feat: msync(2)
[lunaix-os.git] / lunaix-os / kernel / mm / kalloc.c
index ba00b09c8c2525f0a3f0d70b50dcdb2703205417..0ce97e9a51ea47725eb6b86aa3636f5ff43f23bc 100644 (file)
@@ -1,3 +1,6 @@
+
+/**** DO NOT USE ****/
+
 /**
  * @file kalloc.c
  * @author Lunaixsky
  * @copyright Copyright (c) 2022
  *
  */
-#include <lunaix/mm/dmm.h>
-#include <lunaix/mm/kalloc.h>
-#include <lunaix/mm/vmm.h>
-
-#include <lunaix/common.h>
-#include <lunaix/spike.h>
+// #include <lunaix/mm/dmm.h>
+// #include <lunaix/mm/kalloc.h>
+// #include <lunaix/mm/vmm.h>
 
-#include <klibc/string.h>
+// #include <lunaix/common.h>
+// #include <lunaix/spike.h>
 
-#include <stdint.h>
+// #include <klibc/string.h>
 
-extern uint8_t __kernel_heap_start;
-
-void*
-lx_malloc_internal(heap_context_t* heap, size_t size);
-
-void
-place_chunk(uint8_t* ptr, size_t size);
+// #include <stdint.h>
 
-void
-lx_free_internal(void* ptr);
+// extern uint8_t __kernel_heap_start;
+
+// void*
+// lx_malloc_internal(heap_context_t* heap, size_t size);
+
+// void
+// place_chunk(uint8_t* ptr, size_t size);
 
-void*
-coalesce(uint8_t* chunk_ptr);
+// void
+// lx_free_internal(void* ptr);
 
-void*
-lx_grow_heap(heap_context_t* heap, size_t sz);
+// void*
+// coalesce(uint8_t* chunk_ptr);
+
+// void*
+// lx_grow_heap(heap_context_t* heap, size_t sz);
 
-/*
-    At the beginning, we allocate an empty page and put our initial marker
+// /*
+//     At the beginning, we allocate an empty page and put our initial marker
 
-    | 4/1 | 0/1 |
-    ^     ^ brk
-    start
+//     | 4/1 | 0/1 |
+//     ^     ^ brk
+//     start
 
-    Then, expand the heap further, with HEAP_INIT_SIZE (evaluated to 4096, i.e.,
-   1 pg size) This will allocate as much pages and override old epilogue marker
-   with a free region hdr and put new epilogue marker. These are handled by
-   lx_grow_heap which is internally used by alloc to expand the heap at many
-   moment when needed.
+//     Then, expand the heap further, with HEAP_INIT_SIZE (evaluated to 4096,
+//     i.e.,
+//    1 pg size) This will allocate as much pages and override old epilogue
+//    marker with a free region hdr and put new epilogue marker. These are
+//    handled by lx_grow_heap which is internally used by alloc to expand the
+//    heap at many moment when needed.
 
-    | 4/1 | 4096/0 |   .......   | 4096/0 | 0/1 |
-    ^     ^ brk_old                       ^
-    start                                 brk
+//     | 4/1 | 4096/0 |   .......   | 4096/0 | 0/1 |
+//     ^     ^ brk_old                       ^
+//     start                                 brk
 
-    Note: the brk always point to the beginning of epilogue.
-*/
+//     Note: the brk always point to the beginning of epilogue.
+// */
 
-// FIXME: This should be per-process but not global!
-static heap_context_t kheap;
+// static heap_context_t kheap;
 
-int
-kalloc_init()
-{
-    kheap.start = KHEAP_START;
-    kheap.brk = NULL;
-    kheap.max_addr =
-      (void*)PROC_START; // 在新的布局中,堆结束的地方即为进程表开始的地方
-
-    for (size_t i = 0; i < KHEAP_SIZE_MB >> 2; i++) {
-        vmm_set_mapping(PD_REFERENCED,
-                        (uintptr_t)kheap.start + (i << 22),
-                        0,
-                        PG_PREM_RW,
-                        VMAP_NOMAP);
-    }
-
-    if (!dmm_init(&kheap)) {
-        return 0;
-    }
-
-    SW(kheap.start, PACK(4, M_ALLOCATED));
-    SW(kheap.start + WSIZE, PACK(0, M_ALLOCATED));
-    kheap.brk += WSIZE;
-
-    return lx_grow_heap(&kheap, HEAP_INIT_SIZE) != NULL;
-}
-
-void*
-lxmalloc(size_t size)
-{
-    mutex_lock(&kheap.lock);
-    void* r = lx_malloc_internal(&kheap, size);
-    mutex_unlock(&kheap.lock);
-
-    return r;
-}
-
-void*
-lxcalloc(size_t n, size_t elem)
-{
-    size_t pd = n * elem;
-
-    // overflow detection
-    if (pd < elem || pd < n) {
-        return NULL;
-    }
-
-    void* ptr = lxmalloc(pd);
-    if (!ptr) {
-        return NULL;
-    }
-
-    return memset(ptr, 0, pd);
-}
-
-void
-lxfree(void* ptr)
-{
-    if (!ptr) {
-        return;
-    }
-    mutex_lock(&kheap.lock);
-
-    uint8_t* chunk_ptr = (uint8_t*)ptr - WSIZE;
-    uint32_t hdr = LW(chunk_ptr);
-    size_t sz = CHUNK_S(hdr);
-    uint8_t* next_hdr = chunk_ptr + sz;
-
-    // make sure the ptr we are 'bout to free makes sense
-    //   the size trick is stolen from glibc's malloc/malloc.c:4437 ;P
-
-    assert_msg(((uintptr_t)ptr < (uintptr_t)(-sz)) && !((uintptr_t)ptr & 0x3),
-               "free(): invalid pointer");
-
-    assert_msg(sz > WSIZE, "free(): invalid size");
-
-    SW(chunk_ptr, hdr & ~M_ALLOCATED);
-    SW(FPTR(chunk_ptr, sz), hdr & ~M_ALLOCATED);
-    SW(next_hdr, LW(next_hdr) | M_PREV_FREE);
-
-    coalesce(chunk_ptr);
-
-    mutex_unlock(&kheap.lock);
-}
-
-void*
-lx_malloc_internal(heap_context_t* heap, size_t size)
-{
-    // Simplest first fit approach.
-
-    if (!size) {
-        return NULL;
-    }
-
-    uint8_t* ptr = heap->start;
-    // round to largest 4B aligned value
-    //  and space for header
-    size = ROUNDUP(size + WSIZE, BOUNDARY);
-    while (ptr < (uint8_t*)heap->brk) {
-        uint32_t header = *((uint32_t*)ptr);
-        size_t chunk_size = CHUNK_S(header);
-        if (!chunk_size && CHUNK_A(header)) {
-            break;
-        }
-        if (chunk_size >= size && !CHUNK_A(header)) {
-            // found!
-            place_chunk(ptr, size);
-            return BPTR(ptr);
-        }
-        ptr += chunk_size;
-    }
-
-    // if heap is full (seems to be!), then allocate more space (if it's
-    // okay...)
-    if ((ptr = lx_grow_heap(heap, size))) {
-        place_chunk(ptr, size);
-        return BPTR(ptr);
-    }
-
-    // Well, we are officially OOM!
-    return NULL;
-}
-
-void
-place_chunk(uint8_t* ptr, size_t size)
-{
-    uint32_t header = *((uint32_t*)ptr);
-    size_t chunk_size = CHUNK_S(header);
-    *((uint32_t*)ptr) = PACK(size, CHUNK_PF(header) | M_ALLOCATED);
-    uint8_t* n_hdrptr = (uint8_t*)(ptr + size);
-    uint32_t diff = chunk_size - size;
-
-    if (!diff) {
-        // if the current free block is fully occupied
-        uint32_t n_hdr = LW(n_hdrptr);
-        // notify the next block about our avaliability
-        SW(n_hdrptr, n_hdr & ~0x2);
-    } else {
-        // if there is remaining free space left
-        uint32_t remainder_hdr = PACK(diff, M_NOT_ALLOCATED | M_PREV_ALLOCATED);
-        SW(n_hdrptr, remainder_hdr);
-        SW(FPTR(n_hdrptr, diff), remainder_hdr);
-
-        /*
-            | xxxx |      |         |
-
-                        |
-                        v
-
-            | xxxx |                |
-        */
-        coalesce(n_hdrptr);
-    }
-}
-
-void*
-coalesce(uint8_t* chunk_ptr)
-{
-    uint32_t hdr = LW(chunk_ptr);
-    uint32_t pf = CHUNK_PF(hdr);
-    uint32_t sz = CHUNK_S(hdr);
-
-    uint32_t n_hdr = LW(chunk_ptr + sz);
-
-    if (CHUNK_A(n_hdr) && pf) {
-        // case 1: prev is free
-        uint32_t prev_ftr = LW(chunk_ptr - WSIZE);
-        size_t prev_chunk_sz = CHUNK_S(prev_ftr);
-        uint32_t new_hdr = PACK(prev_chunk_sz + sz, CHUNK_PF(prev_ftr));
-        SW(chunk_ptr - prev_chunk_sz, new_hdr);
-        SW(FPTR(chunk_ptr, sz), new_hdr);
-        chunk_ptr -= prev_chunk_sz;
-    } else if (!CHUNK_A(n_hdr) && !pf) {
-        // case 2: next is free
-        size_t next_chunk_sz = CHUNK_S(n_hdr);
-        uint32_t new_hdr = PACK(next_chunk_sz + sz, pf);
-        SW(chunk_ptr, new_hdr);
-        SW(FPTR(chunk_ptr, sz + next_chunk_sz), new_hdr);
-    } else if (!CHUNK_A(n_hdr) && pf) {
-        // case 3: both free
-        uint32_t prev_ftr = LW(chunk_ptr - WSIZE);
-        size_t next_chunk_sz = CHUNK_S(n_hdr);
-        size_t prev_chunk_sz = CHUNK_S(prev_ftr);
-        uint32_t new_hdr =
-          PACK(next_chunk_sz + prev_chunk_sz + sz, CHUNK_PF(prev_ftr));
-        SW(chunk_ptr - prev_chunk_sz, new_hdr);
-        SW(FPTR(chunk_ptr, sz + next_chunk_sz), new_hdr);
-        chunk_ptr -= prev_chunk_sz;
-    }
-
-    // (fall through) case 4: prev and next are not free
-    return chunk_ptr;
-}
-
-void*
-lx_grow_heap(heap_context_t* heap, size_t sz)
-{
-    void* start;
-
-    // The "+ WSIZE" capture the overhead for epilogue marker
-    if (!(start = lxsbrk(heap, sz + WSIZE, 0))) {
-        return NULL;
-    }
-    sz = ROUNDUP(sz, BOUNDARY);
-
-    // minus the overhead for epilogue, keep the invariant.
-    heap->brk -= WSIZE;
-
-    uint32_t old_marker = *((uint32_t*)start);
-    uint32_t free_hdr = PACK(sz, CHUNK_PF(old_marker));
-    SW(start, free_hdr);
-    SW(FPTR(start, sz), free_hdr);
-    SW(NEXT_CHK(start), PACK(0, M_ALLOCATED | M_PREV_FREE));
-
-    return coalesce(start);
-}
\ No newline at end of file
+// int
+// kalloc_init()
+// {
+//     kheap.start = KHEAP_START;
+//     kheap.brk = NULL;
+//     kheap.max_addr =
+//       (void*)PROC_START; // 在新的布局中,堆结束的地方即为进程表开始的地方
+
+//     for (size_t i = 0; i < KHEAP_SIZE_MB >> 2; i++) {
+//         vmm_set_mapping(PD_REFERENCED,
+//                         (uintptr_t)kheap.start + (i << 22),
+//                         0,
+//                         PG_PREM_RW,
+//                         VMAP_NOMAP);
+//     }
+
+//     if (!dmm_init(&kheap)) {
+//         return 0;
+//     }
+
+//     SW(kheap.start, PACK(4, M_ALLOCATED));
+//     SW(kheap.start + WSIZE, PACK(0, M_ALLOCATED));
+//     kheap.brk += WSIZE;
+
+//     return lx_grow_heap(&kheap, HEAP_INIT_SIZE) != NULL;
+// }
+
+// void*
+// lxmalloc(size_t size)
+// {
+//     mutex_lock(&kheap.lock);
+//     void* r = lx_malloc_internal(&kheap, size);
+//     mutex_unlock(&kheap.lock);
+
+//     return r;
+// }
+
+// void*
+// lxcalloc(size_t n, size_t elem)
+// {
+//     size_t pd = n * elem;
+
+//     // overflow detection
+//     if (pd < elem || pd < n) {
+//         return NULL;
+//     }
+
+//     void* ptr = lxmalloc(pd);
+//     if (!ptr) {
+//         return NULL;
+//     }
+
+//     return memset(ptr, 0, pd);
+// }
+
+// void
+// lxfree(void* ptr)
+// {
+//     if (!ptr) {
+//         return;
+//     }
+//     mutex_lock(&kheap.lock);
+
+//     uint8_t* chunk_ptr = (uint8_t*)ptr - WSIZE;
+//     u32_t hdr = LW(chunk_ptr);
+//     size_t sz = CHUNK_S(hdr);
+//     uint8_t* next_hdr = chunk_ptr + sz;
+
+//     // make sure the ptr we are 'bout to free makes sense
+//     //   the size trick is stolen from glibc's malloc/malloc.c:4437 ;P
+
+//     assert_msg(((uintptr_t)ptr < (uintptr_t)(-sz)) && !((uintptr_t)ptr &
+//     0x3),
+//                "free(): invalid pointer");
+
+//     assert_msg(sz > WSIZE, "free(): invalid size");
+
+//     SW(chunk_ptr, hdr & ~M_ALLOCATED);
+//     SW(FPTR(chunk_ptr, sz), hdr & ~M_ALLOCATED);
+//     SW(next_hdr, LW(next_hdr) | M_PREV_FREE);
+
+//     coalesce(chunk_ptr);
+
+//     mutex_unlock(&kheap.lock);
+// }
+
+// void*
+// lx_malloc_internal(heap_context_t* heap, size_t size)
+// {
+//     // Simplest first fit approach.
+
+//     if (!size) {
+//         return NULL;
+//     }
+
+//     uint8_t* ptr = heap->start;
+//     // round to largest 4B aligned value
+//     //  and space for header
+//     size = ROUNDUP(size + WSIZE, BOUNDARY);
+//     while (ptr < (uint8_t*)heap->brk) {
+//         u32_t header = *((u32_t*)ptr);
+//         size_t chunk_size = CHUNK_S(header);
+//         if (!chunk_size && CHUNK_A(header)) {
+//             break;
+//         }
+//         if (chunk_size >= size && !CHUNK_A(header)) {
+//             // found!
+//             place_chunk(ptr, size);
+//             return BPTR(ptr);
+//         }
+//         ptr += chunk_size;
+//     }
+
+//     // if heap is full (seems to be!), then allocate more space (if it's
+//     // okay...)
+//     if ((ptr = lx_grow_heap(heap, size))) {
+//         place_chunk(ptr, size);
+//         return BPTR(ptr);
+//     }
+
+//     // Well, we are officially OOM!
+//     return NULL;
+// }
+
+// void
+// place_chunk(uint8_t* ptr, size_t size)
+// {
+//     u32_t header = *((u32_t*)ptr);
+//     size_t chunk_size = CHUNK_S(header);
+//     *((u32_t*)ptr) = PACK(size, CHUNK_PF(header) | M_ALLOCATED);
+//     uint8_t* n_hdrptr = (uint8_t*)(ptr + size);
+//     u32_t diff = chunk_size - size;
+
+//     if (!diff) {
+//         // if the current free block is fully occupied
+//         u32_t n_hdr = LW(n_hdrptr);
+//         // notify the next block about our avaliability
+//         SW(n_hdrptr, n_hdr & ~0x2);
+//     } else {
+//         // if there is remaining free space left
+//         u32_t remainder_hdr = PACK(diff, M_NOT_ALLOCATED |
+//         M_PREV_ALLOCATED); SW(n_hdrptr, remainder_hdr); SW(FPTR(n_hdrptr,
+//         diff), remainder_hdr);
+
+//         /*
+//             | xxxx |      |         |
+
+//                         |
+//                         v
+
+//             | xxxx |                |
+//         */
+//         coalesce(n_hdrptr);
+//     }
+// }
+
+// void*
+// coalesce(uint8_t* chunk_ptr)
+// {
+//     u32_t hdr = LW(chunk_ptr);
+//     u32_t pf = CHUNK_PF(hdr);
+//     u32_t sz = CHUNK_S(hdr);
+
+//     u32_t n_hdr = LW(chunk_ptr + sz);
+
+//     if (CHUNK_A(n_hdr) && pf) {
+//         // case 1: prev is free
+//         u32_t prev_ftr = LW(chunk_ptr - WSIZE);
+//         size_t prev_chunk_sz = CHUNK_S(prev_ftr);
+//         u32_t new_hdr = PACK(prev_chunk_sz + sz, CHUNK_PF(prev_ftr));
+//         SW(chunk_ptr - prev_chunk_sz, new_hdr);
+//         SW(FPTR(chunk_ptr, sz), new_hdr);
+//         chunk_ptr -= prev_chunk_sz;
+//     } else if (!CHUNK_A(n_hdr) && !pf) {
+//         // case 2: next is free
+//         size_t next_chunk_sz = CHUNK_S(n_hdr);
+//         u32_t new_hdr = PACK(next_chunk_sz + sz, pf);
+//         SW(chunk_ptr, new_hdr);
+//         SW(FPTR(chunk_ptr, sz + next_chunk_sz), new_hdr);
+//     } else if (!CHUNK_A(n_hdr) && pf) {
+//         // case 3: both free
+//         u32_t prev_ftr = LW(chunk_ptr - WSIZE);
+//         size_t next_chunk_sz = CHUNK_S(n_hdr);
+//         size_t prev_chunk_sz = CHUNK_S(prev_ftr);
+//         u32_t new_hdr =
+//           PACK(next_chunk_sz + prev_chunk_sz + sz, CHUNK_PF(prev_ftr));
+//         SW(chunk_ptr - prev_chunk_sz, new_hdr);
+//         SW(FPTR(chunk_ptr, sz + next_chunk_sz), new_hdr);
+//         chunk_ptr -= prev_chunk_sz;
+//     }
+
+//     // (fall through) case 4: prev and next are not free
+//     return chunk_ptr;
+// }
+
+// void*
+// lx_grow_heap(heap_context_t* heap, size_t sz)
+// {
+//     void* start;
+
+//     // The "+ WSIZE" capture the overhead for epilogue marker
+//     if (!(start = lxsbrk(heap, sz + WSIZE, 0))) {
+//         return NULL;
+//     }
+//     sz = ROUNDUP(sz, BOUNDARY);
+
+//     // minus the overhead for epilogue, keep the invariant.
+//     heap->brk -= WSIZE;
+
+//     u32_t old_marker = *((u32_t*)start);
+//     u32_t free_hdr = PACK(sz, CHUNK_PF(old_marker));
+//     SW(start, free_hdr);
+//     SW(FPTR(start, sz), free_hdr);
+//     SW(NEXT_CHK(start), PACK(0, M_ALLOCATED | M_PREV_FREE));
+
+//     return coalesce(start);
+// }
\ No newline at end of file