glslang: Fix over 100 warnings from MSVC warning level 4.
[platform/upstream/glslang.git] / glslang / Include / PoolAlloc.h
1 //
2 //Copyright (C) 2002-2005  3Dlabs Inc. Ltd.
3 //Copyright (C) 2012-2013 LunarG, Inc.
4 //
5 //All rights reserved.
6 //
7 //Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8 //modification, are permitted provided that the following conditions
9 //are met:
10 //
11 //    Redistributions of source code must retain the above copyright
12 //    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13 //
14 //    Redistributions in binary form must reproduce the above
15 //    copyright notice, this list of conditions and the following
16 //    disclaimer in the documentation and/or other materials provided
17 //    with the distribution.
18 //
19 //    Neither the name of 3Dlabs Inc. Ltd. nor the names of its
20 //    contributors may be used to endorse or promote products derived
21 //    from this software without specific prior written permission.
22 //
23 //THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
24 //"AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
25 //LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
26 //FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE
27 //COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
28 //INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
29 //BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
30 //LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
31 //CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
32 //LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN
33 //ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
34 //POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
35 //
36
37 #ifndef _POOLALLOC_INCLUDED_
38 #define _POOLALLOC_INCLUDED_
39
40 #ifdef _DEBUG
41 #  define GUARD_BLOCKS  // define to enable guard block sanity checking
42 #endif
43
44 //
45 // This header defines an allocator that can be used to efficiently
46 // allocate a large number of small requests for heap memory, with the 
47 // intention that they are not individually deallocated, but rather 
48 // collectively deallocated at one time.
49 //
50 // This simultaneously
51 //
52 // * Makes each individual allocation much more efficient; the
53 //     typical allocation is trivial.
54 // * Completely avoids the cost of doing individual deallocation.
55 // * Saves the trouble of tracking down and plugging a large class of leaks.
56 //
57 // Individual classes can use this allocator by supplying their own
58 // new and delete methods.
59 //
60 // STL containers can use this allocator by using the pool_allocator
61 // class as the allocator (second) template argument.
62 //
63
64 #include <stddef.h>
65 #include <string.h>
66 #include <vector>
67
68 namespace glslang {
69
70 // If we are using guard blocks, we must track each indivual
71 // allocation.  If we aren't using guard blocks, these
72 // never get instantiated, so won't have any impact.
73 // 
74
75 class TAllocation {
76 public:
77     TAllocation(size_t size, unsigned char* mem, TAllocation* prev = 0) :
78         size(size), mem(mem), prevAlloc(prev) {
79         // Allocations are bracketed:
80         //    [allocationHeader][initialGuardBlock][userData][finalGuardBlock]
81         // This would be cleaner with if (guardBlockSize)..., but that
82         // makes the compiler print warnings about 0 length memsets,
83         // even with the if() protecting them.
84 #       ifdef GUARD_BLOCKS
85             memset(preGuard(),  guardBlockBeginVal, guardBlockSize);
86             memset(data(),      userDataFill,       size);
87             memset(postGuard(), guardBlockEndVal,   guardBlockSize);
88 #       endif
89     }
90     
91     void check() const {
92         checkGuardBlock(preGuard(),  guardBlockBeginVal, "before");
93         checkGuardBlock(postGuard(), guardBlockEndVal,   "after");
94     }
95
96     void checkAllocList() const;
97
98     // Return total size needed to accomodate user buffer of 'size',
99     // plus our tracking data.
100     inline static size_t allocationSize(size_t size) {
101         return size + 2 * guardBlockSize + headerSize();
102     }
103     
104     // Offset from surrounding buffer to get to user data buffer.
105     inline static unsigned char* offsetAllocation(unsigned char* m) {
106         return m + guardBlockSize + headerSize();
107     }
108
109 private:
110     void checkGuardBlock(unsigned char* blockMem, unsigned char val, const char* locText) const;
111
112     // Find offsets to pre and post guard blocks, and user data buffer
113     unsigned char* preGuard()  const { return mem + headerSize(); }
114     unsigned char* data()      const { return preGuard() + guardBlockSize; }
115     unsigned char* postGuard() const { return data() + size; }
116
117     size_t size;                  // size of the user data area
118     unsigned char* mem;           // beginning of our allocation (pts to header)
119     TAllocation* prevAlloc;       // prior allocation in the chain
120
121     const static unsigned char guardBlockBeginVal;
122     const static unsigned char guardBlockEndVal;
123     const static unsigned char userDataFill;
124
125     const static size_t guardBlockSize;
126 #   ifdef GUARD_BLOCKS    
127     inline static size_t headerSize() { return sizeof(TAllocation); }
128 #   else
129     inline static size_t headerSize() { return 0; }
130 #   endif
131 };
132     
133 //
134 // There are several stacks.  One is to track the pushing and popping
135 // of the user, and not yet implemented.  The others are simply a 
136 // repositories of free pages or used pages.
137 //
138 // Page stacks are linked together with a simple header at the beginning
139 // of each allocation obtained from the underlying OS.  Multi-page allocations
140 // are returned to the OS.  Individual page allocations are kept for future
141 // re-use.
142 //
143 // The "page size" used is not, nor must it match, the underlying OS
144 // page size.  But, having it be about that size or equal to a set of 
145 // pages is likely most optimal.
146 //
147 class TPoolAllocator {
148 public:
149     TPoolAllocator(int growthIncrement = 8*1024, int allocationAlignment = 16);
150
151     //
152     // Don't call the destructor just to free up the memory, call pop()
153     //
154     ~TPoolAllocator();
155
156     //
157     // Call push() to establish a new place to pop memory too.  Does not
158     // have to be called to get things started.
159     //
160     void push();
161
162     //
163     // Call pop() to free all memory allocated since the last call to push(),
164     // or if no last call to push, frees all memory since first allocation.
165     //
166     void pop();
167
168     //
169     // Call popAll() to free all memory allocated.
170     //
171     void popAll();
172
173     //
174     // Call allocate() to actually acquire memory.  Returns 0 if no memory
175     // available, otherwise a properly aligned pointer to 'numBytes' of memory.
176     //
177     void* allocate(size_t numBytes);
178
179     //
180     // There is no deallocate.  The point of this class is that
181     // deallocation can be skipped by the user of it, as the model
182     // of use is to simultaneously deallocate everything at once
183     // by calling pop(), and to not have to solve memory leak problems.
184     //
185
186 protected:
187     friend struct tHeader;
188     
189     struct tHeader {
190         tHeader(tHeader* nextPage, size_t pageCount) :
191 #ifdef GUARD_BLOCKS
192         lastAllocation(0),
193 #endif
194         nextPage(nextPage), pageCount(pageCount) { }
195
196         ~tHeader() {
197 #ifdef GUARD_BLOCKS
198             if (lastAllocation)
199                 lastAllocation->checkAllocList();
200 #endif
201         }
202
203 #ifdef GUARD_BLOCKS
204         TAllocation* lastAllocation;
205 #endif
206         tHeader* nextPage;
207         size_t pageCount;
208     };
209
210     struct tAllocState {
211         size_t offset;
212         tHeader* page;
213     };
214     typedef std::vector<tAllocState> tAllocStack;
215
216     // Track allocations if and only if we're using guard blocks
217 #ifndef GUARD_BLOCKS
218     void* initializeAllocation(tHeader*, unsigned char* memory, size_t) {
219 #else
220     void* initializeAllocation(tHeader* block, unsigned char* memory, size_t numBytes) {
221         new(memory) TAllocation(numBytes, memory, block->lastAllocation);
222         block->lastAllocation = reinterpret_cast<TAllocation*>(memory);
223 #endif
224
225         // This is optimized entirely away if GUARD_BLOCKS is not defined.
226         return TAllocation::offsetAllocation(memory);
227     }
228
229     size_t pageSize;        // granularity of allocation from the OS
230     size_t alignment;       // all returned allocations will be aligned at 
231                             //      this granularity, which will be a power of 2
232     size_t alignmentMask;
233     size_t headerSkip;      // amount of memory to skip to make room for the
234                             //      header (basically, size of header, rounded
235                             //      up to make it aligned
236     size_t currentPageOffset;  // next offset in top of inUseList to allocate from
237     tHeader* freeList;      // list of popped memory
238     tHeader* inUseList;     // list of all memory currently being used
239     tAllocStack stack;      // stack of where to allocate from, to partition pool
240
241     int numCalls;           // just an interesting statistic
242     size_t totalBytes;      // just an interesting statistic
243 private:
244     TPoolAllocator& operator=(const TPoolAllocator&);  // dont allow assignment operator
245     TPoolAllocator(const TPoolAllocator&);  // dont allow default copy constructor
246 };
247
248
249 //
250 // There could potentially be many pools with pops happening at
251 // different times.  But a simple use is to have a global pop
252 // with everyone using the same global allocator.
253 //
254 typedef TPoolAllocator* PoolAllocatorPointer;
255 extern TPoolAllocator& GetThreadPoolAllocator();
256
257 struct TThreadMemoryPools
258 {
259         TPoolAllocator* threadPoolAllocator;
260 };
261
262 void SetThreadPoolAllocator(TPoolAllocator& poolAllocator);
263
264 //
265 // This STL compatible allocator is intended to be used as the allocator
266 // parameter to templatized STL containers, like vector and map.
267 //
268 // It will use the pools for allocation, and not
269 // do any deallocation, but will still do destruction.
270 //
271 template<class T>
272 class pool_allocator {
273 public:
274     typedef size_t size_type;
275     typedef ptrdiff_t difference_type;
276     typedef T *pointer;
277     typedef const T *const_pointer;
278     typedef T& reference;
279     typedef const T& const_reference;
280     typedef T value_type;
281     template<class Other> 
282         struct rebind {
283             typedef pool_allocator<Other> other;
284         };
285     pointer address(reference x) const { return &x; }
286     const_pointer address(const_reference x) const { return &x; }
287
288     pool_allocator() : allocator(GetThreadPoolAllocator()) { }
289     pool_allocator(TPoolAllocator& a) : allocator(a) { }
290     pool_allocator(const pool_allocator<T>& p) : allocator(p.allocator) { }
291
292     template<class Other>
293         pool_allocator(const pool_allocator<Other>& p) : allocator(p.getAllocator()) { }
294
295     pointer allocate(size_type n) { 
296         return reinterpret_cast<pointer>(getAllocator().allocate(n * sizeof(T))); }
297     pointer allocate(size_type n, const void*) { 
298         return reinterpret_cast<pointer>(getAllocator().allocate(n * sizeof(T))); }
299
300         void deallocate(void*, size_type) { }
301     void deallocate(pointer, size_type) { }
302
303         pointer _Charalloc(size_t n) {
304         return reinterpret_cast<pointer>(getAllocator().allocate(n)); }
305
306     void construct(pointer p, const T& val) { new ((void *)p) T(val); }
307     void destroy(pointer p) { p->T::~T(); }
308
309     bool operator==(const pool_allocator& rhs) const { return &getAllocator() == &rhs.getAllocator(); }
310     bool operator!=(const pool_allocator& rhs) const { return &getAllocator() != &rhs.getAllocator(); }
311
312     size_type max_size() const { return static_cast<size_type>(-1) / sizeof(T); }
313     size_type max_size(int size) const { return static_cast<size_type>(-1) / size; }
314
315     void setAllocator(TPoolAllocator* a) { allocator = *a; }
316     TPoolAllocator& getAllocator() const { return allocator; }
317
318 protected:
319     pool_allocator& operator=(const pool_allocator&) { return *this; }
320     TPoolAllocator& allocator;
321 };
322
323 } // end namespace glslang
324
325 #endif // _POOLALLOC_INCLUDED_