ad100874ccd49984b9257ed78eade8bc2a2553e9
[debian/amanda] / common-src / alloca.c
1 /* alloca.c -- allocate automatically reclaimed memory
2    (Mostly) portable public-domain implementation -- D A Gwyn
3
4    This implementation of the PWB library alloca function,
5    which is used to allocate space off the run-time stack so
6    that it is automatically reclaimed upon procedure exit,
7    was inspired by discussions with J. Q. Johnson of Cornell.
8    J.Otto Tennant <jot@cray.com> contributed the Cray support.
9
10    There are some preprocessor constants that can
11    be defined when compiling for your specific system, for
12    improved efficiency; however, the defaults should be okay.
13
14    The general concept of this implementation is to keep
15    track of all alloca-allocated blocks, and reclaim any
16    that are found to be deeper in the stack than the current
17    invocation.  This heuristic does not reclaim storage as
18    soon as it becomes invalid, but it will do so eventually.
19
20    As a special case, alloca(0) reclaims storage without
21    allocating any.  It is a good idea to use alloca(0) in
22    your main control loop, etc. to force garbage collection.  */
23
24 #ifdef HAVE_CONFIG_H
25 #include "config.h"
26 #endif
27
28 #ifndef HAVE_ALLOCA
29
30 /* If compiling with GCC 2, this file's not needed.  */
31 #if !defined (__GNUC__) || __GNUC__ < 2
32
33 /* If someone has defined alloca as a macro,
34    there must be some other way alloca is supposed to work.  */
35 #ifndef alloca
36
37 #ifdef emacs
38 #ifdef static
39 /* actually, only want this if static is defined as ""
40    -- this is for usg, in which emacs must undefine static
41    in order to make unexec workable
42    */
43 #ifndef STACK_DIRECTION
44 you
45 lose
46 -- must know STACK_DIRECTION at compile-time
47 #endif /* STACK_DIRECTION undefined */
48 #endif /* static */
49 #endif /* emacs */
50
51 /* If your stack is a linked list of frames, you have to
52    provide an "address metric" ADDRESS_FUNCTION macro.  */
53
54 #if defined (CRAY) && defined (CRAY_STACKSEG_END)
55 long i00afunc ();
56 #define ADDRESS_FUNCTION(arg) (char *) i00afunc (&(arg))
57 #else
58 #define ADDRESS_FUNCTION(arg) &(arg)
59 #endif
60
61 #if __STDC__
62 typedef void *pointer;
63 #else
64 typedef char *pointer;
65 #endif
66
67 #define NULL    0
68
69 /* Different portions of Emacs need to call different versions of
70    malloc.  The Emacs executable needs alloca to call xmalloc, because
71    ordinary malloc isn't protected from input signals.  On the other
72    hand, the utilities in lib-src need alloca to call malloc; some of
73    them are very simple, and don't have an xmalloc routine.
74
75    Non-Emacs programs expect this to call use xmalloc.
76
77    Callers below should use malloc.  */
78
79 extern pointer malloc ();
80
81 /* Define STACK_DIRECTION if you know the direction of stack
82    growth for your system; otherwise it will be automatically
83    deduced at run-time.
84
85    STACK_DIRECTION > 0 => grows toward higher addresses
86    STACK_DIRECTION < 0 => grows toward lower addresses
87    STACK_DIRECTION = 0 => direction of growth unknown  */
88
89 #ifndef STACK_DIRECTION
90 #define STACK_DIRECTION 0       /* Direction unknown.  */
91 #endif
92
93 #if STACK_DIRECTION != 0
94
95 #define STACK_DIR       STACK_DIRECTION /* Known at compile-time.  */
96
97 #else /* STACK_DIRECTION == 0; need run-time code.  */
98
99 static int stack_dir;           /* 1 or -1 once known.  */
100 #define STACK_DIR       stack_dir
101
102 static void
103 find_stack_direction ()
104 {
105   static char *addr = NULL;     /* Address of first `dummy', once known.  */
106   auto char dummy;              /* To get stack address.  */
107
108   if (addr == NULL)
109     {                           /* Initial entry.  */
110       addr = ADDRESS_FUNCTION (dummy);
111
112       find_stack_direction ();  /* Recurse once.  */
113     }
114   else
115     {
116       /* Second entry.  */
117       if (ADDRESS_FUNCTION (dummy) > addr)
118         stack_dir = 1;          /* Stack grew upward.  */
119       else
120         stack_dir = -1;         /* Stack grew downward.  */
121     }
122 }
123
124 #endif /* STACK_DIRECTION == 0 */
125
126 /* An "alloca header" is used to:
127    (a) chain together all alloca'ed blocks;
128    (b) keep track of stack depth.
129
130    It is very important that sizeof(header) agree with malloc
131    alignment chunk size.  The following default should work okay.  */
132
133 #ifndef ALIGN_SIZE
134 #define ALIGN_SIZE      sizeof(double)
135 #endif
136
137 typedef union hdr
138 {
139   char align[ALIGN_SIZE];       /* To force sizeof(header).  */
140   struct
141     {
142       union hdr *next;          /* For chaining headers.  */
143       char *deep;               /* For stack depth measure.  */
144     } h;
145 } header;
146
147 static header *last_alloca_header = NULL;       /* -> last alloca header.  */
148
149 /* Return a pointer to at least SIZE bytes of storage,
150    which will be automatically reclaimed upon exit from
151    the procedure that called alloca.  Originally, this space
152    was supposed to be taken from the current stack frame of the
153    caller, but that method cannot be made to work for some
154    implementations of C, for example under Gould's UTX/32.  */
155
156 pointer
157 alloca (size)
158      unsigned size;
159 {
160   auto char probe;              /* Probes stack depth: */
161   register char *depth = ADDRESS_FUNCTION (probe);
162
163 #if STACK_DIRECTION == 0
164   if (STACK_DIR == 0)           /* Unknown growth direction.  */
165     find_stack_direction ();
166 #endif
167
168   /* Reclaim garbage, defined as all alloca'd storage that
169      was allocated from deeper in the stack than currently. */
170
171   {
172     register header *hp;        /* Traverses linked list.  */
173
174     for (hp = last_alloca_header; hp != NULL;)
175       if ((STACK_DIR > 0 && hp->h.deep > depth)
176           || (STACK_DIR < 0 && hp->h.deep < depth))
177         {
178           register header *np = hp->h.next;
179
180           free ((pointer) hp);  /* Collect garbage.  */
181
182           hp = np;              /* -> next header.  */
183         }
184       else
185         break;                  /* Rest are not deeper.  */
186
187     last_alloca_header = hp;    /* -> last valid storage.  */
188   }
189
190   if (size == 0)
191     return NULL;                /* No allocation required.  */
192
193   /* Allocate combined header + user data storage.  */
194
195   {
196     register pointer new = malloc (sizeof (header) + size);
197     /* Address of header.  */
198
199     ((header *) new)->h.next = last_alloca_header;
200     ((header *) new)->h.deep = depth;
201
202     last_alloca_header = (header *) new;
203
204     /* User storage begins just after header.  */
205
206     return (pointer) ((char *) new + sizeof (header));
207   }
208 }
209
210 #if defined (CRAY) && defined (CRAY_STACKSEG_END)
211
212 #ifdef DEBUG_I00AFUNC
213 #include <stdio.h>
214 #endif
215
216 #ifndef CRAY_STACK
217 #define CRAY_STACK
218 #ifndef CRAY2
219 /* Stack structures for CRAY-1, CRAY X-MP, and CRAY Y-MP */
220 struct stack_control_header
221   {
222     long shgrow:32;             /* Number of times stack has grown.  */
223     long shaseg:32;             /* Size of increments to stack.  */
224     long shhwm:32;              /* High water mark of stack.  */
225     long shsize:32;             /* Current size of stack (all segments).  */
226   };
227
228 /* The stack segment linkage control information occurs at
229    the high-address end of a stack segment.  (The stack
230    grows from low addresses to high addresses.)  The initial
231    part of the stack segment linkage control information is
232    0200 (octal) words.  This provides for register storage
233    for the routine which overflows the stack.  */
234
235 struct stack_segment_linkage
236   {
237     long ss[0200];              /* 0200 overflow words.  */
238     long sssize:32;             /* Number of words in this segment.  */
239     long ssbase:32;             /* Offset to stack base.  */
240     long:32;
241     long sspseg:32;             /* Offset to linkage control of previous
242                                    segment of stack.  */
243     long:32;
244     long sstcpt:32;             /* Pointer to task common address block.  */
245     long sscsnm;                /* Private control structure number for
246                                    microtasking.  */
247     long ssusr1;                /* Reserved for user.  */
248     long ssusr2;                /* Reserved for user.  */
249     long sstpid;                /* Process ID for pid based multi-tasking.  */
250     long ssgvup;                /* Pointer to multitasking thread giveup.  */
251     long sscray[7];             /* Reserved for Cray Research.  */
252     long ssa0;
253     long ssa1;
254     long ssa2;
255     long ssa3;
256     long ssa4;
257     long ssa5;
258     long ssa6;
259     long ssa7;
260     long sss0;
261     long sss1;
262     long sss2;
263     long sss3;
264     long sss4;
265     long sss5;
266     long sss6;
267     long sss7;
268   };
269
270 #else /* CRAY2 */
271 /* The following structure defines the vector of words
272    returned by the STKSTAT library routine.  */
273 struct stk_stat
274   {
275     long now;                   /* Current total stack size.  */
276     long maxc;                  /* Amount of contiguous space which would
277                                    be required to satisfy the maximum
278                                    stack demand to date.  */
279     long high_water;            /* Stack high-water mark.  */
280     long overflows;             /* Number of stack overflow ($STKOFEN) calls.  */
281     long hits;                  /* Number of internal buffer hits.  */
282     long extends;               /* Number of block extensions.  */
283     long stko_mallocs;          /* Block allocations by $STKOFEN.  */
284     long underflows;            /* Number of stack underflow calls ($STKRETN).  */
285     long stko_free;             /* Number of deallocations by $STKRETN.  */
286     long stkm_free;             /* Number of deallocations by $STKMRET.  */
287     long segments;              /* Current number of stack segments.  */
288     long maxs;                  /* Maximum number of stack segments so far.  */
289     long pad_size;              /* Stack pad size.  */
290     long current_address;       /* Current stack segment address.  */
291     long current_size;          /* Current stack segment size.  This
292                                    number is actually corrupted by STKSTAT to
293                                    include the fifteen word trailer area.  */
294     long initial_address;       /* Address of initial segment.  */
295     long initial_size;          /* Size of initial segment.  */
296   };
297
298 /* The following structure describes the data structure which trails
299    any stack segment.  I think that the description in 'asdef' is
300    out of date.  I only describe the parts that I am sure about.  */
301
302 struct stk_trailer
303   {
304     long this_address;          /* Address of this block.  */
305     long this_size;             /* Size of this block (does not include
306                                    this trailer).  */
307     long unknown2;
308     long unknown3;
309     long link;                  /* Address of trailer block of previous
310                                    segment.  */
311     long unknown5;
312     long unknown6;
313     long unknown7;
314     long unknown8;
315     long unknown9;
316     long unknown10;
317     long unknown11;
318     long unknown12;
319     long unknown13;
320     long unknown14;
321   };
322
323 #endif /* CRAY2 */
324 #endif /* not CRAY_STACK */
325
326 #ifdef CRAY2
327 /* Determine a "stack measure" for an arbitrary ADDRESS.
328    I doubt that "lint" will like this much. */
329
330 static long
331 i00afunc (long *address)
332 {
333   struct stk_stat status;
334   struct stk_trailer *trailer;
335   long *block, size;
336   long result = 0;
337
338   /* We want to iterate through all of the segments.  The first
339      step is to get the stack status structure.  We could do this
340      more quickly and more directly, perhaps, by referencing the
341      $LM00 common block, but I know that this works.  */
342
343   STKSTAT (&status);
344
345   /* Set up the iteration.  */
346
347   trailer = (struct stk_trailer *) (status.current_address
348                                     + status.current_size
349                                     - 15);
350
351   /* There must be at least one stack segment.  Therefore it is
352      a fatal error if "trailer" is null.  */
353
354   if (trailer == 0)
355     abort ();
356
357   /* Discard segments that do not contain our argument address.  */
358
359   while (trailer != 0)
360     {
361       block = (long *) trailer->this_address;
362       size = trailer->this_size;
363       if (block == 0 || size == 0)
364         abort ();
365       trailer = (struct stk_trailer *) trailer->link;
366       if ((block <= address) && (address < (block + size)))
367         break;
368     }
369
370   /* Set the result to the offset in this segment and add the sizes
371      of all predecessor segments.  */
372
373   result = address - block;
374
375   if (trailer == 0)
376     {
377       return result;
378     }
379
380   do
381     {
382       if (trailer->this_size <= 0)
383         abort ();
384       result += trailer->this_size;
385       trailer = (struct stk_trailer *) trailer->link;
386     }
387   while (trailer != 0);
388
389   /* We are done.  Note that if you present a bogus address (one
390      not in any segment), you will get a different number back, formed
391      from subtracting the address of the first block.  This is probably
392      not what you want.  */
393
394   return result;
395 }
396
397 #else /* not CRAY2 */
398 /* Stack address function for a CRAY-1, CRAY X-MP, or CRAY Y-MP.
399    Determine the number of the cell within the stack,
400    given the address of the cell.  The purpose of this
401    routine is to linearize, in some sense, stack addresses
402    for alloca.  */
403
404 static long
405 i00afunc (long address)
406 {
407   long stkl = 0;
408
409   long size, pseg, this_segment, stack;
410   long result = 0;
411
412   struct stack_segment_linkage *ssptr;
413
414   /* Register B67 contains the address of the end of the
415      current stack segment.  If you (as a subprogram) store
416      your registers on the stack and find that you are past
417      the contents of B67, you have overflowed the segment.
418
419      B67 also points to the stack segment linkage control
420      area, which is what we are really interested in.  */
421
422   stkl = CRAY_STACKSEG_END ();
423   ssptr = (struct stack_segment_linkage *) stkl;
424
425   /* If one subtracts 'size' from the end of the segment,
426      one has the address of the first word of the segment.
427
428      If this is not the first segment, 'pseg' will be
429      nonzero.  */
430
431   pseg = ssptr->sspseg;
432   size = ssptr->sssize;
433
434   this_segment = stkl - size;
435
436   /* It is possible that calling this routine itself caused
437      a stack overflow.  Discard stack segments which do not
438      contain the target address.  */
439
440   while (!(this_segment <= address && address <= stkl))
441     {
442 #ifdef DEBUG_I00AFUNC
443       fprintf (stderr, "%011o %011o %011o\n", this_segment, address, stkl);
444 #endif
445       if (pseg == 0)
446         break;
447       stkl = stkl - pseg;
448       ssptr = (struct stack_segment_linkage *) stkl;
449       size = ssptr->sssize;
450       pseg = ssptr->sspseg;
451       this_segment = stkl - size;
452     }
453
454   result = address - this_segment;
455
456   /* If you subtract pseg from the current end of the stack,
457      you get the address of the previous stack segment's end.
458      This seems a little convoluted to me, but I'll bet you save
459      a cycle somewhere.  */
460
461   while (pseg != 0)
462     {
463 #ifdef DEBUG_I00AFUNC
464       fprintf (stderr, "%011o %011o\n", pseg, size);
465 #endif
466       stkl = stkl - pseg;
467       ssptr = (struct stack_segment_linkage *) stkl;
468       size = ssptr->sssize;
469       pseg = ssptr->sspseg;
470       result += size;
471     }
472   return result;
473 }
474
475 #endif /* not CRAY2 */
476 #endif /* CRAY */
477
478 #endif /* no alloca */
479 #endif /* not GCC version 2 */
480
481 #endif /* ifndef HAVE_ALLOCA */