ARM: renesas: Drop unused mmc.h
[pandora-u-boot.git] / common / dlmalloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * This code is based on a version (aka dlmalloc) of malloc/free/realloc written
4  * by Doug Lea and released to the public domain, as explained at
5  * http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/-
6  *
7  * The original code is available at http://gee.cs.oswego.edu/pub/misc/
8  * as file malloc-2.6.6.c.
9  */
10
11 #if CONFIG_IS_ENABLED(UNIT_TEST)
12 #define DEBUG
13 #endif
14
15 #include <common.h>
16 #include <log.h>
17 #include <asm/global_data.h>
18
19 #include <malloc.h>
20 #include <asm/io.h>
21 #include <valgrind/memcheck.h>
22
23 #ifdef DEBUG
24 #if __STD_C
25 static void malloc_update_mallinfo (void);
26 void malloc_stats (void);
27 #else
28 static void malloc_update_mallinfo ();
29 void malloc_stats();
30 #endif
31 #endif  /* DEBUG */
32
33 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
34
35 /*
36   Emulation of sbrk for WIN32
37   All code within the ifdef WIN32 is untested by me.
38
39   Thanks to Martin Fong and others for supplying this.
40 */
41
42
43 #ifdef WIN32
44
45 #define AlignPage(add) (((add) + (malloc_getpagesize-1)) & \
46 ~(malloc_getpagesize-1))
47 #define AlignPage64K(add) (((add) + (0x10000 - 1)) & ~(0x10000 - 1))
48
49 /* resrve 64MB to insure large contiguous space */
50 #define RESERVED_SIZE (1024*1024*64)
51 #define NEXT_SIZE (2048*1024)
52 #define TOP_MEMORY ((unsigned long)2*1024*1024*1024)
53
54 struct GmListElement;
55 typedef struct GmListElement GmListElement;
56
57 struct GmListElement
58 {
59         GmListElement* next;
60         void* base;
61 };
62
63 static GmListElement* head = 0;
64 static unsigned int gNextAddress = 0;
65 static unsigned int gAddressBase = 0;
66 static unsigned int gAllocatedSize = 0;
67
68 static
69 GmListElement* makeGmListElement (void* bas)
70 {
71         GmListElement* this;
72         this = (GmListElement*)(void*)LocalAlloc (0, sizeof (GmListElement));
73         assert (this);
74         if (this)
75         {
76                 this->base = bas;
77                 this->next = head;
78                 head = this;
79         }
80         return this;
81 }
82
83 void gcleanup (void)
84 {
85         BOOL rval;
86         assert ( (head == NULL) || (head->base == (void*)gAddressBase));
87         if (gAddressBase && (gNextAddress - gAddressBase))
88         {
89                 rval = VirtualFree ((void*)gAddressBase,
90                                                         gNextAddress - gAddressBase,
91                                                         MEM_DECOMMIT);
92         assert (rval);
93         }
94         while (head)
95         {
96                 GmListElement* next = head->next;
97                 rval = VirtualFree (head->base, 0, MEM_RELEASE);
98                 assert (rval);
99                 LocalFree (head);
100                 head = next;
101         }
102 }
103
104 static
105 void* findRegion (void* start_address, unsigned long size)
106 {
107         MEMORY_BASIC_INFORMATION info;
108         if (size >= TOP_MEMORY) return NULL;
109
110         while ((unsigned long)start_address + size < TOP_MEMORY)
111         {
112                 VirtualQuery (start_address, &info, sizeof (info));
113                 if ((info.State == MEM_FREE) && (info.RegionSize >= size))
114                         return start_address;
115                 else
116                 {
117                         /* Requested region is not available so see if the */
118                         /* next region is available.  Set 'start_address' */
119                         /* to the next region and call 'VirtualQuery()' */
120                         /* again. */
121
122                         start_address = (char*)info.BaseAddress + info.RegionSize;
123
124                         /* Make sure we start looking for the next region */
125                         /* on the *next* 64K boundary.  Otherwise, even if */
126                         /* the new region is free according to */
127                         /* 'VirtualQuery()', the subsequent call to */
128                         /* 'VirtualAlloc()' (which follows the call to */
129                         /* this routine in 'wsbrk()') will round *down* */
130                         /* the requested address to a 64K boundary which */
131                         /* we already know is an address in the */
132                         /* unavailable region.  Thus, the subsequent call */
133                         /* to 'VirtualAlloc()' will fail and bring us back */
134                         /* here, causing us to go into an infinite loop. */
135
136                         start_address =
137                                 (void *) AlignPage64K((unsigned long) start_address);
138                 }
139         }
140         return NULL;
141
142 }
143
144
145 void* wsbrk (long size)
146 {
147         void* tmp;
148         if (size > 0)
149         {
150                 if (gAddressBase == 0)
151                 {
152                         gAllocatedSize = max (RESERVED_SIZE, AlignPage (size));
153                         gNextAddress = gAddressBase =
154                                 (unsigned int)VirtualAlloc (NULL, gAllocatedSize,
155                                                                                         MEM_RESERVE, PAGE_NOACCESS);
156                 } else if (AlignPage (gNextAddress + size) > (gAddressBase +
157 gAllocatedSize))
158                 {
159                         long new_size = max (NEXT_SIZE, AlignPage (size));
160                         void* new_address = (void*)(gAddressBase+gAllocatedSize);
161                         do
162                         {
163                                 new_address = findRegion (new_address, new_size);
164
165                                 if (!new_address)
166                                         return (void*)-1;
167
168                                 gAddressBase = gNextAddress =
169                                         (unsigned int)VirtualAlloc (new_address, new_size,
170                                                                                                 MEM_RESERVE, PAGE_NOACCESS);
171                                 /* repeat in case of race condition */
172                                 /* The region that we found has been snagged */
173                                 /* by another thread */
174                         }
175                         while (gAddressBase == 0);
176
177                         assert (new_address == (void*)gAddressBase);
178
179                         gAllocatedSize = new_size;
180
181                         if (!makeGmListElement ((void*)gAddressBase))
182                                 return (void*)-1;
183                 }
184                 if ((size + gNextAddress) > AlignPage (gNextAddress))
185                 {
186                         void* res;
187                         res = VirtualAlloc ((void*)AlignPage (gNextAddress),
188                                                                 (size + gNextAddress -
189                                                                  AlignPage (gNextAddress)),
190                                                                 MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
191                         if (!res)
192                                 return (void*)-1;
193                 }
194                 tmp = (void*)gNextAddress;
195                 gNextAddress = (unsigned int)tmp + size;
196                 return tmp;
197         }
198         else if (size < 0)
199         {
200                 unsigned int alignedGoal = AlignPage (gNextAddress + size);
201                 /* Trim by releasing the virtual memory */
202                 if (alignedGoal >= gAddressBase)
203                 {
204                         VirtualFree ((void*)alignedGoal, gNextAddress - alignedGoal,
205                                                  MEM_DECOMMIT);
206                         gNextAddress = gNextAddress + size;
207                         return (void*)gNextAddress;
208                 }
209                 else
210                 {
211                         VirtualFree ((void*)gAddressBase, gNextAddress - gAddressBase,
212                                                  MEM_DECOMMIT);
213                         gNextAddress = gAddressBase;
214                         return (void*)-1;
215                 }
216         }
217         else
218         {
219                 return (void*)gNextAddress;
220         }
221 }
222
223 #endif
224
225
226
227 /*
228   Type declarations
229 */
230
231
232 struct malloc_chunk
233 {
234   INTERNAL_SIZE_T prev_size; /* Size of previous chunk (if free). */
235   INTERNAL_SIZE_T size;      /* Size in bytes, including overhead. */
236   struct malloc_chunk* fd;   /* double links -- used only if free. */
237   struct malloc_chunk* bk;
238 } __attribute__((__may_alias__)) ;
239
240 typedef struct malloc_chunk* mchunkptr;
241
242 /*
243
244    malloc_chunk details:
245
246     (The following includes lightly edited explanations by Colin Plumb.)
247
248     Chunks of memory are maintained using a `boundary tag' method as
249     described in e.g., Knuth or Standish.  (See the paper by Paul
250     Wilson ftp://ftp.cs.utexas.edu/pub/garbage/allocsrv.ps for a
251     survey of such techniques.)  Sizes of free chunks are stored both
252     in the front of each chunk and at the end.  This makes
253     consolidating fragmented chunks into bigger chunks very fast.  The
254     size fields also hold bits representing whether chunks are free or
255     in use.
256
257     An allocated chunk looks like this:
258
259
260     chunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
261             |             Size of previous chunk, if allocated            | |
262             +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
263             |             Size of chunk, in bytes                         |P|
264       mem-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
265             |             User data starts here...                          .
266             .                                                               .
267             .             (malloc_usable_space() bytes)                     .
268             .                                                               |
269 nextchunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
270             |             Size of chunk                                     |
271             +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
272
273
274     Where "chunk" is the front of the chunk for the purpose of most of
275     the malloc code, but "mem" is the pointer that is returned to the
276     user.  "Nextchunk" is the beginning of the next contiguous chunk.
277
278     Chunks always begin on even word boundries, so the mem portion
279     (which is returned to the user) is also on an even word boundary, and
280     thus double-word aligned.
281
282     Free chunks are stored in circular doubly-linked lists, and look like this:
283
284     chunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
285             |             Size of previous chunk                            |
286             +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
287     `head:' |             Size of chunk, in bytes                         |P|
288       mem-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
289             |             Forward pointer to next chunk in list             |
290             +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
291             |             Back pointer to previous chunk in list            |
292             +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
293             |             Unused space (may be 0 bytes long)                .
294             .                                                               .
295             .                                                               |
296
297 nextchunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
298     `foot:' |             Size of chunk, in bytes                           |
299             +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
300
301     The P (PREV_INUSE) bit, stored in the unused low-order bit of the
302     chunk size (which is always a multiple of two words), is an in-use
303     bit for the *previous* chunk.  If that bit is *clear*, then the
304     word before the current chunk size contains the previous chunk
305     size, and can be used to find the front of the previous chunk.
306     (The very first chunk allocated always has this bit set,
307     preventing access to non-existent (or non-owned) memory.)
308
309     Note that the `foot' of the current chunk is actually represented
310     as the prev_size of the NEXT chunk. (This makes it easier to
311     deal with alignments etc).
312
313     The two exceptions to all this are
314
315      1. The special chunk `top', which doesn't bother using the
316         trailing size field since there is no
317         next contiguous chunk that would have to index off it. (After
318         initialization, `top' is forced to always exist.  If it would
319         become less than MINSIZE bytes long, it is replenished via
320         malloc_extend_top.)
321
322      2. Chunks allocated via mmap, which have the second-lowest-order
323         bit (IS_MMAPPED) set in their size fields.  Because they are
324         never merged or traversed from any other chunk, they have no
325         foot size or inuse information.
326
327     Available chunks are kept in any of several places (all declared below):
328
329     * `av': An array of chunks serving as bin headers for consolidated
330        chunks. Each bin is doubly linked.  The bins are approximately
331        proportionally (log) spaced.  There are a lot of these bins
332        (128). This may look excessive, but works very well in
333        practice.  All procedures maintain the invariant that no
334        consolidated chunk physically borders another one. Chunks in
335        bins are kept in size order, with ties going to the
336        approximately least recently used chunk.
337
338        The chunks in each bin are maintained in decreasing sorted order by
339        size.  This is irrelevant for the small bins, which all contain
340        the same-sized chunks, but facilitates best-fit allocation for
341        larger chunks. (These lists are just sequential. Keeping them in
342        order almost never requires enough traversal to warrant using
343        fancier ordered data structures.)  Chunks of the same size are
344        linked with the most recently freed at the front, and allocations
345        are taken from the back.  This results in LRU or FIFO allocation
346        order, which tends to give each chunk an equal opportunity to be
347        consolidated with adjacent freed chunks, resulting in larger free
348        chunks and less fragmentation.
349
350     * `top': The top-most available chunk (i.e., the one bordering the
351        end of available memory) is treated specially. It is never
352        included in any bin, is used only if no other chunk is
353        available, and is released back to the system if it is very
354        large (see M_TRIM_THRESHOLD).
355
356     * `last_remainder': A bin holding only the remainder of the
357        most recently split (non-top) chunk. This bin is checked
358        before other non-fitting chunks, so as to provide better
359        locality for runs of sequentially allocated chunks.
360
361     *  Implicitly, through the host system's memory mapping tables.
362        If supported, requests greater than a threshold are usually
363        serviced via calls to mmap, and then later released via munmap.
364
365 */
366
367 /*  sizes, alignments */
368
369 #define SIZE_SZ                (sizeof(INTERNAL_SIZE_T))
370 #define MALLOC_ALIGNMENT       (SIZE_SZ + SIZE_SZ)
371 #define MALLOC_ALIGN_MASK      (MALLOC_ALIGNMENT - 1)
372 #define MINSIZE                (sizeof(struct malloc_chunk))
373
374 /* conversion from malloc headers to user pointers, and back */
375
376 #define chunk2mem(p)   ((Void_t*)((char*)(p) + 2*SIZE_SZ))
377 #define mem2chunk(mem) ((mchunkptr)((char*)(mem) - 2*SIZE_SZ))
378
379 /* pad request bytes into a usable size */
380
381 #define request2size(req) \
382  (((long)((req) + (SIZE_SZ + MALLOC_ALIGN_MASK)) < \
383   (long)(MINSIZE + MALLOC_ALIGN_MASK)) ? MINSIZE : \
384    (((req) + (SIZE_SZ + MALLOC_ALIGN_MASK)) & ~(MALLOC_ALIGN_MASK)))
385
386 /* Check if m has acceptable alignment */
387
388 #define aligned_OK(m)    (((unsigned long)((m)) & (MALLOC_ALIGN_MASK)) == 0)
389
390
391
392
393 /*
394   Physical chunk operations
395 */
396
397
398 /* size field is or'ed with PREV_INUSE when previous adjacent chunk in use */
399
400 #define PREV_INUSE 0x1
401
402 /* size field is or'ed with IS_MMAPPED if the chunk was obtained with mmap() */
403
404 #define IS_MMAPPED 0x2
405
406 /* Bits to mask off when extracting size */
407
408 #define SIZE_BITS (PREV_INUSE|IS_MMAPPED)
409
410
411 /* Ptr to next physical malloc_chunk. */
412
413 #define next_chunk(p) ((mchunkptr)( ((char*)(p)) + ((p)->size & ~PREV_INUSE) ))
414
415 /* Ptr to previous physical malloc_chunk */
416
417 #define prev_chunk(p)\
418    ((mchunkptr)( ((char*)(p)) - ((p)->prev_size) ))
419
420
421 /* Treat space at ptr + offset as a chunk */
422
423 #define chunk_at_offset(p, s)  ((mchunkptr)(((char*)(p)) + (s)))
424
425
426
427
428 /*
429   Dealing with use bits
430 */
431
432 /* extract p's inuse bit */
433
434 #define inuse(p)\
435 ((((mchunkptr)(((char*)(p))+((p)->size & ~PREV_INUSE)))->size) & PREV_INUSE)
436
437 /* extract inuse bit of previous chunk */
438
439 #define prev_inuse(p)  ((p)->size & PREV_INUSE)
440
441 /* check for mmap()'ed chunk */
442
443 #define chunk_is_mmapped(p) ((p)->size & IS_MMAPPED)
444
445 /* set/clear chunk as in use without otherwise disturbing */
446
447 #define set_inuse(p)\
448 ((mchunkptr)(((char*)(p)) + ((p)->size & ~PREV_INUSE)))->size |= PREV_INUSE
449
450 #define clear_inuse(p)\
451 ((mchunkptr)(((char*)(p)) + ((p)->size & ~PREV_INUSE)))->size &= ~(PREV_INUSE)
452
453 /* check/set/clear inuse bits in known places */
454
455 #define inuse_bit_at_offset(p, s)\
456  (((mchunkptr)(((char*)(p)) + (s)))->size & PREV_INUSE)
457
458 #define set_inuse_bit_at_offset(p, s)\
459  (((mchunkptr)(((char*)(p)) + (s)))->size |= PREV_INUSE)
460
461 #define clear_inuse_bit_at_offset(p, s)\
462  (((mchunkptr)(((char*)(p)) + (s)))->size &= ~(PREV_INUSE))
463
464
465
466
467 /*
468   Dealing with size fields
469 */
470
471 /* Get size, ignoring use bits */
472
473 #define chunksize(p)          ((p)->size & ~(SIZE_BITS))
474
475 /* Set size at head, without disturbing its use bit */
476
477 #define set_head_size(p, s)   ((p)->size = (((p)->size & PREV_INUSE) | (s)))
478
479 /* Set size/use ignoring previous bits in header */
480
481 #define set_head(p, s)        ((p)->size = (s))
482
483 /* Set size at footer (only when chunk is not in use) */
484
485 #define set_foot(p, s)   (((mchunkptr)((char*)(p) + (s)))->prev_size = (s))
486
487
488
489
490
491 /*
492    Bins
493
494     The bins, `av_' are an array of pairs of pointers serving as the
495     heads of (initially empty) doubly-linked lists of chunks, laid out
496     in a way so that each pair can be treated as if it were in a
497     malloc_chunk. (This way, the fd/bk offsets for linking bin heads
498     and chunks are the same).
499
500     Bins for sizes < 512 bytes contain chunks of all the same size, spaced
501     8 bytes apart. Larger bins are approximately logarithmically
502     spaced. (See the table below.) The `av_' array is never mentioned
503     directly in the code, but instead via bin access macros.
504
505     Bin layout:
506
507     64 bins of size       8
508     32 bins of size      64
509     16 bins of size     512
510      8 bins of size    4096
511      4 bins of size   32768
512      2 bins of size  262144
513      1 bin  of size what's left
514
515     There is actually a little bit of slop in the numbers in bin_index
516     for the sake of speed. This makes no difference elsewhere.
517
518     The special chunks `top' and `last_remainder' get their own bins,
519     (this is implemented via yet more trickery with the av_ array),
520     although `top' is never properly linked to its bin since it is
521     always handled specially.
522
523 */
524
525 #define NAV             128   /* number of bins */
526
527 typedef struct malloc_chunk* mbinptr;
528
529 /* access macros */
530
531 #define bin_at(i)      ((mbinptr)((char*)&(av_[2*(i) + 2]) - 2*SIZE_SZ))
532 #define next_bin(b)    ((mbinptr)((char*)(b) + 2 * sizeof(mbinptr)))
533 #define prev_bin(b)    ((mbinptr)((char*)(b) - 2 * sizeof(mbinptr)))
534
535 /*
536    The first 2 bins are never indexed. The corresponding av_ cells are instead
537    used for bookkeeping. This is not to save space, but to simplify
538    indexing, maintain locality, and avoid some initialization tests.
539 */
540
541 #define top            (av_[2])          /* The topmost chunk */
542 #define last_remainder (bin_at(1))       /* remainder from last split */
543
544
545 /*
546    Because top initially points to its own bin with initial
547    zero size, thus forcing extension on the first malloc request,
548    we avoid having any special code in malloc to check whether
549    it even exists yet. But we still need to in malloc_extend_top.
550 */
551
552 #define initial_top    ((mchunkptr)(bin_at(0)))
553
554 /* Helper macro to initialize bins */
555
556 #define IAV(i)  bin_at(i), bin_at(i)
557
558 static mbinptr av_[NAV * 2 + 2] = {
559  NULL, NULL,
560  IAV(0),   IAV(1),   IAV(2),   IAV(3),   IAV(4),   IAV(5),   IAV(6),   IAV(7),
561  IAV(8),   IAV(9),   IAV(10),  IAV(11),  IAV(12),  IAV(13),  IAV(14),  IAV(15),
562  IAV(16),  IAV(17),  IAV(18),  IAV(19),  IAV(20),  IAV(21),  IAV(22),  IAV(23),
563  IAV(24),  IAV(25),  IAV(26),  IAV(27),  IAV(28),  IAV(29),  IAV(30),  IAV(31),
564  IAV(32),  IAV(33),  IAV(34),  IAV(35),  IAV(36),  IAV(37),  IAV(38),  IAV(39),
565  IAV(40),  IAV(41),  IAV(42),  IAV(43),  IAV(44),  IAV(45),  IAV(46),  IAV(47),
566  IAV(48),  IAV(49),  IAV(50),  IAV(51),  IAV(52),  IAV(53),  IAV(54),  IAV(55),
567  IAV(56),  IAV(57),  IAV(58),  IAV(59),  IAV(60),  IAV(61),  IAV(62),  IAV(63),
568  IAV(64),  IAV(65),  IAV(66),  IAV(67),  IAV(68),  IAV(69),  IAV(70),  IAV(71),
569  IAV(72),  IAV(73),  IAV(74),  IAV(75),  IAV(76),  IAV(77),  IAV(78),  IAV(79),
570  IAV(80),  IAV(81),  IAV(82),  IAV(83),  IAV(84),  IAV(85),  IAV(86),  IAV(87),
571  IAV(88),  IAV(89),  IAV(90),  IAV(91),  IAV(92),  IAV(93),  IAV(94),  IAV(95),
572  IAV(96),  IAV(97),  IAV(98),  IAV(99),  IAV(100), IAV(101), IAV(102), IAV(103),
573  IAV(104), IAV(105), IAV(106), IAV(107), IAV(108), IAV(109), IAV(110), IAV(111),
574  IAV(112), IAV(113), IAV(114), IAV(115), IAV(116), IAV(117), IAV(118), IAV(119),
575  IAV(120), IAV(121), IAV(122), IAV(123), IAV(124), IAV(125), IAV(126), IAV(127)
576 };
577
578 #ifdef CONFIG_SYS_MALLOC_DEFAULT_TO_INIT
579 static void malloc_init(void);
580 #endif
581
582 ulong mem_malloc_start = 0;
583 ulong mem_malloc_end = 0;
584 ulong mem_malloc_brk = 0;
585
586 static bool malloc_testing;     /* enable test mode */
587 static int malloc_max_allocs;   /* return NULL after this many calls to malloc() */
588
589 void *sbrk(ptrdiff_t increment)
590 {
591         ulong old = mem_malloc_brk;
592         ulong new = old + increment;
593
594         /*
595          * if we are giving memory back make sure we clear it out since
596          * we set MORECORE_CLEARS to 1
597          */
598         if (increment < 0)
599                 memset((void *)new, 0, -increment);
600
601         if ((new < mem_malloc_start) || (new > mem_malloc_end))
602                 return (void *)MORECORE_FAILURE;
603
604         mem_malloc_brk = new;
605
606         return (void *)old;
607 }
608
609 void mem_malloc_init(ulong start, ulong size)
610 {
611         mem_malloc_start = start;
612         mem_malloc_end = start + size;
613         mem_malloc_brk = start;
614
615 #ifdef CONFIG_SYS_MALLOC_DEFAULT_TO_INIT
616         malloc_init();
617 #endif
618
619         debug("using memory %#lx-%#lx for malloc()\n", mem_malloc_start,
620               mem_malloc_end);
621 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_CLEAR_ON_INIT)
622         memset((void *)mem_malloc_start, 0x0, size);
623 #endif
624 }
625
626 /* field-extraction macros */
627
628 #define first(b) ((b)->fd)
629 #define last(b)  ((b)->bk)
630
631 /*
632   Indexing into bins
633 */
634
635 #define bin_index(sz)                                                          \
636 (((((unsigned long)(sz)) >> 9) ==    0) ?       (((unsigned long)(sz)) >>  3): \
637  ((((unsigned long)(sz)) >> 9) <=    4) ?  56 + (((unsigned long)(sz)) >>  6): \
638  ((((unsigned long)(sz)) >> 9) <=   20) ?  91 + (((unsigned long)(sz)) >>  9): \
639  ((((unsigned long)(sz)) >> 9) <=   84) ? 110 + (((unsigned long)(sz)) >> 12): \
640  ((((unsigned long)(sz)) >> 9) <=  340) ? 119 + (((unsigned long)(sz)) >> 15): \
641  ((((unsigned long)(sz)) >> 9) <= 1364) ? 124 + (((unsigned long)(sz)) >> 18): \
642                                           126)
643 /*
644   bins for chunks < 512 are all spaced 8 bytes apart, and hold
645   identically sized chunks. This is exploited in malloc.
646 */
647
648 #define MAX_SMALLBIN         63
649 #define MAX_SMALLBIN_SIZE   512
650 #define SMALLBIN_WIDTH        8
651
652 #define smallbin_index(sz)  (((unsigned long)(sz)) >> 3)
653
654 /*
655    Requests are `small' if both the corresponding and the next bin are small
656 */
657
658 #define is_small_request(nb) (nb < MAX_SMALLBIN_SIZE - SMALLBIN_WIDTH)
659
660
661
662 /*
663     To help compensate for the large number of bins, a one-level index
664     structure is used for bin-by-bin searching.  `binblocks' is a
665     one-word bitvector recording whether groups of BINBLOCKWIDTH bins
666     have any (possibly) non-empty bins, so they can be skipped over
667     all at once during during traversals. The bits are NOT always
668     cleared as soon as all bins in a block are empty, but instead only
669     when all are noticed to be empty during traversal in malloc.
670 */
671
672 #define BINBLOCKWIDTH     4   /* bins per block */
673
674 #define binblocks_r     ((INTERNAL_SIZE_T)av_[1]) /* bitvector of nonempty blocks */
675 #define binblocks_w     (av_[1])
676
677 /* bin<->block macros */
678
679 #define idx2binblock(ix)    ((unsigned)1 << (ix / BINBLOCKWIDTH))
680 #define mark_binblock(ii)   (binblocks_w = (mbinptr)(binblocks_r | idx2binblock(ii)))
681 #define clear_binblock(ii)  (binblocks_w = (mbinptr)(binblocks_r & ~(idx2binblock(ii))))
682
683
684
685
686
687 /*  Other static bookkeeping data */
688
689 /* variables holding tunable values */
690
691 static unsigned long trim_threshold   = DEFAULT_TRIM_THRESHOLD;
692 static unsigned long top_pad          = DEFAULT_TOP_PAD;
693 static unsigned int  n_mmaps_max      = DEFAULT_MMAP_MAX;
694 static unsigned long mmap_threshold   = DEFAULT_MMAP_THRESHOLD;
695
696 /* The first value returned from sbrk */
697 static char* sbrk_base = (char*)(-1);
698
699 /* The maximum memory obtained from system via sbrk */
700 static unsigned long max_sbrked_mem = 0;
701
702 /* The maximum via either sbrk or mmap */
703 static unsigned long max_total_mem = 0;
704
705 /* internal working copy of mallinfo */
706 static struct mallinfo current_mallinfo = {  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
707
708 /* The total memory obtained from system via sbrk */
709 #define sbrked_mem  (current_mallinfo.arena)
710
711 /* Tracking mmaps */
712
713 #ifdef DEBUG
714 static unsigned int n_mmaps = 0;
715 #endif  /* DEBUG */
716 static unsigned long mmapped_mem = 0;
717 #if HAVE_MMAP
718 static unsigned int max_n_mmaps = 0;
719 static unsigned long max_mmapped_mem = 0;
720 #endif
721
722 #ifdef CONFIG_SYS_MALLOC_DEFAULT_TO_INIT
723 static void malloc_init(void)
724 {
725         int i, j;
726
727         debug("bins (av_ array) are at %p\n", (void *)av_);
728
729         av_[0] = NULL; av_[1] = NULL;
730         for (i = 2, j = 2; i < NAV * 2 + 2; i += 2, j++) {
731                 av_[i] = bin_at(j - 2);
732                 av_[i + 1] = bin_at(j - 2);
733
734                 /* Just print the first few bins so that
735                  * we can see there are alright.
736                  */
737                 if (i < 10)
738                         debug("av_[%d]=%lx av_[%d]=%lx\n",
739                               i, (ulong)av_[i],
740                               i + 1, (ulong)av_[i + 1]);
741         }
742
743         /* Init the static bookkeeping as well */
744         sbrk_base = (char *)(-1);
745         max_sbrked_mem = 0;
746         max_total_mem = 0;
747 #ifdef DEBUG
748         memset((void *)&current_mallinfo, 0, sizeof(struct mallinfo));
749 #endif
750 }
751 #endif
752
753 /*
754   Debugging support
755 */
756
757 #ifdef DEBUG
758
759
760 /*
761   These routines make a number of assertions about the states
762   of data structures that should be true at all times. If any
763   are not true, it's very likely that a user program has somehow
764   trashed memory. (It's also possible that there is a coding error
765   in malloc. In which case, please report it!)
766 */
767
768 #if __STD_C
769 static void do_check_chunk(mchunkptr p)
770 #else
771 static void do_check_chunk(p) mchunkptr p;
772 #endif
773 {
774   INTERNAL_SIZE_T sz = p->size & ~PREV_INUSE;
775
776   /* No checkable chunk is mmapped */
777   assert(!chunk_is_mmapped(p));
778
779   /* Check for legal address ... */
780   assert((char*)p >= sbrk_base);
781   if (p != top)
782     assert((char*)p + sz <= (char*)top);
783   else
784     assert((char*)p + sz <= sbrk_base + sbrked_mem);
785
786 }
787
788
789 #if __STD_C
790 static void do_check_free_chunk(mchunkptr p)
791 #else
792 static void do_check_free_chunk(p) mchunkptr p;
793 #endif
794 {
795   INTERNAL_SIZE_T sz = p->size & ~PREV_INUSE;
796   mchunkptr next = chunk_at_offset(p, sz);
797
798   do_check_chunk(p);
799
800   /* Check whether it claims to be free ... */
801   assert(!inuse(p));
802
803   /* Unless a special marker, must have OK fields */
804   if ((long)sz >= (long)MINSIZE)
805   {
806     assert((sz & MALLOC_ALIGN_MASK) == 0);
807     assert(aligned_OK(chunk2mem(p)));
808     /* ... matching footer field */
809     assert(next->prev_size == sz);
810     /* ... and is fully consolidated */
811     assert(prev_inuse(p));
812     assert (next == top || inuse(next));
813
814     /* ... and has minimally sane links */
815     assert(p->fd->bk == p);
816     assert(p->bk->fd == p);
817   }
818   else /* markers are always of size SIZE_SZ */
819     assert(sz == SIZE_SZ);
820 }
821
822 #if __STD_C
823 static void do_check_inuse_chunk(mchunkptr p)
824 #else
825 static void do_check_inuse_chunk(p) mchunkptr p;
826 #endif
827 {
828   mchunkptr next = next_chunk(p);
829   do_check_chunk(p);
830
831   /* Check whether it claims to be in use ... */
832   assert(inuse(p));
833
834   /* ... and is surrounded by OK chunks.
835     Since more things can be checked with free chunks than inuse ones,
836     if an inuse chunk borders them and debug is on, it's worth doing them.
837   */
838   if (!prev_inuse(p))
839   {
840     mchunkptr prv = prev_chunk(p);
841     assert(next_chunk(prv) == p);
842     do_check_free_chunk(prv);
843   }
844   if (next == top)
845   {
846     assert(prev_inuse(next));
847     assert(chunksize(next) >= MINSIZE);
848   }
849   else if (!inuse(next))
850     do_check_free_chunk(next);
851
852 }
853
854 #if __STD_C
855 static void do_check_malloced_chunk(mchunkptr p, INTERNAL_SIZE_T s)
856 #else
857 static void do_check_malloced_chunk(p, s) mchunkptr p; INTERNAL_SIZE_T s;
858 #endif
859 {
860   INTERNAL_SIZE_T sz = p->size & ~PREV_INUSE;
861   long room = sz - s;
862
863   do_check_inuse_chunk(p);
864
865   /* Legal size ... */
866   assert((long)sz >= (long)MINSIZE);
867   assert((sz & MALLOC_ALIGN_MASK) == 0);
868   assert(room >= 0);
869   assert(room < (long)MINSIZE);
870
871   /* ... and alignment */
872   assert(aligned_OK(chunk2mem(p)));
873
874
875   /* ... and was allocated at front of an available chunk */
876   assert(prev_inuse(p));
877
878 }
879
880
881 #define check_free_chunk(P)  do_check_free_chunk(P)
882 #define check_inuse_chunk(P) do_check_inuse_chunk(P)
883 #define check_chunk(P) do_check_chunk(P)
884 #define check_malloced_chunk(P,N) do_check_malloced_chunk(P,N)
885 #else
886 #define check_free_chunk(P)
887 #define check_inuse_chunk(P)
888 #define check_chunk(P)
889 #define check_malloced_chunk(P,N)
890 #endif
891
892
893
894 /*
895   Macro-based internal utilities
896 */
897
898
899 /*
900   Linking chunks in bin lists.
901   Call these only with variables, not arbitrary expressions, as arguments.
902 */
903
904 /*
905   Place chunk p of size s in its bin, in size order,
906   putting it ahead of others of same size.
907 */
908
909
910 #define frontlink(P, S, IDX, BK, FD)                                          \
911 {                                                                             \
912   if (S < MAX_SMALLBIN_SIZE)                                                  \
913   {                                                                           \
914     IDX = smallbin_index(S);                                                  \
915     mark_binblock(IDX);                                                       \
916     BK = bin_at(IDX);                                                         \
917     FD = BK->fd;                                                              \
918     P->bk = BK;                                                               \
919     P->fd = FD;                                                               \
920     FD->bk = BK->fd = P;                                                      \
921   }                                                                           \
922   else                                                                        \
923   {                                                                           \
924     IDX = bin_index(S);                                                       \
925     BK = bin_at(IDX);                                                         \
926     FD = BK->fd;                                                              \
927     if (FD == BK) mark_binblock(IDX);                                         \
928     else                                                                      \
929     {                                                                         \
930       while (FD != BK && S < chunksize(FD)) FD = FD->fd;                      \
931       BK = FD->bk;                                                            \
932     }                                                                         \
933     P->bk = BK;                                                               \
934     P->fd = FD;                                                               \
935     FD->bk = BK->fd = P;                                                      \
936   }                                                                           \
937 }
938
939
940 /* take a chunk off a list */
941
942 #define unlink(P, BK, FD)                                                     \
943 {                                                                             \
944   BK = P->bk;                                                                 \
945   FD = P->fd;                                                                 \
946   FD->bk = BK;                                                                \
947   BK->fd = FD;                                                                \
948 }                                                                             \
949
950 /* Place p as the last remainder */
951
952 #define link_last_remainder(P)                                                \
953 {                                                                             \
954   last_remainder->fd = last_remainder->bk =  P;                               \
955   P->fd = P->bk = last_remainder;                                             \
956 }
957
958 /* Clear the last_remainder bin */
959
960 #define clear_last_remainder \
961   (last_remainder->fd = last_remainder->bk = last_remainder)
962
963
964
965
966
967 /* Routines dealing with mmap(). */
968
969 #if HAVE_MMAP
970
971 #if __STD_C
972 static mchunkptr mmap_chunk(size_t size)
973 #else
974 static mchunkptr mmap_chunk(size) size_t size;
975 #endif
976 {
977   size_t page_mask = malloc_getpagesize - 1;
978   mchunkptr p;
979
980 #ifndef MAP_ANONYMOUS
981   static int fd = -1;
982 #endif
983
984   if(n_mmaps >= n_mmaps_max) return 0; /* too many regions */
985
986   /* For mmapped chunks, the overhead is one SIZE_SZ unit larger, because
987    * there is no following chunk whose prev_size field could be used.
988    */
989   size = (size + SIZE_SZ + page_mask) & ~page_mask;
990
991 #ifdef MAP_ANONYMOUS
992   p = (mchunkptr)mmap(0, size, PROT_READ|PROT_WRITE,
993                       MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
994 #else /* !MAP_ANONYMOUS */
995   if (fd < 0)
996   {
997     fd = open("/dev/zero", O_RDWR);
998     if(fd < 0) return 0;
999   }
1000   p = (mchunkptr)mmap(0, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
1001 #endif
1002
1003   if(p == (mchunkptr)-1) return 0;
1004
1005   n_mmaps++;
1006   if (n_mmaps > max_n_mmaps) max_n_mmaps = n_mmaps;
1007
1008   /* We demand that eight bytes into a page must be 8-byte aligned. */
1009   assert(aligned_OK(chunk2mem(p)));
1010
1011   /* The offset to the start of the mmapped region is stored
1012    * in the prev_size field of the chunk; normally it is zero,
1013    * but that can be changed in memalign().
1014    */
1015   p->prev_size = 0;
1016   set_head(p, size|IS_MMAPPED);
1017
1018   mmapped_mem += size;
1019   if ((unsigned long)mmapped_mem > (unsigned long)max_mmapped_mem)
1020     max_mmapped_mem = mmapped_mem;
1021   if ((unsigned long)(mmapped_mem + sbrked_mem) > (unsigned long)max_total_mem)
1022     max_total_mem = mmapped_mem + sbrked_mem;
1023   return p;
1024 }
1025
1026 #if __STD_C
1027 static void munmap_chunk(mchunkptr p)
1028 #else
1029 static void munmap_chunk(p) mchunkptr p;
1030 #endif
1031 {
1032   INTERNAL_SIZE_T size = chunksize(p);
1033   int ret;
1034
1035   assert (chunk_is_mmapped(p));
1036   assert(! ((char*)p >= sbrk_base && (char*)p < sbrk_base + sbrked_mem));
1037   assert((n_mmaps > 0));
1038   assert(((p->prev_size + size) & (malloc_getpagesize-1)) == 0);
1039
1040   n_mmaps--;
1041   mmapped_mem -= (size + p->prev_size);
1042
1043   ret = munmap((char *)p - p->prev_size, size + p->prev_size);
1044
1045   /* munmap returns non-zero on failure */
1046   assert(ret == 0);
1047 }
1048
1049 #if HAVE_MREMAP
1050
1051 #if __STD_C
1052 static mchunkptr mremap_chunk(mchunkptr p, size_t new_size)
1053 #else
1054 static mchunkptr mremap_chunk(p, new_size) mchunkptr p; size_t new_size;
1055 #endif
1056 {
1057   size_t page_mask = malloc_getpagesize - 1;
1058   INTERNAL_SIZE_T offset = p->prev_size;
1059   INTERNAL_SIZE_T size = chunksize(p);
1060   char *cp;
1061
1062   assert (chunk_is_mmapped(p));
1063   assert(! ((char*)p >= sbrk_base && (char*)p < sbrk_base + sbrked_mem));
1064   assert((n_mmaps > 0));
1065   assert(((size + offset) & (malloc_getpagesize-1)) == 0);
1066
1067   /* Note the extra SIZE_SZ overhead as in mmap_chunk(). */
1068   new_size = (new_size + offset + SIZE_SZ + page_mask) & ~page_mask;
1069
1070   cp = (char *)mremap((char *)p - offset, size + offset, new_size, 1);
1071
1072   if (cp == (char *)-1) return 0;
1073
1074   p = (mchunkptr)(cp + offset);
1075
1076   assert(aligned_OK(chunk2mem(p)));
1077
1078   assert((p->prev_size == offset));
1079   set_head(p, (new_size - offset)|IS_MMAPPED);
1080
1081   mmapped_mem -= size + offset;
1082   mmapped_mem += new_size;
1083   if ((unsigned long)mmapped_mem > (unsigned long)max_mmapped_mem)
1084     max_mmapped_mem = mmapped_mem;
1085   if ((unsigned long)(mmapped_mem + sbrked_mem) > (unsigned long)max_total_mem)
1086     max_total_mem = mmapped_mem + sbrked_mem;
1087   return p;
1088 }
1089
1090 #endif /* HAVE_MREMAP */
1091
1092 #endif /* HAVE_MMAP */
1093
1094 /*
1095   Extend the top-most chunk by obtaining memory from system.
1096   Main interface to sbrk (but see also malloc_trim).
1097 */
1098
1099 #if __STD_C
1100 static void malloc_extend_top(INTERNAL_SIZE_T nb)
1101 #else
1102 static void malloc_extend_top(nb) INTERNAL_SIZE_T nb;
1103 #endif
1104 {
1105   char*     brk;                  /* return value from sbrk */
1106   INTERNAL_SIZE_T front_misalign; /* unusable bytes at front of sbrked space */
1107   INTERNAL_SIZE_T correction;     /* bytes for 2nd sbrk call */
1108   char*     new_brk;              /* return of 2nd sbrk call */
1109   INTERNAL_SIZE_T top_size;       /* new size of top chunk */
1110
1111   mchunkptr old_top     = top;  /* Record state of old top */
1112   INTERNAL_SIZE_T old_top_size = chunksize(old_top);
1113   char*     old_end      = (char*)(chunk_at_offset(old_top, old_top_size));
1114
1115   /* Pad request with top_pad plus minimal overhead */
1116
1117   INTERNAL_SIZE_T    sbrk_size     = nb + top_pad + MINSIZE;
1118   unsigned long pagesz    = malloc_getpagesize;
1119
1120   /* If not the first time through, round to preserve page boundary */
1121   /* Otherwise, we need to correct to a page size below anyway. */
1122   /* (We also correct below if an intervening foreign sbrk call.) */
1123
1124   if (sbrk_base != (char*)(-1))
1125     sbrk_size = (sbrk_size + (pagesz - 1)) & ~(pagesz - 1);
1126
1127   brk = (char*)(MORECORE (sbrk_size));
1128
1129   /* Fail if sbrk failed or if a foreign sbrk call killed our space */
1130   if (brk == (char*)(MORECORE_FAILURE) ||
1131       (brk < old_end && old_top != initial_top))
1132     return;
1133
1134   sbrked_mem += sbrk_size;
1135
1136   if (brk == old_end) /* can just add bytes to current top */
1137   {
1138     top_size = sbrk_size + old_top_size;
1139     set_head(top, top_size | PREV_INUSE);
1140   }
1141   else
1142   {
1143     if (sbrk_base == (char*)(-1))  /* First time through. Record base */
1144       sbrk_base = brk;
1145     else  /* Someone else called sbrk().  Count those bytes as sbrked_mem. */
1146       sbrked_mem += brk - (char*)old_end;
1147
1148     /* Guarantee alignment of first new chunk made from this space */
1149     front_misalign = (unsigned long)chunk2mem(brk) & MALLOC_ALIGN_MASK;
1150     if (front_misalign > 0)
1151     {
1152       correction = (MALLOC_ALIGNMENT) - front_misalign;
1153       brk += correction;
1154     }
1155     else
1156       correction = 0;
1157
1158     /* Guarantee the next brk will be at a page boundary */
1159
1160     correction += ((((unsigned long)(brk + sbrk_size))+(pagesz-1)) &
1161                    ~(pagesz - 1)) - ((unsigned long)(brk + sbrk_size));
1162
1163     /* Allocate correction */
1164     new_brk = (char*)(MORECORE (correction));
1165     if (new_brk == (char*)(MORECORE_FAILURE)) return;
1166
1167     sbrked_mem += correction;
1168
1169     top = (mchunkptr)brk;
1170     top_size = new_brk - brk + correction;
1171     set_head(top, top_size | PREV_INUSE);
1172
1173     if (old_top != initial_top)
1174     {
1175
1176       /* There must have been an intervening foreign sbrk call. */
1177       /* A double fencepost is necessary to prevent consolidation */
1178
1179       /* If not enough space to do this, then user did something very wrong */
1180       if (old_top_size < MINSIZE)
1181       {
1182         set_head(top, PREV_INUSE); /* will force null return from malloc */
1183         return;
1184       }
1185
1186       /* Also keep size a multiple of MALLOC_ALIGNMENT */
1187       old_top_size = (old_top_size - 3*SIZE_SZ) & ~MALLOC_ALIGN_MASK;
1188       set_head_size(old_top, old_top_size);
1189       chunk_at_offset(old_top, old_top_size          )->size =
1190         SIZE_SZ|PREV_INUSE;
1191       chunk_at_offset(old_top, old_top_size + SIZE_SZ)->size =
1192         SIZE_SZ|PREV_INUSE;
1193       /* If possible, release the rest. */
1194       if (old_top_size >= MINSIZE)
1195         fREe(chunk2mem(old_top));
1196     }
1197   }
1198
1199   if ((unsigned long)sbrked_mem > (unsigned long)max_sbrked_mem)
1200     max_sbrked_mem = sbrked_mem;
1201   if ((unsigned long)(mmapped_mem + sbrked_mem) > (unsigned long)max_total_mem)
1202     max_total_mem = mmapped_mem + sbrked_mem;
1203
1204   /* We always land on a page boundary */
1205   assert(((unsigned long)((char*)top + top_size) & (pagesz - 1)) == 0);
1206 }
1207
1208
1209
1210
1211 /* Main public routines */
1212
1213
1214 /*
1215   Malloc Algorthim:
1216
1217     The requested size is first converted into a usable form, `nb'.
1218     This currently means to add 4 bytes overhead plus possibly more to
1219     obtain 8-byte alignment and/or to obtain a size of at least
1220     MINSIZE (currently 16 bytes), the smallest allocatable size.
1221     (All fits are considered `exact' if they are within MINSIZE bytes.)
1222
1223     From there, the first successful of the following steps is taken:
1224
1225       1. The bin corresponding to the request size is scanned, and if
1226          a chunk of exactly the right size is found, it is taken.
1227
1228       2. The most recently remaindered chunk is used if it is big
1229          enough.  This is a form of (roving) first fit, used only in
1230          the absence of exact fits. Runs of consecutive requests use
1231          the remainder of the chunk used for the previous such request
1232          whenever possible. This limited use of a first-fit style
1233          allocation strategy tends to give contiguous chunks
1234          coextensive lifetimes, which improves locality and can reduce
1235          fragmentation in the long run.
1236
1237       3. Other bins are scanned in increasing size order, using a
1238          chunk big enough to fulfill the request, and splitting off
1239          any remainder.  This search is strictly by best-fit; i.e.,
1240          the smallest (with ties going to approximately the least
1241          recently used) chunk that fits is selected.
1242
1243       4. If large enough, the chunk bordering the end of memory
1244          (`top') is split off. (This use of `top' is in accord with
1245          the best-fit search rule.  In effect, `top' is treated as
1246          larger (and thus less well fitting) than any other available
1247          chunk since it can be extended to be as large as necessary
1248          (up to system limitations).
1249
1250       5. If the request size meets the mmap threshold and the
1251          system supports mmap, and there are few enough currently
1252          allocated mmapped regions, and a call to mmap succeeds,
1253          the request is allocated via direct memory mapping.
1254
1255       6. Otherwise, the top of memory is extended by
1256          obtaining more space from the system (normally using sbrk,
1257          but definable to anything else via the MORECORE macro).
1258          Memory is gathered from the system (in system page-sized
1259          units) in a way that allows chunks obtained across different
1260          sbrk calls to be consolidated, but does not require
1261          contiguous memory. Thus, it should be safe to intersperse
1262          mallocs with other sbrk calls.
1263
1264
1265       All allocations are made from the the `lowest' part of any found
1266       chunk. (The implementation invariant is that prev_inuse is
1267       always true of any allocated chunk; i.e., that each allocated
1268       chunk borders either a previously allocated and still in-use chunk,
1269       or the base of its memory arena.)
1270
1271 */
1272
1273 #if __STD_C
1274 Void_t* mALLOc(size_t bytes)
1275 #else
1276 Void_t* mALLOc(bytes) size_t bytes;
1277 #endif
1278 {
1279   mchunkptr victim;                  /* inspected/selected chunk */
1280   INTERNAL_SIZE_T victim_size;       /* its size */
1281   int       idx;                     /* index for bin traversal */
1282   mbinptr   bin;                     /* associated bin */
1283   mchunkptr remainder;               /* remainder from a split */
1284   long      remainder_size;          /* its size */
1285   int       remainder_index;         /* its bin index */
1286   unsigned long block;               /* block traverser bit */
1287   int       startidx;                /* first bin of a traversed block */
1288   mchunkptr fwd;                     /* misc temp for linking */
1289   mchunkptr bck;                     /* misc temp for linking */
1290   mbinptr q;                         /* misc temp */
1291
1292   INTERNAL_SIZE_T nb;
1293
1294 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_F)
1295         if (!(gd->flags & GD_FLG_FULL_MALLOC_INIT))
1296                 return malloc_simple(bytes);
1297 #endif
1298
1299   if (CONFIG_IS_ENABLED(UNIT_TEST) && malloc_testing) {
1300     if (--malloc_max_allocs < 0)
1301       return NULL;
1302   }
1303
1304   /* check if mem_malloc_init() was run */
1305   if ((mem_malloc_start == 0) && (mem_malloc_end == 0)) {
1306     /* not initialized yet */
1307     return NULL;
1308   }
1309
1310   if ((long)bytes < 0) return NULL;
1311
1312   nb = request2size(bytes);  /* padded request size; */
1313
1314   /* Check for exact match in a bin */
1315
1316   if (is_small_request(nb))  /* Faster version for small requests */
1317   {
1318     idx = smallbin_index(nb);
1319
1320     /* No traversal or size check necessary for small bins.  */
1321
1322     q = bin_at(idx);
1323     victim = last(q);
1324
1325     /* Also scan the next one, since it would have a remainder < MINSIZE */
1326     if (victim == q)
1327     {
1328       q = next_bin(q);
1329       victim = last(q);
1330     }
1331     if (victim != q)
1332     {
1333       victim_size = chunksize(victim);
1334       unlink(victim, bck, fwd);
1335       set_inuse_bit_at_offset(victim, victim_size);
1336       check_malloced_chunk(victim, nb);
1337       VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1338       return chunk2mem(victim);
1339     }
1340
1341     idx += 2; /* Set for bin scan below. We've already scanned 2 bins. */
1342
1343   }
1344   else
1345   {
1346     idx = bin_index(nb);
1347     bin = bin_at(idx);
1348
1349     for (victim = last(bin); victim != bin; victim = victim->bk)
1350     {
1351       victim_size = chunksize(victim);
1352       remainder_size = victim_size - nb;
1353
1354       if (remainder_size >= (long)MINSIZE) /* too big */
1355       {
1356         --idx; /* adjust to rescan below after checking last remainder */
1357         break;
1358       }
1359
1360       else if (remainder_size >= 0) /* exact fit */
1361       {
1362         unlink(victim, bck, fwd);
1363         set_inuse_bit_at_offset(victim, victim_size);
1364         check_malloced_chunk(victim, nb);
1365         VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1366         return chunk2mem(victim);
1367       }
1368     }
1369
1370     ++idx;
1371
1372   }
1373
1374   /* Try to use the last split-off remainder */
1375
1376   if ( (victim = last_remainder->fd) != last_remainder)
1377   {
1378     victim_size = chunksize(victim);
1379     remainder_size = victim_size - nb;
1380
1381     if (remainder_size >= (long)MINSIZE) /* re-split */
1382     {
1383       remainder = chunk_at_offset(victim, nb);
1384       set_head(victim, nb | PREV_INUSE);
1385       link_last_remainder(remainder);
1386       set_head(remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
1387       set_foot(remainder, remainder_size);
1388       check_malloced_chunk(victim, nb);
1389       VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1390       return chunk2mem(victim);
1391     }
1392
1393     clear_last_remainder;
1394
1395     if (remainder_size >= 0)  /* exhaust */
1396     {
1397       set_inuse_bit_at_offset(victim, victim_size);
1398       check_malloced_chunk(victim, nb);
1399       VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1400       return chunk2mem(victim);
1401     }
1402
1403     /* Else place in bin */
1404
1405     frontlink(victim, victim_size, remainder_index, bck, fwd);
1406   }
1407
1408   /*
1409      If there are any possibly nonempty big-enough blocks,
1410      search for best fitting chunk by scanning bins in blockwidth units.
1411   */
1412
1413   if ( (block = idx2binblock(idx)) <= binblocks_r)
1414   {
1415
1416     /* Get to the first marked block */
1417
1418     if ( (block & binblocks_r) == 0)
1419     {
1420       /* force to an even block boundary */
1421       idx = (idx & ~(BINBLOCKWIDTH - 1)) + BINBLOCKWIDTH;
1422       block <<= 1;
1423       while ((block & binblocks_r) == 0)
1424       {
1425         idx += BINBLOCKWIDTH;
1426         block <<= 1;
1427       }
1428     }
1429
1430     /* For each possibly nonempty block ... */
1431     for (;;)
1432     {
1433       startidx = idx;          /* (track incomplete blocks) */
1434       q = bin = bin_at(idx);
1435
1436       /* For each bin in this block ... */
1437       do
1438       {
1439         /* Find and use first big enough chunk ... */
1440
1441         for (victim = last(bin); victim != bin; victim = victim->bk)
1442         {
1443           victim_size = chunksize(victim);
1444           remainder_size = victim_size - nb;
1445
1446           if (remainder_size >= (long)MINSIZE) /* split */
1447           {
1448             remainder = chunk_at_offset(victim, nb);
1449             set_head(victim, nb | PREV_INUSE);
1450             unlink(victim, bck, fwd);
1451             link_last_remainder(remainder);
1452             set_head(remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
1453             set_foot(remainder, remainder_size);
1454             check_malloced_chunk(victim, nb);
1455             VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1456             return chunk2mem(victim);
1457           }
1458
1459           else if (remainder_size >= 0)  /* take */
1460           {
1461             set_inuse_bit_at_offset(victim, victim_size);
1462             unlink(victim, bck, fwd);
1463             check_malloced_chunk(victim, nb);
1464             VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1465             return chunk2mem(victim);
1466           }
1467
1468         }
1469
1470        bin = next_bin(bin);
1471
1472       } while ((++idx & (BINBLOCKWIDTH - 1)) != 0);
1473
1474       /* Clear out the block bit. */
1475
1476       do   /* Possibly backtrack to try to clear a partial block */
1477       {
1478         if ((startidx & (BINBLOCKWIDTH - 1)) == 0)
1479         {
1480           av_[1] = (mbinptr)(binblocks_r & ~block);
1481           break;
1482         }
1483         --startidx;
1484        q = prev_bin(q);
1485       } while (first(q) == q);
1486
1487       /* Get to the next possibly nonempty block */
1488
1489       if ( (block <<= 1) <= binblocks_r && (block != 0) )
1490       {
1491         while ((block & binblocks_r) == 0)
1492         {
1493           idx += BINBLOCKWIDTH;
1494           block <<= 1;
1495         }
1496       }
1497       else
1498         break;
1499     }
1500   }
1501
1502
1503   /* Try to use top chunk */
1504
1505   /* Require that there be a remainder, ensuring top always exists  */
1506   if ( (remainder_size = chunksize(top) - nb) < (long)MINSIZE)
1507   {
1508
1509 #if HAVE_MMAP
1510     /* If big and would otherwise need to extend, try to use mmap instead */
1511     if ((unsigned long)nb >= (unsigned long)mmap_threshold &&
1512         (victim = mmap_chunk(nb)))
1513       VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1514       return chunk2mem(victim);
1515 #endif
1516
1517     /* Try to extend */
1518     malloc_extend_top(nb);
1519     if ( (remainder_size = chunksize(top) - nb) < (long)MINSIZE)
1520       return NULL; /* propagate failure */
1521   }
1522
1523   victim = top;
1524   set_head(victim, nb | PREV_INUSE);
1525   top = chunk_at_offset(victim, nb);
1526   set_head(top, remainder_size | PREV_INUSE);
1527   check_malloced_chunk(victim, nb);
1528   VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(victim), bytes, SIZE_SZ, false);
1529   return chunk2mem(victim);
1530
1531 }
1532
1533
1534
1535
1536 /*
1537
1538   free() algorithm :
1539
1540     cases:
1541
1542        1. free(0) has no effect.
1543
1544        2. If the chunk was allocated via mmap, it is release via munmap().
1545
1546        3. If a returned chunk borders the current high end of memory,
1547           it is consolidated into the top, and if the total unused
1548           topmost memory exceeds the trim threshold, malloc_trim is
1549           called.
1550
1551        4. Other chunks are consolidated as they arrive, and
1552           placed in corresponding bins. (This includes the case of
1553           consolidating with the current `last_remainder').
1554
1555 */
1556
1557
1558 #if __STD_C
1559 void fREe(Void_t* mem)
1560 #else
1561 void fREe(mem) Void_t* mem;
1562 #endif
1563 {
1564   mchunkptr p;         /* chunk corresponding to mem */
1565   INTERNAL_SIZE_T hd;  /* its head field */
1566   INTERNAL_SIZE_T sz;  /* its size */
1567   int       idx;       /* its bin index */
1568   mchunkptr next;      /* next contiguous chunk */
1569   INTERNAL_SIZE_T nextsz; /* its size */
1570   INTERNAL_SIZE_T prevsz; /* size of previous contiguous chunk */
1571   mchunkptr bck;       /* misc temp for linking */
1572   mchunkptr fwd;       /* misc temp for linking */
1573   int       islr;      /* track whether merging with last_remainder */
1574
1575 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_F)
1576         /* free() is a no-op - all the memory will be freed on relocation */
1577         if (!(gd->flags & GD_FLG_FULL_MALLOC_INIT)) {
1578                 VALGRIND_FREELIKE_BLOCK(mem, SIZE_SZ);
1579                 return;
1580         }
1581 #endif
1582
1583   if (mem == NULL)                              /* free(0) has no effect */
1584     return;
1585
1586   p = mem2chunk(mem);
1587   hd = p->size;
1588
1589 #if HAVE_MMAP
1590   if (hd & IS_MMAPPED)                       /* release mmapped memory. */
1591   {
1592     munmap_chunk(p);
1593     return;
1594   }
1595 #endif
1596
1597   check_inuse_chunk(p);
1598
1599   sz = hd & ~PREV_INUSE;
1600   next = chunk_at_offset(p, sz);
1601   nextsz = chunksize(next);
1602   VALGRIND_FREELIKE_BLOCK(mem, SIZE_SZ);
1603
1604   if (next == top)                            /* merge with top */
1605   {
1606     sz += nextsz;
1607
1608     if (!(hd & PREV_INUSE))                    /* consolidate backward */
1609     {
1610       prevsz = p->prev_size;
1611       p = chunk_at_offset(p, -((long) prevsz));
1612       sz += prevsz;
1613       unlink(p, bck, fwd);
1614     }
1615
1616     set_head(p, sz | PREV_INUSE);
1617     top = p;
1618     if ((unsigned long)(sz) >= (unsigned long)trim_threshold)
1619       malloc_trim(top_pad);
1620     return;
1621   }
1622
1623   set_head(next, nextsz);                    /* clear inuse bit */
1624
1625   islr = 0;
1626
1627   if (!(hd & PREV_INUSE))                    /* consolidate backward */
1628   {
1629     prevsz = p->prev_size;
1630     p = chunk_at_offset(p, -((long) prevsz));
1631     sz += prevsz;
1632
1633     if (p->fd == last_remainder)             /* keep as last_remainder */
1634       islr = 1;
1635     else
1636       unlink(p, bck, fwd);
1637   }
1638
1639   if (!(inuse_bit_at_offset(next, nextsz)))   /* consolidate forward */
1640   {
1641     sz += nextsz;
1642
1643     if (!islr && next->fd == last_remainder)  /* re-insert last_remainder */
1644     {
1645       islr = 1;
1646       link_last_remainder(p);
1647     }
1648     else
1649       unlink(next, bck, fwd);
1650   }
1651
1652
1653   set_head(p, sz | PREV_INUSE);
1654   set_foot(p, sz);
1655   if (!islr)
1656     frontlink(p, sz, idx, bck, fwd);
1657 }
1658
1659
1660
1661
1662
1663 /*
1664
1665   Realloc algorithm:
1666
1667     Chunks that were obtained via mmap cannot be extended or shrunk
1668     unless HAVE_MREMAP is defined, in which case mremap is used.
1669     Otherwise, if their reallocation is for additional space, they are
1670     copied.  If for less, they are just left alone.
1671
1672     Otherwise, if the reallocation is for additional space, and the
1673     chunk can be extended, it is, else a malloc-copy-free sequence is
1674     taken.  There are several different ways that a chunk could be
1675     extended. All are tried:
1676
1677        * Extending forward into following adjacent free chunk.
1678        * Shifting backwards, joining preceding adjacent space
1679        * Both shifting backwards and extending forward.
1680        * Extending into newly sbrked space
1681
1682     Unless the #define REALLOC_ZERO_BYTES_FREES is set, realloc with a
1683     size argument of zero (re)allocates a minimum-sized chunk.
1684
1685     If the reallocation is for less space, and the new request is for
1686     a `small' (<512 bytes) size, then the newly unused space is lopped
1687     off and freed.
1688
1689     The old unix realloc convention of allowing the last-free'd chunk
1690     to be used as an argument to realloc is no longer supported.
1691     I don't know of any programs still relying on this feature,
1692     and allowing it would also allow too many other incorrect
1693     usages of realloc to be sensible.
1694
1695
1696 */
1697
1698
1699 #if __STD_C
1700 Void_t* rEALLOc(Void_t* oldmem, size_t bytes)
1701 #else
1702 Void_t* rEALLOc(oldmem, bytes) Void_t* oldmem; size_t bytes;
1703 #endif
1704 {
1705   INTERNAL_SIZE_T    nb;      /* padded request size */
1706
1707   mchunkptr oldp;             /* chunk corresponding to oldmem */
1708   INTERNAL_SIZE_T    oldsize; /* its size */
1709
1710   mchunkptr newp;             /* chunk to return */
1711   INTERNAL_SIZE_T    newsize; /* its size */
1712   Void_t*   newmem;           /* corresponding user mem */
1713
1714   mchunkptr next;             /* next contiguous chunk after oldp */
1715   INTERNAL_SIZE_T  nextsize;  /* its size */
1716
1717   mchunkptr prev;             /* previous contiguous chunk before oldp */
1718   INTERNAL_SIZE_T  prevsize;  /* its size */
1719
1720   mchunkptr remainder;        /* holds split off extra space from newp */
1721   INTERNAL_SIZE_T  remainder_size;   /* its size */
1722
1723   mchunkptr bck;              /* misc temp for linking */
1724   mchunkptr fwd;              /* misc temp for linking */
1725
1726 #ifdef REALLOC_ZERO_BYTES_FREES
1727   if (!bytes) {
1728         fREe(oldmem);
1729         return NULL;
1730   }
1731 #endif
1732
1733   if ((long)bytes < 0) return NULL;
1734
1735   /* realloc of null is supposed to be same as malloc */
1736   if (oldmem == NULL) return mALLOc(bytes);
1737
1738 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_F)
1739         if (!(gd->flags & GD_FLG_FULL_MALLOC_INIT)) {
1740                 /* This is harder to support and should not be needed */
1741                 panic("pre-reloc realloc() is not supported");
1742         }
1743 #endif
1744
1745   newp    = oldp    = mem2chunk(oldmem);
1746   newsize = oldsize = chunksize(oldp);
1747
1748
1749   nb = request2size(bytes);
1750
1751 #if HAVE_MMAP
1752   if (chunk_is_mmapped(oldp))
1753   {
1754 #if HAVE_MREMAP
1755     newp = mremap_chunk(oldp, nb);
1756     if(newp) return chunk2mem(newp);
1757 #endif
1758     /* Note the extra SIZE_SZ overhead. */
1759     if(oldsize - SIZE_SZ >= nb) return oldmem; /* do nothing */
1760     /* Must alloc, copy, free. */
1761     newmem = mALLOc(bytes);
1762     if (!newmem)
1763         return NULL; /* propagate failure */
1764     MALLOC_COPY(newmem, oldmem, oldsize - 2*SIZE_SZ);
1765     munmap_chunk(oldp);
1766     return newmem;
1767   }
1768 #endif
1769
1770   check_inuse_chunk(oldp);
1771
1772   if ((long)(oldsize) < (long)(nb))
1773   {
1774
1775     /* Try expanding forward */
1776
1777     next = chunk_at_offset(oldp, oldsize);
1778     if (next == top || !inuse(next))
1779     {
1780       nextsize = chunksize(next);
1781
1782       /* Forward into top only if a remainder */
1783       if (next == top)
1784       {
1785         if ((long)(nextsize + newsize) >= (long)(nb + MINSIZE))
1786         {
1787           newsize += nextsize;
1788           top = chunk_at_offset(oldp, nb);
1789           set_head(top, (newsize - nb) | PREV_INUSE);
1790           set_head_size(oldp, nb);
1791           VALGRIND_RESIZEINPLACE_BLOCK(chunk2mem(oldp), 0, bytes, SIZE_SZ);
1792           VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(chunk2mem(oldp), bytes);
1793           return chunk2mem(oldp);
1794         }
1795       }
1796
1797       /* Forward into next chunk */
1798       else if (((long)(nextsize + newsize) >= (long)(nb)))
1799       {
1800         unlink(next, bck, fwd);
1801         newsize  += nextsize;
1802         VALGRIND_RESIZEINPLACE_BLOCK(chunk2mem(oldp), 0, bytes, SIZE_SZ);
1803         VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(chunk2mem(oldp), bytes);
1804         goto split;
1805       }
1806     }
1807     else
1808     {
1809       next = NULL;
1810       nextsize = 0;
1811     }
1812
1813     /* Try shifting backwards. */
1814
1815     if (!prev_inuse(oldp))
1816     {
1817       prev = prev_chunk(oldp);
1818       prevsize = chunksize(prev);
1819
1820       /* try forward + backward first to save a later consolidation */
1821
1822       if (next != NULL)
1823       {
1824         /* into top */
1825         if (next == top)
1826         {
1827           if ((long)(nextsize + prevsize + newsize) >= (long)(nb + MINSIZE))
1828           {
1829             unlink(prev, bck, fwd);
1830             newp = prev;
1831             newsize += prevsize + nextsize;
1832             newmem = chunk2mem(newp);
1833             VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(newmem, bytes, SIZE_SZ, false);
1834             MALLOC_COPY(newmem, oldmem, oldsize - SIZE_SZ);
1835             top = chunk_at_offset(newp, nb);
1836             set_head(top, (newsize - nb) | PREV_INUSE);
1837             set_head_size(newp, nb);
1838             VALGRIND_FREELIKE_BLOCK(oldmem, SIZE_SZ);
1839             return newmem;
1840           }
1841         }
1842
1843         /* into next chunk */
1844         else if (((long)(nextsize + prevsize + newsize) >= (long)(nb)))
1845         {
1846           unlink(next, bck, fwd);
1847           unlink(prev, bck, fwd);
1848           newp = prev;
1849           newsize += nextsize + prevsize;
1850           newmem = chunk2mem(newp);
1851           VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(newmem, bytes, SIZE_SZ, false);
1852           MALLOC_COPY(newmem, oldmem, oldsize - SIZE_SZ);
1853           goto split;
1854         }
1855       }
1856
1857       /* backward only */
1858       if (prev != NULL && (long)(prevsize + newsize) >= (long)nb)
1859       {
1860         unlink(prev, bck, fwd);
1861         newp = prev;
1862         newsize += prevsize;
1863         newmem = chunk2mem(newp);
1864         VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(newmem, bytes, SIZE_SZ, false);
1865         MALLOC_COPY(newmem, oldmem, oldsize - SIZE_SZ);
1866         goto split;
1867       }
1868     }
1869
1870     /* Must allocate */
1871
1872     newmem = mALLOc (bytes);
1873
1874     if (newmem == NULL)  /* propagate failure */
1875       return NULL;
1876
1877     /* Avoid copy if newp is next chunk after oldp. */
1878     /* (This can only happen when new chunk is sbrk'ed.) */
1879
1880     if ( (newp = mem2chunk(newmem)) == next_chunk(oldp))
1881     {
1882       newsize += chunksize(newp);
1883       newp = oldp;
1884       goto split;
1885     }
1886
1887     /* Otherwise copy, free, and exit */
1888     MALLOC_COPY(newmem, oldmem, oldsize - SIZE_SZ);
1889     fREe(oldmem);
1890     return newmem;
1891   } else {
1892     VALGRIND_RESIZEINPLACE_BLOCK(oldmem, 0, bytes, SIZE_SZ);
1893     VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(oldmem, bytes);
1894   }
1895
1896
1897  split:  /* split off extra room in old or expanded chunk */
1898
1899   if (newsize - nb >= MINSIZE) /* split off remainder */
1900   {
1901     remainder = chunk_at_offset(newp, nb);
1902     remainder_size = newsize - nb;
1903     set_head_size(newp, nb);
1904     set_head(remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
1905     set_inuse_bit_at_offset(remainder, remainder_size);
1906     VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(remainder), remainder_size, SIZE_SZ,
1907                               false);
1908     fREe(chunk2mem(remainder)); /* let free() deal with it */
1909   }
1910   else
1911   {
1912     set_head_size(newp, newsize);
1913     set_inuse_bit_at_offset(newp, newsize);
1914   }
1915
1916   check_inuse_chunk(newp);
1917   return chunk2mem(newp);
1918 }
1919
1920
1921
1922
1923 /*
1924
1925   memalign algorithm:
1926
1927     memalign requests more than enough space from malloc, finds a spot
1928     within that chunk that meets the alignment request, and then
1929     possibly frees the leading and trailing space.
1930
1931     The alignment argument must be a power of two. This property is not
1932     checked by memalign, so misuse may result in random runtime errors.
1933
1934     8-byte alignment is guaranteed by normal malloc calls, so don't
1935     bother calling memalign with an argument of 8 or less.
1936
1937     Overreliance on memalign is a sure way to fragment space.
1938
1939 */
1940
1941
1942 #if __STD_C
1943 Void_t* mEMALIGn(size_t alignment, size_t bytes)
1944 #else
1945 Void_t* mEMALIGn(alignment, bytes) size_t alignment; size_t bytes;
1946 #endif
1947 {
1948   INTERNAL_SIZE_T    nb;      /* padded  request size */
1949   char*     m;                /* memory returned by malloc call */
1950   mchunkptr p;                /* corresponding chunk */
1951   char*     brk;              /* alignment point within p */
1952   mchunkptr newp;             /* chunk to return */
1953   INTERNAL_SIZE_T  newsize;   /* its size */
1954   INTERNAL_SIZE_T  leadsize;  /* leading space befor alignment point */
1955   mchunkptr remainder;        /* spare room at end to split off */
1956   long      remainder_size;   /* its size */
1957
1958   if ((long)bytes < 0) return NULL;
1959
1960 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_F)
1961         if (!(gd->flags & GD_FLG_FULL_MALLOC_INIT)) {
1962                 return memalign_simple(alignment, bytes);
1963         }
1964 #endif
1965
1966   /* If need less alignment than we give anyway, just relay to malloc */
1967
1968   if (alignment <= MALLOC_ALIGNMENT) return mALLOc(bytes);
1969
1970   /* Otherwise, ensure that it is at least a minimum chunk size */
1971
1972   if (alignment <  MINSIZE) alignment = MINSIZE;
1973
1974   /* Call malloc with worst case padding to hit alignment. */
1975
1976   nb = request2size(bytes);
1977   m  = (char*)(mALLOc(nb + alignment + MINSIZE));
1978
1979   /*
1980   * The attempt to over-allocate (with a size large enough to guarantee the
1981   * ability to find an aligned region within allocated memory) failed.
1982   *
1983   * Try again, this time only allocating exactly the size the user wants. If
1984   * the allocation now succeeds and just happens to be aligned, we can still
1985   * fulfill the user's request.
1986   */
1987   if (m == NULL) {
1988     size_t extra, extra2;
1989     /*
1990      * Use bytes not nb, since mALLOc internally calls request2size too, and
1991      * each call increases the size to allocate, to account for the header.
1992      */
1993     m  = (char*)(mALLOc(bytes));
1994     /* Aligned -> return it */
1995     if ((((unsigned long)(m)) % alignment) == 0)
1996       return m;
1997     /*
1998      * Otherwise, try again, requesting enough extra space to be able to
1999      * acquire alignment.
2000      */
2001     fREe(m);
2002     /* Add in extra bytes to match misalignment of unexpanded allocation */
2003     extra = alignment - (((unsigned long)(m)) % alignment);
2004     m  = (char*)(mALLOc(bytes + extra));
2005     /*
2006      * m might not be the same as before. Validate that the previous value of
2007      * extra still works for the current value of m.
2008      * If (!m), extra2=alignment so 
2009      */
2010     if (m) {
2011       extra2 = alignment - (((unsigned long)(m)) % alignment);
2012       if (extra2 > extra) {
2013         fREe(m);
2014         m = NULL;
2015       }
2016     }
2017     /* Fall through to original NULL check and chunk splitting logic */
2018   }
2019
2020   if (m == NULL) return NULL; /* propagate failure */
2021
2022   p = mem2chunk(m);
2023
2024   if ((((unsigned long)(m)) % alignment) == 0) /* aligned */
2025   {
2026 #if HAVE_MMAP
2027     if(chunk_is_mmapped(p))
2028       return chunk2mem(p); /* nothing more to do */
2029 #endif
2030   }
2031   else /* misaligned */
2032   {
2033     /*
2034       Find an aligned spot inside chunk.
2035       Since we need to give back leading space in a chunk of at
2036       least MINSIZE, if the first calculation places us at
2037       a spot with less than MINSIZE leader, we can move to the
2038       next aligned spot -- we've allocated enough total room so that
2039       this is always possible.
2040     */
2041
2042     brk = (char*)mem2chunk(((unsigned long)(m + alignment - 1)) & -((signed) alignment));
2043     if ((long)(brk - (char*)(p)) < MINSIZE) brk = brk + alignment;
2044
2045     newp = (mchunkptr)brk;
2046     leadsize = brk - (char*)(p);
2047     newsize = chunksize(p) - leadsize;
2048
2049 #if HAVE_MMAP
2050     if(chunk_is_mmapped(p))
2051     {
2052       newp->prev_size = p->prev_size + leadsize;
2053       set_head(newp, newsize|IS_MMAPPED);
2054       return chunk2mem(newp);
2055     }
2056 #endif
2057
2058     /* give back leader, use the rest */
2059
2060     set_head(newp, newsize | PREV_INUSE);
2061     set_inuse_bit_at_offset(newp, newsize);
2062     set_head_size(p, leadsize);
2063     fREe(chunk2mem(p));
2064     p = newp;
2065     VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(p), bytes, SIZE_SZ, false);
2066
2067     assert (newsize >= nb && (((unsigned long)(chunk2mem(p))) % alignment) == 0);
2068   }
2069
2070   /* Also give back spare room at the end */
2071
2072   remainder_size = chunksize(p) - nb;
2073
2074   if (remainder_size >= (long)MINSIZE)
2075   {
2076     remainder = chunk_at_offset(p, nb);
2077     set_head(remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
2078     set_head_size(p, nb);
2079     VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK(chunk2mem(remainder), remainder_size, SIZE_SZ,
2080                               false);
2081     fREe(chunk2mem(remainder));
2082   }
2083
2084   check_inuse_chunk(p);
2085   return chunk2mem(p);
2086
2087 }
2088
2089
2090
2091
2092 /*
2093     valloc just invokes memalign with alignment argument equal
2094     to the page size of the system (or as near to this as can
2095     be figured out from all the includes/defines above.)
2096 */
2097
2098 #if __STD_C
2099 Void_t* vALLOc(size_t bytes)
2100 #else
2101 Void_t* vALLOc(bytes) size_t bytes;
2102 #endif
2103 {
2104   return mEMALIGn (malloc_getpagesize, bytes);
2105 }
2106
2107 /*
2108   pvalloc just invokes valloc for the nearest pagesize
2109   that will accommodate request
2110 */
2111
2112
2113 #if __STD_C
2114 Void_t* pvALLOc(size_t bytes)
2115 #else
2116 Void_t* pvALLOc(bytes) size_t bytes;
2117 #endif
2118 {
2119   size_t pagesize = malloc_getpagesize;
2120   return mEMALIGn (pagesize, (bytes + pagesize - 1) & ~(pagesize - 1));
2121 }
2122
2123 /*
2124
2125   calloc calls malloc, then zeroes out the allocated chunk.
2126
2127 */
2128
2129 #if __STD_C
2130 Void_t* cALLOc(size_t n, size_t elem_size)
2131 #else
2132 Void_t* cALLOc(n, elem_size) size_t n; size_t elem_size;
2133 #endif
2134 {
2135   mchunkptr p;
2136   INTERNAL_SIZE_T csz;
2137
2138   INTERNAL_SIZE_T sz = n * elem_size;
2139
2140
2141   /* check if expand_top called, in which case don't need to clear */
2142 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_CLEAR_ON_INIT)
2143 #if MORECORE_CLEARS
2144   mchunkptr oldtop = top;
2145   INTERNAL_SIZE_T oldtopsize = chunksize(top);
2146 #endif
2147 #endif
2148   Void_t* mem = mALLOc (sz);
2149
2150   if ((long)n < 0) return NULL;
2151
2152   if (mem == NULL)
2153     return NULL;
2154   else
2155   {
2156 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_F)
2157         if (!(gd->flags & GD_FLG_FULL_MALLOC_INIT)) {
2158                 memset(mem, 0, sz);
2159                 return mem;
2160         }
2161 #endif
2162     p = mem2chunk(mem);
2163
2164     /* Two optional cases in which clearing not necessary */
2165
2166
2167 #if HAVE_MMAP
2168     if (chunk_is_mmapped(p)) return mem;
2169 #endif
2170
2171     csz = chunksize(p);
2172
2173 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_CLEAR_ON_INIT)
2174 #if MORECORE_CLEARS
2175     if (p == oldtop && csz > oldtopsize)
2176     {
2177       /* clear only the bytes from non-freshly-sbrked memory */
2178       csz = oldtopsize;
2179     }
2180 #endif
2181 #endif
2182
2183     MALLOC_ZERO(mem, csz - SIZE_SZ);
2184     VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(mem, sz);
2185     return mem;
2186   }
2187 }
2188
2189 /*
2190
2191   cfree just calls free. It is needed/defined on some systems
2192   that pair it with calloc, presumably for odd historical reasons.
2193
2194 */
2195
2196 #if !defined(INTERNAL_LINUX_C_LIB) || !defined(__ELF__)
2197 #if __STD_C
2198 void cfree(Void_t *mem)
2199 #else
2200 void cfree(mem) Void_t *mem;
2201 #endif
2202 {
2203   fREe(mem);
2204 }
2205 #endif
2206
2207
2208
2209 /*
2210
2211     Malloc_trim gives memory back to the system (via negative
2212     arguments to sbrk) if there is unused memory at the `high' end of
2213     the malloc pool. You can call this after freeing large blocks of
2214     memory to potentially reduce the system-level memory requirements
2215     of a program. However, it cannot guarantee to reduce memory. Under
2216     some allocation patterns, some large free blocks of memory will be
2217     locked between two used chunks, so they cannot be given back to
2218     the system.
2219
2220     The `pad' argument to malloc_trim represents the amount of free
2221     trailing space to leave untrimmed. If this argument is zero,
2222     only the minimum amount of memory to maintain internal data
2223     structures will be left (one page or less). Non-zero arguments
2224     can be supplied to maintain enough trailing space to service
2225     future expected allocations without having to re-obtain memory
2226     from the system.
2227
2228     Malloc_trim returns 1 if it actually released any memory, else 0.
2229
2230 */
2231
2232 #if __STD_C
2233 int malloc_trim(size_t pad)
2234 #else
2235 int malloc_trim(pad) size_t pad;
2236 #endif
2237 {
2238   long  top_size;        /* Amount of top-most memory */
2239   long  extra;           /* Amount to release */
2240   char* current_brk;     /* address returned by pre-check sbrk call */
2241   char* new_brk;         /* address returned by negative sbrk call */
2242
2243   unsigned long pagesz = malloc_getpagesize;
2244
2245   top_size = chunksize(top);
2246   extra = ((top_size - pad - MINSIZE + (pagesz-1)) / pagesz - 1) * pagesz;
2247
2248   if (extra < (long)pagesz)  /* Not enough memory to release */
2249     return 0;
2250
2251   else
2252   {
2253     /* Test to make sure no one else called sbrk */
2254     current_brk = (char*)(MORECORE (0));
2255     if (current_brk != (char*)(top) + top_size)
2256       return 0;     /* Apparently we don't own memory; must fail */
2257
2258     else
2259     {
2260       new_brk = (char*)(MORECORE (-extra));
2261
2262       if (new_brk == (char*)(MORECORE_FAILURE)) /* sbrk failed? */
2263       {
2264         /* Try to figure out what we have */
2265         current_brk = (char*)(MORECORE (0));
2266         top_size = current_brk - (char*)top;
2267         if (top_size >= (long)MINSIZE) /* if not, we are very very dead! */
2268         {
2269           sbrked_mem = current_brk - sbrk_base;
2270           set_head(top, top_size | PREV_INUSE);
2271         }
2272         check_chunk(top);
2273         return 0;
2274       }
2275
2276       else
2277       {
2278         /* Success. Adjust top accordingly. */
2279         set_head(top, (top_size - extra) | PREV_INUSE);
2280         sbrked_mem -= extra;
2281         check_chunk(top);
2282         return 1;
2283       }
2284     }
2285   }
2286 }
2287
2288
2289
2290 /*
2291   malloc_usable_size:
2292
2293     This routine tells you how many bytes you can actually use in an
2294     allocated chunk, which may be more than you requested (although
2295     often not). You can use this many bytes without worrying about
2296     overwriting other allocated objects. Not a particularly great
2297     programming practice, but still sometimes useful.
2298
2299 */
2300
2301 #if __STD_C
2302 size_t malloc_usable_size(Void_t* mem)
2303 #else
2304 size_t malloc_usable_size(mem) Void_t* mem;
2305 #endif
2306 {
2307   mchunkptr p;
2308   if (mem == NULL)
2309     return 0;
2310   else
2311   {
2312     p = mem2chunk(mem);
2313     if(!chunk_is_mmapped(p))
2314     {
2315       if (!inuse(p)) return 0;
2316       check_inuse_chunk(p);
2317       return chunksize(p) - SIZE_SZ;
2318     }
2319     return chunksize(p) - 2*SIZE_SZ;
2320   }
2321 }
2322
2323
2324
2325
2326 /* Utility to update current_mallinfo for malloc_stats and mallinfo() */
2327
2328 #ifdef DEBUG
2329 static void malloc_update_mallinfo(void)
2330 {
2331   int i;
2332   mbinptr b;
2333   mchunkptr p;
2334 #ifdef DEBUG
2335   mchunkptr q;
2336 #endif
2337
2338   INTERNAL_SIZE_T avail = chunksize(top);
2339   int   navail = ((long)(avail) >= (long)MINSIZE)? 1 : 0;
2340
2341   for (i = 1; i < NAV; ++i)
2342   {
2343     b = bin_at(i);
2344     for (p = last(b); p != b; p = p->bk)
2345     {
2346 #ifdef DEBUG
2347       check_free_chunk(p);
2348       for (q = next_chunk(p);
2349            q < top && inuse(q) && (long)(chunksize(q)) >= (long)MINSIZE;
2350            q = next_chunk(q))
2351         check_inuse_chunk(q);
2352 #endif
2353       avail += chunksize(p);
2354       navail++;
2355     }
2356   }
2357
2358   current_mallinfo.ordblks = navail;
2359   current_mallinfo.uordblks = sbrked_mem - avail;
2360   current_mallinfo.fordblks = avail;
2361   current_mallinfo.hblks = n_mmaps;
2362   current_mallinfo.hblkhd = mmapped_mem;
2363   current_mallinfo.keepcost = chunksize(top);
2364
2365 }
2366 #endif  /* DEBUG */
2367
2368
2369
2370 /*
2371
2372   malloc_stats:
2373
2374     Prints on the amount of space obtain from the system (both
2375     via sbrk and mmap), the maximum amount (which may be more than
2376     current if malloc_trim and/or munmap got called), the maximum
2377     number of simultaneous mmap regions used, and the current number
2378     of bytes allocated via malloc (or realloc, etc) but not yet
2379     freed. (Note that this is the number of bytes allocated, not the
2380     number requested. It will be larger than the number requested
2381     because of alignment and bookkeeping overhead.)
2382
2383 */
2384
2385 #ifdef DEBUG
2386 void malloc_stats(void)
2387 {
2388   malloc_update_mallinfo();
2389   printf("max system bytes = %10u\n",
2390           (unsigned int)(max_total_mem));
2391   printf("system bytes     = %10u\n",
2392           (unsigned int)(sbrked_mem + mmapped_mem));
2393   printf("in use bytes     = %10u\n",
2394           (unsigned int)(current_mallinfo.uordblks + mmapped_mem));
2395 #if HAVE_MMAP
2396   printf("max mmap regions = %10u\n",
2397           (unsigned int)max_n_mmaps);
2398 #endif
2399 }
2400 #endif  /* DEBUG */
2401
2402 /*
2403   mallinfo returns a copy of updated current mallinfo.
2404 */
2405
2406 #ifdef DEBUG
2407 struct mallinfo mALLINFo(void)
2408 {
2409   malloc_update_mallinfo();
2410   return current_mallinfo;
2411 }
2412 #endif  /* DEBUG */
2413
2414
2415
2416
2417 /*
2418   mallopt:
2419
2420     mallopt is the general SVID/XPG interface to tunable parameters.
2421     The format is to provide a (parameter-number, parameter-value) pair.
2422     mallopt then sets the corresponding parameter to the argument
2423     value if it can (i.e., so long as the value is meaningful),
2424     and returns 1 if successful else 0.
2425
2426     See descriptions of tunable parameters above.
2427
2428 */
2429
2430 #if __STD_C
2431 int mALLOPt(int param_number, int value)
2432 #else
2433 int mALLOPt(param_number, value) int param_number; int value;
2434 #endif
2435 {
2436   switch(param_number)
2437   {
2438     case M_TRIM_THRESHOLD:
2439       trim_threshold = value; return 1;
2440     case M_TOP_PAD:
2441       top_pad = value; return 1;
2442     case M_MMAP_THRESHOLD:
2443       mmap_threshold = value; return 1;
2444     case M_MMAP_MAX:
2445 #if HAVE_MMAP
2446       n_mmaps_max = value; return 1;
2447 #else
2448       if (value != 0) return 0; else  n_mmaps_max = value; return 1;
2449 #endif
2450
2451     default:
2452       return 0;
2453   }
2454 }
2455
2456 int initf_malloc(void)
2457 {
2458 #if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_MALLOC_F)
2459         assert(gd->malloc_base);        /* Set up by crt0.S */
2460         gd->malloc_limit = CONFIG_VAL(SYS_MALLOC_F_LEN);
2461         gd->malloc_ptr = 0;
2462 #endif
2463
2464         return 0;
2465 }
2466
2467 void malloc_enable_testing(int max_allocs)
2468 {
2469         malloc_testing = true;
2470         malloc_max_allocs = max_allocs;
2471 }
2472
2473 void malloc_disable_testing(void)
2474 {
2475         malloc_testing = false;
2476 }
2477
2478 /*
2479
2480 History:
2481
2482     V2.6.6 Sun Dec  5 07:42:19 1999  Doug Lea  (dl at gee)
2483       * return null for negative arguments
2484       * Added Several WIN32 cleanups from Martin C. Fong <mcfong@yahoo.com>
2485          * Add 'LACKS_SYS_PARAM_H' for those systems without 'sys/param.h'
2486           (e.g. WIN32 platforms)
2487          * Cleanup up header file inclusion for WIN32 platforms
2488          * Cleanup code to avoid Microsoft Visual C++ compiler complaints
2489          * Add 'USE_DL_PREFIX' to quickly allow co-existence with existing
2490            memory allocation routines
2491          * Set 'malloc_getpagesize' for WIN32 platforms (needs more work)
2492          * Use 'assert' rather than 'ASSERT' in WIN32 code to conform to
2493            usage of 'assert' in non-WIN32 code
2494          * Improve WIN32 'sbrk()' emulation's 'findRegion()' routine to
2495            avoid infinite loop
2496       * Always call 'fREe()' rather than 'free()'
2497
2498     V2.6.5 Wed Jun 17 15:57:31 1998  Doug Lea  (dl at gee)
2499       * Fixed ordering problem with boundary-stamping
2500
2501     V2.6.3 Sun May 19 08:17:58 1996  Doug Lea  (dl at gee)
2502       * Added pvalloc, as recommended by H.J. Liu
2503       * Added 64bit pointer support mainly from Wolfram Gloger
2504       * Added anonymously donated WIN32 sbrk emulation
2505       * Malloc, calloc, getpagesize: add optimizations from Raymond Nijssen
2506       * malloc_extend_top: fix mask error that caused wastage after
2507         foreign sbrks
2508       * Add linux mremap support code from HJ Liu
2509
2510     V2.6.2 Tue Dec  5 06:52:55 1995  Doug Lea  (dl at gee)
2511       * Integrated most documentation with the code.
2512       * Add support for mmap, with help from
2513         Wolfram Gloger (Gloger@lrz.uni-muenchen.de).
2514       * Use last_remainder in more cases.
2515       * Pack bins using idea from  colin@nyx10.cs.du.edu
2516       * Use ordered bins instead of best-fit threshhold
2517       * Eliminate block-local decls to simplify tracing and debugging.
2518       * Support another case of realloc via move into top
2519       * Fix error occuring when initial sbrk_base not word-aligned.
2520       * Rely on page size for units instead of SBRK_UNIT to
2521         avoid surprises about sbrk alignment conventions.
2522       * Add mallinfo, mallopt. Thanks to Raymond Nijssen
2523         (raymond@es.ele.tue.nl) for the suggestion.
2524       * Add `pad' argument to malloc_trim and top_pad mallopt parameter.
2525       * More precautions for cases where other routines call sbrk,
2526         courtesy of Wolfram Gloger (Gloger@lrz.uni-muenchen.de).
2527       * Added macros etc., allowing use in linux libc from
2528         H.J. Lu (hjl@gnu.ai.mit.edu)
2529       * Inverted this history list
2530
2531     V2.6.1 Sat Dec  2 14:10:57 1995  Doug Lea  (dl at gee)
2532       * Re-tuned and fixed to behave more nicely with V2.6.0 changes.
2533       * Removed all preallocation code since under current scheme
2534         the work required to undo bad preallocations exceeds
2535         the work saved in good cases for most test programs.
2536       * No longer use return list or unconsolidated bins since
2537         no scheme using them consistently outperforms those that don't
2538         given above changes.
2539       * Use best fit for very large chunks to prevent some worst-cases.
2540       * Added some support for debugging
2541
2542     V2.6.0 Sat Nov  4 07:05:23 1995  Doug Lea  (dl at gee)
2543       * Removed footers when chunks are in use. Thanks to
2544         Paul Wilson (wilson@cs.texas.edu) for the suggestion.
2545
2546     V2.5.4 Wed Nov  1 07:54:51 1995  Doug Lea  (dl at gee)
2547       * Added malloc_trim, with help from Wolfram Gloger
2548         (wmglo@Dent.MED.Uni-Muenchen.DE).
2549
2550     V2.5.3 Tue Apr 26 10:16:01 1994  Doug Lea  (dl at g)
2551
2552     V2.5.2 Tue Apr  5 16:20:40 1994  Doug Lea  (dl at g)
2553       * realloc: try to expand in both directions
2554       * malloc: swap order of clean-bin strategy;
2555       * realloc: only conditionally expand backwards
2556       * Try not to scavenge used bins
2557       * Use bin counts as a guide to preallocation
2558       * Occasionally bin return list chunks in first scan
2559       * Add a few optimizations from colin@nyx10.cs.du.edu
2560
2561     V2.5.1 Sat Aug 14 15:40:43 1993  Doug Lea  (dl at g)
2562       * faster bin computation & slightly different binning
2563       * merged all consolidations to one part of malloc proper
2564          (eliminating old malloc_find_space & malloc_clean_bin)
2565       * Scan 2 returns chunks (not just 1)
2566       * Propagate failure in realloc if malloc returns 0
2567       * Add stuff to allow compilation on non-ANSI compilers
2568           from kpv@research.att.com
2569
2570     V2.5 Sat Aug  7 07:41:59 1993  Doug Lea  (dl at g.oswego.edu)
2571       * removed potential for odd address access in prev_chunk
2572       * removed dependency on getpagesize.h
2573       * misc cosmetics and a bit more internal documentation
2574       * anticosmetics: mangled names in macros to evade debugger strangeness
2575       * tested on sparc, hp-700, dec-mips, rs6000
2576           with gcc & native cc (hp, dec only) allowing
2577           Detlefs & Zorn comparison study (in SIGPLAN Notices.)
2578
2579     Trial version Fri Aug 28 13:14:29 1992  Doug Lea  (dl at g.oswego.edu)
2580       * Based loosely on libg++-1.2X malloc. (It retains some of the overall
2581          structure of old version,  but most details differ.)
2582
2583 */