]> rtime.felk.cvut.cz Git - l4.git/blob - l4/pkg/l4re-core/libstdc++-v3/contrib/libstdc++-v3-5/include/ext/bitmap_allocator.h
Update
[l4.git] / l4 / pkg / l4re-core / libstdc++-v3 / contrib / libstdc++-v3-5 / include / ext / bitmap_allocator.h
1 // Bitmap Allocator. -*- C++ -*-
2
3 // Copyright (C) 2004-2015 Free Software Foundation, Inc.
4 //
5 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
6 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
7 // terms of the GNU General Public License as published by the
8 // Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 // any later version.
10
11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 // GNU General Public License for more details.
15
16 // Under Section 7 of GPL version 3, you are granted additional
17 // permissions described in the GCC Runtime Library Exception, version
18 // 3.1, as published by the Free Software Foundation.
19
20 // You should have received a copy of the GNU General Public License and
21 // a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;
22 // see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see
23 // <http://www.gnu.org/licenses/>.
24
25 /** @file ext/bitmap_allocator.h
26  *  This file is a GNU extension to the Standard C++ Library.
27  */
28
29 #ifndef _BITMAP_ALLOCATOR_H
30 #define _BITMAP_ALLOCATOR_H 1
31
32 #include <utility> // For std::pair.
33 #include <bits/functexcept.h> // For __throw_bad_alloc().
34 #include <functional> // For greater_equal, and less_equal.
35 #include <new> // For operator new.
36 #include <debug/debug.h> // _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT
37 #include <ext/concurrence.h>
38 #include <bits/move.h>
39
40 /** @brief The constant in the expression below is the alignment
41  * required in bytes.
42  */
43 #define _BALLOC_ALIGN_BYTES 8
44
45 namespace __gnu_cxx _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
46 {
47   using std::size_t;
48   using std::ptrdiff_t;
49
50   namespace __detail
51   {
52   _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE_VERSION
53     /** @class  __mini_vector bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
54      *
55      *  @brief  __mini_vector<> is a stripped down version of the
56      *  full-fledged std::vector<>.
57      *
58      *  It is to be used only for built-in types or PODs. Notable
59      *  differences are:
60      * 
61      *  1. Not all accessor functions are present.
62      *  2. Used ONLY for PODs.
63      *  3. No Allocator template argument. Uses ::operator new() to get
64      *  memory, and ::operator delete() to free it.
65      *  Caveat: The dtor does NOT free the memory allocated, so this a
66      *  memory-leaking vector!
67      */
68     template<typename _Tp>
69       class __mini_vector
70       {
71         __mini_vector(const __mini_vector&);
72         __mini_vector& operator=(const __mini_vector&);
73
74       public:
75         typedef _Tp value_type;
76         typedef _Tp* pointer;
77         typedef _Tp& reference;
78         typedef const _Tp& const_reference;
79         typedef size_t size_type;
80         typedef ptrdiff_t difference_type;
81         typedef pointer iterator;
82
83       private:
84         pointer _M_start;
85         pointer _M_finish;
86         pointer _M_end_of_storage;
87
88         size_type
89         _M_space_left() const throw()
90         { return _M_end_of_storage - _M_finish; }
91
92         pointer
93         allocate(size_type __n)
94         { return static_cast<pointer>(::operator new(__n * sizeof(_Tp))); }
95
96         void
97         deallocate(pointer __p, size_type)
98         { ::operator delete(__p); }
99
100       public:
101         // Members used: size(), push_back(), pop_back(),
102         // insert(iterator, const_reference), erase(iterator),
103         // begin(), end(), back(), operator[].
104
105         __mini_vector()
106         : _M_start(0), _M_finish(0), _M_end_of_storage(0) { }
107
108         size_type
109         size() const throw()
110         { return _M_finish - _M_start; }
111
112         iterator
113         begin() const throw()
114         { return this->_M_start; }
115
116         iterator
117         end() const throw()
118         { return this->_M_finish; }
119
120         reference
121         back() const throw()
122         { return *(this->end() - 1); }
123
124         reference
125         operator[](const size_type __pos) const throw()
126         { return this->_M_start[__pos]; }
127
128         void
129         insert(iterator __pos, const_reference __x);
130
131         void
132         push_back(const_reference __x)
133         {
134           if (this->_M_space_left())
135             {
136               *this->end() = __x;
137               ++this->_M_finish;
138             }
139           else
140             this->insert(this->end(), __x);
141         }
142
143         void
144         pop_back() throw()
145         { --this->_M_finish; }
146
147         void
148         erase(iterator __pos) throw();
149
150         void
151         clear() throw()
152         { this->_M_finish = this->_M_start; }
153       };
154
155     // Out of line function definitions.
156     template<typename _Tp>
157       void __mini_vector<_Tp>::
158       insert(iterator __pos, const_reference __x)
159       {
160         if (this->_M_space_left())
161           {
162             size_type __to_move = this->_M_finish - __pos;
163             iterator __dest = this->end();
164             iterator __src = this->end() - 1;
165
166             ++this->_M_finish;
167             while (__to_move)
168               {
169                 *__dest = *__src;
170                 --__dest; --__src; --__to_move;
171               }
172             *__pos = __x;
173           }
174         else
175           {
176             size_type __new_size = this->size() ? this->size() * 2 : 1;
177             iterator __new_start = this->allocate(__new_size);
178             iterator __first = this->begin();
179             iterator __start = __new_start;
180             while (__first != __pos)
181               {
182                 *__start = *__first;
183                 ++__start; ++__first;
184               }
185             *__start = __x;
186             ++__start;
187             while (__first != this->end())
188               {
189                 *__start = *__first;
190                 ++__start; ++__first;
191               }
192             if (this->_M_start)
193               this->deallocate(this->_M_start, this->size());
194
195             this->_M_start = __new_start;
196             this->_M_finish = __start;
197             this->_M_end_of_storage = this->_M_start + __new_size;
198           }
199       }
200
201     template<typename _Tp>
202       void __mini_vector<_Tp>::
203       erase(iterator __pos) throw()
204       {
205         while (__pos + 1 != this->end())
206           {
207             *__pos = __pos[1];
208             ++__pos;
209           }
210         --this->_M_finish;
211       }
212
213
214     template<typename _Tp>
215       struct __mv_iter_traits
216       {
217         typedef typename _Tp::value_type value_type;
218         typedef typename _Tp::difference_type difference_type;
219       };
220
221     template<typename _Tp>
222       struct __mv_iter_traits<_Tp*>
223       {
224         typedef _Tp value_type;
225         typedef ptrdiff_t difference_type;
226       };
227
228     enum 
229       { 
230         bits_per_byte = 8,
231         bits_per_block = sizeof(size_t) * size_t(bits_per_byte) 
232       };
233
234     template<typename _ForwardIterator, typename _Tp, typename _Compare>
235       _ForwardIterator
236       __lower_bound(_ForwardIterator __first, _ForwardIterator __last,
237                     const _Tp& __val, _Compare __comp)
238       {
239         typedef typename __mv_iter_traits<_ForwardIterator>::difference_type
240           _DistanceType;
241
242         _DistanceType __len = __last - __first;
243         _DistanceType __half;
244         _ForwardIterator __middle;
245
246         while (__len > 0)
247           {
248             __half = __len >> 1;
249             __middle = __first;
250             __middle += __half;
251             if (__comp(*__middle, __val))
252               {
253                 __first = __middle;
254                 ++__first;
255                 __len = __len - __half - 1;
256               }
257             else
258               __len = __half;
259           }
260         return __first;
261       }
262
263     /** @brief The number of Blocks pointed to by the address pair
264      *  passed to the function.
265      */
266     template<typename _AddrPair>
267       inline size_t
268       __num_blocks(_AddrPair __ap)
269       { return (__ap.second - __ap.first) + 1; }
270
271     /** @brief The number of Bit-maps pointed to by the address pair
272      *  passed to the function.
273      */
274     template<typename _AddrPair>
275       inline size_t
276       __num_bitmaps(_AddrPair __ap)
277       { return __num_blocks(__ap) / size_t(bits_per_block); }
278
279     // _Tp should be a pointer type.
280     template<typename _Tp>
281       class _Inclusive_between 
282       : public std::unary_function<typename std::pair<_Tp, _Tp>, bool>
283       {
284         typedef _Tp pointer;
285         pointer _M_ptr_value;
286         typedef typename std::pair<_Tp, _Tp> _Block_pair;
287         
288       public:
289         _Inclusive_between(pointer __ptr) : _M_ptr_value(__ptr) 
290         { }
291         
292         bool 
293         operator()(_Block_pair __bp) const throw()
294         {
295           if (std::less_equal<pointer>()(_M_ptr_value, __bp.second) 
296               && std::greater_equal<pointer>()(_M_ptr_value, __bp.first))
297             return true;
298           else
299             return false;
300         }
301       };
302   
303     // Used to pass a Functor to functions by reference.
304     template<typename _Functor>
305       class _Functor_Ref 
306       : public std::unary_function<typename _Functor::argument_type, 
307                                    typename _Functor::result_type>
308       {
309         _Functor& _M_fref;
310         
311       public:
312         typedef typename _Functor::argument_type argument_type;
313         typedef typename _Functor::result_type result_type;
314
315         _Functor_Ref(_Functor& __fref) : _M_fref(__fref) 
316         { }
317
318         result_type 
319         operator()(argument_type __arg) 
320         { return _M_fref(__arg); }
321       };
322
323     /** @class  _Ffit_finder bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
324      *
325      *  @brief  The class which acts as a predicate for applying the
326      *  first-fit memory allocation policy for the bitmap allocator.
327      */
328     // _Tp should be a pointer type, and _Alloc is the Allocator for
329     // the vector.
330     template<typename _Tp>
331       class _Ffit_finder 
332       : public std::unary_function<typename std::pair<_Tp, _Tp>, bool>
333       {
334         typedef typename std::pair<_Tp, _Tp> _Block_pair;
335         typedef typename __detail::__mini_vector<_Block_pair> _BPVector;
336         typedef typename _BPVector::difference_type _Counter_type;
337
338         size_t* _M_pbitmap;
339         _Counter_type _M_data_offset;
340
341       public:
342         _Ffit_finder() : _M_pbitmap(0), _M_data_offset(0)
343         { }
344
345         bool 
346         operator()(_Block_pair __bp) throw()
347         {
348           // Set the _rover to the last physical location bitmap,
349           // which is the bitmap which belongs to the first free
350           // block. Thus, the bitmaps are in exact reverse order of
351           // the actual memory layout. So, we count down the bitmaps,
352           // which is the same as moving up the memory.
353
354           // If the used count stored at the start of the Bit Map headers
355           // is equal to the number of Objects that the current Block can
356           // store, then there is definitely no space for another single
357           // object, so just return false.
358           _Counter_type __diff = __detail::__num_bitmaps(__bp);
359
360           if (*(reinterpret_cast<size_t*>
361                 (__bp.first) - (__diff + 1)) == __detail::__num_blocks(__bp))
362             return false;
363
364           size_t* __rover = reinterpret_cast<size_t*>(__bp.first) - 1;
365
366           for (_Counter_type __i = 0; __i < __diff; ++__i)
367             {
368               _M_data_offset = __i;
369               if (*__rover)
370                 {
371                   _M_pbitmap = __rover;
372                   return true;
373                 }
374               --__rover;
375             }
376           return false;
377         }
378     
379         size_t*
380         _M_get() const throw()
381         { return _M_pbitmap; }
382
383         _Counter_type
384         _M_offset() const throw()
385         { return _M_data_offset * size_t(bits_per_block); }
386       };
387
388     /** @class  _Bitmap_counter bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
389      *
390      *  @brief  The bitmap counter which acts as the bitmap
391      *  manipulator, and manages the bit-manipulation functions and
392      *  the searching and identification functions on the bit-map.
393      */
394     // _Tp should be a pointer type.
395     template<typename _Tp>
396       class _Bitmap_counter
397       {
398         typedef typename
399         __detail::__mini_vector<typename std::pair<_Tp, _Tp> > _BPVector;
400         typedef typename _BPVector::size_type _Index_type;
401         typedef _Tp pointer;
402
403         _BPVector& _M_vbp;
404         size_t* _M_curr_bmap;
405         size_t* _M_last_bmap_in_block;
406         _Index_type _M_curr_index;
407     
408       public:
409         // Use the 2nd parameter with care. Make sure that such an
410         // entry exists in the vector before passing that particular
411         // index to this ctor.
412         _Bitmap_counter(_BPVector& Rvbp, long __index = -1) : _M_vbp(Rvbp)
413         { this->_M_reset(__index); }
414     
415         void 
416         _M_reset(long __index = -1) throw()
417         {
418           if (__index == -1)
419             {
420               _M_curr_bmap = 0;
421               _M_curr_index = static_cast<_Index_type>(-1);
422               return;
423             }
424
425           _M_curr_index = __index;
426           _M_curr_bmap = reinterpret_cast<size_t*>
427             (_M_vbp[_M_curr_index].first) - 1;
428           
429           _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(__index <= (long)_M_vbp.size() - 1);
430         
431           _M_last_bmap_in_block = _M_curr_bmap
432             - ((_M_vbp[_M_curr_index].second 
433                 - _M_vbp[_M_curr_index].first + 1) 
434                / size_t(bits_per_block) - 1);
435         }
436     
437         // Dangerous Function! Use with extreme care. Pass to this
438         // function ONLY those values that are known to be correct,
439         // otherwise this will mess up big time.
440         void
441         _M_set_internal_bitmap(size_t* __new_internal_marker) throw()
442         { _M_curr_bmap = __new_internal_marker; }
443     
444         bool
445         _M_finished() const throw()
446         { return(_M_curr_bmap == 0); }
447     
448         _Bitmap_counter&
449         operator++() throw()
450         {
451           if (_M_curr_bmap == _M_last_bmap_in_block)
452             {
453               if (++_M_curr_index == _M_vbp.size())
454                 _M_curr_bmap = 0;
455               else
456                 this->_M_reset(_M_curr_index);
457             }
458           else
459             --_M_curr_bmap;
460           return *this;
461         }
462     
463         size_t*
464         _M_get() const throw()
465         { return _M_curr_bmap; }
466     
467         pointer 
468         _M_base() const throw()
469         { return _M_vbp[_M_curr_index].first; }
470
471         _Index_type
472         _M_offset() const throw()
473         {
474           return size_t(bits_per_block)
475             * ((reinterpret_cast<size_t*>(this->_M_base()) 
476                 - _M_curr_bmap) - 1);
477         }
478     
479         _Index_type
480         _M_where() const throw()
481         { return _M_curr_index; }
482       };
483
484     /** @brief  Mark a memory address as allocated by re-setting the
485      *  corresponding bit in the bit-map.
486      */
487     inline void 
488     __bit_allocate(size_t* __pbmap, size_t __pos) throw()
489     {
490       size_t __mask = 1 << __pos;
491       __mask = ~__mask;
492       *__pbmap &= __mask;
493     }
494   
495     /** @brief  Mark a memory address as free by setting the
496      *  corresponding bit in the bit-map.
497      */
498     inline void 
499     __bit_free(size_t* __pbmap, size_t __pos) throw()
500     {
501       size_t __mask = 1 << __pos;
502       *__pbmap |= __mask;
503     }
504
505   _GLIBCXX_END_NAMESPACE_VERSION
506   } // namespace __detail
507
508 _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE_VERSION
509
510   /** @brief  Generic Version of the bsf instruction.
511    */
512   inline size_t 
513   _Bit_scan_forward(size_t __num)
514   { return static_cast<size_t>(__builtin_ctzl(__num)); }
515
516   /** @class  free_list bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
517    *
518    *  @brief  The free list class for managing chunks of memory to be
519    *  given to and returned by the bitmap_allocator.
520    */
521   class free_list
522   {
523   public:
524     typedef size_t*                             value_type;
525     typedef __detail::__mini_vector<value_type> vector_type;
526     typedef vector_type::iterator               iterator;
527     typedef __mutex                             __mutex_type;
528
529   private:
530     struct _LT_pointer_compare
531     {
532       bool
533       operator()(const size_t* __pui, 
534                  const size_t __cui) const throw()
535       { return *__pui < __cui; }
536     };
537
538 #if defined __GTHREADS
539     __mutex_type&
540     _M_get_mutex()
541     {
542       static __mutex_type _S_mutex;
543       return _S_mutex;
544     }
545 #endif
546
547     vector_type&
548     _M_get_free_list()
549     {
550       static vector_type _S_free_list;
551       return _S_free_list;
552     }
553
554     /** @brief  Performs validation of memory based on their size.
555      *
556      *  @param  __addr The pointer to the memory block to be
557      *  validated.
558      *
559      *  Validates the memory block passed to this function and
560      *  appropriately performs the action of managing the free list of
561      *  blocks by adding this block to the free list or deleting this
562      *  or larger blocks from the free list.
563      */
564     void
565     _M_validate(size_t* __addr) throw()
566     {
567       vector_type& __free_list = _M_get_free_list();
568       const vector_type::size_type __max_size = 64;
569       if (__free_list.size() >= __max_size)
570         {
571           // Ok, the threshold value has been reached.  We determine
572           // which block to remove from the list of free blocks.
573           if (*__addr >= *__free_list.back())
574             {
575               // Ok, the new block is greater than or equal to the
576               // last block in the list of free blocks. We just free
577               // the new block.
578               ::operator delete(static_cast<void*>(__addr));
579               return;
580             }
581           else
582             {
583               // Deallocate the last block in the list of free lists,
584               // and insert the new one in its correct position.
585               ::operator delete(static_cast<void*>(__free_list.back()));
586               __free_list.pop_back();
587             }
588         }
589           
590       // Just add the block to the list of free lists unconditionally.
591       iterator __temp = __detail::__lower_bound
592         (__free_list.begin(), __free_list.end(), 
593          *__addr, _LT_pointer_compare());
594
595       // We may insert the new free list before _temp;
596       __free_list.insert(__temp, __addr);
597     }
598
599     /** @brief  Decides whether the wastage of memory is acceptable for
600      *  the current memory request and returns accordingly.
601      *
602      *  @param __block_size The size of the block available in the free
603      *  list.
604      *
605      *  @param __required_size The required size of the memory block.
606      *
607      *  @return true if the wastage incurred is acceptable, else returns
608      *  false.
609      */
610     bool 
611     _M_should_i_give(size_t __block_size, 
612                      size_t __required_size) throw()
613     {
614       const size_t __max_wastage_percentage = 36;
615       if (__block_size >= __required_size && 
616           (((__block_size - __required_size) * 100 / __block_size)
617            < __max_wastage_percentage))
618         return true;
619       else
620         return false;
621     }
622
623   public:
624     /** @brief This function returns the block of memory to the
625      *  internal free list.
626      *
627      *  @param  __addr The pointer to the memory block that was given
628      *  by a call to the _M_get function.
629      */
630     inline void 
631     _M_insert(size_t* __addr) throw()
632     {
633 #if defined __GTHREADS
634       __scoped_lock __bfl_lock(_M_get_mutex());
635 #endif
636       // Call _M_validate to decide what should be done with
637       // this particular free list.
638       this->_M_validate(reinterpret_cast<size_t*>(__addr) - 1);
639       // See discussion as to why this is 1!
640     }
641     
642     /** @brief  This function gets a block of memory of the specified
643      *  size from the free list.
644      *
645      *  @param  __sz The size in bytes of the memory required.
646      *
647      *  @return  A pointer to the new memory block of size at least
648      *  equal to that requested.
649      */
650     size_t*
651     _M_get(size_t __sz) throw(std::bad_alloc);
652
653     /** @brief  This function just clears the internal Free List, and
654      *  gives back all the memory to the OS.
655      */
656     void 
657     _M_clear();
658   };
659
660
661   // Forward declare the class.
662   template<typename _Tp> 
663     class bitmap_allocator;
664
665   // Specialize for void:
666   template<>
667     class bitmap_allocator<void>
668     {
669     public:
670       typedef void*       pointer;
671       typedef const void* const_pointer;
672
673       // Reference-to-void members are impossible.
674       typedef void  value_type;
675       template<typename _Tp1>
676         struct rebind
677         {
678           typedef bitmap_allocator<_Tp1> other;
679         };
680     };
681
682   /**
683    * @brief Bitmap Allocator, primary template.
684    * @ingroup allocators
685    */
686   template<typename _Tp>
687     class bitmap_allocator : private free_list
688     {
689     public:
690       typedef size_t                    size_type;
691       typedef ptrdiff_t                 difference_type;
692       typedef _Tp*                      pointer;
693       typedef const _Tp*                const_pointer;
694       typedef _Tp&                      reference;
695       typedef const _Tp&                const_reference;
696       typedef _Tp                       value_type;
697       typedef free_list::__mutex_type   __mutex_type;
698
699       template<typename _Tp1>
700         struct rebind
701         {
702           typedef bitmap_allocator<_Tp1> other;
703         };
704
705 #if __cplusplus >= 201103L
706       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
707       // 2103. propagate_on_container_move_assignment
708       typedef std::true_type propagate_on_container_move_assignment;
709 #endif
710
711     private:
712       template<size_t _BSize, size_t _AlignSize>
713         struct aligned_size
714         {
715           enum
716             { 
717               modulus = _BSize % _AlignSize,
718               value = _BSize + (modulus ? _AlignSize - (modulus) : 0)
719             };
720         };
721
722       struct _Alloc_block
723       {
724         char __M_unused[aligned_size<sizeof(value_type),
725                         _BALLOC_ALIGN_BYTES>::value];
726       };
727
728
729       typedef typename std::pair<_Alloc_block*, _Alloc_block*> _Block_pair;
730
731       typedef typename __detail::__mini_vector<_Block_pair> _BPVector;
732       typedef typename _BPVector::iterator _BPiter;
733
734       template<typename _Predicate>
735         static _BPiter
736         _S_find(_Predicate __p)
737         {
738           _BPiter __first = _S_mem_blocks.begin();
739           while (__first != _S_mem_blocks.end() && !__p(*__first))
740             ++__first;
741           return __first;
742         }
743
744 #if defined _GLIBCXX_DEBUG
745       // Complexity: O(lg(N)). Where, N is the number of block of size
746       // sizeof(value_type).
747       void 
748       _S_check_for_free_blocks() throw()
749       {
750         typedef typename __detail::_Ffit_finder<_Alloc_block*> _FFF;
751         _BPiter __bpi = _S_find(_FFF());
752
753         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(__bpi == _S_mem_blocks.end());
754       }
755 #endif
756
757       /** @brief  Responsible for exponentially growing the internal
758        *  memory pool.
759        *
760        *  @throw  std::bad_alloc. If memory can not be allocated.
761        *
762        *  Complexity: O(1), but internally depends upon the
763        *  complexity of the function free_list::_M_get. The part where
764        *  the bitmap headers are written has complexity: O(X),where X
765        *  is the number of blocks of size sizeof(value_type) within
766        *  the newly acquired block. Having a tight bound.
767        */
768       void 
769       _S_refill_pool() throw(std::bad_alloc)
770       {
771 #if defined _GLIBCXX_DEBUG
772         _S_check_for_free_blocks();
773 #endif
774
775         const size_t __num_bitmaps = (_S_block_size
776                                       / size_t(__detail::bits_per_block));
777         const size_t __size_to_allocate = sizeof(size_t) 
778           + _S_block_size * sizeof(_Alloc_block) 
779           + __num_bitmaps * sizeof(size_t);
780
781         size_t* __temp =
782           reinterpret_cast<size_t*>(this->_M_get(__size_to_allocate));
783         *__temp = 0;
784         ++__temp;
785
786         // The Header information goes at the Beginning of the Block.
787         _Block_pair __bp = 
788           std::make_pair(reinterpret_cast<_Alloc_block*>
789                          (__temp + __num_bitmaps), 
790                          reinterpret_cast<_Alloc_block*>
791                          (__temp + __num_bitmaps) 
792                          + _S_block_size - 1);
793         
794         // Fill the Vector with this information.
795         _S_mem_blocks.push_back(__bp);
796
797         for (size_t __i = 0; __i < __num_bitmaps; ++__i)
798           __temp[__i] = ~static_cast<size_t>(0); // 1 Indicates all Free.
799
800         _S_block_size *= 2;
801       }
802
803       static _BPVector _S_mem_blocks;
804       static size_t _S_block_size;
805       static __detail::_Bitmap_counter<_Alloc_block*> _S_last_request;
806       static typename _BPVector::size_type _S_last_dealloc_index;
807 #if defined __GTHREADS
808       static __mutex_type _S_mut;
809 #endif
810
811     public:
812
813       /** @brief  Allocates memory for a single object of size
814        *  sizeof(_Tp).
815        *
816        *  @throw  std::bad_alloc. If memory can not be allocated.
817        *
818        *  Complexity: Worst case complexity is O(N), but that
819        *  is hardly ever hit. If and when this particular case is
820        *  encountered, the next few cases are guaranteed to have a
821        *  worst case complexity of O(1)!  That's why this function
822        *  performs very well on average. You can consider this
823        *  function to have a complexity referred to commonly as:
824        *  Amortized Constant time.
825        */
826       pointer 
827       _M_allocate_single_object() throw(std::bad_alloc)
828       {
829 #if defined __GTHREADS
830         __scoped_lock __bit_lock(_S_mut);
831 #endif
832
833         // The algorithm is something like this: The last_request
834         // variable points to the last accessed Bit Map. When such a
835         // condition occurs, we try to find a free block in the
836         // current bitmap, or succeeding bitmaps until the last bitmap
837         // is reached. If no free block turns up, we resort to First
838         // Fit method.
839
840         // WARNING: Do not re-order the condition in the while
841         // statement below, because it relies on C++'s short-circuit
842         // evaluation. The return from _S_last_request->_M_get() will
843         // NOT be dereference able if _S_last_request->_M_finished()
844         // returns true. This would inevitably lead to a NULL pointer
845         // dereference if tinkered with.
846         while (_S_last_request._M_finished() == false
847                && (*(_S_last_request._M_get()) == 0))
848           _S_last_request.operator++();
849
850         if (__builtin_expect(_S_last_request._M_finished() == true, false))
851           {
852             // Fall Back to First Fit algorithm.
853             typedef typename __detail::_Ffit_finder<_Alloc_block*> _FFF;
854             _FFF __fff;
855             _BPiter __bpi = _S_find(__detail::_Functor_Ref<_FFF>(__fff));
856
857             if (__bpi != _S_mem_blocks.end())
858               {
859                 // Search was successful. Ok, now mark the first bit from
860                 // the right as 0, meaning Allocated. This bit is obtained
861                 // by calling _M_get() on __fff.
862                 size_t __nz_bit = _Bit_scan_forward(*__fff._M_get());
863                 __detail::__bit_allocate(__fff._M_get(), __nz_bit);
864
865                 _S_last_request._M_reset(__bpi - _S_mem_blocks.begin());
866
867                 // Now, get the address of the bit we marked as allocated.
868                 pointer __ret = reinterpret_cast<pointer>
869                   (__bpi->first + __fff._M_offset() + __nz_bit);
870                 size_t* __puse_count = 
871                   reinterpret_cast<size_t*>
872                   (__bpi->first) - (__detail::__num_bitmaps(*__bpi) + 1);
873                 
874                 ++(*__puse_count);
875                 return __ret;
876               }
877             else
878               {
879                 // Search was unsuccessful. We Add more memory to the
880                 // pool by calling _S_refill_pool().
881                 _S_refill_pool();
882
883                 // _M_Reset the _S_last_request structure to the first
884                 // free block's bit map.
885                 _S_last_request._M_reset(_S_mem_blocks.size() - 1);
886
887                 // Now, mark that bit as allocated.
888               }
889           }
890
891         // _S_last_request holds a pointer to a valid bit map, that
892         // points to a free block in memory.
893         size_t __nz_bit = _Bit_scan_forward(*_S_last_request._M_get());
894         __detail::__bit_allocate(_S_last_request._M_get(), __nz_bit);
895
896         pointer __ret = reinterpret_cast<pointer>
897           (_S_last_request._M_base() + _S_last_request._M_offset() + __nz_bit);
898
899         size_t* __puse_count = reinterpret_cast<size_t*>
900           (_S_mem_blocks[_S_last_request._M_where()].first)
901           - (__detail::
902              __num_bitmaps(_S_mem_blocks[_S_last_request._M_where()]) + 1);
903
904         ++(*__puse_count);
905         return __ret;
906       }
907
908       /** @brief  Deallocates memory that belongs to a single object of
909        *  size sizeof(_Tp).
910        *
911        *  Complexity: O(lg(N)), but the worst case is not hit
912        *  often!  This is because containers usually deallocate memory
913        *  close to each other and this case is handled in O(1) time by
914        *  the deallocate function.
915        */
916       void 
917       _M_deallocate_single_object(pointer __p) throw()
918       {
919 #if defined __GTHREADS
920         __scoped_lock __bit_lock(_S_mut);
921 #endif
922         _Alloc_block* __real_p = reinterpret_cast<_Alloc_block*>(__p);
923
924         typedef typename _BPVector::iterator _Iterator;
925         typedef typename _BPVector::difference_type _Difference_type;
926
927         _Difference_type __diff;
928         long __displacement;
929
930         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index >= 0);
931
932         __detail::_Inclusive_between<_Alloc_block*> __ibt(__real_p);
933         if (__ibt(_S_mem_blocks[_S_last_dealloc_index]))
934           {
935             _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index
936                                   <= _S_mem_blocks.size() - 1);
937
938             // Initial Assumption was correct!
939             __diff = _S_last_dealloc_index;
940             __displacement = __real_p - _S_mem_blocks[__diff].first;
941           }
942         else
943           {
944             _Iterator _iter = _S_find(__ibt);
945
946             _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_iter != _S_mem_blocks.end());
947
948             __diff = _iter - _S_mem_blocks.begin();
949             __displacement = __real_p - _S_mem_blocks[__diff].first;
950             _S_last_dealloc_index = __diff;
951           }
952
953         // Get the position of the iterator that has been found.
954         const size_t __rotate = (__displacement
955                                  % size_t(__detail::bits_per_block));
956         size_t* __bitmapC = 
957           reinterpret_cast<size_t*>
958           (_S_mem_blocks[__diff].first) - 1;
959         __bitmapC -= (__displacement / size_t(__detail::bits_per_block));
960       
961         __detail::__bit_free(__bitmapC, __rotate);
962         size_t* __puse_count = reinterpret_cast<size_t*>
963           (_S_mem_blocks[__diff].first)
964           - (__detail::__num_bitmaps(_S_mem_blocks[__diff]) + 1);
965         
966         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(*__puse_count != 0);
967
968         --(*__puse_count);
969
970         if (__builtin_expect(*__puse_count == 0, false))
971           {
972             _S_block_size /= 2;
973           
974             // We can safely remove this block.
975             // _Block_pair __bp = _S_mem_blocks[__diff];
976             this->_M_insert(__puse_count);
977             _S_mem_blocks.erase(_S_mem_blocks.begin() + __diff);
978
979             // Reset the _S_last_request variable to reflect the
980             // erased block. We do this to protect future requests
981             // after the last block has been removed from a particular
982             // memory Chunk, which in turn has been returned to the
983             // free list, and hence had been erased from the vector,
984             // so the size of the vector gets reduced by 1.
985             if ((_Difference_type)_S_last_request._M_where() >= __diff--)
986               _S_last_request._M_reset(__diff); 
987
988             // If the Index into the vector of the region of memory
989             // that might hold the next address that will be passed to
990             // deallocated may have been invalidated due to the above
991             // erase procedure being called on the vector, hence we
992             // try to restore this invariant too.
993             if (_S_last_dealloc_index >= _S_mem_blocks.size())
994               {
995                 _S_last_dealloc_index =(__diff != -1 ? __diff : 0);
996                 _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index >= 0);
997               }
998           }
999       }
1000
1001     public:
1002       bitmap_allocator() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
1003       { }
1004
1005       bitmap_allocator(const bitmap_allocator&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
1006       { }
1007
1008       template<typename _Tp1>
1009         bitmap_allocator(const bitmap_allocator<_Tp1>&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
1010         { }
1011
1012       ~bitmap_allocator() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
1013       { }
1014
1015       pointer 
1016       allocate(size_type __n)
1017       {
1018         if (__n > this->max_size())
1019           std::__throw_bad_alloc();
1020
1021         if (__builtin_expect(__n == 1, true))
1022           return this->_M_allocate_single_object();
1023         else
1024           { 
1025             const size_type __b = __n * sizeof(value_type);
1026             return reinterpret_cast<pointer>(::operator new(__b));
1027           }
1028       }
1029
1030       pointer 
1031       allocate(size_type __n, typename bitmap_allocator<void>::const_pointer)
1032       { return allocate(__n); }
1033
1034       void 
1035       deallocate(pointer __p, size_type __n) throw()
1036       {
1037         if (__builtin_expect(__p != 0, true))
1038           {
1039             if (__builtin_expect(__n == 1, true))
1040               this->_M_deallocate_single_object(__p);
1041             else
1042               ::operator delete(__p);
1043           }
1044       }
1045
1046       pointer 
1047       address(reference __r) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
1048       { return std::__addressof(__r); }
1049
1050       const_pointer 
1051       address(const_reference __r) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
1052       { return std::__addressof(__r); }
1053
1054       size_type 
1055       max_size() const _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
1056       { return size_type(-1) / sizeof(value_type); }
1057
1058 #if __cplusplus >= 201103L
1059       template<typename _Up, typename... _Args>
1060         void
1061         construct(_Up* __p, _Args&&... __args)
1062         { ::new((void *)__p) _Up(std::forward<_Args>(__args)...); }
1063
1064       template<typename _Up>
1065         void 
1066         destroy(_Up* __p)
1067         { __p->~_Up(); }
1068 #else
1069       void 
1070       construct(pointer __p, const_reference __data)
1071       { ::new((void *)__p) value_type(__data); }
1072
1073       void 
1074       destroy(pointer __p)
1075       { __p->~value_type(); }
1076 #endif
1077     };
1078
1079   template<typename _Tp1, typename _Tp2>
1080     bool 
1081     operator==(const bitmap_allocator<_Tp1>&, 
1082                const bitmap_allocator<_Tp2>&) throw()
1083     { return true; }
1084   
1085   template<typename _Tp1, typename _Tp2>
1086     bool 
1087     operator!=(const bitmap_allocator<_Tp1>&, 
1088                const bitmap_allocator<_Tp2>&) throw() 
1089   { return false; }
1090
1091   // Static member definitions.
1092   template<typename _Tp>
1093     typename bitmap_allocator<_Tp>::_BPVector
1094     bitmap_allocator<_Tp>::_S_mem_blocks;
1095
1096   template<typename _Tp>
1097     size_t bitmap_allocator<_Tp>::_S_block_size = 
1098     2 * size_t(__detail::bits_per_block);
1099
1100   template<typename _Tp>
1101     typename bitmap_allocator<_Tp>::_BPVector::size_type 
1102     bitmap_allocator<_Tp>::_S_last_dealloc_index = 0;
1103
1104   template<typename _Tp>
1105     __detail::_Bitmap_counter
1106       <typename bitmap_allocator<_Tp>::_Alloc_block*>
1107     bitmap_allocator<_Tp>::_S_last_request(_S_mem_blocks);
1108
1109 #if defined __GTHREADS
1110   template<typename _Tp>
1111     typename bitmap_allocator<_Tp>::__mutex_type
1112     bitmap_allocator<_Tp>::_S_mut;
1113 #endif
1114
1115 _GLIBCXX_END_NAMESPACE_VERSION
1116 } // namespace __gnu_cxx
1117
1118 #endif 
1119