bmalloc: Remove the concept of medium objects
[WebKit-https.git] / Source / bmalloc / bmalloc / Allocator.cpp
1 /*
2  * Copyright (C) 2014, 2015 Apple Inc. All rights reserved.
3  *
4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5  * modification, are permitted provided that the following conditions
6  * are met:
7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
9  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
11  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
12  *
13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY APPLE INC. ``AS IS'' AND ANY
14  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
16  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL APPLE INC. OR
17  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
18  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
19  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
20  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY
21  * OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
22  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
23  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. 
24  */
25
26 #include "Allocator.h"
27 #include "BAssert.h"
28 #include "Deallocator.h"
29 #include "Heap.h"
30 #include "LargeChunk.h"
31 #include "LargeObject.h"
32 #include "PerProcess.h"
33 #include "Sizes.h"
34 #include <algorithm>
35 #include <cstdlib>
36
37 using namespace std;
38
39 namespace bmalloc {
40
41 Allocator::Allocator(Heap* heap, Deallocator& deallocator)
42     : m_isBmallocEnabled(heap->environment().isBmallocEnabled())
43     , m_deallocator(deallocator)
44 {
45     for (unsigned short size = alignment; size <= smallMax; size += alignment)
46         m_bumpAllocators[sizeClass(size)].init(size);
47 }
48
49 Allocator::~Allocator()
50 {
51     scavenge();
52 }
53
54 void* Allocator::tryAllocate(size_t size)
55 {
56     if (!m_isBmallocEnabled)
57         return malloc(size);
58
59     if (size <= largeMax)
60         return allocate(size);
61
62     if (size <= xLargeMax) {
63         std::lock_guard<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
64         return PerProcess<Heap>::getFastCase()->tryAllocateXLarge(lock, superChunkSize, roundUpToMultipleOf<xLargeAlignment>(size));
65     }
66
67     return nullptr;
68 }
69
70 void* Allocator::allocate(size_t alignment, size_t size)
71 {
72     BASSERT(isPowerOfTwo(alignment));
73
74     if (!m_isBmallocEnabled) {
75         void* result = nullptr;
76         if (posix_memalign(&result, alignment, size))
77             return nullptr;
78         return result;
79     }
80     
81     if (size <= smallMax && alignment <= smallLineSize) {
82         size_t alignmentMask = alignment - 1;
83         while (void* p = allocate(size)) {
84             if (!test(p, alignmentMask))
85                 return p;
86             m_deallocator.deallocate(p);
87         }
88     }
89
90     if (size <= largeMax && alignment <= largeMax) {
91         size = std::max(largeMin, roundUpToMultipleOf<largeAlignment>(size));
92         alignment = roundUpToMultipleOf<largeAlignment>(alignment);
93         size_t unalignedSize = largeMin + alignment + size;
94         if (unalignedSize <= largeMax && alignment <= largeChunkSize / 2) {
95             std::lock_guard<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
96             return PerProcess<Heap>::getFastCase()->allocateLarge(lock, alignment, size, unalignedSize);
97         }
98     }
99
100     if (size <= xLargeMax && alignment <= xLargeMax) {
101         size = roundUpToMultipleOf<xLargeAlignment>(size);
102         alignment = std::max(superChunkSize, alignment);
103         std::lock_guard<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
104         return PerProcess<Heap>::getFastCase()->allocateXLarge(lock, alignment, size);
105     }
106
107     BCRASH();
108     return nullptr;
109 }
110
111 void* Allocator::reallocate(void* object, size_t newSize)
112 {
113     if (!m_isBmallocEnabled)
114         return realloc(object, newSize);
115
116     size_t oldSize = 0;
117     switch (objectType(object)) {
118     case Small: {
119         SmallPage* page = SmallPage::get(SmallLine::get(object));
120         oldSize = objectSize(page->sizeClass());
121         break;
122     }
123     case Large: {
124         std::unique_lock<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
125         LargeObject largeObject(object);
126         oldSize = largeObject.size();
127
128         if (newSize < oldSize && newSize > smallMax) {
129             newSize = roundUpToMultipleOf<largeAlignment>(newSize);
130             if (oldSize - newSize >= largeMin) {
131                 std::pair<LargeObject, LargeObject> split = largeObject.split(newSize);
132                 
133                 lock.unlock();
134                 m_deallocator.deallocate(split.second.begin());
135                 lock.lock();
136             }
137             return object;
138         }
139         break;
140     }
141     case XLarge: {
142         BASSERT(objectType(nullptr) == XLarge);
143         if (!object)
144             break;
145
146         std::unique_lock<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
147         Range& range = PerProcess<Heap>::getFastCase()->findXLarge(lock, object);
148         oldSize = range.size();
149
150         newSize = roundUpToMultipleOf<xLargeAlignment>(newSize);
151
152         if (newSize == oldSize)
153             return object;
154
155         if (newSize < oldSize && newSize > largeMax) {
156             newSize = roundUpToMultipleOf<xLargeAlignment>(newSize);
157             if (oldSize - newSize >= xLargeAlignment) {
158                 lock.unlock();
159                 vmDeallocate(static_cast<char*>(object) + newSize, oldSize - newSize);
160                 lock.lock();
161
162                 range = Range(object, newSize);
163             }
164             return object;
165         }
166
167         if (newSize > oldSize) {
168             lock.unlock();
169             bool wasExtended = tryVMExtend(object, oldSize, newSize);
170             lock.lock();
171
172             if (wasExtended) {
173                 range = Range(object, newSize);
174                 return object;
175             }
176         }
177         break;
178     }
179     }
180
181     void* result = allocate(newSize);
182     size_t copySize = std::min(oldSize, newSize);
183     memcpy(result, object, copySize);
184     m_deallocator.deallocate(object);
185     return result;
186 }
187
188 void Allocator::scavenge()
189 {
190     for (unsigned short i = alignment; i <= smallMax; i += alignment) {
191         BumpAllocator& allocator = m_bumpAllocators[sizeClass(i)];
192         BumpRangeCache& bumpRangeCache = m_bumpRangeCaches[sizeClass(i)];
193
194         while (allocator.canAllocate())
195             m_deallocator.deallocate(allocator.allocate());
196
197         while (bumpRangeCache.size()) {
198             allocator.refill(bumpRangeCache.pop());
199             while (allocator.canAllocate())
200                 m_deallocator.deallocate(allocator.allocate());
201         }
202
203         allocator.clear();
204     }
205 }
206
207 NO_INLINE void Allocator::refillAllocatorSlowCase(BumpAllocator& allocator, size_t sizeClass)
208 {
209     BumpRangeCache& bumpRangeCache = m_bumpRangeCaches[sizeClass];
210
211     std::lock_guard<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
212     PerProcess<Heap>::getFastCase()->allocateSmallBumpRanges(lock, sizeClass, allocator, bumpRangeCache);
213 }
214
215 INLINE void Allocator::refillAllocator(BumpAllocator& allocator, size_t sizeClass)
216 {
217     BumpRangeCache& bumpRangeCache = m_bumpRangeCaches[sizeClass];
218     if (!bumpRangeCache.size())
219         return refillAllocatorSlowCase(allocator, sizeClass);
220     return allocator.refill(bumpRangeCache.pop());
221 }
222
223 NO_INLINE void* Allocator::allocateLarge(size_t size)
224 {
225     size = roundUpToMultipleOf<largeAlignment>(size);
226     std::lock_guard<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
227     return PerProcess<Heap>::getFastCase()->allocateLarge(lock, size);
228 }
229
230 NO_INLINE void* Allocator::allocateXLarge(size_t size)
231 {
232     size = roundUpToMultipleOf<xLargeAlignment>(size);
233     std::lock_guard<StaticMutex> lock(PerProcess<Heap>::mutex());
234     return PerProcess<Heap>::getFastCase()->allocateXLarge(lock, size);
235 }
236
237 void* Allocator::allocateSlowCase(size_t size)
238 {
239     if (!m_isBmallocEnabled)
240         return malloc(size);
241
242     if (size <= smallMax) {
243         size_t sizeClass = bmalloc::sizeClass(size);
244         BumpAllocator& allocator = m_bumpAllocators[sizeClass];
245         refillAllocator(allocator, sizeClass);
246         return allocator.allocate();
247     }
248
249     if (size <= largeMax)
250         return allocateLarge(size);
251
252     if (size <= xLargeMax)
253         return allocateXLarge(size);
254
255     BCRASH();
256     return nullptr;
257 }
258
259 } // namespace bmalloc