git.gag.com Git - fw/altos/blob - src/scheme/ao_scheme_mem.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2016 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  */
  14
  15 #define AO_SCHEME_CONST_BITS
  16
  17 #include "ao_scheme.h"
  18 #include <stdio.h>
  19 #include <assert.h>
  20
  21 #ifdef AO_SCHEME_MAKE_CONST
  22
  23 /*
  24  * When building the constant table, it is the
  25  * pool for allocations.
  26  */
  27
  28 #include <stdlib.h>
  29 uint8_t ao_scheme_const[AO_SCHEME_POOL_CONST] __attribute__((aligned(4)));
  30 #define ao_scheme_pool ao_scheme_const
  31 #undef AO_SCHEME_POOL
  32 #define AO_SCHEME_POOL AO_SCHEME_POOL_CONST
  33
  34 #else
  35
  36 uint8_t ao_scheme_pool[AO_SCHEME_POOL + AO_SCHEME_POOL_EXTRA] __attribute__((aligned(4)));
  37
  38 #endif
  39
  40 #ifndef DBG_MEM_STATS
  41 #define DBG_MEM_STATS   DBG_MEM
  42 #endif
  43
  44 #define DBG_MEM_STACK   0
  45 #if DBG_MEM_STACK
  46 char    *mem_collect_stack;
  47 int64_t mem_collect_max_depth;
  48
  49 static void
  50 ao_scheme_check_stack(void)
  51 {
  52         char    x;
  53         int64_t depth;
  54
  55         depth = mem_collect_stack - &x;
  56         if (depth > mem_collect_max_depth)
  57                 mem_collect_max_depth = depth;
  58 }
  59
  60 static void
  61 _ao_scheme_reset_stack(char *x)
  62 {
  63         mem_collect_stack = x;
  64 //      mem_collect_max_depth = 0;
  65 }
  66 #define ao_scheme_declare_stack char x;
  67 #define ao_scheme_reset_stack() _ao_scheme_reset_stack(&x)
  68 #else
  69 #define ao_scheme_check_stack()
  70 #define ao_scheme_declare_stack
  71 #define ao_scheme_reset_stack()
  72 #endif
  73
  74 #if DBG_MEM
  75 int dbg_move_depth;
  76 int dbg_mem = DBG_MEM_START;
  77 int dbg_validate = 0;
  78
  79 struct ao_scheme_record {
  80         struct ao_scheme_record         *next;
  81         const struct ao_scheme_type     *type;
  82         void                            *addr;
  83         int                             size;
  84 };
  85
  86 static struct ao_scheme_record  *record_head, **record_tail;
  87
  88 static void
  89 ao_scheme_record_free(struct ao_scheme_record *record)
  90 {
  91         while (record) {
  92                 struct ao_scheme_record *next = record->next;
  93                 free(record);
  94                 record = next;
  95         }
  96 }
  97
  98 static void
  99 ao_scheme_record_reset(void)
 100 {
 101         ao_scheme_record_free(record_head);
 102         record_head = NULL;
 103         record_tail = &record_head;
 104 }
 105
 106 static void
 107 ao_scheme_record(const struct ao_scheme_type    *type,
 108                void                             *addr,
 109                int                              size)
 110 {
 111         struct ao_scheme_record *r = malloc(sizeof (struct ao_scheme_record));
 112
 113         r->next = NULL;
 114         r->type = type;
 115         r->addr = addr;
 116         r->size = size;
 117         *record_tail = r;
 118         record_tail = &r->next;
 119 }
 120
 121 static struct ao_scheme_record *
 122 ao_scheme_record_save(void)
 123 {
 124         struct ao_scheme_record *r = record_head;
 125
 126         record_head = NULL;
 127         record_tail = &record_head;
 128         return r;
 129 }
 130
 131 static void
 132 ao_scheme_record_compare(char *where,
 133                        struct ao_scheme_record *a,
 134                        struct ao_scheme_record *b)
 135 {
 136         while (a && b) {
 137                 if (a->type != b->type || a->size != b->size) {
 138                         printf("%s record difers %d %s %d -> %d %s %d\n",
 139                                where,
 140                                MDBG_OFFSET(a->addr),
 141                                a->type->name,
 142                                a->size,
 143                                MDBG_OFFSET(b->addr),
 144                                b->type->name,
 145                                b->size);
 146                         ao_scheme_abort();
 147                 }
 148                 a = a->next;
 149                 b = b->next;
 150         }
 151         if (a) {
 152                 printf("%s record differs %d %s %d -> NULL\n",
 153                        where,
 154                        MDBG_OFFSET(a->addr),
 155                        a->type->name,
 156                        a->size);
 157                 ao_scheme_abort();
 158         }
 159         if (b) {
 160                 printf("%s record differs NULL -> %d %s %d\n",
 161                        where,
 162                        MDBG_OFFSET(b->addr),
 163                        b->type->name,
 164                        b->size);
 165                 ao_scheme_abort();
 166         }
 167 }
 168
 169 #else
 170 #define ao_scheme_record_reset()
 171 #endif
 172
 173 uint8_t ao_scheme_exception;
 174
 175 struct ao_scheme_root {
 176         const struct ao_scheme_type     *type;
 177         void                            **addr;
 178 };
 179
 180 static struct ao_scheme_cons    *save_cons[2];
 181 static struct ao_scheme_string  *save_string[2];
 182 static struct ao_scheme_frame   *save_frame[1];
 183 static ao_poly                  save_poly[3];
 184
 185 static const struct ao_scheme_root      ao_scheme_root[] = {
 186         {
 187                 .type = &ao_scheme_cons_type,
 188                 .addr = (void **) &save_cons[0],
 189         },
 190         {
 191                 .type = &ao_scheme_cons_type,
 192                 .addr = (void **) &save_cons[1],
 193         },
 194         {
 195                 .type = &ao_scheme_string_type,
 196                 .addr = (void **) &save_string[0],
 197         },
 198         {
 199                 .type = &ao_scheme_string_type,
 200                 .addr = (void **) &save_string[1],
 201         },
 202         {
 203                 .type = &ao_scheme_frame_type,
 204                 .addr = (void **) &save_frame[0],
 205         },
 206         {
 207                 .type = NULL,
 208                 .addr = (void **) (void *) &save_poly[0]
 209         },
 210         {
 211                 .type = NULL,
 212                 .addr = (void **) (void *) &save_poly[1]
 213         },
 214         {
 215                 .type = NULL,
 216                 .addr = (void **) (void *) &save_poly[2]
 217         },
 218         {
 219                 .type = &ao_scheme_atom_type,
 220                 .addr = (void **) &ao_scheme_atoms
 221         },
 222         {
 223                 .type = &ao_scheme_frame_type,
 224                 .addr = (void **) &ao_scheme_frame_global,
 225         },
 226         {
 227                 .type = &ao_scheme_frame_type,
 228                 .addr = (void **) &ao_scheme_frame_current,
 229         },
 230         {
 231                 .type = &ao_scheme_stack_type,
 232                 .addr = (void **) &ao_scheme_stack,
 233         },
 234         {
 235                 .type = NULL,
 236                 .addr = (void **) (void *) &ao_scheme_v,
 237         },
 238         {
 239                 .type = &ao_scheme_cons_type,
 240                 .addr = (void **) &ao_scheme_read_cons,
 241         },
 242         {
 243                 .type = &ao_scheme_cons_type,
 244                 .addr = (void **) &ao_scheme_read_cons_tail,
 245         },
 246         {
 247                 .type = &ao_scheme_cons_type,
 248                 .addr = (void **) &ao_scheme_read_stack,
 249         },
 250 #ifdef AO_SCHEME_MAKE_CONST
 251         {
 252                 .type = &ao_scheme_bool_type,
 253                 .addr = (void **) &ao_scheme_false,
 254         },
 255         {
 256                 .type = &ao_scheme_bool_type,
 257                 .addr = (void **) &ao_scheme_true,
 258         },
 259 #endif
 260 };
 261
 262 #define AO_SCHEME_ROOT  (sizeof (ao_scheme_root) / sizeof (ao_scheme_root[0]))
 263
 264 static const void ** const ao_scheme_cache[] = {
 265         (const void **) &ao_scheme_cons_free_list,
 266         (const void **) &ao_scheme_stack_free_list,
 267         (const void **) &ao_scheme_frame_free_list[0],
 268         (const void **) &ao_scheme_frame_free_list[1],
 269         (const void **) &ao_scheme_frame_free_list[2],
 270         (const void **) &ao_scheme_frame_free_list[3],
 271         (const void **) &ao_scheme_frame_free_list[4],
 272         (const void **) &ao_scheme_frame_free_list[5],
 273 };
 274
 275 #if AO_SCHEME_FRAME_FREE != 6
 276 #error Unexpected AO_SCHEME_FRAME_FREE value
 277 #endif
 278
 279 #define AO_SCHEME_CACHE (sizeof (ao_scheme_cache) / sizeof (ao_scheme_cache[0]))
 280
 281 #define AO_SCHEME_BUSY_SIZE     ((AO_SCHEME_POOL + 31) / 32)
 282
 283 static uint8_t  ao_scheme_busy[AO_SCHEME_BUSY_SIZE];
 284 static uint8_t  ao_scheme_cons_note[AO_SCHEME_BUSY_SIZE];
 285 static uint8_t  ao_scheme_cons_last[AO_SCHEME_BUSY_SIZE];
 286 static uint8_t  ao_scheme_cons_noted;
 287
 288 uint16_t        ao_scheme_top;
 289
 290 struct ao_scheme_chunk {
 291         uint16_t                old_offset;
 292         union {
 293                 uint16_t        size;
 294                 uint16_t        new_offset;
 295         };
 296 };
 297
 298 #define AO_SCHEME_NCHUNK        64
 299
 300 static struct ao_scheme_chunk ao_scheme_chunk[AO_SCHEME_NCHUNK];
 301
 302 /* Offset of an address within the pool. */
 303 static inline uint16_t pool_offset(void *addr) {
 304 #if DBG_MEM
 305         if (!AO_SCHEME_IS_POOL(addr))
 306                 ao_scheme_abort();
 307 #endif
 308         return ((uint8_t *) addr) - ao_scheme_pool;
 309 }
 310
 311 static inline void mark(uint8_t *tag, int offset) {
 312         int     byte = offset >> 5;
 313         int     bit = (offset >> 2) & 7;
 314         ao_scheme_check_stack();
 315         tag[byte] |= (1 << bit);
 316 }
 317
 318 static inline void clear(uint8_t *tag, int offset) {
 319         int     byte = offset >> 5;
 320         int     bit = (offset >> 2) & 7;
 321         tag[byte] &= ~(1 << bit);
 322 }
 323
 324 static inline int busy(uint8_t *tag, int offset) {
 325         int     byte = offset >> 5;
 326         int     bit = (offset >> 2) & 7;
 327         return (tag[byte] >> bit) & 1;
 328 }
 329
 330 static inline int min(int a, int b) { return a < b ? a : b; }
 331 static inline int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }
 332
 333 static inline int limit(int offset) {
 334         return min(AO_SCHEME_POOL, max(offset, 0));
 335 }
 336
 337 static inline void
 338 note_cons(uint16_t offset)
 339 {
 340         MDBG_MOVE("note cons %d\n", offset);
 341         ao_scheme_cons_noted = 1;
 342         mark(ao_scheme_cons_note, offset);
 343 }
 344
 345 static uint16_t chunk_low, chunk_high;
 346 static uint16_t chunk_first, chunk_last;
 347
 348 static int
 349 find_chunk(uint16_t offset)
 350 {
 351         int l, r;
 352         /* Binary search for the location */
 353         l = chunk_first;
 354         r = chunk_last - 1;
 355         while (l <= r) {
 356                 int m = (l + r) >> 1;
 357                 if (ao_scheme_chunk[m].old_offset < offset)
 358                         l = m + 1;
 359                 else
 360                         r = m - 1;
 361         }
 362         return l;
 363 }
 364
 365 static void
 366 note_chunk(uint16_t offset, uint16_t size)
 367 {
 368         int l;
 369         int end;
 370
 371         if (offset < chunk_low || chunk_high <= offset)
 372                 return;
 373
 374         l = find_chunk(offset);
 375
 376         /*
 377          * The correct location is always in 'l', with r = l-1 being
 378          * the entry before the right one
 379          */
 380
 381 #if DBG_MEM
 382         /* Off the right side */
 383         if (l >= AO_SCHEME_NCHUNK)
 384                 ao_scheme_abort();
 385
 386         /* Off the left side */
 387         if (l == 0 && chunk_last && offset > ao_scheme_chunk[0].old_offset)
 388                 ao_scheme_abort();
 389 #endif
 390
 391         /* Shuffle existing entries right */
 392         end = min(AO_SCHEME_NCHUNK, chunk_last + 1);
 393
 394         memmove(&ao_scheme_chunk[l+1],
 395                 &ao_scheme_chunk[l],
 396                 (end - (l+1)) * sizeof (struct ao_scheme_chunk));
 397
 398         /* Add new entry */
 399         ao_scheme_chunk[l].old_offset = offset;
 400         ao_scheme_chunk[l].size = size;
 401
 402         /* Increment the number of elements up to the size of the array */
 403         if (chunk_last < AO_SCHEME_NCHUNK)
 404                 chunk_last++;
 405
 406         /* Set the top address if the array is full */
 407         if (chunk_last == AO_SCHEME_NCHUNK)
 408                 chunk_high = ao_scheme_chunk[AO_SCHEME_NCHUNK-1].old_offset +
 409                         ao_scheme_chunk[AO_SCHEME_NCHUNK-1].size;
 410 }
 411
 412 static void
 413 reset_chunks(void)
 414 {
 415         chunk_high = ao_scheme_top;
 416         chunk_last = 0;
 417         chunk_first = 0;
 418 }
 419
 420 /*
 421  * Walk all referenced objects calling functions on each one
 422  */
 423
 424 static void
 425 walk(int (*visit_addr)(const struct ao_scheme_type *type, void **addr),
 426      int (*visit_poly)(ao_poly *p, uint8_t do_note_cons))
 427 {
 428         int i;
 429
 430         ao_scheme_record_reset();
 431         memset(ao_scheme_busy, '\0', sizeof (ao_scheme_busy));
 432         memset(ao_scheme_cons_note, '\0', sizeof (ao_scheme_cons_note));
 433         ao_scheme_cons_noted = 0;
 434         for (i = 0; i < (int) AO_SCHEME_ROOT; i++) {
 435                 if (ao_scheme_root[i].type) {
 436                         void **a = ao_scheme_root[i].addr, *v;
 437                         if (a && (v = *a)) {
 438                                 MDBG_MOVE("root ptr %d\n", MDBG_OFFSET(v));
 439                                 visit_addr(ao_scheme_root[i].type, a);
 440                         }
 441                 } else {
 442                         ao_poly *a = (ao_poly *) ao_scheme_root[i].addr, p;
 443                         if (a && (p = *a)) {
 444                                 MDBG_MOVE("root poly %d\n", MDBG_OFFSET(ao_scheme_ref(p)));
 445                                 visit_poly(a, 0);
 446                         }
 447                 }
 448         }
 449         while (ao_scheme_cons_noted) {
 450                 memcpy(ao_scheme_cons_last, ao_scheme_cons_note, sizeof (ao_scheme_cons_note));
 451                 memset(ao_scheme_cons_note, '\0', sizeof (ao_scheme_cons_note));
 452                 ao_scheme_cons_noted = 0;
 453                 for (i = 0; i < AO_SCHEME_POOL; i += 4) {
 454                         if (busy(ao_scheme_cons_last, i)) {
 455                                 void *v = ao_scheme_pool + i;
 456                                 MDBG_MOVE("root cons %d\n", MDBG_OFFSET(v));
 457                                 visit_addr(&ao_scheme_cons_type, &v);
 458                         }
 459                 }
 460         }
 461 }
 462
 463 #if MDBG_DUMP
 464 static void
 465 dump_busy(void)
 466 {
 467         int     i;
 468         MDBG_MOVE("busy:");
 469         for (i = 0; i < ao_scheme_top; i += 4) {
 470                 if ((i & 0xff) == 0) {
 471                         MDBG_MORE("\n");
 472                         MDBG_MOVE("%s", "");
 473                 }
 474                 else if ((i & 0x1f) == 0)
 475                         MDBG_MORE(" ");
 476                 if (busy(ao_scheme_busy, i))
 477                         MDBG_MORE("*");
 478                 else
 479                         MDBG_MORE("-");
 480         }
 481         MDBG_MORE ("\n");
 482 }
 483 #define DUMP_BUSY()     dump_busy()
 484 #else
 485 #define DUMP_BUSY()
 486 #endif
 487
 488 static const struct ao_scheme_type * const ao_scheme_types[AO_SCHEME_NUM_TYPE] = {
 489         [AO_SCHEME_CONS] = &ao_scheme_cons_type,
 490         [AO_SCHEME_INT] = NULL,
 491 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_BIGINT
 492         [AO_SCHEME_BIGINT] = &ao_scheme_bigint_type,
 493 #endif
 494         [AO_SCHEME_OTHER] = (void *) 0x1,
 495         [AO_SCHEME_ATOM] = &ao_scheme_atom_type,
 496         [AO_SCHEME_BUILTIN] = &ao_scheme_builtin_type,
 497         [AO_SCHEME_FRAME] = &ao_scheme_frame_type,
 498         [AO_SCHEME_FRAME_VALS] = &ao_scheme_frame_vals_type,
 499         [AO_SCHEME_LAMBDA] = &ao_scheme_lambda_type,
 500         [AO_SCHEME_STACK] = &ao_scheme_stack_type,
 501         [AO_SCHEME_BOOL] = &ao_scheme_bool_type,
 502         [AO_SCHEME_STRING] = &ao_scheme_string_type,
 503 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_FLOAT
 504         [AO_SCHEME_FLOAT] = &ao_scheme_float_type,
 505 #endif
 506 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_VECTOR
 507         [AO_SCHEME_VECTOR] = &ao_scheme_vector_type,
 508 #endif
 509 };
 510
 511 static int
 512 ao_scheme_mark(const struct ao_scheme_type *type, void *addr);
 513
 514 static int
 515 ao_scheme_move(const struct ao_scheme_type *type, void **ref);
 516
 517 static int
 518 ao_scheme_mark_ref(const struct ao_scheme_type *type, void **ref)
 519 {
 520         return ao_scheme_mark(type, *ref);
 521 }
 522
 523 static int
 524 ao_scheme_poly_mark_ref(ao_poly *p, uint8_t do_note_cons)
 525 {
 526         return ao_scheme_poly_mark(*p, do_note_cons);
 527 }
 528
 529 #if DBG_MEM_STATS
 530 uint64_t ao_scheme_collects[2];
 531 uint64_t ao_scheme_freed[2];
 532 uint64_t ao_scheme_loops[2];
 533 #endif
 534
 535 int ao_scheme_last_top;
 536 int ao_scheme_collect_counts;
 537
 538 int
 539 ao_scheme_collect(uint8_t style)
 540 {
 541         ao_scheme_declare_stack
 542         int     i;
 543         int     top;
 544 #if DBG_MEM_STATS
 545         int     loops = 0;
 546 #endif
 547 #if DBG_MEM
 548         struct ao_scheme_record *mark_record = NULL, *move_record = NULL;
 549
 550         MDBG_MOVE("collect %d\n", ao_scheme_collects[style]);
 551 #endif
 552         MDBG_DO(ao_scheme_frame_write(ao_scheme_frame_poly(ao_scheme_frame_global)));
 553
 554         ao_scheme_reset_stack();
 555
 556         /* The first time through, we're doing a full collect */
 557         if (ao_scheme_last_top == 0)
 558                 style = AO_SCHEME_COLLECT_FULL;
 559
 560         /* One in a while, just do a full collect */
 561
 562         if (ao_scheme_collect_counts >= 128)
 563                 style = AO_SCHEME_COLLECT_FULL;
 564
 565         if (style == AO_SCHEME_COLLECT_FULL)
 566                 ao_scheme_collect_counts = 0;
 567
 568         /* Clear references to all caches */
 569         for (i = 0; i < (int) AO_SCHEME_CACHE; i++)
 570                 *ao_scheme_cache[i] = NULL;
 571         if (style == AO_SCHEME_COLLECT_FULL) {
 572                 chunk_low = top = 0;
 573         } else {
 574                 chunk_low = top = ao_scheme_last_top;
 575         }
 576         for (;;) {
 577 #if DBG_MEM_STATS
 578                 loops++;
 579 #endif
 580                 MDBG_MOVE("move chunks from %d to %d\n", chunk_low, top);
 581                 /* Find the sizes of the first chunk of objects to move */
 582                 reset_chunks();
 583                 walk(ao_scheme_mark_ref, ao_scheme_poly_mark_ref);
 584 #if DBG_MEM
 585
 586                 ao_scheme_record_free(mark_record);
 587                 mark_record = ao_scheme_record_save();
 588                 if (mark_record && move_record)
 589                         ao_scheme_record_compare("mark", move_record, mark_record);
 590 #endif
 591
 592                 DUMP_BUSY();
 593
 594                 /* Find the first moving object */
 595                 for (i = 0; i < chunk_last; i++) {
 596                         uint16_t        size = ao_scheme_chunk[i].size;
 597
 598 #if DBG_MEM
 599                         if (!size)
 600                                 ao_scheme_abort();
 601 #endif
 602
 603                         if (ao_scheme_chunk[i].old_offset > top)
 604                                 break;
 605
 606                         MDBG_MOVE("chunk %d %d not moving\n",
 607                                   ao_scheme_chunk[i].old_offset,
 608                                   ao_scheme_chunk[i].size);
 609 #if DBG_MEM
 610                         if (ao_scheme_chunk[i].old_offset != top)
 611                                 ao_scheme_abort();
 612 #endif
 613                         top += size;
 614                 }
 615
 616                 /*
 617                  * Limit amount of chunk array used in mapping moves
 618                  * to the active region
 619                  */
 620                 chunk_first = i;
 621                 chunk_low = ao_scheme_chunk[i].old_offset;
 622
 623                 /* Copy all of the objects */
 624                 for (; i < chunk_last; i++) {
 625                         uint16_t        size = ao_scheme_chunk[i].size;
 626
 627 #if DBG_MEM
 628                         if (!size)
 629                                 ao_scheme_abort();
 630 #endif
 631
 632                         MDBG_MOVE("chunk %d %d -> %d\n",
 633                                   ao_scheme_chunk[i].old_offset,
 634                                   size,
 635                                   top);
 636                         ao_scheme_chunk[i].new_offset = top;
 637
 638                         memmove(&ao_scheme_pool[top],
 639                                 &ao_scheme_pool[ao_scheme_chunk[i].old_offset],
 640                                 size);
 641
 642                         top += size;
 643                 }
 644
 645                 if (chunk_first < chunk_last) {
 646                         /* Relocate all references to the objects */
 647                         walk(ao_scheme_move, ao_scheme_poly_move);
 648
 649 #if DBG_MEM
 650                         ao_scheme_record_free(move_record);
 651                         move_record = ao_scheme_record_save();
 652                         if (mark_record && move_record)
 653                                 ao_scheme_record_compare("move", mark_record, move_record);
 654 #endif
 655                 }
 656
 657                 /* If we ran into the end of the heap, then
 658                  * there's no need to keep walking
 659                  */
 660                 if (chunk_last != AO_SCHEME_NCHUNK)
 661                         break;
 662
 663                 /* Next loop starts right above this loop */
 664                 chunk_low = chunk_high;
 665         }
 666
 667 #if DBG_MEM_STATS
 668         /* Collect stats */
 669         ++ao_scheme_collects[style];
 670         ao_scheme_freed[style] += ao_scheme_top - top;
 671         ao_scheme_loops[style] += loops;
 672 #endif
 673
 674         ao_scheme_top = top;
 675         if (style == AO_SCHEME_COLLECT_FULL)
 676                 ao_scheme_last_top = top;
 677
 678         MDBG_DO(memset(ao_scheme_chunk, '\0', sizeof (ao_scheme_chunk));
 679                 walk(ao_scheme_mark_ref, ao_scheme_poly_mark_ref));
 680
 681 #if DBG_MEM_STACK
 682         fprintf(stderr, "max collect stack depth %lu\n", mem_collect_max_depth);
 683 #endif
 684         return AO_SCHEME_POOL - ao_scheme_top;
 685 }
 686
 687 #if DBG_FREE_CONS
 688 void
 689 ao_scheme_cons_check(struct ao_scheme_cons *cons)
 690 {
 691         ao_poly cdr;
 692         int offset;
 693
 694         chunk_low = 0;
 695         reset_chunks();
 696         walk(ao_scheme_mark_ref, ao_scheme_poly_mark_ref);
 697         while (cons) {
 698                 if (!AO_SCHEME_IS_POOL(cons))
 699                         break;
 700                 offset = pool_offset(cons);
 701                 if (busy(ao_scheme_busy, offset)) {
 702                         ao_scheme_printf("cons at %p offset %d poly %d is busy\n\t%v\n", cons, offset, ao_scheme_cons_poly(cons), ao_scheme_cons_poly(cons));
 703                         abort();
 704                 }
 705                 cdr = cons->cdr;
 706                 if (!ao_scheme_is_pair(cdr))
 707                         break;
 708                 cons = ao_scheme_poly_cons(cdr);
 709         }
 710 }
 711 #endif
 712
 713 /*
 714  * Mark interfaces for objects
 715  */
 716
 717
 718 /*
 719  * Note a reference to memory and collect information about a few
 720  * object sizes at a time
 721  */
 722
 723 int
 724 ao_scheme_mark_memory(const struct ao_scheme_type *type, void *addr)
 725 {
 726         int offset;
 727         if (!AO_SCHEME_IS_POOL(addr))
 728                 return 1;
 729
 730         offset = pool_offset(addr);
 731         MDBG_MOVE("mark memory %d\n", MDBG_OFFSET(addr));
 732         if (busy(ao_scheme_busy, offset)) {
 733                 MDBG_MOVE("already marked\n");
 734                 return 1;
 735         }
 736         mark(ao_scheme_busy, offset);
 737         note_chunk(offset, ao_scheme_size(type, addr));
 738         return 0;
 739 }
 740
 741 /*
 742  * Mark an object and all that it refereces
 743  */
 744 static int
 745 ao_scheme_mark(const struct ao_scheme_type *type, void *addr)
 746 {
 747         int ret;
 748         MDBG_MOVE("mark %d\n", MDBG_OFFSET(addr));
 749         MDBG_MOVE_IN();
 750         ret = ao_scheme_mark_memory(type, addr);
 751         if (!ret) {
 752                 MDBG_MOVE("mark recurse\n");
 753                 type->mark(addr);
 754         }
 755         MDBG_MOVE_OUT();
 756         return ret;
 757 }
 758
 759 /*
 760  * Mark an object, unless it is a cons cell and
 761  * do_note_cons is set. In that case, just
 762  * set a bit in the cons note array; those
 763  * will be marked in a separate pass to avoid
 764  * deep recursion in the collector
 765  */
 766 int
 767 ao_scheme_poly_mark(ao_poly p, uint8_t do_note_cons)
 768 {
 769         uint8_t type;
 770         void    *addr;
 771         int     ret;
 772
 773         type = ao_scheme_poly_base_type(p);
 774
 775         if (type == AO_SCHEME_INT)
 776                 return 1;
 777
 778         addr = ao_scheme_ref(p);
 779         if (!AO_SCHEME_IS_POOL(addr))
 780                 return 1;
 781
 782         if (type == AO_SCHEME_CONS && do_note_cons) {
 783                 note_cons(pool_offset(addr));
 784                 return 1;
 785         } else {
 786                 const struct ao_scheme_type *lisp_type;
 787
 788                 if (type == AO_SCHEME_OTHER)
 789                         type = ao_scheme_other_type(addr);
 790
 791                 lisp_type = ao_scheme_types[type];
 792 #if DBG_MEM
 793                 if (!lisp_type)
 794                         ao_scheme_abort();
 795 #endif
 796
 797                 MDBG_MOVE("mark %d\n", MDBG_OFFSET(addr));
 798                 MDBG_MOVE_IN();
 799                 ret = ao_scheme_mark_memory(lisp_type, addr);
 800                 if (!ret) {
 801                         MDBG_MOVE("mark recurse\n");
 802                         lisp_type->mark(addr);
 803                 }
 804                 MDBG_MOVE_OUT();
 805                 return ret;
 806         }
 807 }
 808
 809 /*
 810  * Find the current location of an object
 811  * based on the original location. For unmoved
 812  * objects, this is simple. For moved objects,
 813  * go search for it
 814  */
 815
 816 static uint16_t
 817 move_map(uint16_t offset)
 818 {
 819         int             l;
 820
 821         if (offset < chunk_low || chunk_high <= offset)
 822                 return offset;
 823
 824         l = find_chunk(offset);
 825
 826 #if DBG_MEM
 827         if (ao_scheme_chunk[l].old_offset != offset)
 828                 ao_scheme_abort();
 829 #endif
 830         return ao_scheme_chunk[l].new_offset;
 831 }
 832
 833 int
 834 ao_scheme_move_memory(const struct ao_scheme_type *type, void **ref)
 835 {
 836         void            *addr = *ref;
 837         uint16_t        offset, orig_offset;
 838
 839         if (!AO_SCHEME_IS_POOL(addr))
 840                 return 1;
 841
 842         (void) type;
 843
 844         MDBG_MOVE("move memory %d\n", MDBG_OFFSET(addr));
 845         orig_offset = pool_offset(addr);
 846         offset = move_map(orig_offset);
 847         if (offset != orig_offset) {
 848                 MDBG_MOVE("update ref %d %d -> %d\n",
 849                           AO_SCHEME_IS_POOL(ref) ? MDBG_OFFSET(ref) : -1,
 850                           orig_offset, offset);
 851                 *ref = ao_scheme_pool + offset;
 852         }
 853         if (busy(ao_scheme_busy, offset)) {
 854                 MDBG_MOVE("already moved\n");
 855                 return 1;
 856         }
 857         mark(ao_scheme_busy, offset);
 858         MDBG_DO(ao_scheme_record(type, addr, ao_scheme_size(type, addr)));
 859         return 0;
 860 }
 861
 862 static int
 863 ao_scheme_move(const struct ao_scheme_type *type, void **ref)
 864 {
 865         int ret;
 866         MDBG_MOVE("move object %d\n", MDBG_OFFSET(*ref));
 867         MDBG_MOVE_IN();
 868         ret = ao_scheme_move_memory(type, ref);
 869         if (!ret) {
 870                 MDBG_MOVE("move recurse\n");
 871                 type->move(*ref);
 872         }
 873         MDBG_MOVE_OUT();
 874         return ret;
 875 }
 876
 877 int
 878 ao_scheme_poly_move(ao_poly *ref, uint8_t do_note_cons)
 879 {
 880         ao_poly         p = *ref;
 881         int             ret;
 882         void            *addr;
 883         uint16_t        offset, orig_offset;
 884
 885         if (ao_scheme_poly_base_type(p) == AO_SCHEME_INT)
 886                 return 1;
 887
 888         addr = ao_scheme_ref(p);
 889         if (!AO_SCHEME_IS_POOL(addr))
 890                 return 1;
 891
 892         orig_offset = pool_offset(addr);
 893         offset = move_map(orig_offset);
 894
 895         if (ao_scheme_poly_base_type(p) == AO_SCHEME_CONS && do_note_cons) {
 896                 note_cons(orig_offset);
 897                 ret = 1;
 898         } else {
 899                 uint8_t type = ao_scheme_poly_base_type(p);
 900                 const struct ao_scheme_type *lisp_type;
 901
 902                 if (type == AO_SCHEME_OTHER)
 903                         type = ao_scheme_other_type(ao_scheme_pool + offset);
 904
 905                 lisp_type = ao_scheme_types[type];
 906 #if DBG_MEM
 907                 if (!lisp_type)
 908                         ao_scheme_abort();
 909 #endif
 910                 /* inline ao_scheme_move to save stack space */
 911                 MDBG_MOVE("move object %d\n", MDBG_OFFSET(addr));
 912                 MDBG_MOVE_IN();
 913                 ret = ao_scheme_move_memory(lisp_type, &addr);
 914                 if (!ret) {
 915                         MDBG_MOVE("move recurse\n");
 916                         lisp_type->move(addr);
 917                 }
 918                 MDBG_MOVE_OUT();
 919         }
 920
 921         /* Re-write the poly value */
 922         if (offset != orig_offset) {
 923                 ao_poly np = ao_scheme_poly(ao_scheme_pool + offset, ao_scheme_poly_base_type(p));
 924                 MDBG_MOVE("poly %d moved %d -> %d\n",
 925                           type, orig_offset, offset);
 926                 *ref = np;
 927         }
 928         return ret;
 929 }
 930
 931 #if DBG_MEM
 932 void
 933 ao_scheme_validate(void)
 934 {
 935         chunk_low = 0;
 936         memset(ao_scheme_chunk, '\0', sizeof (ao_scheme_chunk));
 937         walk(ao_scheme_mark_ref, ao_scheme_poly_mark_ref);
 938 }
 939
 940 int dbg_allocs;
 941
 942 #endif
 943
 944 void *
 945 ao_scheme_alloc(int size)
 946 {
 947         void    *addr;
 948
 949         MDBG_DO(++dbg_allocs);
 950         MDBG_DO(if (dbg_validate) ao_scheme_validate());
 951         size = ao_scheme_size_round(size);
 952         if (AO_SCHEME_POOL - ao_scheme_top < size &&
 953             ao_scheme_collect(AO_SCHEME_COLLECT_INCREMENTAL) < size &&
 954             ao_scheme_collect(AO_SCHEME_COLLECT_FULL) < size)
 955         {
 956                 ao_scheme_error(AO_SCHEME_OOM, "out of memory");
 957                 return NULL;
 958         }
 959         addr = ao_scheme_pool + ao_scheme_top;
 960         ao_scheme_top += size;
 961         MDBG_MOVE("alloc %d size %d\n", MDBG_OFFSET(addr), size);
 962         return addr;
 963 }
 964
 965 void
 966 ao_scheme_cons_stash(int id, struct ao_scheme_cons *cons)
 967 {
 968         assert(save_cons[id] == 0);
 969         save_cons[id] = cons;
 970 }
 971
 972 struct ao_scheme_cons *
 973 ao_scheme_cons_fetch(int id)
 974 {
 975         struct ao_scheme_cons *cons = save_cons[id];
 976         save_cons[id] = NULL;
 977         return cons;
 978 }
 979
 980 void
 981 ao_scheme_poly_stash(int id, ao_poly poly)
 982 {
 983         assert(save_poly[id] == AO_SCHEME_NIL);
 984         save_poly[id] = poly;
 985 }
 986
 987 ao_poly
 988 ao_scheme_poly_fetch(int id)
 989 {
 990         ao_poly poly = save_poly[id];
 991         save_poly[id] = AO_SCHEME_NIL;
 992         return poly;
 993 }
 994
 995 void
 996 ao_scheme_string_stash(int id, struct ao_scheme_string *string)
 997 {
 998         assert(save_string[id] == NULL);
 999         save_string[id] = string;
1000 }
1001
1002 struct ao_scheme_string *
1003 ao_scheme_string_fetch(int id)
1004 {
1005         struct ao_scheme_string *string = save_string[id];
1006         save_string[id] = NULL;
1007         return string;
1008 }
1009
1010 void
1011 ao_scheme_frame_stash(int id, struct ao_scheme_frame *frame)
1012 {
1013         assert(save_frame[id] == NULL);
1014         save_frame[id] = frame;
1015 }
1016
1017 struct ao_scheme_frame *
1018 ao_scheme_frame_fetch(int id)
1019 {
1020         struct ao_scheme_frame *frame = save_frame[id];
1021         save_frame[id] = NULL;
1022         return frame;
1023 }