objects == 0)
915     {
916       struct page_entry *new_entry;
917       new_entry = alloc_page (order);
918
919       /* If this is the only entry, it's also the tail.  */
920       if (entry == NULL)
921         G.page_tails[order] = new_entry;
922
923       /* Put new pages at the head of the page list.  */
924       new_entry->next = entry;
925       entry = new_entry;
926       G.pages[order] = new_entry;
927
928       /* For a new page, we know the word and bit positions (in the
929          in_use bitmap) of the first available object -- they're zero.  */
930       new_entry->next_bit_hint = 1;
931       word = 0;
932       bit = 0;
933       object_offset = 0;
934     }
935   else
936     {
937       /* First try to use the hint left from the previous allocation
938          to locate a clear bit in the in-use bitmap.  We've made sure
939          that the one-past-the-end bit is always set, so if the hint
940          has run over, this test will fail.  */
941       unsigned hint = entry->next_bit_hint;
942       word = hint / HOST_BITS_PER_LONG;
943       bit = hint % HOST_BITS_PER_LONG;
944
945       /* If the hint didn't work, scan the bitmap from the beginning.  */
946       if ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
947         {
948           word = bit = 0;
949           while (~entry->in_use_p[word] == 0)
950             ++word;
951           while ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
952             ++bit;
953           hint = word * HOST_BITS_PER_LONG + bit;
954         }
955
956       /* Next time, try the next bit.  */
957       entry->next_bit_hint = hint + 1;
958
959       object_offset = hint * OBJECT_SIZE (order);
960     }
961
962   /* Set the in-use bit.  */
963   entry->in_use_p[word] |= ((unsigned long) 1 << bit);
964
965   /* Keep a running total of the number of free objects.  If this page
966      fills up, we may have to move it to the end of the list if the
967      next page isn't full.  If the next page is full, all subsequent
968      pages are full, so there's no need to move it.  */
969   if (--entry->num_free_objects == 0
970       && entry->next != NULL
971       && entry->next->num_free_objects > 0)
972     {
973       G.pages[order] = entry->next;
974       entry->next = NULL;
975       G.page_tails[order]->next = entry;
976       G.page_tails[order] = entry;
977     }
978
979   /* Calculate the object's address.  */
980   result = entry->page + object_offset;
981
982 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
983   /* Keep poisoning-by-writing-0xaf the object, in an attempt to keep the
984      exact same semantics in presence of memory bugs, regardless of
985      ENABLE_VALGRIND_CHECKING.  We override this request below.  Drop the
986      handle to avoid handle leak.  */
987   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_WRITABLE (result, OBJECT_SIZE (order)));
988
989   /* `Poison' the entire allocated object, including any padding at
990      the end.  */
991   memset (result, 0xaf, OBJECT_SIZE (order));
992
993   /* Make the bytes after the end of the object unaccessible.  Discard the
994      handle to avoid handle leak.  */
995   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS ((char *) result + size,
996                                             OBJECT_SIZE (order) - size));
997 #endif
998
999   /* Tell Valgrind that the memory is there, but its content isn't
1000      defined.  The bytes at the end of the object are still marked
1001      unaccessible.  */
1002   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_WRITABLE (result, size));
1003
1004   /* Keep track of how many bytes are being allocated.  This
1005      information is used in deciding when to collect.  */
1006   G.allocated += OBJECT_SIZE (order);
1007
1008   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1009     fprintf (G.debug_file,
1010              "Allocating object, requested size=%lu, actual=%lu at %p on %p\n",
1011              (unsigned long) size, (unsigned long) OBJECT_SIZE (order), result,
1012              (PTR) entry);
1013
1014   return result;
1015 }
1016
1017 /* If P is not marked, marks it and return false.  Otherwise return true.
1018    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1019    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1020
1021 int
1022 ggc_set_mark (p)
1023      const void *p;
1024 {
1025   page_entry *entry;
1026   unsigned bit, word;
1027   unsigned long mask;
1028
1029   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1030      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1031   entry = lookup_page_table_entry (p);
1032 #ifdef ENABLE_CHECKING
1033   if (entry == NULL)
1034     abort ();
1035 #endif
1036
1037   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1038      position in the in_use_p bitmap.  */
1039   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1040   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1041   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1042
1043   /* If the bit was previously set, skip it.  */
1044   if (entry->in_use_p[word] & mask)
1045     return 1;
1046
1047   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
1048   entry->in_use_p[word] |= mask;
1049   entry->num_free_objects -= 1;
1050
1051   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1052     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1053
1054   return 0;
1055 }
1056
1057 /* Return 1 if P has been marked, zero otherwise.
1058    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1059    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1060
1061 int
1062 ggc_marked_p (p)
1063      const void *p;
1064 {
1065   page_entry *entry;
1066   unsigned bit, word;
1067   unsigned long mask;
1068
1069   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
1070      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
1071   entry = lookup_page_table_entry (p);
1072 #ifdef ENABLE_CHECKING
1073   if (entry == NULL)
1074     abort ();
1075 #endif
1076
1077   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
1078      position in the in_use_p bitmap.  */
1079   bit = OFFSET_TO_BIT (((const char *) p) - entry->page, entry->order);
1080   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
1081   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
1082
1083   return (entry->in_use_p[word] & mask) != 0;
1084 }
1085
1086 /* Return the size of the gc-able object P.  */
1087
1088 size_t
1089 ggc_get_size (p)
1090      const void *p;
1091 {
1092   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
1093   return OBJECT_SIZE (pe->order);
1094 }
1095 \f
1096 /* Subroutine of init_ggc which computes the pair of numbers used to
1097    perform division by OBJECT_SIZE (order) and fills in inverse_table[].
1098
1099    This algorithm is taken from Granlund and Montgomery's paper
1100    "Division by Invariant Integers using Multiplication"
1101    (Proc. SIGPLAN PLDI, 1994), section 9 (Exact division by
1102    constants).  */
1103
1104 static void
1105 compute_inverse (order)
1106      unsigned order;
1107 {
1108   unsigned size, inv, e;
1109
1110   /* There can be only one object per "page" in a bucket for sizes
1111      larger than half a machine page; it will always have offset zero.  */
1112   if (OBJECT_SIZE (order) > G.pagesize/2)
1113     {
1114       if (OBJECTS_PER_PAGE (order) != 1)
1115         abort ();
1116
1117       DIV_MULT (order) = 1;
1118       DIV_SHIFT (order) = 0;
1119       return;
1120     }
1121
1122   size = OBJECT_SIZE (order);
1123   e = 0;
1124   while (size % 2 == 0)
1125     {
1126       e++;
1127       size >>= 1;
1128     }
1129
1130   inv = size;
1131   while (inv * size != 1)
1132     inv = inv * (2 - inv*size);
1133
1134   DIV_MULT (order) = inv;
1135   DIV_SHIFT (order) = e;
1136 }
1137
1138 /* Initialize the ggc-mmap allocator.  */
1139 void
1140 init_ggc ()
1141 {
1142   unsigned order;
1143
1144   G.pagesize = getpagesize();
1145   G.lg_pagesize = exact_log2 (G.pagesize);
1146
1147 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
1148   G.dev_zero_fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
1149   if (G.dev_zero_fd == -1)
1150     abort ();
1151 #endif
1152
1153 #if 0
1154   G.debug_file = fopen ("ggc-mmap.debug", "w");
1155 #else
1156   G.debug_file = stdout;
1157 #endif
1158
1159 #ifdef USING_MMAP
1160   /* StunOS has an amazing off-by-one error for the first mmap allocation
1161      after fiddling with RLIMIT_STACK.  The result, as hard as it is to
1162      believe, is an unaligned page allocation, which would cause us to
1163      hork badly if we tried to use it.  */
1164   {
1165     char *p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1166     struct page_entry *e;
1167     if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
1168       {
1169         /* How losing.  Discard this one and try another.  If we still
1170            can't get something useful, give up.  */
1171
1172         p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
1173         if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
1174           abort ();
1175       }
1176
1177     /* We have a good page, might as well hold onto it...  */
1178     e = (struct page_entry *) xcalloc (1, sizeof (struct page_entry));
1179     e->bytes = G.pagesize;
1180     e->page = p;
1181     e->next = G.free_pages;
1182     G.free_pages = e;
1183   }
1184 #endif
1185
1186   /* Initialize the object size table.  */
1187   for (order = 0; order < HOST_BITS_PER_PTR; ++order)
1188     object_size_table[order] = (size_t) 1 << order;
1189   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1190     {
1191       size_t s = extra_order_size_table[order - HOST_BITS_PER_PTR];
1192
1193       /* If S is not a multiple of the MAX_ALIGNMENT, then round it up
1194          so that we're sure of getting aligned memory.  */
1195       s = ROUND_UP (s, MAX_ALIGNMENT);
1196       object_size_table[order] = s;
1197     }
1198
1199   /* Initialize the objects-per-page and inverse tables.  */
1200   for (order = 0; order < NUM_ORDERS; ++order)
1201     {
1202       objects_per_page_table[order] = G.pagesize / OBJECT_SIZE (order);
1203       if (objects_per_page_table[order] == 0)
1204         objects_per_page_table[order] = 1;
1205       compute_inverse (order);
1206     }
1207
1208   /* Reset the size_lookup array to put appropriately sized objects in
1209      the special orders.  All objects bigger than the previous power
1210      of two, but no greater than the special size, should go in the
1211      new order.  */
1212   for (order = HOST_BITS_PER_PTR; order < NUM_ORDERS; ++order)
1213     {
1214       int o;
1215       int i;
1216
1217       o = size_lookup[OBJECT_SIZE (order)];
1218       for (i = OBJECT_SIZE (order); size_lookup [i] == o; --i)
1219         size_lookup[i] = order;
1220     }
1221 }
1222
1223 /* Increment the `GC context'.  Objects allocated in an outer context
1224    are never freed, eliminating the need to register their roots.  */
1225
1226 void
1227 ggc_push_context ()
1228 {
1229   ++G.context_depth;
1230
1231   /* Die on wrap.  */
1232   if (G.context_depth >= HOST_BITS_PER_LONG)
1233     abort ();
1234 }
1235
1236 /* Merge the SAVE_IN_USE_P and IN_USE_P arrays in P so that IN_USE_P
1237    reflects reality.  Recalculate NUM_FREE_OBJECTS as well.  */
1238
1239 static void
1240 ggc_recalculate_in_use_p (p)
1241      page_entry *p;
1242 {
1243   unsigned int i;
1244   size_t num_objects;
1245
1246   /* Because the past-the-end bit in in_use_p is always set, we
1247      pretend there is one additional object.  */
1248   num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1;
1249
1250   /* Reset the free object count.  */
1251   p->num_free_objects = num_objects;
1252
1253   /* Combine the IN_USE_P and SAVE_IN_USE_P arrays.  */
1254   for (i = 0;
1255        i < CEIL (BITMAP_SIZE (num_objects),
1256                  sizeof (*p->in_use_p));
1257        ++i)
1258     {
1259       unsigned long j;
1260
1261       /* Something is in use if it is marked, or if it was in use in a
1262          context further down the context stack.  */
1263       p->in_use_p[i] |= p->save_in_use_p[i];
1264
1265       /* Decrement the free object count for every object allocated.  */
1266       for (j = p->in_use_p[i]; j; j >>= 1)
1267         p->num_free_objects -= (j & 1);
1268     }
1269
1270   if (p->num_free_objects >= num_objects)
1271     abort ();
1272 }
1273
1274 /* Decrement the `GC context'.  All objects allocated since the
1275    previous ggc_push_context are migrated to the outer context.  */
1276
1277 void
1278 ggc_pop_context ()
1279 {
1280   unsigned long omask;
1281   unsigned order, depth;
1282
1283   depth = --G.context_depth;
1284   omask = (unsigned long)1 << (depth + 1);
1285
1286   if (!((G.context_depth_allocations | G.context_depth_collections) & omask))
1287     return;
1288
1289   G.context_depth_allocations |= (G.context_depth_allocations & omask) >> 1;
1290   G.context_depth_allocations &= omask - 1;
1291   G.context_depth_collections &= omask - 1;
1292
1293   /* Any remaining pages in the popped context are lowered to the new
1294      current context; i.e. objects allocated in the popped context and
1295      left over are imported into the previous context.  */
1296   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1297     {
1298       page_entry *p;
1299
1300       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1301         {
1302           if (p->context_depth > depth)
1303             p->context_depth = depth;
1304
1305           /* If this page is now in the topmost context, and we'd
1306              saved its allocation state, restore it.  */
1307           else if (p->context_depth == depth && p->save_in_use_p)
1308             {
1309               ggc_recalculate_in_use_p (p);
1310               free (p->save_in_use_p);
1311               p->save_in_use_p = 0;
1312             }
1313         }
1314     }
1315 }
1316 \f
1317 /* Unmark all objects.  */
1318
1319 static inline void
1320 clear_marks ()
1321 {
1322   unsigned order;
1323
1324   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1325     {
1326       page_entry *p;
1327
1328       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1329         {
1330           size_t num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1331           size_t bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
1332
1333 #ifdef ENABLE_CHECKING
1334           /* The data should be page-aligned.  */
1335           if ((size_t) p->page & (G.pagesize - 1))
1336             abort ();
1337 #endif
1338
1339           /* Pages that aren't in the topmost context are not collected;
1340              nevertheless, we need their in-use bit vectors to store GC
1341              marks.  So, back them up first.  */
1342           if (p->context_depth < G.context_depth)
1343             {
1344               if (! p->save_in_use_p)
1345                 p->save_in_use_p = xmalloc (bitmap_size);
1346               memcpy (p->save_in_use_p, p->in_use_p, bitmap_size);
1347             }
1348
1349           /* Reset reset the number of free objects and clear the
1350              in-use bits.  These will be adjusted by mark_obj.  */
1351           p->num_free_objects = num_objects;
1352           memset (p->in_use_p, 0, bitmap_size);
1353
1354           /* Make sure the one-past-the-end bit is always set.  */
1355           p->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
1356             = ((unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG));
1357         }
1358     }
1359 }
1360
1361 /* Free all empty pages.  Partially empty pages need no attention
1362    because the `mark' bit doubles as an `unused' bit.  */
1363
1364 static inline void
1365 sweep_pages ()
1366 {
1367   unsigned order;
1368
1369   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1370     {
1371       /* The last page-entry to consider, regardless of entries
1372          placed at the end of the list.  */
1373       page_entry * const last = G.page_tails[order];
1374
1375       size_t num_objects;
1376       size_t live_objects;
1377       page_entry *p, *previous;
1378       int done;
1379
1380       p = G.pages[order];
1381       if (p == NULL)
1382         continue;
1383
1384       previous = NULL;
1385       do
1386         {
1387           page_entry *next = p->next;
1388
1389           /* Loop until all entries have been examined.  */
1390           done = (p == last);
1391           
1392           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1393
1394           /* Add all live objects on this page to the count of
1395              allocated memory.  */
1396           live_objects = num_objects - p->num_free_objects;
1397
1398           G.allocated += OBJECT_SIZE (order) * live_objects;
1399
1400           /* Only objects on pages in the topmost context should get
1401              collected.  */
1402           if (p->context_depth < G.context_depth)
1403             ;
1404
1405           /* Remove the page if it's empty.  */
1406           else if (live_objects == 0)
1407             {
1408               if (! previous)
1409                 G.pages[order] = next;
1410               else
1411                 previous->next = next;
1412
1413               /* Are we removing the last element?  */
1414               if (p == G.page_tails[order])
1415                 G.page_tails[order] = previous;
1416               free_page (p);
1417               p = previous;
1418             }
1419
1420           /* If the page is full, move it to the end.  */
1421           else if (p->num_free_objects == 0)
1422             {
1423               /* Don't move it if it's already at the end.  */
1424               if (p != G.page_tails[order])
1425                 {
1426                   /* Move p to the end of the list.  */
1427                   p->next = NULL;
1428                   G.page_tails[order]->next = p;
1429
1430                   /* Update the tail pointer...  */
1431                   G.page_tails[order] = p;
1432
1433                   /* ... and the head pointer, if necessary.  */
1434                   if (! previous)
1435                     G.pages[order] = next;
1436                   else
1437                     previous->next = next;
1438                   p = previous;
1439                 }
1440             }
1441
1442           /* If we've fallen through to here, it's a page in the
1443              topmost context that is neither full nor empty.  Such a
1444              page must precede pages at lesser context depth in the
1445              list, so move it to the head.  */
1446           else if (p != G.pages[order])
1447             {
1448               previous->next = p->next;
1449               p->next = G.pages[order];
1450               G.pages[order] = p;
1451               /* Are we moving the last element?  */
1452               if (G.page_tails[order] == p)
1453                 G.page_tails[order] = previous;
1454               p = previous;
1455             }
1456
1457           previous = p;
1458           p = next;
1459         }
1460       while (! done);
1461
1462       /* Now, restore the in_use_p vectors for any pages from contexts
1463          other than the current one.  */
1464       for (p = G.pages[order]; p; p = p->next)
1465         if (p->context_depth != G.context_depth)
1466           ggc_recalculate_in_use_p (p);
1467     }
1468 }
1469
1470 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1471 /* Clobber all free objects.  */
1472
1473 static inline void
1474 poison_pages ()
1475 {
1476   unsigned order;
1477
1478   for (order = 2; order < NUM_ORDERS; order++)
1479     {
1480       size_t size = OBJECT_SIZE (order);
1481       page_entry *p;
1482
1483       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1484         {
1485           size_t num_objects;
1486           size_t i;
1487
1488           if (p->context_depth != G.context_depth)
1489             /* Since we don't do any collection for pages in pushed
1490                contexts, there's no need to do any poisoning.  And
1491                besides, the IN_USE_P array isn't valid until we pop
1492                contexts.  */
1493             continue;
1494
1495           num_objects = OBJECTS_IN_PAGE (p);
1496           for (i = 0; i < num_objects; i++)
1497             {
1498               size_t word, bit;
1499               word = i / HOST_BITS_PER_LONG;
1500               bit = i % HOST_BITS_PER_LONG;
1501               if (((p->in_use_p[word] >> bit) & 1) == 0)
1502                 {
1503                   char *object = p->page + i * size;
1504
1505                   /* Keep poison-by-write when we expect to use Valgrind,
1506                      so the exact same memory semantics is kept, in case
1507                      there are memory errors.  We override this request
1508                      below.  */
1509                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_WRITABLE (object, size));
1510                   memset (object, 0xa5, size);
1511
1512                   /* Drop the handle to avoid handle leak.  */
1513                   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_NOACCESS (object, size));
1514                 }
1515             }
1516         }
1517     }
1518 }
1519 #endif
1520
1521 /* Top level mark-and-sweep routine.  */
1522
1523 void
1524 ggc_collect ()
1525 {
1526   /* Avoid frequent unnecessary work by skipping collection if the
1527      total allocations haven't expanded much since the last
1528      collection.  */
1529   float allocated_last_gc =
1530     MAX (G.allocated_last_gc, (size_t)PARAM_VALUE (GGC_MIN_HEAPSIZE) * 1024);
1531
1532   float min_expand = allocated_last_gc * PARAM_VALUE (GGC_MIN_EXPAND) / 100;
1533
1534   if (G.allocated < allocated_last_gc + min_expand)
1535     return;
1536
1537   timevar_push (TV_GC);
1538   if (!quiet_flag)
1539     fprintf (stderr, " {GC %luk -> ", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1540
1541   /* Zero the total allocated bytes.  This will be recalculated in the
1542      sweep phase.  */
1543   G.allocated = 0;
1544
1545   /* Release the pages we freed the last time we collected, but didn't
1546      reuse in the interim.  */
1547   release_pages ();
1548
1549   /* Indicate that we've seen collections at this context depth.  */
1550   G.context_depth_collections = ((unsigned long)1 << (G.context_depth + 1)) - 1;
1551
1552   clear_marks ();
1553   ggc_mark_roots ();
1554
1555 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1556   poison_pages ();
1557 #endif
1558
1559   sweep_pages ();
1560
1561   G.allocated_last_gc = G.allocated;
1562
1563   timevar_pop (TV_GC);
1564
1565   if (!quiet_flag)
1566     fprintf (stderr, "%luk}", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1567 }
1568
1569 /* Print allocation statistics.  */
1570 #define SCALE(x) ((unsigned long) ((x) < 1024*10 \
1571                   ? (x) \
1572                   : ((x) < 1024*1024*10 \
1573                      ? (x) / 1024 \
1574                      : (x) / (1024*1024))))
1575 #define LABEL(x) ((x) < 1024*10 ? ' ' : ((x) < 1024*1024*10 ? 'k' : 'M'))
1576
1577 void
1578 ggc_print_statistics ()
1579 {
1580   struct ggc_statistics stats;
1581   unsigned int i;
1582   size_t total_overhead = 0;
1583
1584   /* Clear the statistics.  */
1585   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1586
1587   /* Make sure collection will really occur.  */
1588   G.allocated_last_gc = 0;
1589
1590   /* Collect and print the statistics common across collectors.  */
1591   ggc_print_common_statistics (stderr, &stats);
1592
1593   /* Release free pages so that we will not count the bytes allocated
1594      there as part of the total allocated memory.  */
1595   release_pages ();
1596
1597   /* Collect some information about the various sizes of
1598      allocation.  */
1599   fprintf (stderr, "\n%-5s %10s  %10s  %10s\n",
1600            "Size", "Allocated", "Used", "Overhead");
1601   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; ++i)
1602     {
1603       page_entry *p;
1604       size_t allocated;
1605       size_t in_use;
1606       size_t overhead;
1607
1608       /* Skip empty entries.  */
1609       if (!G.pages[i])
1610         continue;
1611
1612       overhead = allocated = in_use = 0;
1613
1614       /* Figure out the total number of bytes allocated for objects of
1615          this size, and how many of them are actually in use.  Also figure
1616          out how much memory the page table is using.  */
1617       for (p = G.pages[i]; p; p = p->next)
1618         {
1619           allocated += p->bytes;
1620           in_use += 
1621             (OBJECTS_IN_PAGE (p) - p->num_free_objects) * OBJECT_SIZE (i);
1622
1623           overhead += (sizeof (page_entry) - sizeof (long)
1624                        + BITMAP_SIZE (OBJECTS_IN_PAGE (p) + 1));
1625         }
1626       fprintf (stderr, "%-5lu %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n",
1627                (unsigned long) OBJECT_SIZE (i),
1628                SCALE (allocated), LABEL (allocated),
1629                SCALE (in_use), LABEL (in_use),
1630                SCALE (overhead), LABEL (overhead));
1631       total_overhead += overhead;
1632     }
1633   fprintf (stderr, "%-5s %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n", "Total",
1634            SCALE (G.bytes_mapped), LABEL (G.bytes_mapped),
1635            SCALE (G.allocated), LABEL(G.allocated),
1636            SCALE (total_overhead), LABEL (total_overhead));
1637 }
1638 \f
1639 struct ggc_pch_data
1640 {
1641   struct ggc_pch_ondisk 
1642   {
1643     unsigned totals[NUM_ORDERS];
1644   } d;
1645   size_t base[NUM_ORDERS];
1646   size_t written[NUM_ORDERS];
1647 };
1648
1649 struct ggc_pch_data *
1650 init_ggc_pch ()
1651 {
1652   return xcalloc (sizeof (struct ggc_pch_data), 1);
1653 }
1654
1655 void 
1656 ggc_pch_count_object (d, x, size)
1657      struct ggc_pch_data *d;
1658      void *x ATTRIBUTE_UNUSED;
1659      size_t size;
1660 {
1661   unsigned order;
1662
1663   if (size <= 256)
1664     order = size_lookup[size];
1665   else
1666     {
1667       order = 9;
1668       while (size > OBJECT_SIZE (order))
1669         order++;
1670     }
1671   
1672   d->d.totals[order]++;
1673 }
1674      
1675 size_t
1676 ggc_pch_total_size (d)
1677      struct ggc_pch_data *d;
1678 {
1679   size_t a = 0;
1680   unsigned i;
1681
1682   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
1683     a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
1684   return a;
1685 }
1686
1687 void
1688 ggc_pch_this_base (d, base)
1689      struct ggc_pch_data *d;
1690      void *base;
1691 {
1692   size_t a = (size_t) base;
1693   unsigned i;
1694   
1695   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
1696     {
1697       d->base[i] = a;
1698       a += ROUND_UP (d->d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
1699     }
1700 }
1701
1702
1703 char *
1704 ggc_pch_alloc_object (d, x, size)
1705      struct ggc_pch_data *d;
1706      void *x ATTRIBUTE_UNUSED;
1707      size_t size;
1708 {
1709   unsigned order;
1710   char *result;
1711   
1712   if (size <= 256)
1713     order = size_lookup[size];
1714   else
1715     {
1716       order = 9;
1717       while (size > OBJECT_SIZE (order))
1718         order++;
1719     }
1720
1721   result = (char *) d->base[order];
1722   d->base[order] += OBJECT_SIZE (order);
1723   return result;
1724 }
1725
1726 void 
1727 ggc_pch_prepare_write (d, f)
1728      struct ggc_pch_data * d ATTRIBUTE_UNUSED;
1729      FILE * f ATTRIBUTE_UNUSED;
1730 {
1731   /* Nothing to do.  */
1732 }
1733
1734 void
1735 ggc_pch_write_object (d, f, x, newx, size)
1736      struct ggc_pch_data * d ATTRIBUTE_UNUSED;
1737      FILE *f;
1738      void *x;
1739      void *newx ATTRIBUTE_UNUSED;
1740      size_t size;
1741 {
1742   unsigned order;
1743
1744   if (size <= 256)
1745     order = size_lookup[size];
1746   else
1747     {
1748       order = 9;
1749       while (size > OBJECT_SIZE (order))
1750         order++;
1751     }
1752   
1753   if (fwrite (x, size, 1, f) != 1)
1754     fatal_io_error ("can't write PCH file");
1755
1756   /* In the current implementation, SIZE is always equal to
1757      OBJECT_SIZE (order) and so the fseek is never executed.  */
1758   if (size != OBJECT_SIZE (order)
1759       && fseek (f, OBJECT_SIZE (order) - size, SEEK_CUR) != 0)
1760     fatal_io_error ("can't write PCH file");
1761
1762   d->written[order]++;
1763   if (d->written[order] == d->d.totals[order]
1764       && fseek (f, ROUND_UP_VALUE (d->d.totals[order] * OBJECT_SIZE (order),
1765                                    G.pagesize),
1766                 SEEK_CUR) != 0)
1767     fatal_io_error ("can't write PCH file");
1768 }
1769
1770 void
1771 ggc_pch_finish (d, f)
1772      struct ggc_pch_data * d;
1773      FILE *f;
1774 {
1775   if (fwrite (&d->d, sizeof (d->d), 1, f) != 1)
1776     fatal_io_error ("can't write PCH file");
1777   free (d);
1778 }
1779
1780 void
1781 ggc_pch_read (f, addr)
1782      FILE *f;
1783      void *addr;
1784 {
1785   struct ggc_pch_ondisk d;
1786   unsigned i;
1787   char *offs = addr;
1788   
1789   /* We've just read in a PCH file.  So, every object that used to be allocated
1790      is now free.  */
1791   clear_marks ();
1792 #ifdef GGC_POISON
1793   poison_pages ();
1794 #endif
1795
1796   /* No object read from a PCH file should ever be freed.  So, set the
1797      context depth to 1, and set the depth of all the currently-allocated
1798      pages to be 1 too.  PCH pages will have depth 0.  */
1799   if (G.context_depth != 0)
1800     abort ();
1801   G.context_depth = 1;
1802   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
1803     {
1804       page_entry *p;
1805       for (p = G.pages[i]; p != NULL; p = p->next)
1806         p->context_depth = G.context_depth;
1807     }
1808
1809   /* Allocate the appropriate page-table entries for the pages read from
1810      the PCH file.  */
1811   if (fread (&d, sizeof (d), 1, f) != 1)
1812     fatal_io_error ("can't read PCH file");
1813   
1814   for (i = 0; i < NUM_ORDERS; i++)
1815     {
1816       struct page_entry *entry;
1817       char *pte;
1818       size_t bytes;
1819       size_t num_objs;
1820       size_t j;
1821       
1822       if (d.totals[i] == 0)
1823         continue;
1824       
1825       bytes = ROUND_UP (d.totals[i] * OBJECT_SIZE (i), G.pagesize);
1826       num_objs = bytes / OBJECT_SIZE (i);
1827       entry = xcalloc (1, (sizeof (struct page_entry) 
1828                            - sizeof (long)
1829                            + BITMAP_SIZE (num_objs + 1)));
1830       entry->bytes = bytes;
1831       entry->page = offs;
1832       entry->context_depth = 0;
1833       offs += bytes;
1834       entry->num_free_objects = 0;
1835       entry->order = i;
1836
1837       for (j = 0; 
1838            j + HOST_BITS_PER_LONG <= num_objs + 1;
1839            j += HOST_BITS_PER_LONG)
1840         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG] = -1;
1841       for (; j < num_objs + 1; j++)
1842         entry->in_use_p[j / HOST_BITS_PER_LONG] 
1843           |= 1L << (j % HOST_BITS_PER_LONG);
1844
1845       for (pte = entry->page; 
1846            pte < entry->page + entry->bytes; 
1847            pte += G.pagesize)
1848         set_page_table_entry (pte, entry);
1849
1850       if (G.page_tails[i] != NULL)
1851         G.page_tails[i]->next = entry;
1852       else
1853         G.pages[i] = entry;
1854       G.page_tails[i] = entry;
1855     }
1856
1857   /* Update the statistics.  */
1858   G.allocated = G.allocated_last_gc = offs - (char *)addr;
1859 }