git.gag.com Git - fw/altos/blob - src/lisp/ao_lisp_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_LISP_CONST_BITS
  16
  17 #include "ao_lisp.h"
  18 #include <stdio.h>
  19
  20 #ifdef AO_LISP_MAKE_CONST
  21 #include <stdlib.h>
  22 uint8_t ao_lisp_const[AO_LISP_POOL_CONST] __attribute__((aligned(4)));
  23 #define ao_lisp_pool ao_lisp_const
  24 #undef AO_LISP_POOL
  25 #define AO_LISP_POOL AO_LISP_POOL_CONST
  26 #else
  27 uint8_t ao_lisp_pool[AO_LISP_POOL] __attribute__((aligned(4)));
  28 #endif
  29
  30 #if 0
  31 #define DBG_COLLECT_ALWAYS
  32 #endif
  33
  34 #if 0
  35 #define DBG_POOL
  36 #endif
  37
  38 #if 0
  39 #define DBG_DUMP        0
  40 #define DBG_OFFSET(a)   ((int) ((uint8_t *) (a) - ao_lisp_pool))
  41 #define DBG(...) printf(__VA_ARGS__)
  42 #define DBG_DO(a)       a
  43 static int move_dump;
  44 static int move_depth;
  45 #define DBG_RESET() (move_depth = 0)
  46 #define DBG_MOVE(...) do { if(move_dump) { int d; for (d = 0; d < move_depth; d++) printf ("  "); printf(__VA_ARGS__); } } while (0)
  47 #define DBG_MOVE_IN()   (move_depth++)
  48 #define DBG_MOVE_OUT()  (move_depth--)
  49 #else
  50 #define DBG(...)
  51 #define DBG_DO(a)
  52 #define DBG_RESET()
  53 #define DBG_MOVE(...)
  54 #define DBG_MOVE_IN()
  55 #define DBG_MOVE_OUT()
  56 #endif
  57
  58 uint8_t ao_lisp_exception;
  59
  60 struct ao_lisp_root {
  61         void                            **addr;
  62         const struct ao_lisp_type       *type;
  63 };
  64
  65 #define AO_LISP_ROOT    16
  66
  67 static struct ao_lisp_root      ao_lisp_root[AO_LISP_ROOT];
  68
  69 static uint8_t  ao_lisp_busy[AO_LISP_POOL / 32];
  70
  71 static uint8_t  ao_lisp_moving[AO_LISP_POOL / 32];
  72
  73 uint16_t        ao_lisp_top;
  74
  75 static inline void mark(uint8_t *tag, int offset) {
  76         int     byte = offset >> 5;
  77         int     bit = (offset >> 2) & 7;
  78         tag[byte] |= (1 << bit);
  79 }
  80
  81 static inline void clear(uint8_t *tag, int offset) {
  82         int     byte = offset >> 5;
  83         int     bit = (offset >> 2) & 7;
  84         tag[byte] &= ~(1 << bit);
  85 }
  86
  87 static inline int busy(uint8_t *tag, int offset) {
  88         int     byte = offset >> 5;
  89         int     bit = (offset >> 2) & 7;
  90         return (tag[byte] >> bit) & 1;
  91 }
  92
  93 static inline int min(int a, int b) { return a < b ? a : b; }
  94 static inline int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }
  95
  96 static inline int limit(int offset) {
  97         return min(AO_LISP_POOL, max(offset, 0));
  98 }
  99
 100 static int
 101 mark_object(uint8_t *tag, void *addr, int size) {
 102         int     base;
 103         int     bound;
 104
 105         if (!addr)
 106                 return 1;
 107
 108         if ((uint8_t *) addr < ao_lisp_pool || ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL <= (uint8_t*) addr)
 109                 return 1;
 110
 111         base = (uint8_t *) addr - ao_lisp_pool;
 112         bound = base + size;
 113
 114         base = limit(base);
 115         bound = limit(bound);
 116         if (busy(tag, base))
 117                 return 1;
 118         while (base < bound) {
 119                 mark(tag, base);
 120                 base += 4;
 121         }
 122         return 0;
 123 }
 124
 125 static int
 126 clear_object(uint8_t *tag, void *addr, int size) {
 127         int     base;
 128         int     bound;
 129         if (!addr)
 130                 return 1;
 131
 132         base = (uint8_t *) addr - ao_lisp_pool;
 133         bound = base + size;
 134
 135         base = limit(base);
 136         bound = limit(bound);
 137         if (!busy(tag, base))
 138                 return 1;
 139         while (base < bound) {
 140                 clear(tag, base);
 141                 base += 4;
 142         }
 143         return 0;
 144 }
 145
 146 static int
 147 busy_object(uint8_t *tag, void *addr) {
 148         int     base;
 149
 150         if (!addr)
 151                 return 1;
 152
 153         if ((uint8_t *) addr < ao_lisp_pool || ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL <= (uint8_t*) addr)
 154                 return 1;
 155
 156         base = (uint8_t *) addr - ao_lisp_pool;
 157         base = limit(base);
 158         if (busy(tag, base))
 159                 return 1;
 160         return 0;
 161 }
 162
 163 static void     *move_old, *move_new;
 164 static int      move_size;
 165
 166 static void
 167 move_object(void)
 168 {
 169         int     i;
 170
 171         DBG_RESET();
 172         DBG_MOVE("move %d -> %d\n", DBG_OFFSET(move_old), DBG_OFFSET(move_new));
 173         DBG_MOVE_IN();
 174         memset(ao_lisp_moving, '\0', sizeof (ao_lisp_moving));
 175         for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++) {
 176                 if (!ao_lisp_root[i].addr)
 177                         continue;
 178                 if (ao_lisp_root[i].type) {
 179                         DBG_DO(void *addr = *ao_lisp_root[i].addr);
 180                         DBG_MOVE("root %d\n", DBG_OFFSET(addr));
 181                         if (!ao_lisp_move(ao_lisp_root[i].type,
 182                                           ao_lisp_root[i].addr))
 183                                 DBG_MOVE("root moves from %p to %p\n",
 184                                          addr,
 185                                          *ao_lisp_root[i].addr);
 186                 } else {
 187                         DBG_DO(ao_poly p = *(ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr);
 188                         if (!ao_lisp_poly_move((ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr))
 189                                 DBG_MOVE("root poly move from %04x to %04x\n",
 190                                          p, *(ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr);
 191                 }
 192         }
 193         DBG_MOVE_OUT();
 194         DBG_MOVE("move done\n");
 195 }
 196
 197 #if DBG_DUMP
 198 static void
 199 dump_busy(void)
 200 {
 201         int     i;
 202         printf("busy:");
 203         for (i = 0; i < ao_lisp_top; i += 4) {
 204                 if ((i & 0xff) == 0)
 205                         printf("\n");
 206                 else if ((i & 0x1f) == 0)
 207                         printf(" ");
 208                 if (busy(ao_lisp_busy, i))
 209                         putchar('*');
 210                 else
 211                         putchar('-');
 212         }
 213         printf ("\n");
 214 }
 215 #define DUMP_BUSY()     dump_busy()
 216 #else
 217 #define DUMP_BUSY()
 218 #endif
 219
 220 static void
 221 ao_lisp_mark_busy(void)
 222 {
 223         int i;
 224
 225         memset(ao_lisp_busy, '\0', sizeof (ao_lisp_busy));
 226         DBG("mark\n");
 227         for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++) {
 228                 if (ao_lisp_root[i].type) {
 229                         void **a = ao_lisp_root[i].addr, *v;
 230                         if (a && (v = *a)) {
 231                                 DBG("root %p\n", v);
 232                                 ao_lisp_mark(ao_lisp_root[i].type, v);
 233                         }
 234                 } else {
 235                         ao_poly *a = (ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr, p;
 236                         if (a && (p = *a)) {
 237                                 DBG("root %04x\n", p);
 238                                 ao_lisp_poly_mark(p);
 239                         }
 240                 }
 241         }
 242 }
 243
 244 void
 245 ao_lisp_collect(void)
 246 {
 247         int     i;
 248         int     top;
 249
 250         DBG("collect\n");
 251         /* Mark */
 252         ao_lisp_mark_busy();
 253
 254         DUMP_BUSY();
 255         /* Compact */
 256         DBG("find first busy\n");
 257         for (i = 0; i < ao_lisp_top; i += 4) {
 258                 if (!busy(ao_lisp_busy, i))
 259                         break;
 260         }
 261         top = i;
 262         while(i < ao_lisp_top) {
 263                 if (busy(ao_lisp_busy, i)) {
 264                         DBG("busy %d -> %d\n", i, top);
 265                         move_old = &ao_lisp_pool[i];
 266                         move_new = &ao_lisp_pool[top];
 267                         move_size = 0;
 268                         move_object();
 269                         DBG("\tbusy size %d\n", move_size);
 270                         if (move_size == 0)
 271                                 abort();
 272                         clear_object(ao_lisp_busy, move_old, move_size);
 273                         mark_object(ao_lisp_busy, move_new, move_size);
 274                         i += move_size;
 275                         top += move_size;
 276                         DUMP_BUSY();
 277                 } else {
 278                         i += 4;
 279                 }
 280         }
 281         ao_lisp_top = top;
 282 }
 283
 284
 285 int
 286 ao_lisp_mark(const struct ao_lisp_type *type, void *addr)
 287 {
 288         if (!addr)
 289                 return 1;
 290         if (mark_object(ao_lisp_busy, addr, type->size(addr)))
 291                 return 1;
 292         type->mark(addr);
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 int
 297 ao_lisp_mark_memory(void *addr, int size)
 298 {
 299         return mark_object(ao_lisp_busy, addr, size);
 300 }
 301
 302 /*
 303  * After the object has been moved, we have to reference it
 304  * in the new location. This is only relevant for ao_lisp_poly_move
 305  * as it needs to fetch the type byte from the object, which
 306  * may have been overwritten by the copy
 307  */
 308 void *
 309 ao_lisp_move_map(void *addr)
 310 {
 311         if (addr == move_old) {
 312                 if (busy_object(ao_lisp_moving, addr))
 313                         return move_new;
 314         }
 315         return addr;
 316 }
 317
 318 static void *
 319 check_move(void *addr, int size)
 320 {
 321         if (addr == move_old) {
 322                 DBG_MOVE("mapping %d -> %d\n", DBG_OFFSET(addr), DBG_OFFSET(move_new));
 323                 if (!busy_object(ao_lisp_moving, addr)) {
 324                         DBG_MOVE("  copy %d\n", size);
 325                         memmove(move_new, move_old, size);
 326                         move_size = (size + 3) & ~3;
 327                 }
 328                 addr = move_new;
 329         }
 330         return addr;
 331 }
 332
 333 int
 334 ao_lisp_move(const struct ao_lisp_type *type, void **ref)
 335 {
 336         void            *addr = *ref;
 337         uint8_t         *a = addr;
 338         int             size = type->size(addr);
 339
 340         if (!addr)
 341                 return NULL;
 342
 343 #ifndef AO_LISP_MAKE_CONST
 344         if (AO_LISP_IS_CONST(addr))
 345                 return 1;
 346 #endif
 347         DBG_MOVE("object %d\n", DBG_OFFSET(addr));
 348         if (a < ao_lisp_pool || ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL <= a)
 349                 abort();
 350         DBG_MOVE_IN();
 351         addr = check_move(addr, size);
 352         if (addr != *ref)
 353                 *ref = addr;
 354         if (mark_object(ao_lisp_moving, addr, size)) {
 355                 DBG_MOVE("already moved\n");
 356                 DBG_MOVE_OUT();
 357                 return 1;
 358         }
 359         DBG_MOVE_OUT();
 360         DBG_MOVE("recursing...\n");
 361         DBG_MOVE_IN();
 362         type->move(addr);
 363         DBG_MOVE_OUT();
 364         DBG_MOVE("done %d\n", DBG_OFFSET(addr));
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 int
 369 ao_lisp_move_memory(void **ref, int size)
 370 {
 371         void *addr = *ref;
 372         if (!addr)
 373                 return NULL;
 374
 375         DBG_MOVE("memory %d\n", DBG_OFFSET(addr));
 376         DBG_MOVE_IN();
 377         addr = check_move(addr, size);
 378         if (addr != *ref)
 379                 *ref = addr;
 380         if (mark_object(ao_lisp_moving, addr, size)) {
 381                 DBG_MOVE("already moved\n");
 382                 DBG_MOVE_OUT();
 383                 return 1;
 384         }
 385         DBG_MOVE_OUT();
 386         return 0;
 387 }
 388
 389 #ifdef DBG_POOL
 390 static int AO_LISP_POOL_CUR = AO_LISP_POOL / 8;
 391
 392 static void
 393 ao_lisp_poison(void)
 394 {
 395         int     i;
 396
 397         printf("poison\n");
 398         ao_lisp_mark_busy();
 399         for (i = 0; i < AO_LISP_POOL_CUR; i += 4) {
 400                 uint32_t        *a = (uint32_t *) &ao_lisp_pool[i];
 401                 if (!busy_object(ao_lisp_busy, a))
 402                         *a = 0xBEEFBEEF;
 403         }
 404         for (i = 0; i < AO_LISP_POOL_CUR; i += 2) {
 405                 ao_poly         *a = (uint16_t *) &ao_lisp_pool[i];
 406                 ao_poly         p = *a;
 407
 408                 if (!ao_lisp_is_const(p)) {
 409                         void    *r = ao_lisp_ref(p);
 410
 411                         if (ao_lisp_pool <= (uint8_t *) r &&
 412                             (uint8_t *) r <= ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL_CUR)
 413                         {
 414                                 if (!busy_object(ao_lisp_busy, r)) {
 415                                         printf("missing reference from %d to %d\n",
 416                                                (int) ((uint8_t *) a - ao_lisp_pool),
 417                                                (int) ((uint8_t *) r - ao_lisp_pool));
 418                                 }
 419                         }
 420                 }
 421         }
 422 }
 423
 424 #else
 425 #define AO_LISP_POOL_CUR AO_LISP_POOL
 426 #endif
 427
 428 void *
 429 ao_lisp_alloc(int size)
 430 {
 431         void    *addr;
 432
 433         size = ao_lisp_mem_round(size);
 434 #ifdef DBG_COLLECT_ALWAYS
 435         ao_lisp_collect();
 436 #endif
 437         if (ao_lisp_top + size > AO_LISP_POOL_CUR) {
 438 #ifdef DBG_POOL
 439                 if (AO_LISP_POOL_CUR < AO_LISP_POOL) {
 440                         AO_LISP_POOL_CUR += AO_LISP_POOL / 8;
 441                         ao_lisp_poison();
 442                 } else
 443 #endif
 444                 ao_lisp_collect();
 445 #ifdef DBG_POOL
 446                 {
 447                         int     i;
 448
 449                         for (i = ao_lisp_top; i < AO_LISP_POOL; i += 4) {
 450                                 uint32_t        *p = (uint32_t *) &ao_lisp_pool[i];
 451                                 *p = 0xbeefbeef;
 452                         }
 453                 }
 454 #endif
 455
 456                 if (ao_lisp_top + size > AO_LISP_POOL) {
 457                         ao_lisp_exception |= AO_LISP_OOM;
 458                         return NULL;
 459                 }
 460         }
 461         addr = ao_lisp_pool + ao_lisp_top;
 462         ao_lisp_top += size;
 463         return addr;
 464 }
 465
 466 int
 467 ao_lisp_root_add(const struct ao_lisp_type *type, void *addr)
 468 {
 469         int     i;
 470         DBG("add root type %p addr %p\n", type, addr);
 471         for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++) {
 472                 if (!ao_lisp_root[i].addr) {
 473                         ao_lisp_root[i].addr = addr;
 474                         ao_lisp_root[i].type = type;
 475                         return 1;
 476                 }
 477         }
 478         abort();
 479         return 0;
 480 }
 481
 482 int
 483 ao_lisp_root_poly_add(ao_poly *p)
 484 {
 485         return ao_lisp_root_add(NULL, p);
 486 }
 487
 488 void
 489 ao_lisp_root_clear(void *addr)
 490 {
 491         int     i;
 492         for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++) {
 493                 if (ao_lisp_root[i].addr == addr) {
 494                         ao_lisp_root[i].addr = 0;
 495                         ao_lisp_root[i].type = 0;
 496                         break;
 497                 }
 498         }
 499 }