SGI 特殊的空间配置器 std::alloc(三)

SGI 特殊的空间配置器 std::alloc

向 system heap 要求空间。
考虑多绪(multi-threads)状态。
考虑内存不足时的应变措施。
考虑过多「小型区块」可能造成的内存破碎问题

1599474348(1).png

如果定义了 __USE_MALLOC 则采用 一级配置器 (向系统申请内存)
否则采用 二级配置器(考虑到小型对象,采用内存池)

注意: 当二级配置器向系统申请内存时候,则调用一级配置器

SGI 标准的接口

template<class T, class Alloc>
class simple_alloc {

public:
    static T *allocate(size_t n)
                { return 0 == n? 0 : (T*) Alloc::allocate(n * sizeof (T)); }
    static T *allocate(void)
                { return (T*) Alloc::allocate(sizeof (T)); }
    static void deallocate(T *p, size_t n)
                { if (0 != n) Alloc::deallocate(p, n * sizeof (T)); }
    static void deallocate(T *p)
                { Alloc::deallocate(p, sizeof (T)); }
};

一级配置器

template<class T, class Alloc>
class simple_alloc {

public:
    static T *allocate(size_t n)
                { return 0 == n? 0 : (T*) Alloc::allocate(n * sizeof (T)); }
    static T *allocate(void)
                { return (T*) Alloc::allocate(sizeof (T)); }
    static void deallocate(T *p, size_t n)
                { if (0 != n) Alloc::deallocate(p, n * sizeof (T)); }
    static void deallocate(T *p)
                { Alloc::deallocate(p, sizeof (T)); }
};



一级配置器

template <int inst>
class __malloc_alloc_template 
{
private:

static void *oom_malloc(size_t);

static void *oom_realloc(void *, size_t);

#ifndef __STL_STATIC_TEMPLATE_MEMBER_BUG
    static void (* __malloc_alloc_oom_handler)();  
#endif

public:

static void * allocate(size_t n)
{
    void *result = malloc(n);
    if (0 == result) 
        result = oom_malloc(n);
    
    return result;
}

static void deallocate(void *p, size_t /* n */)
{
    free(p);
}

static void * reallocate(void *p, size_t /* old_sz */, size_t new_sz)
{
    void * result = realloc(p, new_sz);
    if (0 == result) 
        result = oom_realloc(p, new_sz);
    
    return result;
}
static void (* set_malloc_handler(void (*f)()))()
{
    void (* old)() = __malloc_alloc_oom_handler;
    __malloc_alloc_oom_handler = f;
    return(old);
}

};

// malloc_alloc out-of-memory handling

#ifndef __STL_STATIC_TEMPLATE_MEMBER_BUG
template <int inst>
void (* __malloc_alloc_template<inst>::__malloc_alloc_oom_handler)() = 0;
#endif

template <int inst>
void * __malloc_alloc_template<inst>::oom_malloc(size_t n)
{
    void (* my_malloc_handler)();
    void *result;

    for (;;) 
    {
        my_malloc_handler = __malloc_alloc_oom_handler;
        
        if (0 == my_malloc_handler) 
        { 
          __THROW_BAD_ALLOC; 
        }
        
        (*my_malloc_handler)(); 
        
        result = malloc(n);
        
        if (result) 
            return(result);
    }
}


template <int inst>
void * __malloc_alloc_template<inst>::oom_realloc(void *p, size_t n)
{
    void (* my_malloc_handler)();
    void *result;

    for (;;) 
    {
        my_malloc_handler = __malloc_alloc_oom_handler;
        
        if (0 == my_malloc_handler) 
        { 
          __THROW_BAD_ALLOC; 
        }
        
        (*my_malloc_handler)();
        
        result = realloc(p, n);
        
        if (result) 
            return(result);
    }
}

typedef __malloc_alloc_template<0> malloc_alloc;
static void (*set_malloc_handler(void (*f)()))() {
    void (*old)() = __malloc_alloc_oom_handler;
    __malloc_alloc_oom_handler = f;
    return (old);
}

解释一下 set_malloc_handler 是函数名称, void (f)() 是函数参数, 这个函数的返回值也是
void (
)() 。
模拟 C++ 的 set_new_handler()。

二级配置器

template <bool threads, int inst>
class __default_alloc_template {

private:
  // Really we should use static const int x = N
  // instead of enum { x = N }, but few compilers accept the former.
#if ! (defined(__SUNPRO_CC) || defined(__GNUC__))
    enum {_ALIGN = 8};
    enum {_MAX_BYTES = 128};
    enum {_NFREELISTS = 16}; // _MAX_BYTES/_ALIGN
# endif
  static size_t
  _S_round_up(size_t __bytes) 
    { return (((__bytes) + (size_t) _ALIGN-1) & ~((size_t) _ALIGN - 1)); }

__PRIVATE:
  union _Obj {
        union _Obj* _M_free_list_link;
        char _M_client_data[1];    /* The client sees this.        */
  };
private:
# if defined(__SUNPRO_CC) || defined(__GNUC__) || defined(__HP_aCC)
    static _Obj* __STL_VOLATILE _S_free_list[]; 
        // Specifying a size results in duplicate def for 4.1
# else
    static _Obj* __STL_VOLATILE _S_free_list[_NFREELISTS]; 
# endif
  static  size_t _S_freelist_index(size_t __bytes) {
        return (((__bytes) + (size_t)_ALIGN-1)/(size_t)_ALIGN - 1);
  }

  // Returns an object of size __n, and optionally adds to size __n free list.
  static void* _S_refill(size_t __n);
  // Allocates a chunk for nobjs of size size.  nobjs may be reduced
  // if it is inconvenient to allocate the requested number.
  static char* _S_chunk_alloc(size_t __size, int& __nobjs);

  // Chunk allocation state.
  static char* _S_start_free;
  static char* _S_end_free;
  static size_t _S_heap_size;

# ifdef __STL_THREADS
    static _STL_mutex_lock _S_node_allocator_lock;
# endif

    // It would be nice to use _STL_auto_lock here.  But we
    // don't need the NULL check.  And we do need a test whether
    // threads have actually been started.
    class _Lock;
    friend class _Lock;
    class _Lock {
        public:
            _Lock() { __NODE_ALLOCATOR_LOCK; }
            ~_Lock() { __NODE_ALLOCATOR_UNLOCK; }
    };

public:

  /* __n must be > 0      */
  static void* allocate(size_t __n)
  {
    void* __ret = 0;

    if (__n > (size_t) _MAX_BYTES) {
      __ret = malloc_alloc::allocate(__n);
    }
    else {
      _Obj* __STL_VOLATILE* __my_free_list
          = _S_free_list + _S_freelist_index(__n);
      // Acquire the lock here with a constructor call.
      // This ensures that it is released in exit or during stack
      // unwinding.
#     ifndef _NOTHREADS
      /*REFERENCED*/
      _Lock __lock_instance;
#     endif
      _Obj* __RESTRICT __result = *__my_free_list;
      if (__result == 0)
        __ret = _S_refill(_S_round_up(__n));
      else {
        *__my_free_list = __result -> _M_free_list_link;
        __ret = __result;
      }
    }

    return __ret;
  };

  /* __p may not be 0 */
  static void deallocate(void* __p, size_t __n)
  {
    if (__n > (size_t) _MAX_BYTES)
      malloc_alloc::deallocate(__p, __n);
    else {
      _Obj* __STL_VOLATILE*  __my_free_list
          = _S_free_list + _S_freelist_index(__n);
      _Obj* __q = (_Obj*)__p;

      // acquire lock
#       ifndef _NOTHREADS
      /*REFERENCED*/
      _Lock __lock_instance;
#       endif /* _NOTHREADS */
      __q -> _M_free_list_link = *__my_free_list;
      *__my_free_list = __q;
      // lock is released here
    }
  }

  static void* reallocate(void* __p, size_t __old_sz, size_t __new_sz);

} ;

typedef __default_alloc_template<__NODE_ALLOCATOR_THREADS, 0> alloc;
typedef __default_alloc_template<false, 0> single_client_alloc;
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