OSDN Git Service

PR middle-end/44828
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ggc-zone.c
1 /* "Bag-of-pages" zone garbage collector for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008,
3    2010 Free Software Foundation, Inc.
4
5    Contributed by Richard Henderson (rth@redhat.com) and Daniel Berlin
6    (dberlin@dberlin.org).  Rewritten by Daniel Jacobowitz
7    <dan@codesourcery.com>.
8
9 This file is part of GCC.
10
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
15
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
20
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
24
25 #include "config.h"
26 #include "system.h"
27 #include "coretypes.h"
28 #include "tm.h"
29 #include "tree.h"
30 #include "rtl.h"
31 #include "tm_p.h"
32 #include "toplev.h"
33 #include "flags.h"
34 #include "ggc.h"
35 #include "ggc-internal.h"
36 #include "timevar.h"
37 #include "params.h"
38 #include "bitmap.h"
39 #include "plugin.h"
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 #endif
55
56 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
57 # include <sys/mman.h>
58 # ifndef MAP_FAILED
59 #  define MAP_FAILED -1
60 # endif
61 # define USING_MMAP
62 #endif
63
64 #ifndef USING_MMAP
65 #error Zone collector requires mmap
66 #endif
67
68 #if (GCC_VERSION < 3001)
69 #define prefetch(X) ((void) X)
70 #define prefetchw(X) ((void) X)
71 #else
72 #define prefetch(X) __builtin_prefetch (X)
73 #define prefetchw(X) __builtin_prefetch (X, 1, 3)
74 #endif
75
76 /* FUTURE NOTES:
77
78    If we track inter-zone pointers, we can mark single zones at a
79    time.
80
81    If we have a zone where we guarantee no inter-zone pointers, we
82    could mark that zone separately.
83
84    The garbage zone should not be marked, and we should return 1 in
85    ggc_set_mark for any object in the garbage zone, which cuts off
86    marking quickly.  */
87
88 /* Strategy:
89
90    This garbage-collecting allocator segregates objects into zones.
91    It also segregates objects into "large" and "small" bins.  Large
92    objects are greater than page size.
93
94    Pages for small objects are broken up into chunks.  The page has
95    a bitmap which marks the start position of each chunk (whether
96    allocated or free).  Free chunks are on one of the zone's free
97    lists and contain a pointer to the next free chunk.  Chunks in
98    most of the free lists have a fixed size determined by the
99    free list.  Chunks in the "other" sized free list have their size
100    stored right after their chain pointer.
101
102    Empty pages (of all sizes) are kept on a single page cache list,
103    and are considered first when new pages are required; they are
104    deallocated at the start of the next collection if they haven't
105    been recycled by then.  The free page list is currently per-zone.  */
106
107 /* Define GGC_DEBUG_LEVEL to print debugging information.
108      0: No debugging output.
109      1: GC statistics only.
110      2: Page-entry allocations/deallocations as well.
111      3: Object allocations as well.
112      4: Object marks as well.  */
113 #define GGC_DEBUG_LEVEL (0)
114
115 #ifndef HOST_BITS_PER_PTR
116 #define HOST_BITS_PER_PTR  HOST_BITS_PER_LONG
117 #endif
118
119 /* This structure manages small free chunks.  The SIZE field is only
120    initialized if the chunk is in the "other" sized free list.  Large
121    chunks are allocated one at a time to their own page, and so don't
122    come in here.  */
123
124 struct alloc_chunk {
125   struct alloc_chunk *next_free;
126   unsigned int size;
127 };
128
129 /* The size of the fixed-size portion of a small page descriptor.  */
130 #define PAGE_OVERHEAD   (offsetof (struct small_page_entry, alloc_bits))
131
132 /* The collector's idea of the page size.  This must be a power of two
133    no larger than the system page size, because pages must be aligned
134    to this amount and are tracked at this granularity in the page
135    table.  We choose a size at compile time for efficiency.
136
137    We could make a better guess at compile time if PAGE_SIZE is a
138    constant in system headers, and PAGE_SHIFT is defined...  */
139 #define GGC_PAGE_SIZE   4096
140 #define GGC_PAGE_MASK   (GGC_PAGE_SIZE - 1)
141 #define GGC_PAGE_SHIFT  12
142
143 #if 0
144 /* Alternative definitions which use the runtime page size.  */
145 #define GGC_PAGE_SIZE   G.pagesize
146 #define GGC_PAGE_MASK   G.page_mask
147 #define GGC_PAGE_SHIFT  G.lg_pagesize
148 #endif
149
150 /* The size of a small page managed by the garbage collector.  This
151    must currently be GGC_PAGE_SIZE, but with a few changes could
152    be any multiple of it to reduce certain kinds of overhead.  */
153 #define SMALL_PAGE_SIZE GGC_PAGE_SIZE
154
155 /* Free bin information.  These numbers may be in need of re-tuning.
156    In general, decreasing the number of free bins would seem to
157    increase the time it takes to allocate... */
158
159 /* FIXME: We can't use anything but MAX_ALIGNMENT for the bin size
160    today.  */
161
162 #define NUM_FREE_BINS           64
163 #define FREE_BIN_DELTA          MAX_ALIGNMENT
164 #define SIZE_BIN_DOWN(SIZE)     ((SIZE) / FREE_BIN_DELTA)
165
166 /* Allocation and marking parameters.  */
167
168 /* The smallest allocatable unit to keep track of.  */
169 #define BYTES_PER_ALLOC_BIT     MAX_ALIGNMENT
170
171 /* The smallest markable unit.  If we require each allocated object
172    to contain at least two allocatable units, we can use half as many
173    bits for the mark bitmap.  But this adds considerable complexity
174    to sweeping.  */
175 #define BYTES_PER_MARK_BIT      BYTES_PER_ALLOC_BIT
176
177 #define BYTES_PER_MARK_WORD     (8 * BYTES_PER_MARK_BIT * sizeof (mark_type))
178
179 /* We use this structure to determine the alignment required for
180    allocations.
181
182    There are several things wrong with this estimation of alignment.
183
184    The maximum alignment for a structure is often less than the
185    maximum alignment for a basic data type; for instance, on some
186    targets long long must be aligned to sizeof (int) in a structure
187    and sizeof (long long) in a variable.  i386-linux is one example;
188    Darwin is another (sometimes, depending on the compiler in use).
189
190    Also, long double is not included.  Nothing in GCC uses long
191    double, so we assume that this is OK.  On powerpc-darwin, adding
192    long double would bring the maximum alignment up to 16 bytes,
193    and until we need long double (or to vectorize compiler operations)
194    that's painfully wasteful.  This will need to change, some day.  */
195
196 struct max_alignment {
197   char c;
198   union {
199     HOST_WIDEST_INT i;
200     double d;
201   } u;
202 };
203
204 /* The biggest alignment required.  */
205
206 #define MAX_ALIGNMENT (offsetof (struct max_alignment, u))
207
208 /* Compute the smallest multiple of F that is >= X.  */
209
210 #define ROUND_UP(x, f) (CEIL (x, f) * (f))
211
212 /* Types to use for the allocation and mark bitmaps.  It might be
213    a good idea to add ffsl to libiberty and use unsigned long
214    instead; that could speed us up where long is wider than int.  */
215
216 typedef unsigned int alloc_type;
217 typedef unsigned int mark_type;
218 #define alloc_ffs(x) ffs(x)
219
220 /* A page_entry records the status of an allocation page.  This is the
221    common data between all three kinds of pages - small, large, and
222    PCH.  */
223 typedef struct page_entry
224 {
225   /* The address at which the memory is allocated.  */
226   char *page;
227
228   /* The zone that this page entry belongs to.  */
229   struct alloc_zone *zone;
230
231 #ifdef GATHER_STATISTICS
232   /* How many collections we've survived.  */
233   size_t survived;
234 #endif
235
236   /* Does this page contain small objects, or one large object?  */
237   bool large_p;
238
239   /* Is this page part of the loaded PCH?  */
240   bool pch_p;
241 } page_entry;
242
243 /* Additional data needed for small pages.  */
244 struct small_page_entry
245 {
246   struct page_entry common;
247
248   /* The next small page entry, or NULL if this is the last.  */
249   struct small_page_entry *next;
250
251   /* If currently marking this zone, a pointer to the mark bits
252      for this page.  If we aren't currently marking this zone,
253      this pointer may be stale (pointing to freed memory).  */
254   mark_type *mark_bits;
255
256   /* The allocation bitmap.  This array extends far enough to have
257      one bit for every BYTES_PER_ALLOC_BIT bytes in the page.  */
258   alloc_type alloc_bits[1];
259 };
260
261 /* Additional data needed for large pages.  */
262 struct large_page_entry
263 {
264   struct page_entry common;
265
266   /* The next large page entry, or NULL if this is the last.  */
267   struct large_page_entry *next;
268
269   /* The number of bytes allocated, not including the page entry.  */
270   size_t bytes;
271
272   /* The previous page in the list, so that we can unlink this one.  */
273   struct large_page_entry *prev;
274
275   /* During marking, is this object marked?  */
276   bool mark_p;
277 };
278
279 /* A two-level tree is used to look up the page-entry for a given
280    pointer.  Two chunks of the pointer's bits are extracted to index
281    the first and second levels of the tree, as follows:
282
283                                    HOST_PAGE_SIZE_BITS
284                            32           |      |
285        msb +----------------+----+------+------+ lsb
286                             |    |      |
287                          PAGE_L1_BITS   |
288                                  |      |
289                                PAGE_L2_BITS
290
291    The bottommost HOST_PAGE_SIZE_BITS are ignored, since page-entry
292    pages are aligned on system page boundaries.  The next most
293    significant PAGE_L2_BITS and PAGE_L1_BITS are the second and first
294    index values in the lookup table, respectively.
295
296    For 32-bit architectures and the settings below, there are no
297    leftover bits.  For architectures with wider pointers, the lookup
298    tree points to a list of pages, which must be scanned to find the
299    correct one.  */
300
301 #define PAGE_L1_BITS    (8)
302 #define PAGE_L2_BITS    (32 - PAGE_L1_BITS - GGC_PAGE_SHIFT)
303 #define PAGE_L1_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L1_BITS)
304 #define PAGE_L2_SIZE    ((size_t) 1 << PAGE_L2_BITS)
305
306 #define LOOKUP_L1(p) \
307   (((size_t) (p) >> (32 - PAGE_L1_BITS)) & ((1 << PAGE_L1_BITS) - 1))
308
309 #define LOOKUP_L2(p) \
310   (((size_t) (p) >> GGC_PAGE_SHIFT) & ((1 << PAGE_L2_BITS) - 1))
311
312 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
313
314 /* On 32-bit hosts, we use a two level page table, as pictured above.  */
315 typedef page_entry **page_table[PAGE_L1_SIZE];
316
317 #else
318
319 /* On 64-bit hosts, we use the same two level page tables plus a linked
320    list that disambiguates the top 32-bits.  There will almost always be
321    exactly one entry in the list.  */
322 typedef struct page_table_chain
323 {
324   struct page_table_chain *next;
325   size_t high_bits;
326   page_entry **table[PAGE_L1_SIZE];
327 } *page_table;
328
329 #endif
330
331 /* The global variables.  */
332 static struct globals
333 {
334   /* The linked list of zones.  */
335   struct alloc_zone *zones;
336
337   /* Lookup table for associating allocation pages with object addresses.  */
338   page_table lookup;
339
340   /* The system's page size, and related constants.  */
341   size_t pagesize;
342   size_t lg_pagesize;
343   size_t page_mask;
344
345   /* The size to allocate for a small page entry.  This includes
346      the size of the structure and the size of the allocation
347      bitmap.  */
348   size_t small_page_overhead;
349
350 #if defined (HAVE_MMAP_DEV_ZERO)
351   /* A file descriptor open to /dev/zero for reading.  */
352   int dev_zero_fd;
353 #endif
354
355   /* Allocate pages in chunks of this size, to throttle calls to memory
356      allocation routines.  The first page is used, the rest go onto the
357      free list.  */
358   size_t quire_size;
359
360   /* The file descriptor for debugging output.  */
361   FILE *debug_file;
362 } G;
363
364 /* A zone allocation structure.  There is one of these for every
365    distinct allocation zone.  */
366 struct alloc_zone
367 {
368   /* The most recent free chunk is saved here, instead of in the linked
369      free list, to decrease list manipulation.  It is most likely that we
370      will want this one.  */
371   char *cached_free;
372   size_t cached_free_size;
373
374   /* Linked lists of free storage.  Slots 1 ... NUM_FREE_BINS have chunks of size
375      FREE_BIN_DELTA.  All other chunks are in slot 0.  */
376   struct alloc_chunk *free_chunks[NUM_FREE_BINS + 1];
377
378   /* The highest bin index which might be non-empty.  It may turn out
379      to be empty, in which case we have to search downwards.  */
380   size_t high_free_bin;
381
382   /* Bytes currently allocated in this zone.  */
383   size_t allocated;
384
385   /* Linked list of the small pages in this zone.  */
386   struct small_page_entry *pages;
387
388   /* Doubly linked list of large pages in this zone.  */
389   struct large_page_entry *large_pages;
390
391   /* If we are currently marking this zone, a pointer to the mark bits.  */
392   mark_type *mark_bits;
393
394   /* Name of the zone.  */
395   const char *name;
396
397   /* The number of small pages currently allocated in this zone.  */
398   size_t n_small_pages;
399
400   /* Bytes allocated at the end of the last collection.  */
401   size_t allocated_last_gc;
402
403   /* Total amount of memory mapped.  */
404   size_t bytes_mapped;
405
406   /* A cache of free system pages.  */
407   struct small_page_entry *free_pages;
408
409   /* Next zone in the linked list of zones.  */
410   struct alloc_zone *next_zone;
411
412   /* True if this zone was collected during this collection.  */
413   bool was_collected;
414
415   /* True if this zone should be destroyed after the next collection.  */
416   bool dead;
417
418 #ifdef GATHER_STATISTICS
419   struct
420   {
421     /* Total GC-allocated memory.  */
422     unsigned long long total_allocated;
423     /* Total overhead for GC-allocated memory.  */
424     unsigned long long total_overhead;
425
426     /* Total allocations and overhead for sizes less than 32, 64 and 128.
427        These sizes are interesting because they are typical cache line
428        sizes.  */
429
430     unsigned long long total_allocated_under32;
431     unsigned long long total_overhead_under32;
432
433     unsigned long long total_allocated_under64;
434     unsigned long long total_overhead_under64;
435
436     unsigned long long total_allocated_under128;
437     unsigned long long total_overhead_under128;
438   } stats;
439 #endif
440 } main_zone;
441
442 /* Some default zones.  */
443 struct alloc_zone rtl_zone;
444 struct alloc_zone tree_zone;
445 struct alloc_zone tree_id_zone;
446
447 /* The PCH zone does not need a normal zone structure, and it does
448    not live on the linked list of zones.  */
449 struct pch_zone
450 {
451   /* The start of the PCH zone.  NULL if there is none.  */
452   char *page;
453
454   /* The end of the PCH zone.  NULL if there is none.  */
455   char *end;
456
457   /* The size of the PCH zone.  0 if there is none.  */
458   size_t bytes;
459
460   /* The allocation bitmap for the PCH zone.  */
461   alloc_type *alloc_bits;
462
463   /* If we are currently marking, the mark bitmap for the PCH zone.
464      When it is first read in, we could avoid marking the PCH,
465      because it will not contain any pointers to GC memory outside
466      of the PCH; however, the PCH is currently mapped as writable,
467      so we must mark it in case new pointers are added.  */
468   mark_type *mark_bits;
469 } pch_zone;
470
471 #ifdef USING_MMAP
472 static char *alloc_anon (char *, size_t, struct alloc_zone *);
473 #endif
474 static struct small_page_entry * alloc_small_page (struct alloc_zone *);
475 static struct large_page_entry * alloc_large_page (size_t, struct alloc_zone *);
476 static void free_chunk (char *, size_t, struct alloc_zone *);
477 static void free_small_page (struct small_page_entry *);
478 static void free_large_page (struct large_page_entry *);
479 static void release_pages (struct alloc_zone *);
480 static void sweep_pages (struct alloc_zone *);
481 static bool ggc_collect_1 (struct alloc_zone *, bool);
482 static void new_ggc_zone_1 (struct alloc_zone *, const char *);
483
484 /* Traverse the page table and find the entry for a page.
485    Die (probably) if the object wasn't allocated via GC.  */
486
487 static inline page_entry *
488 lookup_page_table_entry (const void *p)
489 {
490   page_entry ***base;
491   size_t L1, L2;
492
493 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
494   base = &G.lookup[0];
495 #else
496   page_table table = G.lookup;
497   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
498   while (table->high_bits != high_bits)
499     table = table->next;
500   base = &table->table[0];
501 #endif
502
503   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
504   L1 = LOOKUP_L1 (p);
505   L2 = LOOKUP_L2 (p);
506
507   return base[L1][L2];
508 }
509
510 /* Traverse the page table and find the entry for a page.
511    Return NULL if the object wasn't allocated via the GC.  */
512
513 static inline page_entry *
514 lookup_page_table_if_allocated (const void *p)
515 {
516   page_entry ***base;
517   size_t L1, L2;
518
519 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
520   base = &G.lookup[0];
521 #else
522   page_table table = G.lookup;
523   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
524   while (1)
525     {
526       if (table == NULL)
527         return NULL;
528       if (table->high_bits == high_bits)
529         break;
530       table = table->next;
531     }
532   base = &table->table[0];
533 #endif
534
535   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
536   L1 = LOOKUP_L1 (p);
537   if (! base[L1])
538     return NULL;
539
540   L2 = LOOKUP_L2 (p);
541   if (L2 >= PAGE_L2_SIZE)
542     return NULL;
543   /* We might have a page entry which does not correspond exactly to a
544      system page.  */
545   if (base[L1][L2] && (const char *) p < base[L1][L2]->page)
546     return NULL;
547
548   return base[L1][L2];
549 }
550
551 /* Set the page table entry for the page that starts at P.  If ENTRY
552    is NULL, clear the entry.  */
553
554 static void
555 set_page_table_entry (void *p, page_entry *entry)
556 {
557   page_entry ***base;
558   size_t L1, L2;
559
560 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
561   base = &G.lookup[0];
562 #else
563   page_table table;
564   size_t high_bits = (size_t) p & ~ (size_t) 0xffffffff;
565   for (table = G.lookup; table; table = table->next)
566     if (table->high_bits == high_bits)
567       goto found;
568
569   /* Not found -- allocate a new table.  */
570   table = XCNEW (struct page_table_chain);
571   table->next = G.lookup;
572   table->high_bits = high_bits;
573   G.lookup = table;
574 found:
575   base = &table->table[0];
576 #endif
577
578   /* Extract the level 1 and 2 indices.  */
579   L1 = LOOKUP_L1 (p);
580   L2 = LOOKUP_L2 (p);
581
582   if (base[L1] == NULL)
583     base[L1] = XCNEWVEC (page_entry *, PAGE_L2_SIZE);
584
585   base[L1][L2] = entry;
586 }
587
588 /* Find the page table entry associated with OBJECT.  */
589
590 static inline struct page_entry *
591 zone_get_object_page (const void *object)
592 {
593   return lookup_page_table_entry (object);
594 }
595
596 /* Find which element of the alloc_bits array OBJECT should be
597    recorded in.  */
598 static inline unsigned int
599 zone_get_object_alloc_word (const void *object)
600 {
601   return (((size_t) object & (GGC_PAGE_SIZE - 1))
602           / (8 * sizeof (alloc_type) * BYTES_PER_ALLOC_BIT));
603 }
604
605 /* Find which bit of the appropriate word in the alloc_bits array
606    OBJECT should be recorded in.  */
607 static inline unsigned int
608 zone_get_object_alloc_bit (const void *object)
609 {
610   return (((size_t) object / BYTES_PER_ALLOC_BIT)
611           % (8 * sizeof (alloc_type)));
612 }
613
614 /* Find which element of the mark_bits array OBJECT should be recorded
615    in.  */
616 static inline unsigned int
617 zone_get_object_mark_word (const void *object)
618 {
619   return (((size_t) object & (GGC_PAGE_SIZE - 1))
620           / (8 * sizeof (mark_type) * BYTES_PER_MARK_BIT));
621 }
622
623 /* Find which bit of the appropriate word in the mark_bits array
624    OBJECT should be recorded in.  */
625 static inline unsigned int
626 zone_get_object_mark_bit (const void *object)
627 {
628   return (((size_t) object / BYTES_PER_MARK_BIT)
629           % (8 * sizeof (mark_type)));
630 }
631
632 /* Set the allocation bit corresponding to OBJECT in its page's
633    bitmap.  Used to split this object from the preceding one.  */
634 static inline void
635 zone_set_object_alloc_bit (const void *object)
636 {
637   struct small_page_entry *page
638     = (struct small_page_entry *) zone_get_object_page (object);
639   unsigned int start_word = zone_get_object_alloc_word (object);
640   unsigned int start_bit = zone_get_object_alloc_bit (object);
641
642   page->alloc_bits[start_word] |= 1L << start_bit;
643 }
644
645 /* Clear the allocation bit corresponding to OBJECT in PAGE's
646    bitmap.  Used to coalesce this object with the preceding
647    one.  */
648 static inline void
649 zone_clear_object_alloc_bit (struct small_page_entry *page,
650                              const void *object)
651 {
652   unsigned int start_word = zone_get_object_alloc_word (object);
653   unsigned int start_bit = zone_get_object_alloc_bit (object);
654
655   /* Would xor be quicker?  */
656   page->alloc_bits[start_word] &= ~(1L << start_bit);
657 }
658
659 /* Find the size of the object which starts at START_WORD and
660    START_BIT in ALLOC_BITS, which is at most MAX_SIZE bytes.
661    Helper function for ggc_get_size and zone_find_object_size.  */
662
663 static inline size_t
664 zone_object_size_1 (alloc_type *alloc_bits,
665                     size_t start_word, size_t start_bit,
666                     size_t max_size)
667 {
668   size_t size;
669   alloc_type alloc_word;
670   int indx;
671
672   /* Load the first word.  */
673   alloc_word = alloc_bits[start_word++];
674
675   /* If that was the last bit in this word, we'll want to continue
676      with the next word.  Otherwise, handle the rest of this word.  */
677   if (start_bit)
678     {
679       indx = alloc_ffs (alloc_word >> start_bit);
680       if (indx)
681         /* indx is 1-based.  We started at the bit after the object's
682            start, but we also ended at the bit after the object's end.
683            It cancels out.  */
684         return indx * BYTES_PER_ALLOC_BIT;
685
686       /* The extra 1 accounts for the starting unit, before start_bit.  */
687       size = (sizeof (alloc_type) * 8 - start_bit + 1) * BYTES_PER_ALLOC_BIT;
688
689       if (size >= max_size)
690         return max_size;
691
692       alloc_word = alloc_bits[start_word++];
693     }
694   else
695     size = BYTES_PER_ALLOC_BIT;
696
697   while (alloc_word == 0)
698     {
699       size += sizeof (alloc_type) * 8 * BYTES_PER_ALLOC_BIT;
700       if (size >= max_size)
701         return max_size;
702       alloc_word = alloc_bits[start_word++];
703     }
704
705   indx = alloc_ffs (alloc_word);
706   return size + (indx - 1) * BYTES_PER_ALLOC_BIT;
707 }
708
709 /* Find the size of OBJECT on small page PAGE.  */
710
711 static inline size_t
712 zone_find_object_size (struct small_page_entry *page,
713                        const void *object)
714 {
715   const char *object_midptr = (const char *) object + BYTES_PER_ALLOC_BIT;
716   unsigned int start_word = zone_get_object_alloc_word (object_midptr);
717   unsigned int start_bit = zone_get_object_alloc_bit (object_midptr);
718   size_t max_size = (page->common.page + SMALL_PAGE_SIZE
719                      - (const char *) object);
720
721   return zone_object_size_1 (page->alloc_bits, start_word, start_bit,
722                              max_size);
723 }
724
725 /* highest_bit assumes that alloc_type is 32 bits.  */
726 extern char check_alloc_type_size[(sizeof (alloc_type) == 4) ? 1 : -1];
727
728 /* Find the highest set bit in VALUE.  Returns the bit number of that
729    bit, using the same values as ffs.  */
730 static inline alloc_type
731 highest_bit (alloc_type value)
732 {
733   /* This also assumes that alloc_type is unsigned.  */
734   value |= value >> 1;
735   value |= value >> 2;
736   value |= value >> 4;
737   value |= value >> 8;
738   value |= value >> 16;
739   value = value ^ (value >> 1);
740   return alloc_ffs (value);
741 }
742
743 /* Find the offset from the start of an object to P, which may point
744    into the interior of the object.  */
745
746 static unsigned long
747 zone_find_object_offset (alloc_type *alloc_bits, size_t start_word,
748                          size_t start_bit)
749 {
750   unsigned int offset_in_bits;
751   alloc_type alloc_word = alloc_bits[start_word];
752
753   /* Mask off any bits after the initial bit, but make sure to include
754      the initial bit in the result.  Note that START_BIT is
755      0-based.  */
756   if (start_bit < 8 * sizeof (alloc_type) - 1)
757     alloc_word &= (1 << (start_bit + 1)) - 1;
758   offset_in_bits = start_bit;
759
760   /* Search for the start of the object.  */
761   while (alloc_word == 0 && start_word > 0)
762     {
763       alloc_word = alloc_bits[--start_word];
764       offset_in_bits += 8 * sizeof (alloc_type);
765     }
766   /* We must always find a set bit.  */
767   gcc_assert (alloc_word != 0);
768   /* Note that the result of highest_bit is 1-based.  */
769   offset_in_bits -= highest_bit (alloc_word) - 1;
770
771   return BYTES_PER_ALLOC_BIT * offset_in_bits;
772 }
773
774 /* Allocate the mark bits for every zone, and set the pointers on each
775    page.  */
776 static void
777 zone_allocate_marks (void)
778 {
779   struct alloc_zone *zone;
780
781   for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
782     {
783       struct small_page_entry *page;
784       mark_type *cur_marks;
785       size_t mark_words, mark_words_per_page;
786 #ifdef ENABLE_CHECKING
787       size_t n = 0;
788 #endif
789
790       mark_words_per_page
791         = (GGC_PAGE_SIZE + BYTES_PER_MARK_WORD - 1) / BYTES_PER_MARK_WORD;
792       mark_words = zone->n_small_pages * mark_words_per_page;
793       zone->mark_bits = (mark_type *) xcalloc (sizeof (mark_type),
794                                                    mark_words);
795       cur_marks = zone->mark_bits;
796       for (page = zone->pages; page; page = page->next)
797         {
798           page->mark_bits = cur_marks;
799           cur_marks += mark_words_per_page;
800 #ifdef ENABLE_CHECKING
801           n++;
802 #endif
803         }
804 #ifdef ENABLE_CHECKING
805       gcc_assert (n == zone->n_small_pages);
806 #endif
807     }
808
809   /* We don't collect the PCH zone, but we do have to mark it
810      (for now).  */
811   if (pch_zone.bytes)
812     pch_zone.mark_bits
813       = (mark_type *) xcalloc (sizeof (mark_type),
814                                CEIL (pch_zone.bytes, BYTES_PER_MARK_WORD));
815 }
816
817 /* After marking and sweeping, release the memory used for mark bits.  */
818 static void
819 zone_free_marks (void)
820 {
821   struct alloc_zone *zone;
822
823   for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
824     if (zone->mark_bits)
825       {
826         free (zone->mark_bits);
827         zone->mark_bits = NULL;
828       }
829
830   if (pch_zone.bytes)
831     {
832       free (pch_zone.mark_bits);
833       pch_zone.mark_bits = NULL;
834     }
835 }
836
837 #ifdef USING_MMAP
838 /* Allocate SIZE bytes of anonymous memory, preferably near PREF,
839    (if non-null).  The ifdef structure here is intended to cause a
840    compile error unless exactly one of the HAVE_* is defined.  */
841
842 static inline char *
843 alloc_anon (char *pref ATTRIBUTE_UNUSED, size_t size, struct alloc_zone *zone)
844 {
845 #ifdef HAVE_MMAP_ANON
846   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
847                               MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
848 #endif
849 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
850   char *page = (char *) mmap (pref, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
851                               MAP_PRIVATE, G.dev_zero_fd, 0);
852 #endif
853
854   if (page == (char *) MAP_FAILED)
855     {
856       perror ("virtual memory exhausted");
857       exit (FATAL_EXIT_CODE);
858     }
859
860   /* Remember that we allocated this memory.  */
861   zone->bytes_mapped += size;
862
863   /* Pretend we don't have access to the allocated pages.  We'll enable
864      access to smaller pieces of the area in ggc_internal_alloc.  Discard the
865      handle to avoid handle leak.  */
866   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (page, size));
867
868   return page;
869 }
870 #endif
871
872 /* Allocate a new page for allocating small objects in ZONE, and
873    return an entry for it.  */
874
875 static struct small_page_entry *
876 alloc_small_page (struct alloc_zone *zone)
877 {
878   struct small_page_entry *entry;
879
880   /* Check the list of free pages for one we can use.  */
881   entry = zone->free_pages;
882   if (entry != NULL)
883     {
884       /* Recycle the allocated memory from this page ...  */
885       zone->free_pages = entry->next;
886     }
887   else
888     {
889       /* We want just one page.  Allocate a bunch of them and put the
890          extras on the freelist.  (Can only do this optimization with
891          mmap for backing store.)  */
892       struct small_page_entry *e, *f = zone->free_pages;
893       int i;
894       char *page;
895
896       page = alloc_anon (NULL, GGC_PAGE_SIZE * G.quire_size, zone);
897
898       /* This loop counts down so that the chain will be in ascending
899          memory order.  */
900       for (i = G.quire_size - 1; i >= 1; i--)
901         {
902           e = XCNEWVAR (struct small_page_entry, G.small_page_overhead);
903           e->common.page = page + (i << GGC_PAGE_SHIFT);
904           e->common.zone = zone;
905           e->next = f;
906           f = e;
907           set_page_table_entry (e->common.page, &e->common);
908         }
909
910       zone->free_pages = f;
911
912       entry = XCNEWVAR (struct small_page_entry, G.small_page_overhead);
913       entry->common.page = page;
914       entry->common.zone = zone;
915       set_page_table_entry (page, &entry->common);
916     }
917
918   zone->n_small_pages++;
919
920   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
921     fprintf (G.debug_file,
922              "Allocating %s page at %p, data %p-%p\n",
923              entry->common.zone->name, (PTR) entry, entry->common.page,
924              entry->common.page + SMALL_PAGE_SIZE - 1);
925
926   return entry;
927 }
928
929 /* Allocate a large page of size SIZE in ZONE.  */
930
931 static struct large_page_entry *
932 alloc_large_page (size_t size, struct alloc_zone *zone)
933 {
934   struct large_page_entry *entry;
935   char *page;
936   size_t needed_size;
937
938   needed_size = size + sizeof (struct large_page_entry);
939   page = XNEWVAR (char, needed_size);
940
941   entry = (struct large_page_entry *) page;
942
943   entry->next = NULL;
944   entry->common.page = page + sizeof (struct large_page_entry);
945   entry->common.large_p = true;
946   entry->common.pch_p = false;
947   entry->common.zone = zone;
948 #ifdef GATHER_STATISTICS
949   entry->common.survived = 0;
950 #endif
951   entry->mark_p = false;
952   entry->bytes = size;
953   entry->prev = NULL;
954
955   set_page_table_entry (entry->common.page, &entry->common);
956
957   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
958     fprintf (G.debug_file,
959              "Allocating %s large page at %p, data %p-%p\n",
960              entry->common.zone->name, (PTR) entry, entry->common.page,
961              entry->common.page + SMALL_PAGE_SIZE - 1);
962
963   return entry;
964 }
965
966
967 /* For a page that is no longer needed, put it on the free page list.  */
968
969 static inline void
970 free_small_page (struct small_page_entry *entry)
971 {
972   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
973     fprintf (G.debug_file,
974              "Deallocating %s page at %p, data %p-%p\n",
975              entry->common.zone->name, (PTR) entry,
976              entry->common.page, entry->common.page + SMALL_PAGE_SIZE - 1);
977
978   gcc_assert (!entry->common.large_p);
979
980   /* Mark the page as inaccessible.  Discard the handle to
981      avoid handle leak.  */
982   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (entry->common.page,
983                                                 SMALL_PAGE_SIZE));
984
985   entry->next = entry->common.zone->free_pages;
986   entry->common.zone->free_pages = entry;
987   entry->common.zone->n_small_pages--;
988 }
989
990 /* Release a large page that is no longer needed.  */
991
992 static inline void
993 free_large_page (struct large_page_entry *entry)
994 {
995   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
996     fprintf (G.debug_file,
997              "Deallocating %s page at %p, data %p-%p\n",
998              entry->common.zone->name, (PTR) entry,
999              entry->common.page, entry->common.page + SMALL_PAGE_SIZE - 1);
1000
1001   gcc_assert (entry->common.large_p);
1002
1003   set_page_table_entry (entry->common.page, NULL);
1004   free (entry);
1005 }
1006
1007 /* Release the free page cache to the system.  */
1008
1009 static void
1010 release_pages (struct alloc_zone *zone)
1011 {
1012 #ifdef USING_MMAP
1013   struct small_page_entry *p, *next;
1014   char *start;
1015   size_t len;
1016
1017   /* Gather up adjacent pages so they are unmapped together.  */
1018   p = zone->free_pages;
1019
1020   while (p)
1021     {
1022       start = p->common.page;
1023       next = p->next;
1024       len = SMALL_PAGE_SIZE;
1025       set_page_table_entry (p->common.page, NULL);
1026       p = next;
1027
1028       while (p && p->common.page == start + len)
1029         {
1030           next = p->next;
1031           len += SMALL_PAGE_SIZE;
1032           set_page_table_entry (p->common.page, NULL);
1033           p = next;
1034         }
1035
1036       munmap (start, len);
1037       zone->bytes_mapped -= len;
1038     }
1039
1040   zone->free_pages = NULL;
1041 #endif
1042 }
1043
1044 /* Place the block at PTR of size SIZE on the free list for ZONE.  */
1045
1046 static inline void
1047 free_chunk (char *ptr, size_t size, struct alloc_zone *zone)
1048 {
1049   struct alloc_chunk *chunk = (struct alloc_chunk *) ptr;
1050   size_t bin = 0;
1051
1052   bin = SIZE_BIN_DOWN (size);
1053   gcc_assert (bin != 0);
1054   if (bin > NUM_FREE_BINS)
1055     {
1056       bin = 0;
1057       VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (chunk,
1058                                                      sizeof (struct
1059                                                              alloc_chunk)));
1060       chunk->size = size;
1061       chunk->next_free = zone->free_chunks[bin];
1062       VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (ptr
1063                                                     + sizeof (struct
1064                                                               alloc_chunk),
1065                                                     size
1066                                                     - sizeof (struct
1067                                                               alloc_chunk)));
1068     }
1069   else
1070     {
1071       VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (chunk,
1072                                                      sizeof (struct
1073                                                              alloc_chunk *)));
1074       chunk->next_free = zone->free_chunks[bin];
1075       VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (ptr
1076                                                     + sizeof (struct
1077                                                               alloc_chunk *),
1078                                                     size
1079                                                     - sizeof (struct
1080                                                               alloc_chunk *)));
1081     }
1082
1083   zone->free_chunks[bin] = chunk;
1084   if (bin > zone->high_free_bin)
1085     zone->high_free_bin = bin;
1086   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1087     fprintf (G.debug_file, "Deallocating object, chunk=%p\n", (void *)chunk);
1088 }
1089
1090 /* Allocate a chunk of memory of at least ORIG_SIZE bytes, in ZONE.  */
1091
1092 void *
1093 ggc_internal_alloc_zone_stat (size_t orig_size, struct alloc_zone *zone
1094                               MEM_STAT_DECL)
1095 {
1096   size_t bin;
1097   size_t csize;
1098   struct small_page_entry *entry;
1099   struct alloc_chunk *chunk, **pp;
1100   void *result;
1101   size_t size = orig_size;
1102
1103   /* Make sure that zero-sized allocations get a unique and freeable
1104      pointer.  */
1105   if (size == 0)
1106     size = MAX_ALIGNMENT;
1107   else
1108     size = (size + MAX_ALIGNMENT - 1) & -MAX_ALIGNMENT;
1109
1110   /* Try to allocate the object from several different sources.  Each
1111      of these cases is responsible for setting RESULT and SIZE to
1112      describe the allocated block, before jumping to FOUND.  If a
1113      chunk is split, the allocate bit for the new chunk should also be
1114      set.
1115
1116      Large objects are handled specially.  However, they'll just fail
1117      the next couple of conditions, so we can wait to check for them
1118      below.  The large object case is relatively rare (< 1%), so this
1119      is a win.  */
1120
1121   /* First try to split the last chunk we allocated.  For best
1122      fragmentation behavior it would be better to look for a
1123      free bin of the appropriate size for a small object.  However,
1124      we're unlikely (1% - 7%) to find one, and this gives better
1125      locality behavior anyway.  This case handles the lion's share
1126      of all calls to this function.  */
1127   if (size <= zone->cached_free_size)
1128     {
1129       result = zone->cached_free;
1130
1131       zone->cached_free_size -= size;
1132       if (zone->cached_free_size)
1133         {
1134           zone->cached_free += size;
1135           zone_set_object_alloc_bit (zone->cached_free);
1136         }
1137
1138       goto found;
1139     }
1140
1141   /* Next, try to find a free bin of the exactly correct size.  */
1142
1143   /* We want to round SIZE up, rather than down, but we know it's
1144      already aligned to at least FREE_BIN_DELTA, so we can just
1145      shift.  */
1146   bin = SIZE_BIN_DOWN (size);
1147
1148   if (bin <= NUM_FREE_BINS
1149       && (chunk = zone->free_chunks[bin]) != NULL)
1150     {
1151       /* We have a chunk of the right size.  Pull it off the free list
1152          and use it.  */
1153
1154       zone->free_chunks[bin] = chunk->next_free;
1155
1156       /* NOTE: SIZE is only guaranteed to be right if MAX_ALIGNMENT
1157          == FREE_BIN_DELTA.  */
1158       result = chunk;
1159
1160       /* The allocation bits are already set correctly.  HIGH_FREE_BIN
1161          may now be wrong, if this was the last chunk in the high bin.
1162          Rather than fixing it up now, wait until we need to search
1163          the free bins.  */
1164
1165       goto found;
1166     }
1167
1168   /* Next, if there wasn't a chunk of the ideal size, look for a chunk
1169      to split.  We can find one in the too-big bin, or in the largest
1170      sized bin with a chunk in it.  Try the largest normal-sized bin
1171      first.  */
1172
1173   if (zone->high_free_bin > bin)
1174     {
1175       /* Find the highest numbered free bin.  It will be at or below
1176          the watermark.  */
1177       while (zone->high_free_bin > bin
1178              && zone->free_chunks[zone->high_free_bin] == NULL)
1179         zone->high_free_bin--;
1180
1181       if (zone->high_free_bin > bin)
1182         {
1183           size_t tbin = zone->high_free_bin;
1184           chunk = zone->free_chunks[tbin];
1185
1186           /* Remove the chunk from its previous bin.  */
1187           zone->free_chunks[tbin] = chunk->next_free;
1188
1189           result = (char *) chunk;
1190
1191           /* Save the rest of the chunk for future allocation.  */
1192           if (zone->cached_free_size)
1193             free_chunk (zone->cached_free, zone->cached_free_size, zone);
1194
1195           chunk = (struct alloc_chunk *) ((char *) result + size);
1196           zone->cached_free = (char *) chunk;
1197           zone->cached_free_size = (tbin - bin) * FREE_BIN_DELTA;
1198
1199           /* Mark the new free chunk as an object, so that we can
1200              find the size of the newly allocated object.  */
1201           zone_set_object_alloc_bit (chunk);
1202
1203           /* HIGH_FREE_BIN may now be wrong, if this was the last
1204              chunk in the high bin.  Rather than fixing it up now,
1205              wait until we need to search the free bins.  */
1206
1207           goto found;
1208         }
1209     }
1210
1211   /* Failing that, look through the "other" bucket for a chunk
1212      that is large enough.  */
1213   pp = &(zone->free_chunks[0]);
1214   chunk = *pp;
1215   while (chunk && chunk->size < size)
1216     {
1217       pp = &chunk->next_free;
1218       chunk = *pp;
1219     }
1220
1221   if (chunk)
1222     {
1223       /* Remove the chunk from its previous bin.  */
1224       *pp = chunk->next_free;
1225
1226       result = (char *) chunk;
1227
1228       /* Save the rest of the chunk for future allocation, if there's any
1229          left over.  */
1230       csize = chunk->size;
1231       if (csize > size)
1232         {
1233           if (zone->cached_free_size)
1234             free_chunk (zone->cached_free, zone->cached_free_size, zone);
1235
1236           chunk = (struct alloc_chunk *) ((char *) result + size);
1237           zone->cached_free = (char *) chunk;
1238           zone->cached_free_size = csize - size;
1239
1240           /* Mark the new free chunk as an object.  */
1241           zone_set_object_alloc_bit (chunk);
1242         }
1243
1244       goto found;
1245     }
1246
1247   /* Handle large allocations.  We could choose any threshold between
1248      GGC_PAGE_SIZE - sizeof (struct large_page_entry) and
1249      GGC_PAGE_SIZE.  It can't be smaller, because then it wouldn't
1250      be guaranteed to have a unique entry in the lookup table.  Large
1251      allocations will always fall through to here.  */
1252   if (size > GGC_PAGE_SIZE)
1253     {
1254       struct large_page_entry *entry = alloc_large_page (size, zone);
1255
1256 #ifdef GATHER_STATISTICS
1257       entry->common.survived = 0;
1258 #endif
1259
1260       entry->next = zone->large_pages;
1261       if (zone->large_pages)
1262         zone->large_pages->prev = entry;
1263       zone->large_pages = entry;
1264
1265       result = entry->common.page;
1266
1267       goto found;
1268     }
1269
1270   /* Failing everything above, allocate a new small page.  */
1271
1272   entry = alloc_small_page (zone);
1273   entry->next = zone->pages;
1274   zone->pages = entry;
1275
1276   /* Mark the first chunk in the new page.  */
1277   entry->alloc_bits[0] = 1;
1278
1279   result = entry->common.page;
1280   if (size < SMALL_PAGE_SIZE)
1281     {
1282       if (zone->cached_free_size)
1283         free_chunk (zone->cached_free, zone->cached_free_size, zone);
1284
1285       zone->cached_free = (char *) result + size;
1286       zone->cached_free_size = SMALL_PAGE_SIZE - size;
1287
1288       /* Mark the new free chunk as an object.  */
1289       zone_set_object_alloc_bit (zone->cached_free);
1290     }
1291
1292  found:
1293
1294   /* We could save TYPE in the chunk, but we don't use that for
1295      anything yet.  If we wanted to, we could do it by adding it
1296      either before the beginning of the chunk or after its end,
1297      and adjusting the size and pointer appropriately.  */
1298
1299   /* We'll probably write to this after we return.  */
1300   prefetchw (result);
1301
1302 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1303   /* `Poison' the entire allocated object.  */
1304   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, size));
1305   memset (result, 0xaf, size);
1306   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS (result + orig_size,
1307                                                 size - orig_size));
1308 #endif
1309
1310   /* Tell Valgrind that the memory is there, but its content isn't
1311      defined.  The bytes at the end of the object are still marked
1312      unaccessible.  */
1313   VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (result, orig_size));
1314
1315   /* Keep track of how many bytes are being allocated.  This
1316      information is used in deciding when to collect.  */
1317   zone->allocated += size;
1318
1319   timevar_ggc_mem_total += size;
1320
1321 #ifdef GATHER_STATISTICS
1322   ggc_record_overhead (orig_size, size - orig_size, result PASS_MEM_STAT);
1323
1324   {
1325     size_t object_size = size;
1326     size_t overhead = object_size - orig_size;
1327
1328     zone->stats.total_overhead += overhead;
1329     zone->stats.total_allocated += object_size;
1330
1331     if (orig_size <= 32)
1332       {
1333         zone->stats.total_overhead_under32 += overhead;
1334         zone->stats.total_allocated_under32 += object_size;
1335       }
1336     if (orig_size <= 64)
1337       {
1338         zone->stats.total_overhead_under64 += overhead;
1339         zone->stats.total_allocated_under64 += object_size;
1340       }
1341     if (orig_size <= 128)
1342       {
1343         zone->stats.total_overhead_under128 += overhead;
1344         zone->stats.total_allocated_under128 += object_size;
1345       }
1346   }
1347 #endif
1348
1349   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 3)
1350     fprintf (G.debug_file, "Allocating object, size=%lu at %p\n",
1351              (unsigned long) size, result);
1352
1353   return result;
1354 }
1355
1356 #define ggc_internal_alloc_zone_pass_stat(s,z)          \
1357     ggc_internal_alloc_zone_stat (s,z PASS_MEM_STAT)
1358
1359 void *
1360 ggc_internal_cleared_alloc_zone_stat (size_t orig_size,
1361                                       struct alloc_zone *zone MEM_STAT_DECL)
1362 {
1363   void * result = ggc_internal_alloc_zone_pass_stat (orig_size, zone);
1364   memset (result, 0, orig_size);
1365   return result;
1366 }
1367
1368
1369 /* Allocate a SIZE of chunk memory of GTE type, into an appropriate zone
1370    for that type.  */
1371
1372 void *
1373 ggc_alloc_typed_stat (enum gt_types_enum gte, size_t size
1374                       MEM_STAT_DECL)
1375 {
1376   switch (gte)
1377     {
1378     case gt_ggc_e_14lang_tree_node:
1379       return ggc_internal_alloc_zone_pass_stat (size, &tree_zone);
1380
1381     case gt_ggc_e_7rtx_def:
1382       return ggc_internal_alloc_zone_pass_stat (size, &rtl_zone);
1383
1384     case gt_ggc_e_9rtvec_def:
1385       return ggc_internal_alloc_zone_pass_stat (size, &rtl_zone);
1386
1387     default:
1388       return ggc_internal_alloc_zone_pass_stat (size, &main_zone);
1389     }
1390 }
1391
1392 /* Normal GC allocation simply allocates into the main zone.  */
1393
1394 void *
1395 ggc_internal_alloc_stat (size_t size MEM_STAT_DECL)
1396 {
1397   return ggc_internal_alloc_zone_pass_stat (size, &main_zone);
1398 }
1399
1400 /* Poison the chunk.  */
1401 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1402 #define poison_region(PTR, SIZE)                                      \
1403   do {                                                                \
1404     VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED ((PTR), (SIZE)));   \
1405     memset ((PTR), 0xa5, (SIZE));                                     \
1406     VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS ((PTR), (SIZE)));    \
1407   } while (0)
1408 #else
1409 #define poison_region(PTR, SIZE)
1410 #endif
1411
1412 /* Free the object at P.  */
1413
1414 void
1415 ggc_free (void *p)
1416 {
1417   struct page_entry *page;
1418
1419 #ifdef GATHER_STATISTICS
1420   ggc_free_overhead (p);
1421 #endif
1422
1423   poison_region (p, ggc_get_size (p));
1424
1425   page = zone_get_object_page (p);
1426
1427   if (page->large_p)
1428     {
1429       struct large_page_entry *large_page
1430         = (struct large_page_entry *) page;
1431
1432       /* Remove the page from the linked list.  */
1433       if (large_page->prev)
1434         large_page->prev->next = large_page->next;
1435       else
1436         {
1437           gcc_assert (large_page->common.zone->large_pages == large_page);
1438           large_page->common.zone->large_pages = large_page->next;
1439         }
1440       if (large_page->next)
1441         large_page->next->prev = large_page->prev;
1442
1443       large_page->common.zone->allocated -= large_page->bytes;
1444
1445       /* Release the memory associated with this object.  */
1446       free_large_page (large_page);
1447     }
1448   else if (page->pch_p)
1449     /* Don't do anything.  We won't allocate a new object from the
1450        PCH zone so there's no point in releasing anything.  */
1451     ;
1452   else
1453     {
1454       size_t size = ggc_get_size (p);
1455
1456       page->zone->allocated -= size;
1457
1458       /* Add the chunk to the free list.  We don't bother with coalescing,
1459          since we are likely to want a chunk of this size again.  */
1460       free_chunk ((char *)p, size, page->zone);
1461     }
1462 }
1463
1464 /* Mark function for strings.  */
1465
1466 void
1467 gt_ggc_m_S (const void *p)
1468 {
1469   page_entry *entry;
1470   unsigned long offset;
1471
1472   if (!p)
1473     return;
1474
1475   /* Look up the page on which the object is alloced.  .  */
1476   entry = lookup_page_table_if_allocated (p);
1477   if (! entry)
1478     return;
1479
1480   if (entry->pch_p)
1481     {
1482       size_t alloc_word, alloc_bit, t;
1483       t = ((const char *) p - pch_zone.page) / BYTES_PER_ALLOC_BIT;
1484       alloc_word = t / (8 * sizeof (alloc_type));
1485       alloc_bit = t % (8 * sizeof (alloc_type));
1486       offset = zone_find_object_offset (pch_zone.alloc_bits, alloc_word,
1487                                         alloc_bit);
1488     }
1489   else if (entry->large_p)
1490     {
1491       struct large_page_entry *le = (struct large_page_entry *) entry;
1492       offset = ((const char *) p) - entry->page;
1493       gcc_assert (offset < le->bytes);
1494     }
1495   else
1496     {
1497       struct small_page_entry *se = (struct small_page_entry *) entry;
1498       unsigned int start_word = zone_get_object_alloc_word (p);
1499       unsigned int start_bit = zone_get_object_alloc_bit (p);
1500       offset = zone_find_object_offset (se->alloc_bits, start_word, start_bit);
1501
1502       /* On some platforms a char* will not necessarily line up on an
1503          allocation boundary, so we have to update the offset to
1504          account for the leftover bytes.  */
1505       offset += (size_t) p % BYTES_PER_ALLOC_BIT;
1506     }
1507
1508   if (offset)
1509     {
1510       /* Here we've seen a char* which does not point to the beginning
1511          of an allocated object.  We assume it points to the middle of
1512          a STRING_CST.  */
1513       gcc_assert (offset == offsetof (struct tree_string, str));
1514       p = ((const char *) p) - offset;
1515       gt_ggc_mx_lang_tree_node (CONST_CAST(void *, p));
1516       return;
1517     }
1518
1519   /* Inefficient, but also unlikely to matter.  */
1520   ggc_set_mark (p);
1521 }
1522
1523 /* If P is not marked, mark it and return false.  Otherwise return true.
1524    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1525    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1526
1527 int
1528 ggc_set_mark (const void *p)
1529 {
1530   struct page_entry *page;
1531   const char *ptr = (const char *) p;
1532
1533   page = zone_get_object_page (p);
1534
1535   if (page->pch_p)
1536     {
1537       size_t mark_word, mark_bit, offset;
1538       offset = (ptr - pch_zone.page) / BYTES_PER_MARK_BIT;
1539       mark_word = offset / (8 * sizeof (mark_type));
1540       mark_bit = offset % (8 * sizeof (mark_type));
1541
1542       if (pch_zone.mark_bits[mark_word] & (1 << mark_bit))
1543         return 1;
1544       pch_zone.mark_bits[mark_word] |= (1 << mark_bit);
1545     }
1546   else if (page->large_p)
1547     {
1548       struct large_page_entry *large_page
1549         = (struct large_page_entry *) page;
1550
1551       if (large_page->mark_p)
1552         return 1;
1553       large_page->mark_p = true;
1554     }
1555   else
1556     {
1557       struct small_page_entry *small_page
1558         = (struct small_page_entry *) page;
1559
1560       if (small_page->mark_bits[zone_get_object_mark_word (p)]
1561           & (1 << zone_get_object_mark_bit (p)))
1562         return 1;
1563       small_page->mark_bits[zone_get_object_mark_word (p)]
1564         |= (1 << zone_get_object_mark_bit (p));
1565     }
1566
1567   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 4)
1568     fprintf (G.debug_file, "Marking %p\n", p);
1569
1570   return 0;
1571 }
1572
1573 /* Return 1 if P has been marked, zero otherwise.
1574    P must have been allocated by the GC allocator; it mustn't point to
1575    static objects, stack variables, or memory allocated with malloc.  */
1576
1577 int
1578 ggc_marked_p (const void *p)
1579 {
1580   struct page_entry *page;
1581   const char *ptr = (const char *) p;
1582
1583   page = zone_get_object_page (p);
1584
1585   if (page->pch_p)
1586     {
1587       size_t mark_word, mark_bit, offset;
1588       offset = (ptr - pch_zone.page) / BYTES_PER_MARK_BIT;
1589       mark_word = offset / (8 * sizeof (mark_type));
1590       mark_bit = offset % (8 * sizeof (mark_type));
1591
1592       return (pch_zone.mark_bits[mark_word] & (1 << mark_bit)) != 0;
1593     }
1594
1595   if (page->large_p)
1596     {
1597       struct large_page_entry *large_page
1598         = (struct large_page_entry *) page;
1599
1600       return large_page->mark_p;
1601     }
1602   else
1603     {
1604       struct small_page_entry *small_page
1605         = (struct small_page_entry *) page;
1606
1607       return 0 != (small_page->mark_bits[zone_get_object_mark_word (p)]
1608                    & (1 << zone_get_object_mark_bit (p)));
1609     }
1610 }
1611
1612 /* Return the size of the gc-able object P.  */
1613
1614 size_t
1615 ggc_get_size (const void *p)
1616 {
1617   struct page_entry *page;
1618   const char *ptr = (const char *) p;
1619
1620   page = zone_get_object_page (p);
1621
1622   if (page->pch_p)
1623     {
1624       size_t alloc_word, alloc_bit, offset, max_size;
1625       offset = (ptr - pch_zone.page) / BYTES_PER_ALLOC_BIT + 1;
1626       alloc_word = offset / (8 * sizeof (alloc_type));
1627       alloc_bit = offset % (8 * sizeof (alloc_type));
1628       max_size = pch_zone.bytes - (ptr - pch_zone.page);
1629       return zone_object_size_1 (pch_zone.alloc_bits, alloc_word, alloc_bit,
1630                                  max_size);
1631     }
1632
1633   if (page->large_p)
1634     return ((struct large_page_entry *)page)->bytes;
1635   else
1636     return zone_find_object_size ((struct small_page_entry *) page, p);
1637 }
1638
1639 /* Initialize the ggc-zone-mmap allocator.  */
1640 void
1641 init_ggc (void)
1642 {
1643   /* The allocation size must be greater than BYTES_PER_MARK_BIT, and
1644      a multiple of both BYTES_PER_ALLOC_BIT and FREE_BIN_DELTA, for
1645      the current assumptions to hold.  */
1646
1647   gcc_assert (FREE_BIN_DELTA == MAX_ALIGNMENT);
1648
1649   /* Set up the main zone by hand.  */
1650   main_zone.name = "Main zone";
1651   G.zones = &main_zone;
1652
1653   /* Allocate the default zones.  */
1654   new_ggc_zone_1 (&rtl_zone, "RTL zone");
1655   new_ggc_zone_1 (&tree_zone, "Tree zone");
1656   new_ggc_zone_1 (&tree_id_zone, "Tree identifier zone");
1657
1658   G.pagesize = getpagesize();
1659   G.lg_pagesize = exact_log2 (G.pagesize);
1660   G.page_mask = ~(G.pagesize - 1);
1661
1662   /* Require the system page size to be a multiple of GGC_PAGE_SIZE.  */
1663   gcc_assert ((G.pagesize & (GGC_PAGE_SIZE - 1)) == 0);
1664
1665   /* Allocate 16 system pages at a time.  */
1666   G.quire_size = 16 * G.pagesize / GGC_PAGE_SIZE;
1667
1668   /* Calculate the size of the allocation bitmap and other overhead.  */
1669   /* Right now we allocate bits for the page header and bitmap.  These
1670      are wasted, but a little tricky to eliminate.  */
1671   G.small_page_overhead
1672     = PAGE_OVERHEAD + (GGC_PAGE_SIZE / BYTES_PER_ALLOC_BIT / 8);
1673   /* G.small_page_overhead = ROUND_UP (G.small_page_overhead, MAX_ALIGNMENT); */
1674
1675 #ifdef HAVE_MMAP_DEV_ZERO
1676   G.dev_zero_fd = open ("/dev/zero", O_RDONLY);
1677   gcc_assert (G.dev_zero_fd != -1);
1678 #endif
1679
1680 #if 0
1681   G.debug_file = fopen ("ggc-mmap.debug", "w");
1682   setlinebuf (G.debug_file);
1683 #else
1684   G.debug_file = stdout;
1685 #endif
1686
1687 #ifdef USING_MMAP
1688   /* StunOS has an amazing off-by-one error for the first mmap allocation
1689      after fiddling with RLIMIT_STACK.  The result, as hard as it is to
1690      believe, is an unaligned page allocation, which would cause us to
1691      hork badly if we tried to use it.  */
1692   {
1693     char *p = alloc_anon (NULL, G.pagesize, &main_zone);
1694     struct small_page_entry *e;
1695     if ((size_t)p & (G.pagesize - 1))
1696       {
1697         /* How losing.  Discard this one and try another.  If we still
1698            can't get something useful, give up.  */
1699
1700         p = alloc_anon (NULL, G.pagesize, &main_zone);
1701         gcc_assert (!((size_t)p & (G.pagesize - 1)));
1702       }
1703
1704     if (GGC_PAGE_SIZE == G.pagesize)
1705       {
1706         /* We have a good page, might as well hold onto it...  */
1707         e = XCNEWVAR (struct small_page_entry, G.small_page_overhead);
1708         e->common.page = p;
1709         e->common.zone = &main_zone;
1710         e->next = main_zone.free_pages;
1711         set_page_table_entry (e->common.page, &e->common);
1712         main_zone.free_pages = e;
1713       }
1714     else
1715       {
1716         munmap (p, G.pagesize);
1717       }
1718   }
1719 #endif
1720 }
1721
1722 /* Start a new GGC zone.  */
1723
1724 static void
1725 new_ggc_zone_1 (struct alloc_zone *new_zone, const char * name)
1726 {
1727   new_zone->name = name;
1728   new_zone->next_zone = G.zones->next_zone;
1729   G.zones->next_zone = new_zone;
1730 }
1731
1732 /* Free all empty pages and objects within a page for a given zone  */
1733
1734 static void
1735 sweep_pages (struct alloc_zone *zone)
1736 {
1737   struct large_page_entry **lpp, *lp, *lnext;
1738   struct small_page_entry **spp, *sp, *snext;
1739   char *last_free;
1740   size_t allocated = 0;
1741   bool nomarksinpage;
1742
1743   /* First, reset the free_chunks lists, since we are going to
1744      re-free free chunks in hopes of coalescing them into large chunks.  */
1745   memset (zone->free_chunks, 0, sizeof (zone->free_chunks));
1746   zone->high_free_bin = 0;
1747   zone->cached_free = NULL;
1748   zone->cached_free_size = 0;
1749
1750   /* Large pages are all or none affairs. Either they are completely
1751      empty, or they are completely full.  */
1752   lpp = &zone->large_pages;
1753   for (lp = zone->large_pages; lp != NULL; lp = lnext)
1754     {
1755       gcc_assert (lp->common.large_p);
1756
1757       lnext = lp->next;
1758
1759 #ifdef GATHER_STATISTICS
1760       /* This page has now survived another collection.  */
1761       lp->common.survived++;
1762 #endif
1763
1764       if (lp->mark_p)
1765         {
1766           lp->mark_p = false;
1767           allocated += lp->bytes;
1768           lpp = &lp->next;
1769         }
1770       else
1771         {
1772           *lpp = lnext;
1773 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1774           /* Poison the page.  */
1775           memset (lp->common.page, 0xb5, SMALL_PAGE_SIZE);
1776 #endif
1777           if (lp->prev)
1778             lp->prev->next = lp->next;
1779           if (lp->next)
1780             lp->next->prev = lp->prev;
1781           free_large_page (lp);
1782         }
1783     }
1784
1785   spp = &zone->pages;
1786   for (sp = zone->pages; sp != NULL; sp = snext)
1787     {
1788       char *object, *last_object;
1789       char *end;
1790       alloc_type *alloc_word_p;
1791       mark_type *mark_word_p;
1792
1793       gcc_assert (!sp->common.large_p);
1794
1795       snext = sp->next;
1796
1797 #ifdef GATHER_STATISTICS
1798       /* This page has now survived another collection.  */
1799       sp->common.survived++;
1800 #endif
1801
1802       /* Step through all chunks, consolidate those that are free and
1803          insert them into the free lists.  Note that consolidation
1804          slows down collection slightly.  */
1805
1806       last_object = object = sp->common.page;
1807       end = sp->common.page + SMALL_PAGE_SIZE;
1808       last_free = NULL;
1809       nomarksinpage = true;
1810       mark_word_p = sp->mark_bits;
1811       alloc_word_p = sp->alloc_bits;
1812
1813       gcc_assert (BYTES_PER_ALLOC_BIT == BYTES_PER_MARK_BIT);
1814
1815       object = sp->common.page;
1816       do
1817         {
1818           unsigned int i, n;
1819           alloc_type alloc_word;
1820           mark_type mark_word;
1821
1822           alloc_word = *alloc_word_p++;
1823           mark_word = *mark_word_p++;
1824
1825           if (mark_word)
1826             nomarksinpage = false;
1827
1828           /* There ought to be some way to do this without looping...  */
1829           i = 0;
1830           while ((n = alloc_ffs (alloc_word)) != 0)
1831             {
1832               /* Extend the current state for n - 1 bits.  We can't
1833                  shift alloc_word by n, even though it isn't used in the
1834                  loop, in case only the highest bit was set.  */
1835               alloc_word >>= n - 1;
1836               mark_word >>= n - 1;
1837               object += BYTES_PER_MARK_BIT * (n - 1);
1838
1839               if (mark_word & 1)
1840                 {
1841                   if (last_free)
1842                     {
1843                       VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (last_free,
1844                                                                      object
1845                                                                      - last_free));
1846                       poison_region (last_free, object - last_free);
1847                       free_chunk (last_free, object - last_free, zone);
1848                       last_free = NULL;
1849                     }
1850                   else
1851                     allocated += object - last_object;
1852                   last_object = object;
1853                 }
1854               else
1855                 {
1856                   if (last_free == NULL)
1857                     {
1858                       last_free = object;
1859                       allocated += object - last_object;
1860                     }
1861                   else
1862                     zone_clear_object_alloc_bit (sp, object);
1863                 }
1864
1865               /* Shift to just after the alloc bit we handled.  */
1866               alloc_word >>= 1;
1867               mark_word >>= 1;
1868               object += BYTES_PER_MARK_BIT;
1869
1870               i += n;
1871             }
1872
1873           object += BYTES_PER_MARK_BIT * (8 * sizeof (alloc_type) - i);
1874         }
1875       while (object < end);
1876
1877       if (nomarksinpage)
1878         {
1879           *spp = snext;
1880 #ifdef ENABLE_GC_CHECKING
1881           VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (sp->common.page,
1882                                                          SMALL_PAGE_SIZE));
1883           /* Poison the page.  */
1884           memset (sp->common.page, 0xb5, SMALL_PAGE_SIZE);
1885 #endif
1886           free_small_page (sp);
1887           continue;
1888         }
1889       else if (last_free)
1890         {
1891           VALGRIND_DISCARD (VALGRIND_MAKE_MEM_UNDEFINED (last_free,
1892                                                          object - last_free));
1893           poison_region (last_free, object - last_free);
1894           free_chunk (last_free, object - last_free, zone);
1895         }
1896       else
1897         allocated += object - last_object;
1898
1899       spp = &sp->next;
1900     }
1901
1902   zone->allocated = allocated;
1903 }
1904
1905 /* mark-and-sweep routine for collecting a single zone.  NEED_MARKING
1906    is true if we need to mark before sweeping, false if some other
1907    zone collection has already performed marking for us.  Returns true
1908    if we collected, false otherwise.  */
1909
1910 static bool
1911 ggc_collect_1 (struct alloc_zone *zone, bool need_marking)
1912 {
1913 #if 0
1914   /* */
1915   {
1916     int i;
1917     for (i = 0; i < NUM_FREE_BINS + 1; i++)
1918       {
1919         struct alloc_chunk *chunk;
1920         int n, tot;
1921
1922         n = 0;
1923         tot = 0;
1924         chunk = zone->free_chunks[i];
1925         while (chunk)
1926           {
1927             n++;
1928             tot += chunk->size;
1929             chunk = chunk->next_free;
1930           }
1931         fprintf (stderr, "Bin %d: %d free chunks (%d bytes)\n",
1932                  i, n, tot);
1933       }
1934   }
1935   /* */
1936 #endif
1937
1938   if (!quiet_flag)
1939     fprintf (stderr, " {%s GC %luk -> ",
1940              zone->name, (unsigned long) zone->allocated / 1024);
1941
1942   /* Zero the total allocated bytes.  This will be recalculated in the
1943      sweep phase.  */
1944   zone->allocated = 0;
1945
1946   /* Release the pages we freed the last time we collected, but didn't
1947      reuse in the interim.  */
1948   release_pages (zone);
1949
1950   if (need_marking)
1951     {
1952       zone_allocate_marks ();
1953       ggc_mark_roots ();
1954 #ifdef GATHER_STATISTICS
1955       ggc_prune_overhead_list ();
1956 #endif
1957     }
1958
1959   sweep_pages (zone);
1960   zone->was_collected = true;
1961   zone->allocated_last_gc = zone->allocated;
1962
1963   if (!quiet_flag)
1964     fprintf (stderr, "%luk}", (unsigned long) zone->allocated / 1024);
1965   return true;
1966 }
1967
1968 #ifdef GATHER_STATISTICS
1969 /* Calculate the average page survival rate in terms of number of
1970    collections.  */
1971
1972 static float
1973 calculate_average_page_survival (struct alloc_zone *zone)
1974 {
1975   float count = 0.0;
1976   float survival = 0.0;
1977   struct small_page_entry *p;
1978   struct large_page_entry *lp;
1979   for (p = zone->pages; p; p = p->next)
1980     {
1981       count += 1.0;
1982       survival += p->common.survived;
1983     }
1984   for (lp = zone->large_pages; lp; lp = lp->next)
1985     {
1986       count += 1.0;
1987       survival += lp->common.survived;
1988     }
1989   return survival/count;
1990 }
1991 #endif
1992
1993 /* Top level collection routine.  */
1994
1995 void
1996 ggc_collect (void)
1997 {
1998   struct alloc_zone *zone;
1999   bool marked = false;
2000
2001   timevar_push (TV_GC);
2002
2003   if (!ggc_force_collect)
2004     {
2005       float allocated_last_gc = 0, allocated = 0, min_expand;
2006
2007       for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
2008         {
2009           allocated_last_gc += zone->allocated_last_gc;
2010           allocated += zone->allocated;
2011         }
2012
2013       allocated_last_gc =
2014         MAX (allocated_last_gc,
2015              (size_t) PARAM_VALUE (GGC_MIN_HEAPSIZE) * 1024);
2016       min_expand = allocated_last_gc * PARAM_VALUE (GGC_MIN_EXPAND) / 100;
2017
2018       if (allocated < allocated_last_gc + min_expand)
2019         {
2020           timevar_pop (TV_GC);
2021           return;
2022         }
2023     }
2024
2025   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_START, NULL);
2026
2027   /* Start by possibly collecting the main zone.  */
2028   main_zone.was_collected = false;
2029   marked |= ggc_collect_1 (&main_zone, true);
2030
2031   /* In order to keep the number of collections down, we don't
2032      collect other zones unless we are collecting the main zone.  This
2033      gives us roughly the same number of collections as we used to
2034      have with the old gc.  The number of collection is important
2035      because our main slowdown (according to profiling) is now in
2036      marking.  So if we mark twice as often as we used to, we'll be
2037      twice as slow.  Hopefully we'll avoid this cost when we mark
2038      zone-at-a-time.  */
2039   /* NOTE drow/2004-07-28: We now always collect the main zone, but
2040      keep this code in case the heuristics are further refined.  */
2041
2042   if (main_zone.was_collected)
2043     {
2044       struct alloc_zone *zone;
2045
2046       for (zone = main_zone.next_zone; zone; zone = zone->next_zone)
2047         {
2048           zone->was_collected = false;
2049           marked |= ggc_collect_1 (zone, !marked);
2050         }
2051     }
2052
2053 #ifdef GATHER_STATISTICS
2054   /* Print page survival stats, if someone wants them.  */
2055   if (GGC_DEBUG_LEVEL >= 2)
2056     {
2057       for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
2058         {
2059           if (zone->was_collected)
2060             {
2061               float f = calculate_average_page_survival (zone);
2062               printf ("Average page survival in zone `%s' is %f\n",
2063                       zone->name, f);
2064             }
2065         }
2066     }
2067 #endif
2068
2069   if (marked)
2070     zone_free_marks ();
2071
2072   /* Free dead zones.  */
2073   for (zone = G.zones; zone && zone->next_zone; zone = zone->next_zone)
2074     {
2075       if (zone->next_zone->dead)
2076         {
2077           struct alloc_zone *dead_zone = zone->next_zone;
2078
2079           printf ("Zone `%s' is dead and will be freed.\n", dead_zone->name);
2080
2081           /* The zone must be empty.  */
2082           gcc_assert (!dead_zone->allocated);
2083
2084           /* Unchain the dead zone, release all its pages and free it.  */
2085           zone->next_zone = zone->next_zone->next_zone;
2086           release_pages (dead_zone);
2087           free (dead_zone);
2088         }
2089     }
2090
2091   invoke_plugin_callbacks (PLUGIN_GGC_END, NULL);
2092
2093   timevar_pop (TV_GC);
2094 }
2095
2096 /* Print allocation statistics.  */
2097 #define SCALE(x) ((unsigned long) ((x) < 1024*10 \
2098                   ? (x) \
2099                   : ((x) < 1024*1024*10 \
2100                      ? (x) / 1024 \
2101                      : (x) / (1024*1024))))
2102 #define LABEL(x) ((x) < 1024*10 ? ' ' : ((x) < 1024*1024*10 ? 'k' : 'M'))
2103
2104 void
2105 ggc_print_statistics (void)
2106 {
2107   struct alloc_zone *zone;
2108   struct ggc_statistics stats;
2109   size_t total_overhead = 0, total_allocated = 0, total_bytes_mapped = 0;
2110   size_t pte_overhead, i;
2111
2112   /* Clear the statistics.  */
2113   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
2114
2115   /* Make sure collection will really occur.  */
2116   ggc_force_collect = true;
2117
2118   /* Collect and print the statistics common across collectors.  */
2119   ggc_print_common_statistics (stderr, &stats);
2120
2121   ggc_force_collect = false;
2122
2123   /* Release free pages so that we will not count the bytes allocated
2124      there as part of the total allocated memory.  */
2125   for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
2126     release_pages (zone);
2127
2128   /* Collect some information about the various sizes of
2129      allocation.  */
2130   fprintf (stderr,
2131            "Memory still allocated at the end of the compilation process\n");
2132
2133   fprintf (stderr, "%20s %10s  %10s  %10s\n",
2134            "Zone", "Allocated", "Used", "Overhead");
2135   for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
2136     {
2137       struct large_page_entry *large_page;
2138       size_t overhead, allocated, in_use;
2139
2140       /* Skip empty zones.  */
2141       if (!zone->pages && !zone->large_pages)
2142         continue;
2143
2144       allocated = in_use = 0;
2145
2146       overhead = sizeof (struct alloc_zone);
2147
2148       for (large_page = zone->large_pages; large_page != NULL;
2149            large_page = large_page->next)
2150         {
2151           allocated += large_page->bytes;
2152           in_use += large_page->bytes;
2153           overhead += sizeof (struct large_page_entry);
2154         }
2155
2156       /* There's no easy way to walk through the small pages finding
2157          used and unused objects.  Instead, add all the pages, and
2158          subtract out the free list.  */
2159
2160       allocated += GGC_PAGE_SIZE * zone->n_small_pages;
2161       in_use += GGC_PAGE_SIZE * zone->n_small_pages;
2162       overhead += G.small_page_overhead * zone->n_small_pages;
2163
2164       for (i = 0; i <= NUM_FREE_BINS; i++)
2165         {
2166           struct alloc_chunk *chunk = zone->free_chunks[i];
2167           while (chunk)
2168             {
2169               in_use -= ggc_get_size (chunk);
2170               chunk = chunk->next_free;
2171             }
2172         }
2173
2174       fprintf (stderr, "%20s %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n",
2175                zone->name,
2176                SCALE (allocated), LABEL (allocated),
2177                SCALE (in_use), LABEL (in_use),
2178                SCALE (overhead), LABEL (overhead));
2179
2180       gcc_assert (in_use == zone->allocated);
2181
2182       total_overhead += overhead;
2183       total_allocated += zone->allocated;
2184       total_bytes_mapped += zone->bytes_mapped;
2185     }
2186
2187   /* Count the size of the page table as best we can.  */
2188 #if HOST_BITS_PER_PTR <= 32
2189   pte_overhead = sizeof (G.lookup);
2190   for (i = 0; i < PAGE_L1_SIZE; i++)
2191     if (G.lookup[i])
2192       pte_overhead += PAGE_L2_SIZE * sizeof (struct page_entry *);
2193 #else
2194   {
2195     page_table table = G.lookup;
2196     pte_overhead = 0;
2197     while (table)
2198       {
2199         pte_overhead += sizeof (*table);
2200         for (i = 0; i < PAGE_L1_SIZE; i++)
2201           if (table->table[i])
2202             pte_overhead += PAGE_L2_SIZE * sizeof (struct page_entry *);
2203         table = table->next;
2204       }
2205   }
2206 #endif
2207   fprintf (stderr, "%20s %11s %11s %10lu%c\n", "Page Table",
2208            "", "", SCALE (pte_overhead), LABEL (pte_overhead));
2209   total_overhead += pte_overhead;
2210
2211   fprintf (stderr, "%20s %10lu%c %10lu%c %10lu%c\n", "Total",
2212            SCALE (total_bytes_mapped), LABEL (total_bytes_mapped),
2213            SCALE (total_allocated), LABEL(total_allocated),
2214            SCALE (total_overhead), LABEL (total_overhead));
2215
2216 #ifdef GATHER_STATISTICS
2217   {
2218     unsigned long long all_overhead = 0, all_allocated = 0;
2219     unsigned long long all_overhead_under32 = 0, all_allocated_under32 = 0;
2220     unsigned long long all_overhead_under64 = 0, all_allocated_under64 = 0;
2221     unsigned long long all_overhead_under128 = 0, all_allocated_under128 = 0;
2222
2223     fprintf (stderr, "\nTotal allocations and overheads during the compilation process\n");
2224
2225     for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
2226       {
2227         all_overhead += zone->stats.total_overhead;
2228         all_allocated += zone->stats.total_allocated;
2229
2230         all_allocated_under32 += zone->stats.total_allocated_under32;
2231         all_overhead_under32 += zone->stats.total_overhead_under32;
2232
2233         all_allocated_under64 += zone->stats.total_allocated_under64;
2234         all_overhead_under64 += zone->stats.total_overhead_under64;
2235
2236         all_allocated_under128 += zone->stats.total_allocated_under128;
2237         all_overhead_under128 += zone->stats.total_overhead_under128;
2238
2239         fprintf (stderr, "%20s:                  %10lld\n",
2240                  zone->name, zone->stats.total_allocated);
2241       }
2242
2243     fprintf (stderr, "\n");
2244
2245     fprintf (stderr, "Total Overhead:                        %10lld\n",
2246              all_overhead);
2247     fprintf (stderr, "Total Allocated:                       %10lld\n",
2248              all_allocated);
2249
2250     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  32B:            %10lld\n",
2251              all_overhead_under32);
2252     fprintf (stderr, "Total Allocated under  32B:            %10lld\n",
2253              all_allocated_under32);
2254     fprintf (stderr, "Total Overhead  under  64B:            %10lld\n",
2255              all_overhead_under64);
2256     fprintf (stderr, "Total Allocated under  64B:            %10lld\n",
2257              all_allocated_under64);
2258     fprintf (stderr, "Total Overhead  under 128B:            %10lld\n",
2259              all_overhead_under128);
2260     fprintf (stderr, "Total Allocated under 128B:            %10lld\n",
2261              all_allocated_under128);
2262   }
2263 #endif
2264 }
2265
2266 /* Precompiled header support.  */
2267
2268 /* For precompiled headers, we sort objects based on their type.  We
2269    also sort various objects into their own buckets; currently this
2270    covers strings and IDENTIFIER_NODE trees.  The choices of how
2271    to sort buckets have not yet been tuned.  */
2272
2273 #define NUM_PCH_BUCKETS         (gt_types_enum_last + 3)
2274
2275 #define OTHER_BUCKET            (gt_types_enum_last + 0)
2276 #define IDENTIFIER_BUCKET       (gt_types_enum_last + 1)
2277 #define STRING_BUCKET           (gt_types_enum_last + 2)
2278
2279 struct ggc_pch_ondisk
2280 {
2281   size_t total;
2282   size_t type_totals[NUM_PCH_BUCKETS];
2283 };
2284
2285 struct ggc_pch_data
2286 {
2287   struct ggc_pch_ondisk d;
2288   size_t base;
2289   size_t orig_base;
2290   size_t alloc_size;
2291   alloc_type *alloc_bits;
2292   size_t type_bases[NUM_PCH_BUCKETS];
2293   size_t start_offset;
2294 };
2295
2296 /* Initialize the PCH data structure.  */
2297
2298 struct ggc_pch_data *
2299 init_ggc_pch (void)
2300 {
2301   return XCNEW (struct ggc_pch_data);
2302 }
2303
2304 /* Return which of the page-aligned buckets the object at X, with type
2305    TYPE, should be sorted into in the PCH.  Strings will have
2306    IS_STRING set and TYPE will be gt_types_enum_last.  Other objects
2307    of unknown type will also have TYPE equal to gt_types_enum_last.  */
2308
2309 static int
2310 pch_bucket (void *x, enum gt_types_enum type,
2311             bool is_string)
2312 {
2313   /* Sort identifiers into their own bucket, to improve locality
2314      when searching the identifier hash table.  */
2315   if (type == gt_ggc_e_14lang_tree_node
2316       && TREE_CODE ((tree) x) == IDENTIFIER_NODE)
2317     return IDENTIFIER_BUCKET;
2318   else if (type == gt_types_enum_last)
2319     {
2320       if (is_string)
2321         return STRING_BUCKET;
2322       return OTHER_BUCKET;
2323     }
2324   return type;
2325 }
2326
2327 /* Add the size of object X to the size of the PCH data.  */
2328
2329 void
2330 ggc_pch_count_object (struct ggc_pch_data *d, void *x ATTRIBUTE_UNUSED,
2331                       size_t size, bool is_string, enum gt_types_enum type)
2332 {
2333   /* NOTE: Right now we don't need to align up the size of any objects.
2334      Strings can be unaligned, and everything else is allocated to a
2335      MAX_ALIGNMENT boundary already.  */
2336
2337   d->d.type_totals[pch_bucket (x, type, is_string)] += size;
2338 }
2339
2340 /* Return the total size of the PCH data.  */
2341
2342 size_t
2343 ggc_pch_total_size (struct ggc_pch_data *d)
2344 {
2345   int i;
2346   size_t alloc_size, total_size;
2347
2348   total_size = 0;
2349   for (i = 0; i < NUM_PCH_BUCKETS; i++)
2350     {
2351       d->d.type_totals[i] = ROUND_UP (d->d.type_totals[i], GGC_PAGE_SIZE);
2352       total_size += d->d.type_totals[i];
2353     }
2354   d->d.total = total_size;
2355
2356   /* Include the size of the allocation bitmap.  */
2357   alloc_size = CEIL (d->d.total, BYTES_PER_ALLOC_BIT * 8);
2358   alloc_size = ROUND_UP (alloc_size, MAX_ALIGNMENT);
2359   d->alloc_size = alloc_size;
2360
2361   return d->d.total + alloc_size;
2362 }
2363
2364 /* Set the base address for the objects in the PCH file.  */
2365
2366 void
2367 ggc_pch_this_base (struct ggc_pch_data *d, void *base_)
2368 {
2369   int i;
2370   size_t base = (size_t) base_;
2371
2372   d->base = d->orig_base = base;
2373   for (i = 0; i < NUM_PCH_BUCKETS; i++)
2374     {
2375       d->type_bases[i] = base;
2376       base += d->d.type_totals[i];
2377     }
2378
2379   if (d->alloc_bits == NULL)
2380     d->alloc_bits = XCNEWVAR (alloc_type, d->alloc_size);
2381 }
2382
2383 /* Allocate a place for object X of size SIZE in the PCH file.  */
2384
2385 char *
2386 ggc_pch_alloc_object (struct ggc_pch_data *d, void *x,
2387                       size_t size, bool is_string,
2388                       enum gt_types_enum type)
2389 {
2390   size_t alloc_word, alloc_bit;
2391   char *result;
2392   int bucket = pch_bucket (x, type, is_string);
2393
2394   /* Record the start of the object in the allocation bitmap.  We
2395      can't assert that the allocation bit is previously clear, because
2396      strings may violate the invariant that they are at least
2397      BYTES_PER_ALLOC_BIT long.  This is harmless - ggc_get_size
2398      should not be called for strings.  */
2399   alloc_word = ((d->type_bases[bucket] - d->orig_base)
2400                 / (8 * sizeof (alloc_type) * BYTES_PER_ALLOC_BIT));
2401   alloc_bit = ((d->type_bases[bucket] - d->orig_base)
2402                / BYTES_PER_ALLOC_BIT) % (8 * sizeof (alloc_type));
2403   d->alloc_bits[alloc_word] |= 1L << alloc_bit;
2404
2405   /* Place the object at the current pointer for this bucket.  */
2406   result = (char *) d->type_bases[bucket];
2407   d->type_bases[bucket] += size;
2408   return result;
2409 }
2410
2411 /* Prepare to write out the PCH data to file F.  */
2412
2413 void
2414 ggc_pch_prepare_write (struct ggc_pch_data *d,
2415                        FILE *f)
2416 {
2417   /* We seek around a lot while writing.  Record where the end
2418      of the padding in the PCH file is, so that we can
2419      locate each object's offset.  */
2420   d->start_offset = ftell (f);
2421 }
2422
2423 /* Write out object X of SIZE to file F.  */
2424
2425 void
2426 ggc_pch_write_object (struct ggc_pch_data *d,
2427                       FILE *f, void *x, void *newx,
2428                       size_t size, bool is_string ATTRIBUTE_UNUSED)
2429 {
2430   if (fseek (f, (size_t) newx - d->orig_base + d->start_offset, SEEK_SET) != 0)
2431     fatal_error ("can't seek PCH file: %m");
2432
2433   if (fwrite (x, size, 1, f) != 1)
2434     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2435 }
2436
2437 void
2438 ggc_pch_finish (struct ggc_pch_data *d, FILE *f)
2439 {
2440   /* Write out the allocation bitmap.  */
2441   if (fseek (f, d->start_offset + d->d.total, SEEK_SET) != 0)
2442     fatal_error ("can't seek PCH file: %m");
2443
2444   if (fwrite (d->alloc_bits, d->alloc_size, 1, f) != 1)
2445     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2446
2447   /* Done with the PCH, so write out our footer.  */
2448   if (fwrite (&d->d, sizeof (d->d), 1, f) != 1)
2449     fatal_error ("can't write PCH file: %m");
2450
2451   free (d->alloc_bits);
2452   free (d);
2453 }
2454
2455 /* The PCH file from F has been mapped at ADDR.  Read in any
2456    additional data from the file and set up the GC state.  */
2457
2458 void
2459 ggc_pch_read (FILE *f, void *addr)
2460 {
2461   struct ggc_pch_ondisk d;
2462   size_t alloc_size;
2463   struct alloc_zone *zone;
2464   struct page_entry *pch_page;
2465   char *p;
2466
2467   if (fread (&d, sizeof (d), 1, f) != 1)
2468     fatal_error ("can't read PCH file: %m");
2469
2470   alloc_size = CEIL (d.total, BYTES_PER_ALLOC_BIT * 8);
2471   alloc_size = ROUND_UP (alloc_size, MAX_ALIGNMENT);
2472
2473   pch_zone.bytes = d.total;
2474   pch_zone.alloc_bits = (alloc_type *) ((char *) addr + pch_zone.bytes);
2475   pch_zone.page = (char *) addr;
2476   pch_zone.end = (char *) pch_zone.alloc_bits;
2477
2478   /* We've just read in a PCH file.  So, every object that used to be
2479      allocated is now free.  */
2480 #ifdef 0 && GATHER_STATISTICS
2481   zone_allocate_marks ();
2482   ggc_prune_overhead_list ();
2483   zone_free_marks ();
2484 #endif
2485
2486   for (zone = G.zones; zone; zone = zone->next_zone)
2487     {
2488       struct small_page_entry *page, *next_page;
2489       struct large_page_entry *large_page, *next_large_page;
2490
2491       zone->allocated = 0;
2492
2493       /* Clear the zone's free chunk list.  */
2494       memset (zone->free_chunks, 0, sizeof (zone->free_chunks));
2495       zone->high_free_bin = 0;
2496       zone->cached_free = NULL;
2497       zone->cached_free_size = 0;
2498
2499       /* Move all the small pages onto the free list.  */
2500       for (page = zone->pages; page != NULL; page = next_page)
2501         {
2502           next_page = page->next;
2503           memset (page->alloc_bits, 0,
2504                   G.small_page_overhead - PAGE_OVERHEAD);
2505           free_small_page (page);
2506         }
2507
2508       /* Discard all the large pages.  */
2509       for (large_page = zone->large_pages; large_page != NULL;
2510            large_page = next_large_page)
2511         {
2512           next_large_page = large_page->next;
2513           free_large_page (large_page);
2514         }
2515
2516       zone->pages = NULL;
2517       zone->large_pages = NULL;
2518     }
2519
2520   /* Allocate the dummy page entry for the PCH, and set all pages
2521      mapped into the PCH to reference it.  */
2522   pch_page = XCNEW (struct page_entry);
2523   pch_page->page = pch_zone.page;
2524   pch_page->pch_p = true;
2525
2526   for (p = pch_zone.page; p < pch_zone.end; p += GGC_PAGE_SIZE)
2527     set_page_table_entry (p, pch_page);
2528 }