vppinfra: prevent dlmalloc from allocating memory via mmap_alloc()
[vpp.git] / src / vppinfra / dlmalloc.h
1 /*
2   This is a version (aka dlmalloc) of malloc/free/realloc written by
3   Doug Lea and released to the public domain, as explained at
4   http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ Send questions,
5   comments, complaints, performance data, etc to dl@cs.oswego.edu
6
7 * Version 2.8.6 Wed Aug 29 06:57:58 2012  Doug Lea
8    Note: There may be an updated version of this malloc obtainable at
9            ftp://gee.cs.oswego.edu/pub/misc/malloc.c
10          Check before installing!
11
12 * Quickstart
13
14   This library is all in one file to simplify the most common usage:
15   ftp it, compile it (-O3), and link it into another program. All of
16   the compile-time options default to reasonable values for use on
17   most platforms.  You might later want to step through various
18   compile-time and dynamic tuning options.
19
20   For convenience, an include file for code using this malloc is at:
21      ftp://gee.cs.oswego.edu/pub/misc/malloc-2.8.6.h
22   You don't really need this .h file unless you call functions not
23   defined in your system include files.  The .h file contains only the
24   excerpts from this file needed for using this malloc on ANSI C/C++
25   systems, so long as you haven't changed compile-time options about
26   naming and tuning parameters.  If you do, then you can create your
27   own malloc.h that does include all settings by cutting at the point
28   indicated below. Note that you may already by default be using a C
29   library containing a malloc that is based on some version of this
30   malloc (for example in linux). You might still want to use the one
31   in this file to customize settings or to avoid overheads associated
32   with library versions.
33
34 * Vital statistics:
35
36   Supported pointer/size_t representation:       4 or 8 bytes
37        size_t MUST be an unsigned type of the same width as
38        pointers. (If you are using an ancient system that declares
39        size_t as a signed type, or need it to be a different width
40        than pointers, you can use a previous release of this malloc
41        (e.g. 2.7.2) supporting these.)
42
43   Alignment:                                     8 bytes (minimum)
44        This suffices for nearly all current machines and C compilers.
45        However, you can define MALLOC_ALIGNMENT to be wider than this
46        if necessary (up to 128bytes), at the expense of using more space.
47
48   Minimum overhead per allocated chunk:   4 or  8 bytes (if 4byte sizes)
49                                           8 or 16 bytes (if 8byte sizes)
50        Each malloced chunk has a hidden word of overhead holding size
51        and status information, and additional cross-check word
52        if FOOTERS is defined.
53
54   Minimum allocated size: 4-byte ptrs:  16 bytes    (including overhead)
55                           8-byte ptrs:  32 bytes    (including overhead)
56
57        Even a request for zero bytes (i.e., malloc(0)) returns a
58        pointer to something of the minimum allocatable size.
59        The maximum overhead wastage (i.e., number of extra bytes
60        allocated than were requested in malloc) is less than or equal
61        to the minimum size, except for requests >= mmap_threshold that
62        are serviced via mmap(), where the worst case wastage is about
63        32 bytes plus the remainder from a system page (the minimal
64        mmap unit); typically 4096 or 8192 bytes.
65
66   Security: static-safe; optionally more or less
67        The "security" of malloc refers to the ability of malicious
68        code to accentuate the effects of errors (for example, freeing
69        space that is not currently malloc'ed or overwriting past the
70        ends of chunks) in code that calls malloc.  This malloc
71        guarantees not to modify any memory locations below the base of
72        heap, i.e., static variables, even in the presence of usage
73        errors.  The routines additionally detect most improper frees
74        and reallocs.  All this holds as long as the static bookkeeping
75        for malloc itself is not corrupted by some other means.  This
76        is only one aspect of security -- these checks do not, and
77        cannot, detect all possible programming errors.
78
79        If FOOTERS is defined nonzero, then each allocated chunk
80        carries an additional check word to verify that it was malloced
81        from its space.  These check words are the same within each
82        execution of a program using malloc, but differ across
83        executions, so externally crafted fake chunks cannot be
84        freed. This improves security by rejecting frees/reallocs that
85        could corrupt heap memory, in addition to the checks preventing
86        writes to statics that are always on.  This may further improve
87        security at the expense of time and space overhead.  (Note that
88        FOOTERS may also be worth using with MSPACES.)
89
90        By default detected errors cause the program to abort (calling
91        "abort()"). You can override this to instead proceed past
92        errors by defining PROCEED_ON_ERROR.  In this case, a bad free
93        has no effect, and a malloc that encounters a bad address
94        caused by user overwrites will ignore the bad address by
95        dropping pointers and indices to all known memory. This may
96        be appropriate for programs that should continue if at all
97        possible in the face of programming errors, although they may
98        run out of memory because dropped memory is never reclaimed.
99
100        If you don't like either of these options, you can define
101        CORRUPTION_ERROR_ACTION and USAGE_ERROR_ACTION to do anything
102        else. And if if you are sure that your program using malloc has
103        no errors or vulnerabilities, you can define INSECURE to 1,
104        which might (or might not) provide a small performance improvement.
105
106        It is also possible to limit the maximum total allocatable
107        space, using malloc_set_footprint_limit. This is not
108        designed as a security feature in itself (calls to set limits
109        are not screened or privileged), but may be useful as one
110        aspect of a secure implementation.
111
112   Thread-safety: NOT thread-safe unless USE_LOCKS defined non-zero
113        When USE_LOCKS is defined, each public call to malloc, free,
114        etc is surrounded with a lock. By default, this uses a plain
115        pthread mutex, win32 critical section, or a spin-lock if if
116        available for the platform and not disabled by setting
117        USE_SPIN_LOCKS=0.  However, if USE_RECURSIVE_LOCKS is defined,
118        recursive versions are used instead (which are not required for
119        base functionality but may be needed in layered extensions).
120        Using a global lock is not especially fast, and can be a major
121        bottleneck.  It is designed only to provide minimal protection
122        in concurrent environments, and to provide a basis for
123        extensions.  If you are using malloc in a concurrent program,
124        consider instead using nedmalloc
125        (http://www.nedprod.com/programs/portable/nedmalloc/) or
126        ptmalloc (See http://www.malloc.de), which are derived from
127        versions of this malloc.
128
129   System requirements: Any combination of MORECORE and/or MMAP/MUNMAP
130        This malloc can use unix sbrk or any emulation (invoked using
131        the CALL_MORECORE macro) and/or mmap/munmap or any emulation
132        (invoked using CALL_MMAP/CALL_MUNMAP) to get and release system
133        memory.  On most unix systems, it tends to work best if both
134        MORECORE and MMAP are enabled.  On Win32, it uses emulations
135        based on VirtualAlloc. It also uses common C library functions
136        like memset.
137
138   Compliance: I believe it is compliant with the Single Unix Specification
139        (See http://www.unix.org). Also SVID/XPG, ANSI C, and probably
140        others as well.
141
142 * Overview of algorithms
143
144   This is not the fastest, most space-conserving, most portable, or
145   most tunable malloc ever written. However it is among the fastest
146   while also being among the most space-conserving, portable and
147   tunable.  Consistent balance across these factors results in a good
148   general-purpose allocator for malloc-intensive programs.
149
150   In most ways, this malloc is a best-fit allocator. Generally, it
151   chooses the best-fitting existing chunk for a request, with ties
152   broken in approximately least-recently-used order. (This strategy
153   normally maintains low fragmentation.) However, for requests less
154   than 256bytes, it deviates from best-fit when there is not an
155   exactly fitting available chunk by preferring to use space adjacent
156   to that used for the previous small request, as well as by breaking
157   ties in approximately most-recently-used order. (These enhance
158   locality of series of small allocations.)  And for very large requests
159   (>= 256Kb by default), it relies on system memory mapping
160   facilities, if supported.  (This helps avoid carrying around and
161   possibly fragmenting memory used only for large chunks.)
162
163   All operations (except malloc_stats and mallinfo) have execution
164   times that are bounded by a constant factor of the number of bits in
165   a size_t, not counting any clearing in calloc or copying in realloc,
166   or actions surrounding MORECORE and MMAP that have times
167   proportional to the number of non-contiguous regions returned by
168   system allocation routines, which is often just 1. In real-time
169   applications, you can optionally suppress segment traversals using
170   NO_SEGMENT_TRAVERSAL, which assures bounded execution even when
171   system allocators return non-contiguous spaces, at the typical
172   expense of carrying around more memory and increased fragmentation.
173
174   The implementation is not very modular and seriously overuses
175   macros. Perhaps someday all C compilers will do as good a job
176   inlining modular code as can now be done by brute-force expansion,
177   but now, enough of them seem not to.
178
179   Some compilers issue a lot of warnings about code that is
180   dead/unreachable only on some platforms, and also about intentional
181   uses of negation on unsigned types. All known cases of each can be
182   ignored.
183
184   For a longer but out of date high-level description, see
185      http://gee.cs.oswego.edu/dl/html/malloc.html
186
187 * MSPACES
188   If MSPACES is defined, then in addition to malloc, free, etc.,
189   this file also defines mspace_malloc, mspace_free, etc. These
190   are versions of malloc routines that take an "mspace" argument
191   obtained using create_mspace, to control all internal bookkeeping.
192   If ONLY_MSPACES is defined, only these versions are compiled.
193   So if you would like to use this allocator for only some allocations,
194   and your system malloc for others, you can compile with
195   ONLY_MSPACES and then do something like...
196     static mspace mymspace = create_mspace(0,0); // for example
197     #define mymalloc(bytes)  mspace_malloc(mymspace, bytes)
198
199   (Note: If you only need one instance of an mspace, you can instead
200   use "USE_DL_PREFIX" to relabel the global malloc.)
201
202   You can similarly create thread-local allocators by storing
203   mspaces as thread-locals. For example:
204     static __thread mspace tlms = 0;
205     void*  tlmalloc(size_t bytes) {
206       if (tlms == 0) tlms = create_mspace(0, 0);
207       return mspace_malloc(tlms, bytes);
208     }
209     void  tlfree(void* mem) { mspace_free(tlms, mem); }
210
211   Unless FOOTERS is defined, each mspace is completely independent.
212   You cannot allocate from one and free to another (although
213   conformance is only weakly checked, so usage errors are not always
214   caught). If FOOTERS is defined, then each chunk carries around a tag
215   indicating its originating mspace, and frees are directed to their
216   originating spaces. Normally, this requires use of locks.
217
218  -------------------------  Compile-time options ---------------------------
219
220 Be careful in setting #define values for numerical constants of type
221 size_t. On some systems, literal values are not automatically extended
222 to size_t precision unless they are explicitly casted. You can also
223 use the symbolic values MAX_SIZE_T, SIZE_T_ONE, etc below.
224
225 WIN32                    default: defined if _WIN32 defined
226   Defining WIN32 sets up defaults for MS environment and compilers.
227   Otherwise defaults are for unix. Beware that there seem to be some
228   cases where this malloc might not be a pure drop-in replacement for
229   Win32 malloc: Random-looking failures from Win32 GDI API's (eg;
230   SetDIBits()) may be due to bugs in some video driver implementations
231   when pixel buffers are malloc()ed, and the region spans more than
232   one VirtualAlloc()ed region. Because dlmalloc uses a small (64Kb)
233   default granularity, pixel buffers may straddle virtual allocation
234   regions more often than when using the Microsoft allocator.  You can
235   avoid this by using VirtualAlloc() and VirtualFree() for all pixel
236   buffers rather than using malloc().  If this is not possible,
237   recompile this malloc with a larger DEFAULT_GRANULARITY. Note:
238   in cases where MSC and gcc (cygwin) are known to differ on WIN32,
239   conditions use _MSC_VER to distinguish them.
240
241 DLMALLOC_EXPORT       default: extern
242   Defines how public APIs are declared. If you want to export via a
243   Windows DLL, you might define this as
244     #define DLMALLOC_EXPORT extern  __declspec(dllexport)
245   If you want a POSIX ELF shared object, you might use
246     #define DLMALLOC_EXPORT extern __attribute__((visibility("default")))
247
248 MALLOC_ALIGNMENT         default: (size_t)(2 * sizeof(void *))
249   Controls the minimum alignment for malloc'ed chunks.  It must be a
250   power of two and at least 8, even on machines for which smaller
251   alignments would suffice. It may be defined as larger than this
252   though. Note however that code and data structures are optimized for
253   the case of 8-byte alignment.
254
255 MSPACES                  default: 0 (false)
256   If true, compile in support for independent allocation spaces.
257   This is only supported if HAVE_MMAP is true.
258
259 ONLY_MSPACES             default: 0 (false)
260   If true, only compile in mspace versions, not regular versions.
261
262 USE_LOCKS                default: 0 (false)
263   Causes each call to each public routine to be surrounded with
264   pthread or WIN32 mutex lock/unlock. (If set true, this can be
265   overridden on a per-mspace basis for mspace versions.) If set to a
266   non-zero value other than 1, locks are used, but their
267   implementation is left out, so lock functions must be supplied manually,
268   as described below.
269
270 USE_SPIN_LOCKS           default: 1 iff USE_LOCKS and spin locks available
271   If true, uses custom spin locks for locking. This is currently
272   supported only gcc >= 4.1, older gccs on x86 platforms, and recent
273   MS compilers.  Otherwise, posix locks or win32 critical sections are
274   used.
275
276 USE_RECURSIVE_LOCKS      default: not defined
277   If defined nonzero, uses recursive (aka reentrant) locks, otherwise
278   uses plain mutexes. This is not required for malloc proper, but may
279   be needed for layered allocators such as nedmalloc.
280
281 LOCK_AT_FORK            default: not defined
282   If defined nonzero, performs pthread_atfork upon initialization
283   to initialize child lock while holding parent lock. The implementation
284   assumes that pthread locks (not custom locks) are being used. In other
285   cases, you may need to customize the implementation.
286
287 FOOTERS                  default: 0
288   If true, provide extra checking and dispatching by placing
289   information in the footers of allocated chunks. This adds
290   space and time overhead.
291
292 INSECURE                 default: 0
293   If true, omit checks for usage errors and heap space overwrites.
294
295 USE_DL_PREFIX            default: NOT defined
296   Causes compiler to prefix all public routines with the string 'dl'.
297   This can be useful when you only want to use this malloc in one part
298   of a program, using your regular system malloc elsewhere.
299
300 MALLOC_INSPECT_ALL       default: NOT defined
301   If defined, compiles malloc_inspect_all and mspace_inspect_all, that
302   perform traversal of all heap space.  Unless access to these
303   functions is otherwise restricted, you probably do not want to
304   include them in secure implementations.
305
306 DLM_ABORT                    default: defined as abort()
307   Defines how to abort on failed checks.  On most systems, a failed
308   check cannot die with an "assert" or even print an informative
309   message, because the underlying print routines in turn call malloc,
310   which will fail again.  Generally, the best policy is to simply call
311   abort(). It's not very useful to do more than this because many
312   errors due to overwriting will show up as address faults (null, odd
313   addresses etc) rather than malloc-triggered checks, so will also
314   abort.  Also, most compilers know that abort() does not return, so
315   can better optimize code conditionally calling it.
316
317 PROCEED_ON_ERROR           default: defined as 0 (false)
318   Controls whether detected bad addresses cause them to bypassed
319   rather than aborting. If set, detected bad arguments to free and
320   realloc are ignored. And all bookkeeping information is zeroed out
321   upon a detected overwrite of freed heap space, thus losing the
322   ability to ever return it from malloc again, but enabling the
323   application to proceed. If PROCEED_ON_ERROR is defined, the
324   static variable malloc_corruption_error_count is compiled in
325   and can be examined to see if errors have occurred. This option
326   generates slower code than the default abort policy.
327
328 DEBUG                    default: NOT defined
329   The DEBUG setting is mainly intended for people trying to modify
330   this code or diagnose problems when porting to new platforms.
331   However, it may also be able to better isolate user errors than just
332   using runtime checks.  The assertions in the check routines spell
333   out in more detail the assumptions and invariants underlying the
334   algorithms.  The checking is fairly extensive, and will slow down
335   execution noticeably. Calling malloc_stats or mallinfo with DEBUG
336   set will attempt to check every non-mmapped allocated and free chunk
337   in the course of computing the summaries.
338
339 DLM_ABORT_ON_ASSERT_FAILURE   default: defined as 1 (true)
340   Debugging assertion failures can be nearly impossible if your
341   version of the assert macro causes malloc to be called, which will
342   lead to a cascade of further failures, blowing the runtime stack.
343   DLM_ABORT_ON_ASSERT_FAILURE cause assertions failures to call abort(),
344   which will usually make debugging easier.
345
346 MALLOC_FAILURE_ACTION     default: sets errno to ENOMEM, or no-op on win32
347   The action to take before "return 0" when malloc fails to be able to
348   return memory because there is none available.
349
350 HAVE_MORECORE             default: 1 (true) unless win32 or ONLY_MSPACES
351   True if this system supports sbrk or an emulation of it.
352
353 MORECORE                  default: sbrk
354   The name of the sbrk-style system routine to call to obtain more
355   memory.  See below for guidance on writing custom MORECORE
356   functions. The type of the argument to sbrk/MORECORE varies across
357   systems.  It cannot be size_t, because it supports negative
358   arguments, so it is normally the signed type of the same width as
359   size_t (sometimes declared as "intptr_t").  It doesn't much matter
360   though. Internally, we only call it with arguments less than half
361   the max value of a size_t, which should work across all reasonable
362   possibilities, although sometimes generating compiler warnings.
363
364 MORECORE_CONTIGUOUS       default: 1 (true) if HAVE_MORECORE
365   If true, take advantage of fact that consecutive calls to MORECORE
366   with positive arguments always return contiguous increasing
367   addresses.  This is true of unix sbrk. It does not hurt too much to
368   set it true anyway, since malloc copes with non-contiguities.
369   Setting it false when definitely non-contiguous saves time
370   and possibly wasted space it would take to discover this though.
371
372 MORECORE_CANNOT_TRIM      default: NOT defined
373   True if MORECORE cannot release space back to the system when given
374   negative arguments. This is generally necessary only if you are
375   using a hand-crafted MORECORE function that cannot handle negative
376   arguments.
377
378 NO_SEGMENT_TRAVERSAL       default: 0
379   If non-zero, suppresses traversals of memory segments
380   returned by either MORECORE or CALL_MMAP. This disables
381   merging of segments that are contiguous, and selectively
382   releasing them to the OS if unused, but bounds execution times.
383
384 HAVE_MMAP                 default: 1 (true)
385   True if this system supports mmap or an emulation of it.  If so, and
386   HAVE_MORECORE is not true, MMAP is used for all system
387   allocation. If set and HAVE_MORECORE is true as well, MMAP is
388   primarily used to directly allocate very large blocks. It is also
389   used as a backup strategy in cases where MORECORE fails to provide
390   space from system. Note: A single call to MUNMAP is assumed to be
391   able to unmap memory that may have be allocated using multiple calls
392   to MMAP, so long as they are adjacent.
393
394 HAVE_MREMAP               default: 1 on linux, else 0
395   If true realloc() uses mremap() to re-allocate large blocks and
396   extend or shrink allocation spaces.
397
398 MMAP_CLEARS               default: 1 except on WINCE.
399   True if mmap clears memory so calloc doesn't need to. This is true
400   for standard unix mmap using /dev/zero and on WIN32 except for WINCE.
401
402 USE_BUILTIN_FFS            default: 0 (i.e., not used)
403   Causes malloc to use the builtin ffs() function to compute indices.
404   Some compilers may recognize and intrinsify ffs to be faster than the
405   supplied C version. Also, the case of x86 using gcc is special-cased
406   to an asm instruction, so is already as fast as it can be, and so
407   this setting has no effect. Similarly for Win32 under recent MS compilers.
408   (On most x86s, the asm version is only slightly faster than the C version.)
409
410 malloc_getpagesize         default: derive from system includes, or 4096.
411   The system page size. To the extent possible, this malloc manages
412   memory from the system in page-size units.  This may be (and
413   usually is) a function rather than a constant. This is ignored
414   if WIN32, where page size is determined using getSystemInfo during
415   initialization.
416
417 USE_DEV_RANDOM             default: 0 (i.e., not used)
418   Causes malloc to use /dev/random to initialize secure magic seed for
419   stamping footers. Otherwise, the current time is used.
420
421 NO_MALLINFO                default: 0
422   If defined, don't compile "mallinfo". This can be a simple way
423   of dealing with mismatches between system declarations and
424   those in this file.
425
426 MALLINFO_FIELD_TYPE        default: size_t
427   The type of the fields in the mallinfo struct. This was originally
428   defined as "int" in SVID etc, but is more usefully defined as
429   size_t. The value is used only if  HAVE_USR_INCLUDE_MALLOC_H is not set
430
431 NO_MALLOC_STATS            default: 0
432   If defined, don't compile "malloc_stats". This avoids calls to
433   fprintf and bringing in stdio dependencies you might not want.
434
435 REALLOC_ZERO_BYTES_FREES    default: not defined
436   This should be set if a call to realloc with zero bytes should
437   be the same as a call to free. Some people think it should. Otherwise,
438   since this malloc returns a unique pointer for malloc(0), so does
439   realloc(p, 0).
440
441 LACKS_UNISTD_H, LACKS_FCNTL_H, LACKS_SYS_PARAM_H, LACKS_SYS_MMAN_H
442 LACKS_STRINGS_H, LACKS_STRING_H, LACKS_SYS_TYPES_H,  LACKS_ERRNO_H
443 LACKS_STDLIB_H LACKS_SCHED_H LACKS_TIME_H  default: NOT defined unless on WIN32
444   Define these if your system does not have these header files.
445   You might need to manually insert some of the declarations they provide.
446
447 DEFAULT_GRANULARITY        default: page size if MORECORE_CONTIGUOUS,
448                                 system_info.dwAllocationGranularity in WIN32,
449                                 otherwise 64K.
450       Also settable using mallopt(M_GRANULARITY, x)
451   The unit for allocating and deallocating memory from the system.  On
452   most systems with contiguous MORECORE, there is no reason to
453   make this more than a page. However, systems with MMAP tend to
454   either require or encourage larger granularities.  You can increase
455   this value to prevent system allocation functions to be called so
456   often, especially if they are slow.  The value must be at least one
457   page and must be a power of two.  Setting to 0 causes initialization
458   to either page size or win32 region size.  (Note: In previous
459   versions of malloc, the equivalent of this option was called
460   "TOP_PAD")
461
462 DEFAULT_TRIM_THRESHOLD    default: 2MB
463       Also settable using mallopt(M_TRIM_THRESHOLD, x)
464   The maximum amount of unused top-most memory to keep before
465   releasing via malloc_trim in free().  Automatic trimming is mainly
466   useful in long-lived programs using contiguous MORECORE.  Because
467   trimming via sbrk can be slow on some systems, and can sometimes be
468   wasteful (in cases where programs immediately afterward allocate
469   more large chunks) the value should be high enough so that your
470   overall system performance would improve by releasing this much
471   memory.  As a rough guide, you might set to a value close to the
472   average size of a process (program) running on your system.
473   Releasing this much memory would allow such a process to run in
474   memory.  Generally, it is worth tuning trim thresholds when a
475   program undergoes phases where several large chunks are allocated
476   and released in ways that can reuse each other's storage, perhaps
477   mixed with phases where there are no such chunks at all. The trim
478   value must be greater than page size to have any useful effect.  To
479   disable trimming completely, you can set to MAX_SIZE_T. Note that the trick
480   some people use of mallocing a huge space and then freeing it at
481   program startup, in an attempt to reserve system memory, doesn't
482   have the intended effect under automatic trimming, since that memory
483   will immediately be returned to the system.
484
485 DEFAULT_MMAP_THRESHOLD       default: 256K
486       Also settable using mallopt(M_MMAP_THRESHOLD, x)
487   The request size threshold for using MMAP to directly service a
488   request. Requests of at least this size that cannot be allocated
489   using already-existing space will be serviced via mmap.  (If enough
490   normal freed space already exists it is used instead.)  Using mmap
491   segregates relatively large chunks of memory so that they can be
492   individually obtained and released from the host system. A request
493   serviced through mmap is never reused by any other request (at least
494   not directly; the system may just so happen to remap successive
495   requests to the same locations).  Segregating space in this way has
496   the benefits that: Mmapped space can always be individually released
497   back to the system, which helps keep the system level memory demands
498   of a long-lived program low.  Also, mapped memory doesn't become
499   `locked' between other chunks, as can happen with normally allocated
500   chunks, which means that even trimming via malloc_trim would not
501   release them.  However, it has the disadvantage that the space
502   cannot be reclaimed, consolidated, and then used to service later
503   requests, as happens with normal chunks.  The advantages of mmap
504   nearly always outweigh disadvantages for "large" chunks, but the
505   value of "large" may vary across systems.  The default is an
506   empirically derived value that works well in most systems. You can
507   disable mmap by setting to MAX_SIZE_T.
508
509 MAX_RELEASE_CHECK_RATE   default: 4095 unless not HAVE_MMAP
510   The number of consolidated frees between checks to release
511   unused segments when freeing. When using non-contiguous segments,
512   especially with multiple mspaces, checking only for topmost space
513   doesn't always suffice to trigger trimming. To compensate for this,
514   free() will, with a period of MAX_RELEASE_CHECK_RATE (or the
515   current number of segments, if greater) try to release unused
516   segments to the OS when freeing chunks that result in
517   consolidation. The best value for this parameter is a compromise
518   between slowing down frees with relatively costly checks that
519   rarely trigger versus holding on to unused memory. To effectively
520   disable, set to MAX_SIZE_T. This may lead to a very slight speed
521   improvement at the expense of carrying around more memory.
522 */
523
524 #include <vppinfra/clib.h>
525 #include <vppinfra/cache.h>
526
527 /* --- begin vpp customizations --- */
528
529 #if CLIB_DEBUG > 0
530 #define FOOTERS 1  /* extra debugging */
531 #define DLM_MAGIC_CONSTANT 0xdeaddabe
532 #endif
533 #define USE_LOCKS 1
534 #define DLM_ABORT {extern void os_panic(void); os_panic(); abort();}
535 #define ONLY_MSPACES 1
536
537 /* --- end vpp customizations --- */
538
539 /* Version identifier to allow people to support multiple versions */
540 #ifndef DLMALLOC_VERSION
541 #define DLMALLOC_VERSION 20806
542 #endif /* DLMALLOC_VERSION */
543
544 #ifndef DLMALLOC_EXPORT
545 #define DLMALLOC_EXPORT extern
546 #endif
547
548 #ifndef WIN32
549 #ifdef _WIN32
550 #define WIN32 1
551 #endif  /* _WIN32 */
552 #ifdef _WIN32_WCE
553 #define LACKS_FCNTL_H
554 #define WIN32 1
555 #endif /* _WIN32_WCE */
556 #endif  /* WIN32 */
557 #ifdef WIN32
558 #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
559 #include <windows.h>
560 #include <tchar.h>
561 #define HAVE_MMAP 1
562 #define HAVE_MORECORE 0
563 #define LACKS_UNISTD_H
564 #define LACKS_SYS_PARAM_H
565 #define LACKS_SYS_MMAN_H
566 #define LACKS_STRING_H
567 #define LACKS_STRINGS_H
568 #define LACKS_SYS_TYPES_H
569 #define LACKS_ERRNO_H
570 #define LACKS_SCHED_H
571 #ifndef MALLOC_FAILURE_ACTION
572 #define MALLOC_FAILURE_ACTION
573 #endif /* MALLOC_FAILURE_ACTION */
574 #ifndef MMAP_CLEARS
575 #ifdef _WIN32_WCE /* WINCE reportedly does not clear */
576 #define MMAP_CLEARS 0
577 #else
578 #define MMAP_CLEARS 1
579 #endif /* _WIN32_WCE */
580 #endif /*MMAP_CLEARS */
581 #endif  /* WIN32 */
582
583 #if defined(DARWIN) || defined(_DARWIN)
584 /* Mac OSX docs advise not to use sbrk; it seems better to use mmap */
585 #ifndef HAVE_MORECORE
586 #define HAVE_MORECORE 0
587 #define HAVE_MMAP 1
588 /* OSX allocators provide 16 byte alignment */
589 #ifndef MALLOC_ALIGNMENT
590 #define MALLOC_ALIGNMENT ((size_t)16U)
591 #endif
592 #endif  /* HAVE_MORECORE */
593 #endif  /* DARWIN */
594
595 #ifndef LACKS_SYS_TYPES_H
596 #include <sys/types.h>  /* For size_t */
597 #endif  /* LACKS_SYS_TYPES_H */
598
599 /* The maximum possible size_t value has all bits set */
600 #define MAX_SIZE_T           (~(size_t)0)
601
602 #ifndef USE_LOCKS /* ensure true if spin or recursive locks set */
603 #define USE_LOCKS  ((defined(USE_SPIN_LOCKS) && USE_SPIN_LOCKS != 0) || \
604                     (defined(USE_RECURSIVE_LOCKS) && USE_RECURSIVE_LOCKS != 0))
605 #endif /* USE_LOCKS */
606
607 #if USE_LOCKS /* Spin locks for gcc >= 4.1, older gcc on x86, MSC >= 1310 */
608 #if ((defined(__GNUC__) &&                                              \
609       ((__GNUC__ > 4 || (__GNUC__ == 4 && __GNUC_MINOR__ >= 1)) ||      \
610        defined(__i386__) || defined(__x86_64__))) ||                    \
611      (defined(_MSC_VER) && _MSC_VER>=1310))
612 #ifndef USE_SPIN_LOCKS
613 #define USE_SPIN_LOCKS 1
614 #endif /* USE_SPIN_LOCKS */
615 #elif USE_SPIN_LOCKS
616 #error "USE_SPIN_LOCKS defined without implementation"
617 #endif /* ... locks available... */
618 #elif !defined(USE_SPIN_LOCKS)
619 #define USE_SPIN_LOCKS 0
620 #endif /* USE_LOCKS */
621
622 #ifndef ONLY_MSPACES
623 #define ONLY_MSPACES 1
624 #endif  /* ONLY_MSPACES */
625 #ifndef MSPACES
626 #if ONLY_MSPACES
627 #define MSPACES 1
628 #else   /* ONLY_MSPACES */
629 #define MSPACES 0
630 #endif  /* ONLY_MSPACES */
631 #endif  /* MSPACES */
632 #ifndef MALLOC_ALIGNMENT
633 #define MALLOC_ALIGNMENT ((size_t)(2 * sizeof(void *)))
634 #endif  /* MALLOC_ALIGNMENT */
635 #ifndef FOOTERS
636 #define FOOTERS 0
637 #endif  /* FOOTERS */
638 #ifndef DLM_ABORT
639 #define DLM_ABORT  abort()
640 #endif  /* DLM_ABORT */
641 #ifndef DLM_ABORT_ON_ASSERT_FAILURE
642 #define DLM_ABORT_ON_ASSERT_FAILURE 1
643 #endif  /* DLM_ABORT_ON_ASSERT_FAILURE */
644 #ifndef PROCEED_ON_ERROR
645 #define PROCEED_ON_ERROR 0
646 #endif  /* PROCEED_ON_ERROR */
647
648 #ifndef INSECURE
649 #define INSECURE 0
650 #endif  /* INSECURE */
651 #ifndef MALLOC_INSPECT_ALL
652 #define MALLOC_INSPECT_ALL 0
653 #endif  /* MALLOC_INSPECT_ALL */
654 #ifndef HAVE_MMAP
655 #define HAVE_MMAP 1
656 #endif  /* HAVE_MMAP */
657 #ifndef MMAP_CLEARS
658 #define MMAP_CLEARS 1
659 #endif  /* MMAP_CLEARS */
660 #ifndef HAVE_MREMAP
661 #ifdef linux
662 #define HAVE_MREMAP 1
663 #define _GNU_SOURCE /* Turns on mremap() definition */
664 #else   /* linux */
665 #define HAVE_MREMAP 0
666 #endif  /* linux */
667 #endif  /* HAVE_MREMAP */
668 #ifndef MALLOC_FAILURE_ACTION
669 #define MALLOC_FAILURE_ACTION  errno = ENOMEM;
670 #endif  /* MALLOC_FAILURE_ACTION */
671 #ifndef HAVE_MORECORE
672 #if ONLY_MSPACES
673 #define HAVE_MORECORE 0
674 #else   /* ONLY_MSPACES */
675 #define HAVE_MORECORE 1
676 #endif  /* ONLY_MSPACES */
677 #endif  /* HAVE_MORECORE */
678 #if !HAVE_MORECORE
679 #define MORECORE_CONTIGUOUS 0
680 #else   /* !HAVE_MORECORE */
681 #define MORECORE_DEFAULT sbrk
682 #ifndef MORECORE_CONTIGUOUS
683 #define MORECORE_CONTIGUOUS 1
684 #endif  /* MORECORE_CONTIGUOUS */
685 #endif  /* HAVE_MORECORE */
686 #ifndef DEFAULT_GRANULARITY
687 #if (MORECORE_CONTIGUOUS || defined(WIN32))
688 #define DEFAULT_GRANULARITY (0)  /* 0 means to compute in init_mparams */
689 #else   /* MORECORE_CONTIGUOUS */
690 #define DEFAULT_GRANULARITY ((size_t)64U * (size_t)1024U)
691 #endif  /* MORECORE_CONTIGUOUS */
692 #endif  /* DEFAULT_GRANULARITY */
693 #ifndef DEFAULT_TRIM_THRESHOLD
694 #ifndef MORECORE_CANNOT_TRIM
695 #define DEFAULT_TRIM_THRESHOLD ((size_t)2U * (size_t)1024U * (size_t)1024U)
696 #else   /* MORECORE_CANNOT_TRIM */
697 #define DEFAULT_TRIM_THRESHOLD MAX_SIZE_T
698 #endif  /* MORECORE_CANNOT_TRIM */
699 #endif  /* DEFAULT_TRIM_THRESHOLD */
700 #ifndef DEFAULT_MMAP_THRESHOLD
701 #if HAVE_MMAP
702 /*
703  * The default value in the dlmalloc was set as follows:
704  *
705  * #define DEFAULT_MMAP_THRESHOLD ((size_t)256U * (size_t)1024U)
706  *
707  * Above this threshold the sys_alloc() calls mmap_alloc() to directly mmap the memory.
708  * However, the interaction of this path with the rest of the vpp infra results
709  * in vpp infra considering directly mmap-allocated pieces to not
710  * be part of the heap, with predictable consequence.
711  *
712  * A simple unit-test to show that behavior is to make a small private
713  * heap and repeatedly perform vec_add1() within that heap.
714  *
715  * The issue is because there is no tracking which mmap-allocated chunk
716  * belongs to which heap.
717  *
718  * The temporary approach is to dial up the threshold so that the problematic
719  * code path never gets called. The full fix needs to introduce
720  * introduce the vector of mmap-allocated chunks to mspace, and in general
721  * do some more thorough testing.
722  */
723 #define DEFAULT_MMAP_THRESHOLD ((size_t)~0ULL)
724 #else   /* HAVE_MMAP */
725 #define DEFAULT_MMAP_THRESHOLD MAX_SIZE_T
726 #endif  /* HAVE_MMAP */
727 #endif  /* DEFAULT_MMAP_THRESHOLD */
728 #ifndef MAX_RELEASE_CHECK_RATE
729 #if HAVE_MMAP
730 #define MAX_RELEASE_CHECK_RATE 4095
731 #else
732 #define MAX_RELEASE_CHECK_RATE MAX_SIZE_T
733 #endif /* HAVE_MMAP */
734 #endif /* MAX_RELEASE_CHECK_RATE */
735 #ifndef USE_BUILTIN_FFS
736 #define USE_BUILTIN_FFS 0
737 #endif  /* USE_BUILTIN_FFS */
738 #ifndef USE_DEV_RANDOM
739 #define USE_DEV_RANDOM 0
740 #endif  /* USE_DEV_RANDOM */
741 #ifndef NO_MALLINFO
742 #define NO_MALLINFO 0
743 #endif  /* NO_MALLINFO */
744 #ifndef MALLINFO_FIELD_TYPE
745 #define MALLINFO_FIELD_TYPE size_t
746 #endif  /* MALLINFO_FIELD_TYPE */
747 #ifndef NO_MALLOC_STATS
748 #define NO_MALLOC_STATS 0
749 #endif  /* NO_MALLOC_STATS */
750 #ifndef NO_SEGMENT_TRAVERSAL
751 #define NO_SEGMENT_TRAVERSAL 0
752 #endif /* NO_SEGMENT_TRAVERSAL */
753
754 /*
755   mallopt tuning options.  SVID/XPG defines four standard parameter
756   numbers for mallopt, normally defined in malloc.h.  None of these
757   are used in this malloc, so setting them has no effect. But this
758   malloc does support the following options.
759 */
760
761 #define M_TRIM_THRESHOLD     (-1)
762 #define M_GRANULARITY        (-2)
763 #define M_MMAP_THRESHOLD     (-3)
764
765 /* ------------------------ Mallinfo declarations ------------------------ */
766
767 #if !NO_MALLINFO
768 /*
769   This version of malloc supports the standard SVID/XPG mallinfo
770   routine that returns a struct containing usage properties and
771   statistics. It should work on any system that has a
772   /usr/include/malloc.h defining struct mallinfo.  The main
773   declaration needed is the mallinfo struct that is returned (by-copy)
774   by mallinfo().  The malloinfo struct contains a bunch of fields that
775   are not even meaningful in this version of malloc.  These fields are
776   are instead filled by mallinfo() with other numbers that might be of
777   interest.
778
779   HAVE_USR_INCLUDE_MALLOC_H should be set if you have a
780   /usr/include/malloc.h file that includes a declaration of struct
781   mallinfo.  If so, it is included; else a compliant version is
782   declared below.  These must be precisely the same for mallinfo() to
783   work.  The original SVID version of this struct, defined on most
784   systems with mallinfo, declares all fields as ints. But some others
785   define as unsigned long. If your system defines the fields using a
786   type of different width than listed here, you MUST #include your
787   system version and #define HAVE_USR_INCLUDE_MALLOC_H.
788 */
789
790 /* #define HAVE_USR_INCLUDE_MALLOC_H */
791
792 #if 0 // def HAVE_USR_INCLUDE_MALLOC_H
793 #include "/usr/include/malloc.h"
794 #else /* HAVE_USR_INCLUDE_MALLOC_H */
795 #ifndef STRUCT_MALLINFO_DECLARED
796 /* HP-UX (and others?) redefines mallinfo unless _STRUCT_MALLINFO is defined */
797 #define _STRUCT_MALLINFO
798 #define STRUCT_MALLINFO_DECLARED 1
799 struct dlmallinfo {
800   MALLINFO_FIELD_TYPE arena;    /* non-mmapped space allocated from system */
801   MALLINFO_FIELD_TYPE ordblks;  /* number of free chunks */
802   MALLINFO_FIELD_TYPE smblks;   /* always 0 */
803   MALLINFO_FIELD_TYPE hblks;    /* always 0 */
804   MALLINFO_FIELD_TYPE hblkhd;   /* space in mmapped regions */
805   MALLINFO_FIELD_TYPE usmblks;  /* maximum total allocated space */
806   MALLINFO_FIELD_TYPE fsmblks;  /* always 0 */
807   MALLINFO_FIELD_TYPE uordblks; /* total allocated space */
808   MALLINFO_FIELD_TYPE fordblks; /* total free space */
809   MALLINFO_FIELD_TYPE keepcost; /* releasable (via malloc_trim) space */
810 };
811 #endif /* STRUCT_MALLINFO_DECLARED */
812 #endif /* HAVE_USR_INCLUDE_MALLOC_H */
813 #endif /* NO_MALLINFO */
814
815 /*
816   Try to persuade compilers to inline. The most critical functions for
817   inlining are defined as macros, so these aren't used for them.
818 */
819
820 #ifndef FORCEINLINE
821   #if defined(__GNUC__)
822 #define FORCEINLINE __inline __attribute__ ((always_inline))
823   #elif defined(_MSC_VER)
824     #define FORCEINLINE __forceinline
825   #endif
826 #endif
827 #ifndef NOINLINE
828   #if defined(__GNUC__)
829     #define NOINLINE __attribute__ ((noinline))
830   #elif defined(_MSC_VER)
831     #define NOINLINE __declspec(noinline)
832   #else
833     #define NOINLINE
834   #endif
835 #endif
836
837 #ifdef __cplusplus
838 extern "C" {
839 #ifndef FORCEINLINE
840  #define FORCEINLINE inline
841 #endif
842 #endif /* __cplusplus */
843 #ifndef FORCEINLINE
844  #define FORCEINLINE
845 #endif
846
847 #if !ONLY_MSPACES
848
849 /* ------------------- Declarations of public routines ------------------- */
850
851 #ifndef USE_DL_PREFIX
852 #define dlcalloc               calloc
853 #define dlfree                 free
854 #define dlmalloc               malloc
855 #define dlmemalign             memalign
856 #define dlposix_memalign       posix_memalign
857 #define dlrealloc              realloc
858 #define dlrealloc_in_place     realloc_in_place
859 #define dlvalloc               valloc
860 #define dlpvalloc              pvalloc
861 // #define dlmallinfo             mallinfo
862 #define dlmallopt              mallopt
863 #define dlmalloc_trim          malloc_trim
864 #define dlmalloc_stats         malloc_stats
865 #define dlmalloc_usable_size   malloc_usable_size
866 #define dlmalloc_footprint     malloc_footprint
867 #define dlmalloc_max_footprint malloc_max_footprint
868 #define dlmalloc_footprint_limit malloc_footprint_limit
869 #define dlmalloc_set_footprint_limit malloc_set_footprint_limit
870 #define dlmalloc_inspect_all   malloc_inspect_all
871 #define dlindependent_calloc   independent_calloc
872 #define dlindependent_comalloc independent_comalloc
873 #define dlbulk_free            bulk_free
874 #endif /* USE_DL_PREFIX */
875
876 /*
877   malloc(size_t n)
878   Returns a pointer to a newly allocated chunk of at least n bytes, or
879   null if no space is available, in which case errno is set to ENOMEM
880   on ANSI C systems.
881
882   If n is zero, malloc returns a minimum-sized chunk. (The minimum
883   size is 16 bytes on most 32bit systems, and 32 bytes on 64bit
884   systems.)  Note that size_t is an unsigned type, so calls with
885   arguments that would be negative if signed are interpreted as
886   requests for huge amounts of space, which will often fail. The
887   maximum supported value of n differs across systems, but is in all
888   cases less than the maximum representable value of a size_t.
889 */
890 DLMALLOC_EXPORT void* dlmalloc(size_t);
891
892 /*
893   free(void* p)
894   Releases the chunk of memory pointed to by p, that had been previously
895   allocated using malloc or a related routine such as realloc.
896   It has no effect if p is null. If p was not malloced or already
897   freed, free(p) will by default cause the current program to abort.
898 */
899 DLMALLOC_EXPORT void  dlfree(void*);
900
901 /*
902   calloc(size_t n_elements, size_t element_size);
903   Returns a pointer to n_elements * element_size bytes, with all locations
904   set to zero.
905 */
906 DLMALLOC_EXPORT void* dlcalloc(size_t, size_t);
907
908 /*
909   realloc(void* p, size_t n)
910   Returns a pointer to a chunk of size n that contains the same data
911   as does chunk p up to the minimum of (n, p's size) bytes, or null
912   if no space is available.
913
914   The returned pointer may or may not be the same as p. The algorithm
915   prefers extending p in most cases when possible, otherwise it
916   employs the equivalent of a malloc-copy-free sequence.
917
918   If p is null, realloc is equivalent to malloc.
919
920   If space is not available, realloc returns null, errno is set (if on
921   ANSI) and p is NOT freed.
922
923   if n is for fewer bytes than already held by p, the newly unused
924   space is lopped off and freed if possible.  realloc with a size
925   argument of zero (re)allocates a minimum-sized chunk.
926
927   The old unix realloc convention of allowing the last-free'd chunk
928   to be used as an argument to realloc is not supported.
929 */
930 DLMALLOC_EXPORT void* dlrealloc(void*, size_t);
931
932 /*
933   realloc_in_place(void* p, size_t n)
934   Resizes the space allocated for p to size n, only if this can be
935   done without moving p (i.e., only if there is adjacent space
936   available if n is greater than p's current allocated size, or n is
937   less than or equal to p's size). This may be used instead of plain
938   realloc if an alternative allocation strategy is needed upon failure
939   to expand space; for example, reallocation of a buffer that must be
940   memory-aligned or cleared. You can use realloc_in_place to trigger
941   these alternatives only when needed.
942
943   Returns p if successful; otherwise null.
944 */
945 DLMALLOC_EXPORT void* dlrealloc_in_place(void*, size_t);
946
947 /*
948   memalign(size_t alignment, size_t n);
949   Returns a pointer to a newly allocated chunk of n bytes, aligned
950   in accord with the alignment argument.
951
952   The alignment argument should be a power of two. If the argument is
953   not a power of two, the nearest greater power is used.
954   8-byte alignment is guaranteed by normal malloc calls, so don't
955   bother calling memalign with an argument of 8 or less.
956
957   Overreliance on memalign is a sure way to fragment space.
958 */
959 DLMALLOC_EXPORT void* dlmemalign(size_t, size_t);
960
961 /*
962   int posix_memalign(void** pp, size_t alignment, size_t n);
963   Allocates a chunk of n bytes, aligned in accord with the alignment
964   argument. Differs from memalign only in that it (1) assigns the
965   allocated memory to *pp rather than returning it, (2) fails and
966   returns EINVAL if the alignment is not a power of two (3) fails and
967   returns ENOMEM if memory cannot be allocated.
968 */
969 DLMALLOC_EXPORT int dlposix_memalign(void**, size_t, size_t);
970
971 /*
972   valloc(size_t n);
973   Equivalent to memalign(pagesize, n), where pagesize is the page
974   size of the system. If the pagesize is unknown, 4096 is used.
975 */
976 DLMALLOC_EXPORT void* dlvalloc(size_t);
977
978 /*
979   mallopt(int parameter_number, int parameter_value)
980   Sets tunable parameters The format is to provide a
981   (parameter-number, parameter-value) pair.  mallopt then sets the
982   corresponding parameter to the argument value if it can (i.e., so
983   long as the value is meaningful), and returns 1 if successful else
984   0.  To workaround the fact that mallopt is specified to use int,
985   not size_t parameters, the value -1 is specially treated as the
986   maximum unsigned size_t value.
987
988   SVID/XPG/ANSI defines four standard param numbers for mallopt,
989   normally defined in malloc.h.  None of these are use in this malloc,
990   so setting them has no effect. But this malloc also supports other
991   options in mallopt. See below for details.  Briefly, supported
992   parameters are as follows (listed defaults are for "typical"
993   configurations).
994
995   Symbol            param #  default    allowed param values
996   M_TRIM_THRESHOLD     -1   2*1024*1024   any   (-1 disables)
997   M_GRANULARITY        -2     page size   any power of 2 >= page size
998   M_MMAP_THRESHOLD     -3      256*1024   any   (or 0 if no MMAP support)
999 */
1000 DLMALLOC_EXPORT int dlmallopt(int, int);
1001
1002 /*
1003   malloc_footprint();
1004   Returns the number of bytes obtained from the system.  The total
1005   number of bytes allocated by malloc, realloc etc., is less than this
1006   value. Unlike mallinfo, this function returns only a precomputed
1007   result, so can be called frequently to monitor memory consumption.
1008   Even if locks are otherwise defined, this function does not use them,
1009   so results might not be up to date.
1010 */
1011 DLMALLOC_EXPORT size_t dlmalloc_footprint(void);
1012
1013 /*
1014   malloc_max_footprint();
1015   Returns the maximum number of bytes obtained from the system. This
1016   value will be greater than current footprint if deallocated space
1017   has been reclaimed by the system. The peak number of bytes allocated
1018   by malloc, realloc etc., is less than this value. Unlike mallinfo,
1019   this function returns only a precomputed result, so can be called
1020   frequently to monitor memory consumption.  Even if locks are
1021   otherwise defined, this function does not use them, so results might
1022   not be up to date.
1023 */
1024 DLMALLOC_EXPORT size_t dlmalloc_max_footprint(void);
1025
1026 /*
1027   malloc_footprint_limit();
1028   Returns the number of bytes that the heap is allowed to obtain from
1029   the system, returning the last value returned by
1030   malloc_set_footprint_limit, or the maximum size_t value if
1031   never set. The returned value reflects a permission. There is no
1032   guarantee that this number of bytes can actually be obtained from
1033   the system.
1034 */
1035 DLMALLOC_EXPORT size_t dlmalloc_footprint_limit();
1036
1037 /*
1038   malloc_set_footprint_limit();
1039   Sets the maximum number of bytes to obtain from the system, causing
1040   failure returns from malloc and related functions upon attempts to
1041   exceed this value. The argument value may be subject to page
1042   rounding to an enforceable limit; this actual value is returned.
1043   Using an argument of the maximum possible size_t effectively
1044   disables checks. If the argument is less than or equal to the
1045   current malloc_footprint, then all future allocations that require
1046   additional system memory will fail. However, invocation cannot
1047   retroactively deallocate existing used memory.
1048 */
1049 DLMALLOC_EXPORT size_t dlmalloc_set_footprint_limit(size_t bytes);
1050
1051 #if MALLOC_INSPECT_ALL
1052 /*
1053   malloc_inspect_all(void(*handler)(void *start,
1054                                     void *end,
1055                                     size_t used_bytes,
1056                                     void* callback_arg),
1057                       void* arg);
1058   Traverses the heap and calls the given handler for each managed
1059   region, skipping all bytes that are (or may be) used for bookkeeping
1060   purposes.  Traversal does not include include chunks that have been
1061   directly memory mapped. Each reported region begins at the start
1062   address, and continues up to but not including the end address.  The
1063   first used_bytes of the region contain allocated data. If
1064   used_bytes is zero, the region is unallocated. The handler is
1065   invoked with the given callback argument. If locks are defined, they
1066   are held during the entire traversal. It is a bad idea to invoke
1067   other malloc functions from within the handler.
1068
1069   For example, to count the number of in-use chunks with size greater
1070   than 1000, you could write:
1071   static int count = 0;
1072   void count_chunks(void* start, void* end, size_t used, void* arg) {
1073     if (used >= 1000) ++count;
1074   }
1075   then:
1076     malloc_inspect_all(count_chunks, NULL);
1077
1078   malloc_inspect_all is compiled only if MALLOC_INSPECT_ALL is defined.
1079 */
1080 DLMALLOC_EXPORT void dlmalloc_inspect_all(void(*handler)(void*, void *, size_t, void*),
1081                            void* arg);
1082
1083 #endif /* MALLOC_INSPECT_ALL */
1084
1085 #if !NO_MALLINFO
1086 /*
1087   mallinfo()
1088   Returns (by copy) a struct containing various summary statistics:
1089
1090   arena:     current total non-mmapped bytes allocated from system
1091   ordblks:   the number of free chunks
1092   smblks:    always zero.
1093   hblks:     current number of mmapped regions
1094   hblkhd:    total bytes held in mmapped regions
1095   usmblks:   the maximum total allocated space. This will be greater
1096                 than current total if trimming has occurred.
1097   fsmblks:   always zero
1098   uordblks:  current total allocated space (normal or mmapped)
1099   fordblks:  total free space
1100   keepcost:  the maximum number of bytes that could ideally be released
1101                back to system via malloc_trim. ("ideally" means that
1102                it ignores page restrictions etc.)
1103
1104   Because these fields are ints, but internal bookkeeping may
1105   be kept as longs, the reported values may wrap around zero and
1106   thus be inaccurate.
1107 */
1108 DLMALLOC_EXPORT struct dlmallinfo dlmallinfo(void);
1109 #endif /* NO_MALLINFO */
1110
1111 /*
1112   independent_calloc(size_t n_elements, size_t element_size, void* chunks[]);
1113
1114   independent_calloc is similar to calloc, but instead of returning a
1115   single cleared space, it returns an array of pointers to n_elements
1116   independent elements that can hold contents of size elem_size, each
1117   of which starts out cleared, and can be independently freed,
1118   realloc'ed etc. The elements are guaranteed to be adjacently
1119   allocated (this is not guaranteed to occur with multiple callocs or
1120   mallocs), which may also improve cache locality in some
1121   applications.
1122
1123   The "chunks" argument is optional (i.e., may be null, which is
1124   probably the most typical usage). If it is null, the returned array
1125   is itself dynamically allocated and should also be freed when it is
1126   no longer needed. Otherwise, the chunks array must be of at least
1127   n_elements in length. It is filled in with the pointers to the
1128   chunks.
1129
1130   In either case, independent_calloc returns this pointer array, or
1131   null if the allocation failed.  If n_elements is zero and "chunks"
1132   is null, it returns a chunk representing an array with zero elements
1133   (which should be freed if not wanted).
1134
1135   Each element must be freed when it is no longer needed. This can be
1136   done all at once using bulk_free.
1137
1138   independent_calloc simplifies and speeds up implementations of many
1139   kinds of pools.  It may also be useful when constructing large data
1140   structures that initially have a fixed number of fixed-sized nodes,
1141   but the number is not known at compile time, and some of the nodes
1142   may later need to be freed. For example:
1143
1144   struct Node { int item; struct Node* next; };
1145
1146   struct Node* build_list() {
1147     struct Node** pool;
1148     int n = read_number_of_nodes_needed();
1149     if (n <= 0) return 0;
1150     pool = (struct Node**)(independent_calloc(n, sizeof(struct Node), 0);
1151     if (pool == 0) die();
1152     // organize into a linked list...
1153     struct Node* first = pool[0];
1154     for (i = 0; i < n-1; ++i)
1155       pool[i]->next = pool[i+1];
1156     free(pool);     // Can now free the array (or not, if it is needed later)
1157     return first;
1158   }
1159 */
1160 DLMALLOC_EXPORT void** dlindependent_calloc(size_t, size_t, void**);
1161
1162 /*
1163   independent_comalloc(size_t n_elements, size_t sizes[], void* chunks[]);
1164
1165   independent_comalloc allocates, all at once, a set of n_elements
1166   chunks with sizes indicated in the "sizes" array.    It returns
1167   an array of pointers to these elements, each of which can be
1168   independently freed, realloc'ed etc. The elements are guaranteed to
1169   be adjacently allocated (this is not guaranteed to occur with
1170   multiple callocs or mallocs), which may also improve cache locality
1171   in some applications.
1172
1173   The "chunks" argument is optional (i.e., may be null). If it is null
1174   the returned array is itself dynamically allocated and should also
1175   be freed when it is no longer needed. Otherwise, the chunks array
1176   must be of at least n_elements in length. It is filled in with the
1177   pointers to the chunks.
1178
1179   In either case, independent_comalloc returns this pointer array, or
1180   null if the allocation failed.  If n_elements is zero and chunks is
1181   null, it returns a chunk representing an array with zero elements
1182   (which should be freed if not wanted).
1183
1184   Each element must be freed when it is no longer needed. This can be
1185   done all at once using bulk_free.
1186
1187   independent_comallac differs from independent_calloc in that each
1188   element may have a different size, and also that it does not
1189   automatically clear elements.
1190
1191   independent_comalloc can be used to speed up allocation in cases
1192   where several structs or objects must always be allocated at the
1193   same time.  For example:
1194
1195   struct Head { ... }
1196   struct Foot { ... }
1197
1198   void send_message(char* msg) {
1199     int msglen = strlen(msg);
1200     size_t sizes[3] = { sizeof(struct Head), msglen, sizeof(struct Foot) };
1201     void* chunks[3];
1202     if (independent_comalloc(3, sizes, chunks) == 0)
1203       die();
1204     struct Head* head = (struct Head*)(chunks[0]);
1205     char*        body = (char*)(chunks[1]);
1206     struct Foot* foot = (struct Foot*)(chunks[2]);
1207     // ...
1208   }
1209
1210   In general though, independent_comalloc is worth using only for
1211   larger values of n_elements. For small values, you probably won't
1212   detect enough difference from series of malloc calls to bother.
1213
1214   Overuse of independent_comalloc can increase overall memory usage,
1215   since it cannot reuse existing noncontiguous small chunks that
1216   might be available for some of the elements.
1217 */
1218 DLMALLOC_EXPORT void** dlindependent_comalloc(size_t, size_t*, void**);
1219
1220 /*
1221   bulk_free(void* array[], size_t n_elements)
1222   Frees and clears (sets to null) each non-null pointer in the given
1223   array.  This is likely to be faster than freeing them one-by-one.
1224   If footers are used, pointers that have been allocated in different
1225   mspaces are not freed or cleared, and the count of all such pointers
1226   is returned.  For large arrays of pointers with poor locality, it
1227   may be worthwhile to sort this array before calling bulk_free.
1228 */
1229 DLMALLOC_EXPORT size_t  dlbulk_free(void**, size_t n_elements);
1230
1231 /*
1232   pvalloc(size_t n);
1233   Equivalent to valloc(minimum-page-that-holds(n)), that is,
1234   round up n to nearest pagesize.
1235  */
1236 DLMALLOC_EXPORT void*  dlpvalloc(size_t);
1237
1238 /*
1239   malloc_trim(size_t pad);
1240
1241   If possible, gives memory back to the system (via negative arguments
1242   to sbrk) if there is unused memory at the `high' end of the malloc
1243   pool or in unused MMAP segments. You can call this after freeing
1244   large blocks of memory to potentially reduce the system-level memory
1245   requirements of a program. However, it cannot guarantee to reduce
1246   memory. Under some allocation patterns, some large free blocks of
1247   memory will be locked between two used chunks, so they cannot be
1248   given back to the system.
1249
1250   The `pad' argument to malloc_trim represents the amount of free
1251   trailing space to leave untrimmed. If this argument is zero, only
1252   the minimum amount of memory to maintain internal data structures
1253   will be left. Non-zero arguments can be supplied to maintain enough
1254   trailing space to service future expected allocations without having
1255   to re-obtain memory from the system.
1256
1257   Malloc_trim returns 1 if it actually released any memory, else 0.
1258 */
1259 DLMALLOC_EXPORT int  dlmalloc_trim(size_t);
1260
1261 /*
1262   malloc_stats();
1263   Prints on stderr the amount of space obtained from the system (both
1264   via sbrk and mmap), the maximum amount (which may be more than
1265   current if malloc_trim and/or munmap got called), and the current
1266   number of bytes allocated via malloc (or realloc, etc) but not yet
1267   freed. Note that this is the number of bytes allocated, not the
1268   number requested. It will be larger than the number requested
1269   because of alignment and bookkeeping overhead. Because it includes
1270   alignment wastage as being in use, this figure may be greater than
1271   zero even when no user-level chunks are allocated.
1272
1273   The reported current and maximum system memory can be inaccurate if
1274   a program makes other calls to system memory allocation functions
1275   (normally sbrk) outside of malloc.
1276
1277   malloc_stats prints only the most commonly interesting statistics.
1278   More information can be obtained by calling mallinfo.
1279 */
1280 DLMALLOC_EXPORT void  dlmalloc_stats(void);
1281
1282 /*
1283   malloc_usable_size(void* p);
1284
1285   Returns the number of bytes you can actually use in
1286   an allocated chunk, which may be more than you requested (although
1287   often not) due to alignment and minimum size constraints.
1288   You can use this many bytes without worrying about
1289   overwriting other allocated objects. This is not a particularly great
1290   programming practice. malloc_usable_size can be more useful in
1291   debugging and assertions, for example:
1292
1293   p = malloc(n);
1294   assert(malloc_usable_size(p) >= 256);
1295 */
1296 size_t dlmalloc_usable_size(void*);
1297
1298 #endif /* ONLY_MSPACES */
1299
1300 #if MSPACES
1301
1302 /*
1303   mspace is an opaque type representing an independent
1304   region of space that supports mspace_malloc, etc.
1305 */
1306 typedef void* mspace;
1307
1308 /*
1309   create_mspace creates and returns a new independent space with the
1310   given initial capacity, or, if 0, the default granularity size.  It
1311   returns null if there is no system memory available to create the
1312   space.  If argument locked is non-zero, the space uses a separate
1313   lock to control access. The capacity of the space will grow
1314   dynamically as needed to service mspace_malloc requests.  You can
1315   control the sizes of incremental increases of this space by
1316   compiling with a different DEFAULT_GRANULARITY or dynamically
1317   setting with mallopt(M_GRANULARITY, value).
1318 */
1319 DLMALLOC_EXPORT mspace create_mspace(size_t capacity, int locked);
1320
1321 /*
1322   destroy_mspace destroys the given space, and attempts to return all
1323   of its memory back to the system, returning the total number of
1324   bytes freed. After destruction, the results of access to all memory
1325   used by the space become undefined.
1326 */
1327 DLMALLOC_EXPORT size_t destroy_mspace(mspace msp);
1328
1329 /*
1330   create_mspace_with_base uses the memory supplied as the initial base
1331   of a new mspace. Part (less than 128*sizeof(size_t) bytes) of this
1332   space is used for bookkeeping, so the capacity must be at least this
1333   large. (Otherwise 0 is returned.) When this initial space is
1334   exhausted, additional memory will be obtained from the system.
1335   Destroying this space will deallocate all additionally allocated
1336   space (if possible) but not the initial base.
1337 */
1338 DLMALLOC_EXPORT mspace create_mspace_with_base(void* base, size_t capacity, int locked);
1339
1340 /*
1341   mspace_track_large_chunks controls whether requests for large chunks
1342   are allocated in their own untracked mmapped regions, separate from
1343   others in this mspace. By default large chunks are not tracked,
1344   which reduces fragmentation. However, such chunks are not
1345   necessarily released to the system upon destroy_mspace.  Enabling
1346   tracking by setting to true may increase fragmentation, but avoids
1347   leakage when relying on destroy_mspace to release all memory
1348   allocated using this space.  The function returns the previous
1349   setting.
1350 */
1351 DLMALLOC_EXPORT int mspace_track_large_chunks(mspace msp, int enable);
1352
1353
1354 /*
1355   mspace_malloc behaves as malloc, but operates within
1356   the given space.
1357 */
1358 DLMALLOC_EXPORT void* mspace_malloc(mspace msp, size_t bytes);
1359
1360 /*
1361   mspace_free behaves as free, but operates within
1362   the given space.
1363
1364   If compiled with FOOTERS==1, mspace_free is not actually needed.
1365   free may be called instead of mspace_free because freed chunks from
1366   any space are handled by their originating spaces.
1367 */
1368 DLMALLOC_EXPORT void mspace_free(mspace msp, void* mem);
1369
1370 /*
1371   mspace_realloc behaves as realloc, but operates within
1372   the given space.
1373
1374   If compiled with FOOTERS==1, mspace_realloc is not actually
1375   needed.  realloc may be called instead of mspace_realloc because
1376   realloced chunks from any space are handled by their originating
1377   spaces.
1378 */
1379 DLMALLOC_EXPORT void* mspace_realloc(mspace msp, void* mem, size_t newsize);
1380
1381 /*
1382   mspace_calloc behaves as calloc, but operates within
1383   the given space.
1384 */
1385 DLMALLOC_EXPORT void* mspace_calloc(mspace msp, size_t n_elements, size_t elem_size);
1386
1387 /*
1388   mspace_memalign behaves as memalign, but operates within
1389   the given space.
1390 */
1391 DLMALLOC_EXPORT void* mspace_memalign(mspace msp, size_t alignment, size_t bytes);
1392
1393 /*
1394   mspace_independent_calloc behaves as independent_calloc, but
1395   operates within the given space.
1396 */
1397 DLMALLOC_EXPORT void** mspace_independent_calloc(mspace msp, size_t n_elements,
1398                                  size_t elem_size, void* chunks[]);
1399
1400 /*
1401   mspace_independent_comalloc behaves as independent_comalloc, but
1402   operates within the given space.
1403 */
1404 DLMALLOC_EXPORT void** mspace_independent_comalloc(mspace msp, size_t n_elements,
1405                                    size_t sizes[], void* chunks[]);
1406
1407 /*
1408   mspace_footprint() returns the number of bytes obtained from the
1409   system for this space.
1410 */
1411 DLMALLOC_EXPORT size_t mspace_footprint(mspace msp);
1412
1413 /*
1414   mspace_max_footprint() returns the peak number of bytes obtained from the
1415   system for this space.
1416 */
1417 DLMALLOC_EXPORT size_t mspace_max_footprint(mspace msp);
1418
1419
1420 #if !NO_MALLINFO
1421 /*
1422   mspace_mallinfo behaves as mallinfo, but reports properties of
1423   the given space.
1424 */
1425 DLMALLOC_EXPORT struct dlmallinfo mspace_mallinfo(mspace msp);
1426 #endif /* NO_MALLINFO */
1427
1428 /*
1429   malloc_usable_size(void* p) behaves the same as malloc_usable_size;
1430 */
1431 DLMALLOC_EXPORT size_t mspace_usable_size(const void* mem);
1432
1433 /*
1434   mspace_malloc_stats behaves as malloc_stats, but reports
1435   properties of the given space.
1436 */
1437 DLMALLOC_EXPORT void mspace_malloc_stats(mspace msp);
1438
1439 /*
1440   mspace_trim behaves as malloc_trim, but
1441   operates within the given space.
1442 */
1443 DLMALLOC_EXPORT int mspace_trim(mspace msp, size_t pad);
1444
1445 /*
1446   An alias for mallopt.
1447 */
1448 DLMALLOC_EXPORT int mspace_mallopt(int, int);
1449
1450 DLMALLOC_EXPORT void* mspace_get_aligned (mspace msp, 
1451                                           unsigned long long n_user_data_bytes,
1452                                           unsigned long long align, 
1453                                           unsigned long long align_offset);
1454
1455 DLMALLOC_EXPORT int mspace_is_heap_object (mspace msp, void *p);
1456
1457 DLMALLOC_EXPORT void mspace_get_address_and_size (mspace msp, 
1458                                                   unsigned long long *addrp,
1459                                                   unsigned long long *sizep);
1460 DLMALLOC_EXPORT void mspace_put (mspace msp, void *p);
1461 DLMALLOC_EXPORT void mspace_put_no_offset (mspace msp, void *p);
1462 DLMALLOC_EXPORT size_t mspace_usable_size_with_delta (const void *p);
1463 DLMALLOC_EXPORT void mspace_disable_expand (mspace msp);
1464 DLMALLOC_EXPORT void *mspace_least_addr (mspace msp);
1465 DLMALLOC_EXPORT void mheap_get_trace (u64 offset, u64 size);
1466 DLMALLOC_EXPORT void mheap_put_trace (u64 offset, u64 size);
1467 DLMALLOC_EXPORT int mspace_enable_disable_trace (mspace msp, int enable);
1468
1469 #endif /* MSPACES */
1470
1471 #ifdef __cplusplus
1472 }  /* end of extern "C" */
1473 #endif /* __cplusplus */
1474
1475 /*
1476   ========================================================================
1477   To make a fully customizable malloc.h header file, cut everything
1478   above this line, put into file malloc.h, edit to suit, and #include it
1479   on the next line, as well as in programs that use this malloc.
1480   ========================================================================
1481 */