altos/lisp: Clean up OS integration bits, add defun
[fw/altos] / src / lisp / ao_lisp_mem.c
index f6a108e9180c56b930535f4535010f78f438b3ca..66e09db0612f9eb4ce3d58a60dd20c75c6729b93 100644 (file)
  * General Public License for more details.
  */
 
+#define AO_LISP_CONST_BITS
+
 #include "ao_lisp.h"
 #include <stdio.h>
 
-uint8_t        ao_lisp_pool[AO_LISP_POOL];
+#ifdef AO_LISP_MAKE_CONST
+#include <stdlib.h>
+uint8_t ao_lisp_const[AO_LISP_POOL_CONST] __attribute__((aligned(4)));
+#define ao_lisp_pool ao_lisp_const
+#undef AO_LISP_POOL
+#define AO_LISP_POOL AO_LISP_POOL_CONST
+#else
+uint8_t        ao_lisp_pool[AO_LISP_POOL] __attribute__((aligned(4)));
+#endif
+
+#if 0
+#define DBG_COLLECT_ALWAYS
+#endif
+
+#if 0
+#define DBG_POOL
+#endif
+
+#if 0
+#define DBG_INCLUDE
+#define DBG_DUMP       0
+#define DBG_OFFSET(a)  ((int) ((uint8_t *) (a) - ao_lisp_pool))
+#define DBG(...) printf(__VA_ARGS__)
+#define DBG_DO(a)      a
+static int move_dump = 1;
+static int move_depth;
+#define DBG_RESET() (move_depth = 0)
+#define DBG_MOVE(...) do { if(move_dump) { int d; for (d = 0; d < move_depth; d++) printf ("  "); printf(__VA_ARGS__); } } while (0)
+#define DBG_MOVE_IN()  (move_depth++)
+#define DBG_MOVE_OUT() (move_depth--)
+#else
+#define DBG(...)
+#define DBG_DO(a)
+#define DBG_RESET()
+#define DBG_MOVE(...)
+#define DBG_MOVE_IN()
+#define DBG_MOVE_OUT()
+#endif
+
+uint8_t        ao_lisp_exception;
 
 struct ao_lisp_root {
        void                            **addr;
-       const struct ao_lisp_mem_type   *type;
+       const struct ao_lisp_type       *type;
 };
 
+#define AO_LISP_ROOT   16
+
 static struct ao_lisp_root     ao_lisp_root[AO_LISP_ROOT];
 
 static uint8_t ao_lisp_busy[AO_LISP_POOL / 32];
-
 static uint8_t ao_lisp_moving[AO_LISP_POOL / 32];
+static uint8_t ao_lisp_cons[AO_LISP_POOL / 32];
+static uint8_t ao_lisp_cons_last[AO_LISP_POOL / 32];
+static uint8_t ao_lisp_cons_noted;
 
-static uint16_t        ao_lisp_top;
+uint16_t       ao_lisp_top;
 
 static inline void mark(uint8_t *tag, int offset) {
        int     byte = offset >> 5;
@@ -59,9 +104,13 @@ static int
 mark_object(uint8_t *tag, void *addr, int size) {
        int     base;
        int     bound;
+
        if (!addr)
                return 1;
 
+       if ((uint8_t *) addr < ao_lisp_pool || ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL <= (uint8_t*) addr)
+               return 1;
+
        base = (uint8_t *) addr - ao_lisp_pool;
        bound = base + size;
 
@@ -97,6 +146,34 @@ clear_object(uint8_t *tag, void *addr, int size) {
        return 0;
 }
 
+static int
+busy_object(uint8_t *tag, void *addr) {
+       int     base;
+
+       if (!addr)
+               return 1;
+
+       if ((uint8_t *) addr < ao_lisp_pool || ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL <= (uint8_t*) addr)
+               return 1;
+
+       base = (uint8_t *) addr - ao_lisp_pool;
+       base = limit(base);
+       if (busy(tag, base))
+               return 1;
+       return 0;
+}
+
+static void
+note_cons(void *addr)
+{
+       DBG_MOVE("note cons %d\n", DBG_OFFSET(addr));
+       if (AO_LISP_IS_POOL(addr)) {
+               ao_lisp_cons_noted = 1;
+               mark(ao_lisp_cons, (uint8_t *) addr - ao_lisp_pool);
+       }
+}
+
+
 static void    *move_old, *move_new;
 static int     move_size;
 
@@ -105,57 +182,200 @@ move_object(void)
 {
        int     i;
 
+       DBG_RESET();
+       DBG_MOVE("move %d -> %d\n", DBG_OFFSET(move_old), DBG_OFFSET(move_new));
+       DBG_MOVE_IN();
        memset(ao_lisp_moving, '\0', sizeof (ao_lisp_moving));
-       for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++)
-               if (ao_lisp_root[i].addr) {
-                       void *new;
-                       new = ao_lisp_move(ao_lisp_root[i].type, *ao_lisp_root[i].addr);
-                       if (new)
-                               *ao_lisp_root[i].addr = new;
+       memset(ao_lisp_cons, '\0', sizeof (ao_lisp_cons));
+       ao_lisp_cons_noted = 0;
+       for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++) {
+               if (!ao_lisp_root[i].addr)
+                       continue;
+               if (ao_lisp_root[i].type) {
+                       void *addr = *ao_lisp_root[i].addr;
+                       if (!addr)
+                               continue;
+                       DBG_MOVE("root %d\n", DBG_OFFSET(addr));
+                       if (!ao_lisp_move(ao_lisp_root[i].type,
+                                         ao_lisp_root[i].addr)) {
+                               DBG_MOVE("root moves from %p to %p\n",
+                                        addr,
+                                        *ao_lisp_root[i].addr);
+                       }
+               } else {
+                       ao_poly p = *(ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr;
+                       if (!p)
+                               continue;
+                       if (!ao_lisp_poly_move((ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr, 0)) {
+                               DBG_MOVE("root poly move from %04x to %04x\n",
+                                        p, *(ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr);
+                       }
+               }
+       }
+       while (ao_lisp_cons_noted) {
+               memcpy(ao_lisp_cons_last, ao_lisp_cons, sizeof (ao_lisp_cons));
+               memset(ao_lisp_cons, '\0', sizeof (ao_lisp_cons));
+               ao_lisp_cons_noted = 0;
+               for (i = 0; i < AO_LISP_POOL; i += 4) {
+                       if (busy(ao_lisp_cons_last, i)) {
+                               void *addr = ao_lisp_pool + i;
+                               DBG_MOVE("cons %d\n", DBG_OFFSET(addr));
+                               if (!ao_lisp_move(&ao_lisp_cons_type, &addr)) {
+                                       DBG_MOVE("cons moves from %p to %p\n",
+                                                ao_lisp_pool + i, addr);
+                               }
+                       }
                }
+       }
+       DBG_MOVE_OUT();
+       DBG_MOVE("move done\n");
 }
 
+#if DBG_DUMP
 static void
-collect(void)
+dump_busy(void)
 {
        int     i;
+       printf("busy:");
+       for (i = 0; i < ao_lisp_top; i += 4) {
+               if ((i & 0xff) == 0)
+                       printf("\n");
+               else if ((i & 0x1f) == 0)
+                       printf(" ");
+               if (busy(ao_lisp_busy, i))
+                       putchar('*');
+               else
+                       putchar('-');
+       }
+       printf ("\n");
+}
+#define DUMP_BUSY()    dump_busy()
+#else
+#define DUMP_BUSY()
+#endif
+
+static const struct ao_lisp_type const *ao_lisp_types[AO_LISP_NUM_TYPE] = {
+       [AO_LISP_CONS] = &ao_lisp_cons_type,
+       [AO_LISP_INT] = NULL,
+       [AO_LISP_STRING] = &ao_lisp_string_type,
+       [AO_LISP_OTHER] = (void *) 0x1,
+       [AO_LISP_ATOM] = &ao_lisp_atom_type,
+       [AO_LISP_BUILTIN] = &ao_lisp_builtin_type,
+       [AO_LISP_FRAME] = &ao_lisp_frame_type,
+       [AO_LISP_LAMBDA] = &ao_lisp_lambda_type,
+};
+
+
+static void
+ao_lisp_mark_busy(void)
+{
+       int i;
 
-       printf("collect\n");
-       /* Mark */
        memset(ao_lisp_busy, '\0', sizeof (ao_lisp_busy));
-       for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++)
-               if (ao_lisp_root[i].addr)
-                       ao_lisp_mark(ao_lisp_root[i].type, *ao_lisp_root[i].addr);
+       memset(ao_lisp_cons, '\0', sizeof (ao_lisp_cons));
+       ao_lisp_cons_noted = 0;
+       DBG("mark\n");
+       for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++) {
+               if (ao_lisp_root[i].type) {
+                       void **a = ao_lisp_root[i].addr, *v;
+                       if (a && (v = *a)) {
+                               DBG("root %d\n", DBG_OFFSET(v));
+                               ao_lisp_mark(ao_lisp_root[i].type, v);
+                       }
+               } else {
+                       ao_poly *a = (ao_poly *) ao_lisp_root[i].addr, p;
+                       if (a && (p = *a)) {
+                               DBG("root 0x%04x\n", p);
+                               ao_lisp_poly_mark(p, 0);
+                       }
+               }
+       }
+       while (ao_lisp_cons_noted) {
+               memcpy(ao_lisp_cons_last, ao_lisp_cons, sizeof (ao_lisp_cons));
+               memset(ao_lisp_cons, '\0', sizeof (ao_lisp_cons));
+               ao_lisp_cons_noted = 0;
+               for (i = 0; i < AO_LISP_POOL; i += 4) {
+                       if (busy(ao_lisp_cons_last, i)) {
+                               void *v = ao_lisp_pool + i;
+                               DBG("cons %d\n", DBG_OFFSET(v));
+                               ao_lisp_mark(&ao_lisp_cons_type, v);
+                       }
+               }
+       }
+}
 
+void
+ao_lisp_collect(void)
+{
+       int     i;
+       int     top;
+
+       DBG("collect\n");
+       /* Mark */
+       ao_lisp_mark_busy();
+
+       DUMP_BUSY();
        /* Compact */
-       ao_lisp_top = 0;
-       for (i = 0; i < AO_LISP_POOL; i += 4) {
+       DBG("find first busy\n");
+       for (i = 0; i < ao_lisp_top; i += 4) {
                if (!busy(ao_lisp_busy, i))
                        break;
        }
-       ao_lisp_top = i;
-       while(i < AO_LISP_POOL) {
+       top = i;
+       while(i < ao_lisp_top) {
                if (busy(ao_lisp_busy, i)) {
+                       DBG("busy %d -> %d\n", i, top);
                        move_old = &ao_lisp_pool[i];
-                       move_new = &ao_lisp_pool[ao_lisp_top];
+                       move_new = &ao_lisp_pool[top];
                        move_size = 0;
                        move_object();
+                       DBG("\tbusy size %d\n", move_size);
+                       if (move_size == 0)
+                               ao_lisp_abort();
                        clear_object(ao_lisp_busy, move_old, move_size);
+                       mark_object(ao_lisp_busy, move_new, move_size);
+                       if (busy_object(ao_lisp_cons, move_old)) {
+                               clear_object(ao_lisp_cons, move_old, move_size);
+                               mark_object(ao_lisp_cons, move_new, move_size);
+                       }
                        i += move_size;
-                       ao_lisp_top += move_size;
+                       top += move_size;
+                       DUMP_BUSY();
                } else {
                        i += 4;
                }
        }
+       ao_lisp_top = top;
 }
 
 
-void
-ao_lisp_mark(const struct ao_lisp_mem_type *type, void *addr)
+int
+ao_lisp_mark(const struct ao_lisp_type *type, void *addr)
 {
+       if (!addr)
+               return 1;
        if (mark_object(ao_lisp_busy, addr, type->size(addr)))
-               return;
+               return 1;
        type->mark(addr);
+       return 0;
+}
+
+int
+ao_lisp_poly_mark(ao_poly p, uint8_t do_note_cons)
+{
+       uint8_t type = ao_lisp_poly_type(p);
+
+       if (!p)
+               return 1;
+       if (type == AO_LISP_CONS && do_note_cons) {
+               note_cons(ao_lisp_ref(p));
+               return 0;
+       } else {
+               const struct ao_lisp_type *lisp_type = ao_lisp_types[ao_lisp_poly_type(p)];
+               if (lisp_type)
+                       return ao_lisp_mark(lisp_type, ao_lisp_ref(p));
+               return 1;
+       }
 }
 
 int
@@ -164,54 +384,205 @@ ao_lisp_mark_memory(void *addr, int size)
        return mark_object(ao_lisp_busy, addr, size);
 }
 
+/*
+ * After the object has been moved, we have to reference it
+ * in the new location. This is only relevant for ao_lisp_poly_move
+ * as it needs to fetch the type byte from the object, which
+ * may have been overwritten by the copy
+ */
+void *
+ao_lisp_move_map(void *addr)
+{
+       if (addr == move_old) {
+               if (busy_object(ao_lisp_moving, addr))
+                       return move_new;
+       }
+       return addr;
+}
+
 static void *
 check_move(void *addr, int size)
 {
        if (addr == move_old) {
-               memmove(move_new, move_old, size);
-               move_size = (size + 3) & ~3;
+               DBG_MOVE("mapping %d -> %d\n", DBG_OFFSET(addr), DBG_OFFSET(move_new));
+               if (!busy_object(ao_lisp_moving, addr)) {
+                       DBG_MOVE("  copy %d\n", size);
+                       memmove(move_new, move_old, size);
+                       move_size = (size + 3) & ~3;
+               }
                addr = move_new;
        }
        return addr;
 }
 
-void *
-ao_lisp_move(const struct ao_lisp_mem_type *type, void *addr)
+int
+ao_lisp_move(const struct ao_lisp_type *type, void **ref)
 {
-       int     size = type->size(addr);
+       void            *addr = *ref;
+       uint8_t         *a = addr;
+       int             size = type->size(addr);
 
        if (!addr)
-               return NULL;
+               return 1;
 
+#ifndef AO_LISP_MAKE_CONST
+       if (AO_LISP_IS_CONST(addr))
+               return 1;
+#endif
+       DBG_MOVE("object %d\n", DBG_OFFSET(addr));
+       if (!AO_LISP_IS_POOL(a))
+               ao_lisp_abort();
+       DBG_MOVE_IN();
        addr = check_move(addr, size);
-       if (mark_object(ao_lisp_moving, addr, size))
-               return addr;
+       if (addr != *ref)
+               *ref = addr;
+       if (mark_object(ao_lisp_moving, addr, size)) {
+               DBG_MOVE("already moved\n");
+               DBG_MOVE_OUT();
+               return 1;
+       }
+       DBG_MOVE_OUT();
+       DBG_MOVE("recursing...\n");
+       DBG_MOVE_IN();
        type->move(addr);
-       return addr;
+       DBG_MOVE_OUT();
+       DBG_MOVE("done %d\n", DBG_OFFSET(addr));
+       return 0;
 }
 
-void *
-ao_lisp_move_memory(void *addr, int size)
+int
+ao_lisp_move_memory(void **ref, int size)
 {
+       void *addr = *ref;
        if (!addr)
-               return NULL;
+               return 1;
 
+       DBG_MOVE("memory %d\n", DBG_OFFSET(addr));
+       DBG_MOVE_IN();
        addr = check_move(addr, size);
-       if (mark_object(ao_lisp_moving, addr, size))
-               return NULL;
-       return addr;
+       if (addr != *ref)
+               *ref = addr;
+       if (mark_object(ao_lisp_moving, addr, size)) {
+               DBG_MOVE("already moved\n");
+               DBG_MOVE_OUT();
+               return 1;
+       }
+       DBG_MOVE_OUT();
+       return 0;
+}
+
+int
+ao_lisp_poly_move(ao_poly *ref, uint8_t do_note_cons)
+{
+       uint8_t                         type;
+       ao_poly                         p = *ref;
+       const struct ao_lisp_type       *lisp_type;
+       int                             ret;
+       void                            *addr;
+
+       if (!p)
+               return 1;
+
+       type = ao_lisp_poly_base_type(p);
+       addr = ao_lisp_ref(p);
+       if (type == AO_LISP_CONS && do_note_cons) {
+               note_cons(addr);
+               addr = check_move(addr, sizeof (struct ao_lisp_cons));
+               ret = 1;
+       } else {
+
+               if (type == AO_LISP_OTHER)
+                       type = ao_lisp_other_type(ao_lisp_move_map(ao_lisp_poly_other(p)));
+
+               if (type >= AO_LISP_NUM_TYPE)
+                       ao_lisp_abort();
+
+               lisp_type = ao_lisp_types[type];
+               if (!lisp_type)
+                       return 1;
+               ret = ao_lisp_move(lisp_type, &addr);
+       }
+
+       if (addr != ao_lisp_ref(p)) {
+               ao_poly np = ao_lisp_poly(addr, p & AO_LISP_TYPE_MASK);
+               DBG("poly %d moved %04x -> %04x\n",
+                   type, p, np);
+               *ref = np;
+       }
+       return ret;
 }
 
+#ifdef DBG_POOL
+static int AO_LISP_POOL_CUR = AO_LISP_POOL / 8;
+
+static void
+ao_lisp_poison(void)
+{
+       int     i;
+
+       printf("poison\n");
+       ao_lisp_mark_busy();
+       for (i = 0; i < AO_LISP_POOL_CUR; i += 4) {
+               uint32_t        *a = (uint32_t *) &ao_lisp_pool[i];
+               if (!busy_object(ao_lisp_busy, a))
+                       *a = 0xBEEFBEEF;
+       }
+       for (i = 0; i < AO_LISP_POOL_CUR; i += 2) {
+               ao_poly         *a = (uint16_t *) &ao_lisp_pool[i];
+               ao_poly         p = *a;
+
+               if (!ao_lisp_is_const(p)) {
+                       void    *r = ao_lisp_ref(p);
+
+                       if (ao_lisp_pool <= (uint8_t *) r &&
+                           (uint8_t *) r <= ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL_CUR)
+                       {
+                               if (!busy_object(ao_lisp_busy, r)) {
+                                       printf("missing reference from %d to %d\n",
+                                              (int) ((uint8_t *) a - ao_lisp_pool),
+                                              (int) ((uint8_t *) r - ao_lisp_pool));
+                               }
+                       }
+               }
+       }
+}
+
+#else
+#define AO_LISP_POOL_CUR AO_LISP_POOL
+#endif
+
 void *
 ao_lisp_alloc(int size)
 {
        void    *addr;
 
-       size = (size + 3) & ~3;
-       if (ao_lisp_top + size > AO_LISP_POOL) {
-               collect();
-               if (ao_lisp_top + size > AO_LISP_POOL)
+       size = ao_lisp_mem_round(size);
+#ifdef DBG_COLLECT_ALWAYS
+       ao_lisp_collect();
+#endif
+       if (ao_lisp_top + size > AO_LISP_POOL_CUR) {
+#ifdef DBG_POOL
+               if (AO_LISP_POOL_CUR < AO_LISP_POOL) {
+                       AO_LISP_POOL_CUR += AO_LISP_POOL / 8;
+                       ao_lisp_poison();
+               } else
+#endif
+               ao_lisp_collect();
+#ifdef DBG_POOL
+               {
+                       int     i;
+
+                       for (i = ao_lisp_top; i < AO_LISP_POOL; i += 4) {
+                               uint32_t        *p = (uint32_t *) &ao_lisp_pool[i];
+                               *p = 0xbeefbeef;
+                       }
+               }
+#endif
+
+               if (ao_lisp_top + size > AO_LISP_POOL) {
+                       ao_lisp_exception |= AO_LISP_OOM;
                        return NULL;
+               }
        }
        addr = ao_lisp_pool + ao_lisp_top;
        ao_lisp_top += size;
@@ -219,9 +590,10 @@ ao_lisp_alloc(int size)
 }
 
 int
-ao_lisp_root_add(const struct ao_lisp_mem_type *type, void *addr)
+ao_lisp_root_add(const struct ao_lisp_type *type, void *addr)
 {
        int     i;
+       DBG("add root type %p addr %p\n", type, addr);
        for (i = 0; i < AO_LISP_ROOT; i++) {
                if (!ao_lisp_root[i].addr) {
                        ao_lisp_root[i].addr = addr;
@@ -229,9 +601,16 @@ ao_lisp_root_add(const struct ao_lisp_mem_type *type, void *addr)
                        return 1;
                }
        }
+       ao_lisp_abort();
        return 0;
 }
 
+int
+ao_lisp_root_poly_add(ao_poly *p)
+{
+       return ao_lisp_root_add(NULL, p);
+}
+
 void
 ao_lisp_root_clear(void *addr)
 {