OSDN Git Service

* bitmap.c (debug_bitmap_file): Cast pointers to PTR for printing
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ggc-page.c
1 /* "Bag-of-pages" garbage collector for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU CC.
5
6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "tree.h"
24 #include "rtl.h"
25 #include "tm_p.h"
26 #include "toplev.h"
27 #include "varray.h"
28 #include "flags.h"
29 #include "ggc.h"
30 #include "timevar.h"
31
32 #ifdef HAVE_MMAP_ANYWHERE
33 #include <sys/mman.h>
34 #endif
35
36 #ifndef MAP_FAILED
37 #define MAP_FAILED -1
38 #endif
39
40 #if !defined (MAP_ANONYMOUS) && defined (MAP_ANON)
41 #define MAP_ANONYMOUS MAP_ANON
42 #endif
43
44 /* Stategy: 
45
46    This garbage-collecting allocator allocates objects on one of a set
47    of pages.  Each page can allocate objects of a single size only;
48    available sizes are powers of two starting at four bytes.  The size
49    of an allocation request is rounded up to the next power of two
50    (`order'), and satisfied from the appropriate page.
51
52    Each page is recorded in a page-entry, which also maintains an
53    in-use bitmap of object positions on the page.  This allows the
54    allocation state of a particular object to be flipped without
55    touching the page itself.
56
57    Each page-entry also has a context depth, which is used to track
58    pushing and popping of allocation contexts.  Only objects allocated
59    in the current (highest-numbered) context may be collected.  
60
61    Page entries are arranged in an array of singly-linked lists.  The
62    array is indexed by the allocation size, in bits, of the pages on
63    it; i.e. all pages on a list allocate objects of the same size.
64    Pages are ordered on the list such that all non-full pages precede
65    all full pages, with non-full pages arranged in order of decreasing
66    context depth.
67
68    Empty pages (of all orders) are kept on a single page cache list,
69    and are considered first when new pages are required; they are
70    deallocated at the start of the next collection if they haven't
71    been recycled by then.  */
72
73
74 /* Define GGC_POISON to poison memory marked unused by the collector.  */
75 #undef GGC_POISON
76
77 /* Define GGC_ALWAYS_COLLECT to perform collection every time
78    ggc_collect is invoked.  Otherwise, collection is performed only
79    when a significant amount of memory has been allocated since the
80    last collection.  */
81 #undef GGC_ALWAYS_COLLECT
82
83 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
84 #define GGC_POISON
85 #endif
86 #ifdef ENABLE_GC_ALWAYS_COLLECT
87 #define GGC_ALWAYS_COLLECT
88 #endif
89
90 /* Define GGC_DEBUG_LEVEL to print debugging information.
91      0: No debugging output.
92      1: GC statistics only.
93      2: Page-entry allocations/deallocations as well.
94      3: Object allocations as well.
95      4: Object marks as well.   */
96 #define GGC_DEBUG_LEVEL (0)
97 \f
98 #ifndef HOST_BITS_PER_PTR
99 #define HOST_BITS_PER_PTR  HOST_BITS_PER_LONG
100 #endif
101
102 /* The "" allocated string.  */
103 char *empty_string;
104 \f
105 /* A two-level tree is used to look up the page-entry for a given
106    pointer.  Two chunks of the pointer's bits are extracted to index
107    the first and second levels of the tree, as follows:
108
109                                    HOST_PAGE_SIZE_BITS
110                            32           |      |
111        msb +----------------+----+------+------+ lsb
112                             |    |      |
113                          PAGE_L1_BITS   |
114                                  |      |
115                                PAGE_L2_BITS
116
117    The bottommost HOST_PAGE_SIZE_BITS are ignored, since page-entry
118    pages are aligned on system page boundaries.  The next most
119    significant PAGE_L2_BITS and PAGE_L1_BITS are the second and first
120    index values in the lookup table, respectively.  
121
122    For 32-bit architectures and the settings below, there are no
123    leftover bits.  For architectures with wider pointers, the lookup
124    tree points to a list of pages, which must be scanned to find the
125    correct one.  */
126
127 #define PAGE_L1_BITS    (8)
128 #define PAGE_L2_BITS    (32 - PAGE_L1_BITS - G.lg_pagesize)
129 #define PAGE_L1_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L1_BITS)
130 #define PAGE_L2_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L2_BITS)
131
132 #define LOOKUP_L1(p) \
133   (((size_t) (p) >> (32 - PAGE_L1_BITS)) & ((1 << PAGE_L1_BITS) - 1))
134
135 #define LOOKUP_L2(p) \
136   (((size_t) (p) >> G.lg_pagesize) & ((1 << PAGE_L2_BITS) - 1))
137
138
139 /* A page_entry records the status of an allocation page.  This
140    structure is dynamically sized to fit the bitmap in_use_p.  */
141 typedef struct page_entry 
142 {
143   /* The next page-entry with objects of the same size, or NULL if
144      this is the last page-entry.  */
145   struct page_entry *next;
146
147   /* The number of bytes allocated.  (This will always be a multiple
148      of the host system page size.)  */
149   size_t bytes;
150
151   /* The address at which the memory is allocated.  */
152   char *page;
153
154   /* Saved in-use bit vector for pages that aren't in the topmost
155      context during collection.  */
156   unsigned long *save_in_use_p;
157
158   /* Context depth of this page.  */
159   unsigned short context_depth;
160
161   /* The number of free objects remaining on this page.  */
162   unsigned short num_free_objects;
163
164   /* A likely candidate for the bit position of a free object for the
165      next allocation from this page.  */
166   unsigned short next_bit_hint;
167
168   /* The lg of size of objects allocated from this page.  */
169   unsigned char order;
170
171   /* A bit vector indicating whether or not objects are in use.  The
172      Nth bit is one if the Nth object on this page is allocated.  This
173      array is dynamically sized.  */
174   unsigned long in_use_p[1];
175 } page_entry;
176
177
178 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
179
180 /* On 32-bit hosts, we use a two level page table, as pictured above.  */
181 typedef page_entry **page_table[PAGE_L1_SIZE];
182
183 #else
184
185 /* On 64-bit hosts, we use the same two level page tables plus a linked
186    list that disambiguates the top 32-bits.  There will almost always be
187    exactly one entry in the list.  */
188 typedef struct page_table_chain
189 {
190   struct page_table_chain *next;
191   size_t high_bits;
192   page_entry **table[PAGE_L1_SIZE];
193 } *page_table;
194
195 #endif
196
197 /* The rest of the global variables.  */
198 static struct globals
199 {
200   /* The Nth element in this array is a page with objects of size 2^N.
201      If there are any pages with free objects, they will be at the
202      head of the list.  NULL if there are no page-entries for this
203      object size.  */
204   page_entry *pages[HOST_BITS_PER_PTR];
205
206   /* The Nth element in this array is the last page with objects of
207      size 2^N.  NULL if there are no page-entries for this object
208      size.  */
209   page_entry *page_tails[HOST_BITS_PER_PTR];
210
211   /* Lookup table for associating allocation pages with object addresses.  */
212   page_table lookup;
213
214   /* The system's page size.  */
215   size_t pagesize;
216   size_t lg_pagesize;
217
218   /* Bytes currently allocated.  */
219   size_t allocated;
220
221   /* Bytes currently allocated at the end of the last collection.  */
222   size_t allocated_last_gc;
223
224   /* Total amount of memory mapped.  */
225   size_t bytes_mapped;
226
227   /* The current depth in the context stack.  */
228   unsigned short context_depth;
229
230   /* A file descriptor open to /dev/zero for reading.  */
231 #if defined (HAVE_MMAP_ANYWHERE) && !defined(MAP_ANONYMOUS)
232   int dev_zero_fd;
233 #endif
234
235   /* A cache of free system pages.  */
236   page_entry *free_pages;
237
238   /* The file descriptor for debugging output.  */
239   FILE *debug_file;
240 } G;
241
242
243 /* Compute DIVIDEND / DIVISOR, rounded up.  */
244 #define DIV_ROUND_UP(Dividend, Divisor) \
245   (((Dividend) + (Divisor) - 1) / (Divisor))
246
247 /* The number of objects per allocation page, for objects of size
248    2^ORDER.  */
249 #define OBJECTS_PER_PAGE(Order) \
250   ((Order) >= G.lg_pagesize ? 1 : G.pagesize / ((size_t)1 << (Order)))
251
252 /* The size in bytes required to maintain a bitmap for the objects
253    on a page-entry.  */
254 #define BITMAP_SIZE(Num_objects) \
255   (DIV_ROUND_UP ((Num_objects), HOST_BITS_PER_LONG) * sizeof(long))
256
257 /* Skip garbage collection if the current allocation is not at least
258    this factor times the allocation at the end of the last collection.
259    In other words, total allocation must expand by (this factor minus
260    one) before collection is performed.  */
261 #define GGC_MIN_EXPAND_FOR_GC (1.3)
262
263 /* Bound `allocated_last_gc' to 4MB, to prevent the memory expansion
264    test from triggering too often when the heap is small.  */
265 #define GGC_MIN_LAST_ALLOCATED (4 * 1024 * 1024)
266
267 \f
268 static int ggc_allocated_p PARAMS ((const void *));
269 static page_entry *lookup_page_table_entry PARAMS ((const void *));
270 static void set_page_table_entry PARAMS ((void *, page_entry *));
271 static char *alloc_anon PARAMS ((char *, size_t));
272 static struct page_entry * alloc_page PARAMS ((unsigned));
273 static void free_page PARAMS ((struct page_entry *));
274 static void release_pages PARAMS ((void));
275 static void clear_marks PARAMS ((void));
276 static void sweep_pages PARAMS ((void));
277 static void ggc_recalculate_in_use_p PARAMS ((page_entry *));
278
279 #ifdef GGC_POISON
280 static void poison_pages PARAMS ((void));
281 #endif
282
283 void debug_print_page_list PARAMS ((int));
284 \f
285 /* Returns non-zero if P was allocated in GC'able memory.  */
286
287 static inline int
288 ggc_allocated_p (p)
289      const void *p;
290 {
291   page_entry ***base;
292   size_t L1, L2;
293
294 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
295   base = &G.lookup[0];
296 #else
297   page_table table = G.lookup;
298   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
299   while (1)
300     {
301       if (table == NULL)
302         return 0;
303       if (table->high_bits == high_bits)
304         break;
305       table = table->next;
306     }
307   base = &table->table[0];
308 #endif
309
310   /* Extract the level 1 and 2 indicies.  */
311   L1 = LOOKUP_L1 (p);
312   L2 = LOOKUP_L2 (p);
313
314   return base[L1] && base[L1][L2];
315 }
316
317 /* Traverse the page table and find the entry for a page. 
318    Die (probably) if the object wasn't allocated via GC.  */
319
320 static inline page_entry *
321 lookup_page_table_entry(p)
322      const void *p;
323 {
324   page_entry ***base;
325   size_t L1, L2;
326
327 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
328   base = &G.lookup[0];
329 #else
330   page_table table = G.lookup;
331   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
332   while (table->high_bits != high_bits)
333     table = table->next;
334   base = &table->table[0];
335 #endif
336
337   /* Extract the level 1 and 2 indicies.  */
338   L1 = LOOKUP_L1 (p);
339   L2 = LOOKUP_L2 (p);
340
341   return base[L1][L2];
342 }
343
344 /* Set the page table entry for a page.  */
345
346 static void
347 set_page_table_entry(p, entry)
348      void *p;
349      page_entry *entry;
350 {
351   page_entry ***base;
352   size_t L1, L2;
353
354 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
355   base = &G.lookup[0];
356 #else
357   page_table table;
358   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
359   for (table = G.lookup; table; table = table->next)
360     if (table->high_bits == high_bits)
361       goto found;
362
363   /* Not found -- allocate a new table.  */
364   table = (page_table) xcalloc (1, sizeof(*table));
365   table->next = G.lookup;
366   table->high_bits = high_bits;
367   G.lookup = table;
368 found:
369   base = &table->table[0];
370 #endif
371
372   /* Extract the level 1 and 2 indicies.  */
373   L1 = LOOKUP_L1 (p);
374   L2 = LOOKUP_L2 (p);
375
376   if (base[L1] == NULL)
377     base[L1] = (page_entry **) xcalloc (PAGE_L2_SIZE, sizeof (page_entry *));
378
379   base[L1][L2] = entry;
380 }
381
382 /* Prints the page-entry for object size ORDER, for debugging.  */
383
384 void
385 debug_print_page_list (order)
386      int order;
387 {
388   page_entry *p;
389   printf ("Head=%p, Tail=%p:\n", (PTR) G.pages[order],
390           (PTR) G.page_tails[order]);
391   p = G.pages[order];
392   while (p != NULL)
393     {
394       printf ("%p(%1d|%3d) -> ", (PTR) p, p->context_depth,
395               p->num_free_objects);
396       p = p->next;
397     }
398   printf ("NULL\n");
399   fflush (stdout);
400 }
401
402 /* Allocate SIZE bytes of anonymous memory, preferably near PREF,
403    (if non-null).  */
404
405 static inline char *
406 alloc_anon (pref, size)
407      char *pref ATTRIBUTE_UNUSED;
408      size_t size;
409 {
410   char *page;
411
412 #ifdef HAVE_MMAP_ANYWHERE
413 #ifdef MAP_ANONYMOUS
414   page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
415                         MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
416 #else
417   page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
418                         MAP_PRIVATE, G.dev_zero_fd, 0);
419 #endif
420   if (page == (char *) MAP_FAILED)
421     {
422       fputs ("Virtual memory exhausted!\n", stderr);
423       exit(1);
424     }
425 #else
426 #ifdef HAVE_VALLOC
427   page = (char *) valloc (size);
428   if (!page)
429     {
430       fputs ("Virtual memory exhausted!\n", stderr);
431       exit(1);
432     }
433 #endif /* HAVE_VALLOC */
434 #endif /* HAVE_MMAP_ANYWHERE */
435
436   /* Remember that we allocated this memory.  */
437   G.bytes_mapped += size;
438
439   return page;
440 }
441
442 /* Allocate a new page for allocating objects of size 2^ORDER,
443    and return an entry for it.  The entry is not added to the
444    appropriate page_table list.  */
445
446 static inline struct page_entry *
447 alloc_page (order)
448      unsigned order;
449 {
450   struct page_entry *entry, *p, **pp;
451   char *page;
452   size_t num_objects;
453   size_t bitmap_size;
454   size_t page_entry_size;
455   size_t entry_size;
456
457   num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
458   bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
459   page_entry_size = sizeof (page_entry) - sizeof (long) + bitmap_size;
460   entry_size = num_objects * (1 << order);
461
462   entry = NULL;
463   page = NULL;
464
465   /* Check the list of free pages for one we can use.  */
466   for (pp = &G.free_pages, p = *pp; p ; pp = &p->next, p = *pp)
467     if (p->bytes == entry_size)
468       break;
469
470   if (p != NULL)
471     {
472       /* Recycle the allocated memory from this page ... */
473       *pp = p->next;
474       page = p->page;
475       /* ... and, if possible, the page entry itself.  */
476       if (p->order == order)
477         {
478           entry = p;
479           memset (entry, 0, page_entry_size);
480         }
481       else
482         free (p);
483     }
484   else
485     {
486       /* Actually allocate the memory.  */
487       page = alloc_anon (NULL, entry_size);
488     }
489
490   if (entry == NULL)
491     entry = (struct page_entry *) xcalloc (1, page_entry_size);
492
493   entry->bytes = entry_size;
494   entry->page = page;
495   entry->context_depth = G.context_depth;
496   entry->order = order;
497   entry->num_free_objects = num_objects;
498   entry->next_bit_hint = 1;
499
500   /* Set the one-past-the-end in-use bit.  This acts as a sentry as we
501      increment the hint.  */
502   entry->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG]
503     = (unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG);
504
505   set_page_table_entry (page, entry);
506
507   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
508     fprintf (G.debug_file, 
509              "Allocating page at %p, object size=%d, data %p-%p\n",
510              (PTR) entry, 1 << order, page, page + entry_size - 1);
511
512   return entry;
513 }
514
515 /* For a page that is no longer needed, put it on the free page list.  */
516
517 static inline void
518 free_page (entry)
519      page_entry *entry;
520 {
521   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
522     fprintf (G.debug_file, 
523              "Deallocating page at %p, data %p-%p\n", (PTR) entry,
524              entry->page, entry->page + entry->bytes - 1);
525
526   set_page_table_entry (entry->page, NULL);
527
528   entry->next = G.free_pages;
529   G.free_pages = entry;
530 }
531
532 /* Release the free page cache to the system.  */
533
534 static void
535 release_pages ()
536 {
537 #ifdef HAVE_MMAP_ANYWHERE
538   page_entry *p, *next;
539   char *start;
540   size_t len;
541
542   p = G.free_pages;
543   if (p == NULL)
544     return;
545
546   next = p->next;
547   start = p->page;
548   len = p->bytes;
549   free (p);
550   p = next;
551
552   while (p)
553     {
554       next = p->next;
555       /* Gather up adjacent pages so they are unmapped together.  */
556       if (p->page == start + len)
557         len += p->bytes;
558       else
559         {
560           munmap (start, len);
561           G.bytes_mapped -= len;
562           start = p->page;
563           len = p->bytes;
564         }
565       free (p);
566       p = next;
567     }
568
569   munmap (start, len);
570   G.bytes_mapped -= len;
571 #else
572 #ifdef HAVE_VALLOC
573   page_entry *p, *next;
574
575   for (p = G.free_pages; p ; p = next)
576     {
577       next = p->next;
578       free (p->page);
579       G.bytes_mapped -= p->bytes;
580       free (p);
581     }
582 #endif /* HAVE_VALLOC */
583 #endif /* HAVE_MMAP_ANYWHERE */
584
585   G.free_pages = NULL;
586 }
587
588 /* This table provides a fast way to determine ceil(log_2(size)) for
589    allocation requests.  The minimum allocation size is four bytes.  */
590
591 static unsigned char const size_lookup[257] = 
592
593   2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 
594   4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 
595   5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 
596   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 
597   6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 
598   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 
599   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
600   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 
601   7, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
602   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
603   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
604   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
605   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
606   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
607   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
608   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
609   8
610 };
611
612 /* Allocate a chunk of memory of SIZE bytes.  If ZERO is non-zero, the
613    memory is zeroed; otherwise, its contents are undefined.  */
614
615 void *
616 ggc_alloc (size)
617      size_t size;
618 {
619   unsigned order, word, bit, object_offset;
620   struct page_entry *entry;
621   void *result;
622
623   if (size <= 256)
624     order = size_lookup[size];
625   else
626     {
627       order = 9;
628       while (size > ((size_t) 1 << order))
629         order++;
630     }
631
632   /* If there are non-full pages for this size allocation, they are at
633      the head of the list.  */
634   entry = G.pages[order];
635
636   /* If there is no page for this object size, or all pages in this
637      context are full, allocate a new page.  */
638   if (entry == NULL || entry->num_free_objects == 0)
639     {
640       struct page_entry *new_entry;
641       new_entry = alloc_page (order);
642       
643       /* If this is the only entry, it's also the tail.  */
644       if (entry == NULL)
645         G.page_tails[order] = new_entry;
646      
647       /* Put new pages at the head of the page list.  */
648       new_entry->next = entry;
649       entry = new_entry;
650       G.pages[order] = new_entry;
651
652       /* For a new page, we know the word and bit positions (in the
653          in_use bitmap) of the first available object -- they're zero.  */
654       new_entry->next_bit_hint = 1;
655       word = 0;
656       bit = 0;
657       object_offset = 0;
658     }
659   else
660     {
661       /* First try to use the hint left from the previous allocation
662          to locate a clear bit in the in-use bitmap.  We've made sure
663          that the one-past-the-end bit is always set, so if the hint
664          has run over, this test will fail.  */
665       unsigned hint = entry->next_bit_hint;
666       word = hint / HOST_BITS_PER_LONG;
667       bit = hint % HOST_BITS_PER_LONG;
668       
669       /* If the hint didn't work, scan the bitmap from the beginning.  */
670       if ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
671         {
672           word = bit = 0;
673           while (~entry->in_use_p[word] == 0)
674             ++word;
675           while ((entry->in_use_p[word] >> bit) & 1)
676             ++bit;
677           hint = word * HOST_BITS_PER_LONG + bit;
678         }
679
680       /* Next time, try the next bit.  */
681       entry->next_bit_hint = hint + 1;
682
683       object_offset = hint << order;
684     }
685
686   /* Set the in-use bit.  */
687   entry->in_use_p[word] |= ((unsigned long) 1 << bit);
688
689   /* Keep a running total of the number of free objects.  If this page
690      fills up, we may have to move it to the end of the list if the
691      next page isn't full.  If the next page is full, all subsequent
692      pages are full, so there's no need to move it.  */
693   if (--entry->num_free_objects == 0
694       && entry->next != NULL
695       && entry->next->num_free_objects > 0)
696     {
697       G.pages[order] = entry->next;
698       entry->next = NULL;
699       G.page_tails[order]->next = entry;
700       G.page_tails[order] = entry;
701     }
702
703   /* Calculate the object's address.  */
704   result = entry->page + object_offset;
705
706 #ifdef GGC_POISON
707   /* `Poison' the entire allocated object, including any padding at
708      the end.  */
709   memset (result, 0xaf, 1 << order);
710 #endif
711
712   /* Keep track of how many bytes are being allocated.  This
713      information is used in deciding when to collect.  */
714   G.allocated += (size_t) 1 << order;
715
716   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
717     fprintf (G.debug_file, 
718              "Allocating object, requested size=%d, actual=%d at %p on %p\n",
719              (int) size, 1 << order, result, (PTR) entry);
720
721   return result;
722 }
723
724 /* If P is not marked, marks it and return false.  Otherwise return true.
725    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
726    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
727
728 int
729 ggc_set_mark (p)
730      const void *p;
731 {
732   page_entry *entry;
733   unsigned bit, word;
734   unsigned long mask;
735
736   /* Look up the page on which the object is alloced.  If the object
737      wasn't allocated by the collector, we'll probably die.  */
738   entry = lookup_page_table_entry (p);
739 #ifdef ENABLE_CHECKING
740   if (entry == NULL)
741     abort ();
742 #endif
743
744   /* Calculate the index of the object on the page; this is its bit
745      position in the in_use_p bitmap.  */
746   bit = (((const char *) p) - entry->page) >> entry->order;
747   word = bit / HOST_BITS_PER_LONG;
748   mask = (unsigned long) 1 << (bit % HOST_BITS_PER_LONG);
749   
750   /* If the bit was previously set, skip it. */
751   if (entry->in_use_p[word] & mask)
752     return 1;
753
754   /* Otherwise set it, and decrement the free object count.  */
755   entry->in_use_p[word] |= mask;
756   entry->num_free_objects -= 1;
757
758   G.allocated += (size_t) 1 << entry->order;
759
760   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
761     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
762
763   return 0;
764 }
765
766 /* Mark P, but check first that it was allocated by the collector.  */
767
768 void
769 ggc_mark_if_gcable (p)
770      const void *p;
771 {
772   if (p && ggc_allocated_p (p))
773     ggc_set_mark (p);
774 }
775
776 /* Return the size of the gc-able object P.  */
777
778 size_t
779 ggc_get_size (p)
780      const void *p;
781 {
782   page_entry *pe = lookup_page_table_entry (p);
783   return 1 << pe->order;
784 }
785 \f
786 /* Initialize the ggc-mmap allocator.  */
787
788 void
789 init_ggc ()
790 {
791   G.pagesize = getpagesize();
792   G.lg_pagesize = exact_log2 (G.pagesize);
793
794 #if defined (HAVE_MMAP_ANYWHERE) && !defined(MAP_ANONYMOUS)
795   G.dev_zero_fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
796   if (G.dev_zero_fd == -1)
797     abort ();
798 #endif
799
800 #if 0
801   G.debug_file = fopen ("ggc-mmap.debug", "w");
802 #else
803   G.debug_file = stdout;
804 #endif
805
806   G.allocated_last_gc = GGC_MIN_LAST_ALLOCATED;
807
808 #ifdef HAVE_MMAP_ANYWHERE
809   /* StunOS has an amazing off-by-one error for the first mmap allocation
810      after fiddling with RLIMIT_STACK.  The result, as hard as it is to
811      believe, is an unaligned page allocation, which would cause us to
812      hork badly if we tried to use it.  */
813   {
814     char *p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
815     if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
816       {
817         /* How losing.  Discard this one and try another.  If we still
818            can't get something useful, give up.  */
819
820         p = alloc_anon (NULL, G.pagesize);
821         if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
822           abort ();
823       }
824     munmap (p, G.pagesize);
825   }
826 #endif
827
828   empty_string = ggc_alloc_string ("", 0);
829   ggc_add_string_root (&empty_string, 1);
830 }
831
832 /* Increment the `GC context'.  Objects allocated in an outer context
833    are never freed, eliminating the need to register their roots.  */
834
835 void
836 ggc_push_context ()
837 {
838   ++G.context_depth;
839
840   /* Die on wrap.  */
841   if (G.context_depth == 0)
842     abort ();
843 }
844
845 /* Merge the SAVE_IN_USE_P and IN_USE_P arrays in P so that IN_USE_P
846    reflects reality.  Recalculate NUM_FREE_OBJECTS as well.  */
847
848 static void
849 ggc_recalculate_in_use_p (p)
850      page_entry *p;
851 {
852   unsigned int i;
853   size_t num_objects;
854
855   /* Because the past-the-end bit in in_use_p is always set, we 
856      pretend there is one additional object.  */
857   num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (p->order) + 1;
858
859   /* Reset the free object count.  */
860   p->num_free_objects = num_objects;
861
862   /* Combine the IN_USE_P and SAVE_IN_USE_P arrays.  */
863   for (i = 0; 
864        i < DIV_ROUND_UP (BITMAP_SIZE (num_objects),
865                          sizeof (*p->in_use_p));
866        ++i)
867     {
868       unsigned long j;
869
870       /* Something is in use if it is marked, or if it was in use in a
871          context further down the context stack.  */
872       p->in_use_p[i] |= p->save_in_use_p[i];
873
874       /* Decrement the free object count for every object allocated.  */
875       for (j = p->in_use_p[i]; j; j >>= 1)
876         p->num_free_objects -= (j & 1);
877     }
878
879   if (p->num_free_objects >= num_objects)
880     abort ();
881 }
882
883 /* Decrement the `GC context'.  All objects allocated since the 
884    previous ggc_push_context are migrated to the outer context.  */
885
886 void
887 ggc_pop_context ()
888 {
889   unsigned order, depth;
890
891   depth = --G.context_depth;
892
893   /* Any remaining pages in the popped context are lowered to the new
894      current context; i.e. objects allocated in the popped context and
895      left over are imported into the previous context.  */
896   for (order = 2; order < HOST_BITS_PER_PTR; order++)
897     {
898       page_entry *p;
899
900       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
901         {
902           if (p->context_depth > depth)
903             p->context_depth = depth;
904
905           /* If this page is now in the topmost context, and we'd
906              saved its allocation state, restore it.  */
907           else if (p->context_depth == depth && p->save_in_use_p)
908             {
909               ggc_recalculate_in_use_p (p);
910               free (p->save_in_use_p);
911               p->save_in_use_p = 0;
912             }
913         }
914     }
915 }
916 \f
917 /* Unmark all objects.  */
918
919 static inline void
920 clear_marks ()
921 {
922   unsigned order;
923
924   for (order = 2; order < HOST_BITS_PER_PTR; order++)
925     {
926       size_t num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
927       size_t bitmap_size = BITMAP_SIZE (num_objects + 1);
928       page_entry *p;
929
930       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
931         {
932 #ifdef ENABLE_CHECKING
933           /* The data should be page-aligned.  */
934           if ((size_t) p->page & (G.pagesize - 1))
935             abort ();
936 #endif
937
938           /* Pages that aren't in the topmost context are not collected;
939              nevertheless, we need their in-use bit vectors to store GC
940              marks.  So, back them up first.  */
941           if (p->context_depth < G.context_depth)
942             {
943               if (! p->save_in_use_p)
944                 p->save_in_use_p = xmalloc (bitmap_size);
945               memcpy (p->save_in_use_p, p->in_use_p, bitmap_size);
946             }
947
948           /* Reset reset the number of free objects and clear the
949              in-use bits.  These will be adjusted by mark_obj.  */
950           p->num_free_objects = num_objects;
951           memset (p->in_use_p, 0, bitmap_size);
952
953           /* Make sure the one-past-the-end bit is always set.  */
954           p->in_use_p[num_objects / HOST_BITS_PER_LONG] 
955             = ((unsigned long) 1 << (num_objects % HOST_BITS_PER_LONG));
956         }
957     }
958 }
959
960 /* Free all empty pages.  Partially empty pages need no attention
961    because the `mark' bit doubles as an `unused' bit.  */
962
963 static inline void
964 sweep_pages ()
965 {
966   unsigned order;
967
968   for (order = 2; order < HOST_BITS_PER_PTR; order++)
969     {
970       /* The last page-entry to consider, regardless of entries
971          placed at the end of the list.  */
972       page_entry * const last = G.page_tails[order];
973
974       size_t num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
975       page_entry *p, *previous;
976       int done;
977         
978       p = G.pages[order];
979       if (p == NULL)
980         continue;
981
982       previous = NULL;
983       do
984         {
985           page_entry *next = p->next;
986
987           /* Loop until all entries have been examined.  */
988           done = (p == last);
989
990           /* Only objects on pages in the topmost context should get
991              collected.  */
992           if (p->context_depth < G.context_depth)
993             ;
994
995           /* Remove the page if it's empty.  */
996           else if (p->num_free_objects == num_objects)
997             {
998               if (! previous)
999                 G.pages[order] = next;
1000               else
1001                 previous->next = next;
1002
1003               /* Are we removing the last element?  */
1004               if (p == G.page_tails[order])
1005                 G.page_tails[order] = previous;
1006               free_page (p);
1007               p = previous;
1008             }
1009
1010           /* If the page is full, move it to the end.  */
1011           else if (p->num_free_objects == 0)
1012             {
1013               /* Don't move it if it's already at the end.  */
1014               if (p != G.page_tails[order])
1015                 {
1016                   /* Move p to the end of the list.  */
1017                   p->next = NULL;
1018                   G.page_tails[order]->next = p;
1019
1020                   /* Update the tail pointer...  */
1021                   G.page_tails[order] = p;
1022
1023                   /* ... and the head pointer, if necessary.  */
1024                   if (! previous)
1025                     G.pages[order] = next;
1026                   else
1027                     previous->next = next;
1028                   p = previous;
1029                 }
1030             }
1031
1032           /* If we've fallen through to here, it's a page in the
1033              topmost context that is neither full nor empty.  Such a
1034              page must precede pages at lesser context depth in the
1035              list, so move it to the head.  */
1036           else if (p != G.pages[order])
1037             {
1038               previous->next = p->next;
1039               p->next = G.pages[order];
1040               G.pages[order] = p;
1041               /* Are we moving the last element?  */
1042               if (G.page_tails[order] == p)
1043                 G.page_tails[order] = previous;
1044               p = previous;
1045             }
1046
1047           previous = p;
1048           p = next;
1049         } 
1050       while (! done);
1051
1052       /* Now, restore the in_use_p vectors for any pages from contexts
1053          other than the current one.  */
1054       for (p = G.pages[order]; p; p = p->next)
1055         if (p->context_depth != G.context_depth)
1056           ggc_recalculate_in_use_p (p);
1057     }
1058 }
1059
1060 #ifdef GGC_POISON
1061 /* Clobber all free objects.  */
1062
1063 static inline void
1064 poison_pages ()
1065 {
1066   unsigned order;
1067
1068   for (order = 2; order < HOST_BITS_PER_PTR; order++)
1069     {
1070       size_t num_objects = OBJECTS_PER_PAGE (order);
1071       size_t size = (size_t) 1 << order;
1072       page_entry *p;
1073
1074       for (p = G.pages[order]; p != NULL; p = p->next)
1075         {
1076           size_t i;
1077
1078           if (p->context_depth != G.context_depth)
1079             /* Since we don't do any collection for pages in pushed
1080                contexts, there's no need to do any poisoning.  And
1081                besides, the IN_USE_P array isn't valid until we pop
1082                contexts.  */
1083             continue;
1084
1085           for (i = 0; i < num_objects; i++)
1086             {
1087               size_t word, bit;
1088               word = i / HOST_BITS_PER_LONG;
1089               bit = i % HOST_BITS_PER_LONG;
1090               if (((p->in_use_p[word] >> bit) & 1) == 0)
1091                 memset (p->page + i * size, 0xa5, size);
1092             }
1093         }
1094     }
1095 }
1096 #endif
1097
1098 /* Top level mark-and-sweep routine.  */
1099
1100 void
1101 ggc_collect ()
1102 {
1103   /* Avoid frequent unnecessary work by skipping collection if the
1104      total allocations haven't expanded much since the last
1105      collection.  */
1106 #ifndef GGC_ALWAYS_COLLECT
1107   if (G.allocated < GGC_MIN_EXPAND_FOR_GC * G.allocated_last_gc)
1108     return;
1109 #endif
1110
1111   timevar_push (TV_GC);
1112   if (!quiet_flag)
1113     fprintf (stderr, " {GC %luk -> ", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1114
1115   /* Zero the total allocated bytes.  We'll reaccumulate this while
1116      marking.  */
1117   G.allocated = 0;
1118
1119   /* Release the pages we freed the last time we collected, but didn't 
1120      reuse in the interim.  */
1121   release_pages ();
1122
1123   clear_marks ();
1124   ggc_mark_roots ();
1125   
1126 #ifdef GGC_POISON
1127   poison_pages ();
1128 #endif
1129
1130   sweep_pages ();
1131
1132   G.allocated_last_gc = G.allocated;
1133   if (G.allocated_last_gc < GGC_MIN_LAST_ALLOCATED)
1134     G.allocated_last_gc = GGC_MIN_LAST_ALLOCATED;
1135
1136   timevar_pop (TV_GC);
1137
1138   if (!quiet_flag)
1139     fprintf (stderr, "%luk}", (unsigned long) G.allocated / 1024);
1140 }
1141
1142 /* Print allocation statistics.  */
1143
1144 void
1145 ggc_page_print_statistics ()
1146 {
1147   struct ggc_statistics stats;
1148   unsigned int i;
1149
1150   /* Clear the statistics.  */
1151   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1152   
1153   /* Make sure collection will really occur.  */
1154   G.allocated_last_gc = 0;
1155
1156   /* Collect and print the statistics common across collectors.  */
1157   ggc_print_statistics (stderr, &stats);
1158
1159   /* Release free pages so that we will not count the bytes allocated
1160      there as part of the total allocated memory.  */
1161   release_pages ();
1162
1163   /* Collect some information about the various sizes of 
1164      allocation.  */
1165   fprintf (stderr, "\n%-4s%-16s%-16s\n", "Log", "Allocated", "Used");
1166   for (i = 0; i < HOST_BITS_PER_PTR; ++i)
1167     {
1168       page_entry *p;
1169       size_t allocated;
1170       size_t in_use;
1171
1172       /* Skip empty entries.  */
1173       if (!G.pages[i])
1174         continue;
1175
1176       allocated = in_use = 0;
1177
1178       /* Figure out the total number of bytes allocated for objects of
1179          this size, and how many of them are actually in use.  */
1180       for (p = G.pages[i]; p; p = p->next)
1181         {
1182           allocated += p->bytes;
1183           in_use += 
1184             (OBJECTS_PER_PAGE (i) - p->num_free_objects) * (1 << i);
1185         }
1186       fprintf (stderr, "%-3d %-15lu %-15lu\n", i, 
1187                (unsigned long) allocated, (unsigned long) in_use);
1188     }
1189
1190   /* Print out some global information.  */
1191   fprintf (stderr, "\nTotal bytes marked: %lu\n", 
1192            (unsigned long) G.allocated);
1193   fprintf (stderr, "Total bytes mapped: %lu\n", 
1194            (unsigned long) G.bytes_mapped);
1195 }