- add sources.
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / third_party / tcmalloc / vendor / src / gperftools / malloc_extension.h
1 // Copyright (c) 2005, Google Inc.
2 // All rights reserved.
3 // 
4 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5 // modification, are permitted provided that the following conditions are
6 // met:
7 // 
8 //     * Redistributions of source code must retain the above copyright
9 // notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10 //     * Redistributions in binary form must reproduce the above
11 // copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer
12 // in the documentation and/or other materials provided with the
13 // distribution.
14 //     * Neither the name of Google Inc. nor the names of its
15 // contributors may be used to endorse or promote products derived from
16 // this software without specific prior written permission.
17 // 
18 // THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
19 // "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
20 // LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
21 // A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
22 // OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
23 // SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
24 // LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
25 // DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
26 // THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
27 // (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
28 // OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
29
30 // ---
31 // Author: Sanjay Ghemawat <opensource@google.com>
32 //
33 // Extra extensions exported by some malloc implementations.  These
34 // extensions are accessed through a virtual base class so an
35 // application can link against a malloc that does not implement these
36 // extensions, and it will get default versions that do nothing.
37 //
38 // NOTE FOR C USERS: If you wish to use this functionality from within
39 // a C program, see malloc_extension_c.h.
40
41 #ifndef BASE_MALLOC_EXTENSION_H_
42 #define BASE_MALLOC_EXTENSION_H_
43
44 #include <stddef.h>
45 // I can't #include config.h in this public API file, but I should
46 // really use configure (and make malloc_extension.h a .in file) to
47 // figure out if the system has stdint.h or not.  But I'm lazy, so
48 // for now I'm assuming it's a problem only with MSVC.
49 #ifndef _MSC_VER
50 #include <stdint.h>
51 #endif
52 #include <string>
53 #include <vector>
54
55 // Annoying stuff for windows -- makes sure clients can import these functions
56 #ifndef PERFTOOLS_DLL_DECL
57 # ifdef _WIN32
58 #   define PERFTOOLS_DLL_DECL  __declspec(dllimport)
59 # else
60 #   define PERFTOOLS_DLL_DECL
61 # endif
62 #endif
63
64 static const int kMallocHistogramSize = 64;
65
66 // One day, we could support other types of writers (perhaps for C?)
67 typedef std::string MallocExtensionWriter;
68
69 namespace base {
70 struct MallocRange;
71 }
72
73 // Interface to a pluggable system allocator.
74 class SysAllocator {
75  public:
76   SysAllocator() {
77   }
78   virtual ~SysAllocator();
79
80   // Allocates "size"-byte of memory from system aligned with "alignment".
81   // Returns NULL if failed. Otherwise, the returned pointer p up to and
82   // including (p + actual_size -1) have been allocated.
83   virtual void* Alloc(size_t size, size_t *actual_size, size_t alignment) = 0;
84 };
85
86 // The default implementations of the following routines do nothing.
87 // All implementations should be thread-safe; the current one
88 // (TCMallocImplementation) is.
89 class PERFTOOLS_DLL_DECL MallocExtension {
90  public:
91   virtual ~MallocExtension();
92
93   // Call this very early in the program execution -- say, in a global
94   // constructor -- to set up parameters and state needed by all
95   // instrumented malloc implemenatations.  One example: this routine
96   // sets environemnt variables to tell STL to use libc's malloc()
97   // instead of doing its own memory management.  This is safe to call
98   // multiple times, as long as each time is before threads start up.
99   static void Initialize();
100
101   // See "verify_memory.h" to see what these routines do
102   virtual bool VerifyAllMemory();
103   virtual bool VerifyNewMemory(const void* p);
104   virtual bool VerifyArrayNewMemory(const void* p);
105   virtual bool VerifyMallocMemory(const void* p);
106   virtual bool MallocMemoryStats(int* blocks, size_t* total,
107                                  int histogram[kMallocHistogramSize]);
108
109   // Get a human readable description of the current state of the malloc
110   // data structures.  The state is stored as a null-terminated string
111   // in a prefix of "buffer[0,buffer_length-1]".
112   // REQUIRES: buffer_length > 0.
113   virtual void GetStats(char* buffer, int buffer_length);
114
115   // Outputs to "writer" a sample of live objects and the stack traces
116   // that allocated these objects.  The format of the returned output
117   // is equivalent to the output of the heap profiler and can
118   // therefore be passed to "pprof". This function is equivalent to
119   // ReadStackTraces. The main difference is that this function returns
120   // serialized data appropriately formatted for use by the pprof tool.
121   // NOTE: by default, tcmalloc does not do any heap sampling, and this
122   //       function will always return an empty sample.  To get useful
123   //       data from GetHeapSample, you must also set the environment
124   //       variable TCMALLOC_SAMPLE_PARAMETER to a value such as 524288.
125   virtual void GetHeapSample(MallocExtensionWriter* writer);
126
127   // Outputs to "writer" the stack traces that caused growth in the
128   // address space size.  The format of the returned output is
129   // equivalent to the output of the heap profiler and can therefore
130   // be passed to "pprof". This function is equivalent to
131   // ReadHeapGrowthStackTraces. The main difference is that this function
132   // returns serialized data appropriately formatted for use by the
133   // pprof tool.  (This does not depend on, or require,
134   // TCMALLOC_SAMPLE_PARAMETER.)
135   virtual void GetHeapGrowthStacks(MallocExtensionWriter* writer);
136
137   // Invokes func(arg, range) for every controlled memory
138   // range.  *range is filled in with information about the range.
139   //
140   // This is a best-effort interface useful only for performance
141   // analysis.  The implementation may not call func at all.
142   typedef void (RangeFunction)(void*, const base::MallocRange*);
143   virtual void Ranges(void* arg, RangeFunction func);
144
145   // -------------------------------------------------------------------
146   // Control operations for getting and setting malloc implementation
147   // specific parameters.  Some currently useful properties:
148   //
149   // generic
150   // -------
151   // "generic.current_allocated_bytes"
152   //      Number of bytes currently allocated by application
153   //      This property is not writable.
154   //
155   // "generic.heap_size"
156   //      Number of bytes in the heap ==
157   //            current_allocated_bytes +
158   //            fragmentation +
159   //            freed memory regions
160   //      This property is not writable.
161   //
162   // tcmalloc
163   // --------
164   // "tcmalloc.max_total_thread_cache_bytes"
165   //      Upper limit on total number of bytes stored across all
166   //      per-thread caches.  Default: 16MB.
167   //
168   // "tcmalloc.current_total_thread_cache_bytes"
169   //      Number of bytes used across all thread caches.
170   //      This property is not writable.
171   //
172   // "tcmalloc.central_cache_free_bytes"
173   //      Number of free bytes in the central cache that have been
174   //      assigned to size classes. They always count towards virtual
175   //      memory usage, and unless the underlying memory is swapped out
176   //      by the OS, they also count towards physical memory usage.
177   //      This property is not writable.
178   //
179   // "tcmalloc.transfer_cache_free_bytes"
180   //      Number of free bytes that are waiting to be transfered between
181   //      the central cache and a thread cache. They always count
182   //      towards virtual memory usage, and unless the underlying memory
183   //      is swapped out by the OS, they also count towards physical
184   //      memory usage. This property is not writable.
185   //
186   // "tcmalloc.thread_cache_free_bytes"
187   //      Number of free bytes in thread caches. They always count
188   //      towards virtual memory usage, and unless the underlying memory
189   //      is swapped out by the OS, they also count towards physical
190   //      memory usage. This property is not writable.
191   //
192   // "tcmalloc.pageheap_free_bytes"
193   //      Number of bytes in free, mapped pages in page heap.  These
194   //      bytes can be used to fulfill allocation requests.  They
195   //      always count towards virtual memory usage, and unless the
196   //      underlying memory is swapped out by the OS, they also count
197   //      towards physical memory usage.  This property is not writable.
198   //
199   // "tcmalloc.pageheap_unmapped_bytes"
200   //        Number of bytes in free, unmapped pages in page heap.
201   //        These are bytes that have been released back to the OS,
202   //        possibly by one of the MallocExtension "Release" calls.
203   //        They can be used to fulfill allocation requests, but
204   //        typically incur a page fault.  They always count towards
205   //        virtual memory usage, and depending on the OS, typically
206   //        do not count towards physical memory usage.  This property
207   //        is not writable.
208   // -------------------------------------------------------------------
209
210   // Get the named "property"'s value.  Returns true if the property
211   // is known.  Returns false if the property is not a valid property
212   // name for the current malloc implementation.
213   // REQUIRES: property != NULL; value != NULL
214   virtual bool GetNumericProperty(const char* property, size_t* value);
215
216   // Set the named "property"'s value.  Returns true if the property
217   // is known and writable.  Returns false if the property is not a
218   // valid property name for the current malloc implementation, or
219   // is not writable.
220   // REQUIRES: property != NULL
221   virtual bool SetNumericProperty(const char* property, size_t value);
222
223   // Mark the current thread as "idle".  This routine may optionally
224   // be called by threads as a hint to the malloc implementation that
225   // any thread-specific resources should be released.  Note: this may
226   // be an expensive routine, so it should not be called too often.
227   //
228   // Also, if the code that calls this routine will go to sleep for
229   // a while, it should take care to not allocate anything between
230   // the call to this routine and the beginning of the sleep.
231   //
232   // Most malloc implementations ignore this routine.
233   virtual void MarkThreadIdle();
234
235   // Mark the current thread as "busy".  This routine should be
236   // called after MarkThreadIdle() if the thread will now do more
237   // work.  If this method is not called, performance may suffer.
238   //
239   // Most malloc implementations ignore this routine.
240   virtual void MarkThreadBusy();
241
242   // Gets the system allocator used by the malloc extension instance. Returns
243   // NULL for malloc implementations that do not support pluggable system
244   // allocators.
245   virtual SysAllocator* GetSystemAllocator();
246
247   // Sets the system allocator to the specified.
248   //
249   // Users could register their own system allocators for malloc implementation
250   // that supports pluggable system allocators, such as TCMalloc, by doing:
251   //   alloc = new MyOwnSysAllocator();
252   //   MallocExtension::instance()->SetSystemAllocator(alloc);
253   // It's up to users whether to fall back (recommended) to the default
254   // system allocator (use GetSystemAllocator() above) or not. The caller is
255   // responsible to any necessary locking.
256   // See tcmalloc/system-alloc.h for the interface and
257   //     tcmalloc/memfs_malloc.cc for the examples.
258   //
259   // It's a no-op for malloc implementations that do not support pluggable
260   // system allocators.
261   virtual void SetSystemAllocator(SysAllocator *a);
262
263   // Try to release num_bytes of free memory back to the operating
264   // system for reuse.  Use this extension with caution -- to get this
265   // memory back may require faulting pages back in by the OS, and
266   // that may be slow.  (Currently only implemented in tcmalloc.)
267   virtual void ReleaseToSystem(size_t num_bytes);
268
269   // Same as ReleaseToSystem() but release as much memory as possible.
270   virtual void ReleaseFreeMemory();
271
272   // Sets the rate at which we release unused memory to the system.
273   // Zero means we never release memory back to the system.  Increase
274   // this flag to return memory faster; decrease it to return memory
275   // slower.  Reasonable rates are in the range [0,10].  (Currently
276   // only implemented in tcmalloc).
277   virtual void SetMemoryReleaseRate(double rate);
278
279   // Gets the release rate.  Returns a value < 0 if unknown.
280   virtual double GetMemoryReleaseRate();
281
282   // Returns the estimated number of bytes that will be allocated for
283   // a request of "size" bytes.  This is an estimate: an allocation of
284   // SIZE bytes may reserve more bytes, but will never reserve less.
285   // (Currently only implemented in tcmalloc, other implementations
286   // always return SIZE.)
287   // This is equivalent to malloc_good_size() in OS X.
288   virtual size_t GetEstimatedAllocatedSize(size_t size);
289
290   // Returns the actual number N of bytes reserved by tcmalloc for the
291   // pointer p.  The client is allowed to use the range of bytes
292   // [p, p+N) in any way it wishes (i.e. N is the "usable size" of this
293   // allocation).  This number may be equal to or greater than the number
294   // of bytes requested when p was allocated.
295   // p must have been allocated by this malloc implementation,
296   // must not be an interior pointer -- that is, must be exactly
297   // the pointer returned to by malloc() et al., not some offset
298   // from that -- and should not have been freed yet.  p may be NULL.
299   // (Currently only implemented in tcmalloc; other implementations
300   // will return 0.)
301   // This is equivalent to malloc_size() in OS X, malloc_usable_size()
302   // in glibc, and _msize() for windows.
303   virtual size_t GetAllocatedSize(const void* p);
304
305   // Returns kOwned if this malloc implementation allocated the memory
306   // pointed to by p, or kNotOwned if some other malloc implementation
307   // allocated it or p is NULL.  May also return kUnknownOwnership if
308   // the malloc implementation does not keep track of ownership.
309   // REQUIRES: p must be a value returned from a previous call to
310   // malloc(), calloc(), realloc(), memalign(), posix_memalign(),
311   // valloc(), pvalloc(), new, or new[], and must refer to memory that
312   // is currently allocated (so, for instance, you should not pass in
313   // a pointer after having called free() on it).
314   enum Ownership {
315     // NOTE: Enum values MUST be kept in sync with the version in
316     // malloc_extension_c.h
317     kUnknownOwnership = 0,
318     kOwned,
319     kNotOwned
320   };
321   virtual Ownership GetOwnership(const void* p);
322
323   // The current malloc implementation.  Always non-NULL.
324   static MallocExtension* instance();
325
326   // Change the malloc implementation.  Typically called by the
327   // malloc implementation during initialization.
328   static void Register(MallocExtension* implementation);
329
330   // Returns detailed information about malloc's freelists. For each list,
331   // return a FreeListInfo:
332   struct FreeListInfo {
333     size_t min_object_size;
334     size_t max_object_size;
335     size_t total_bytes_free;
336     const char* type;
337   };
338   // Each item in the vector refers to a different freelist. The lists
339   // are identified by the range of allocations that objects in the
340   // list can satisfy ([min_object_size, max_object_size]) and the
341   // type of freelist (see below). The current size of the list is
342   // returned in total_bytes_free (which count against a processes
343   // resident and virtual size).
344   //
345   // Currently supported types are:
346   //
347   // "tcmalloc.page{_unmapped}" - tcmalloc's page heap. An entry for each size
348   //          class in the page heap is returned. Bytes in "page_unmapped"
349   //          are no longer backed by physical memory and do not count against
350   //          the resident size of a process.
351   //
352   // "tcmalloc.large{_unmapped}" - tcmalloc's list of objects larger
353   //          than the largest page heap size class. Only one "large"
354   //          entry is returned. There is no upper-bound on the size
355   //          of objects in the large free list; this call returns
356   //          kint64max for max_object_size.  Bytes in
357   //          "large_unmapped" are no longer backed by physical memory
358   //          and do not count against the resident size of a process.
359   //
360   // "tcmalloc.central" - tcmalloc's central free-list. One entry per
361   //          size-class is returned. Never unmapped.
362   //
363   // "debug.free_queue" - free objects queued by the debug allocator
364   //                      and not returned to tcmalloc.
365   //
366   // "tcmalloc.thread" - tcmalloc's per-thread caches. Never unmapped.
367   virtual void GetFreeListSizes(std::vector<FreeListInfo>* v);
368
369   // Get a list of stack traces of sampled allocation points.  Returns
370   // a pointer to a "new[]-ed" result array, and stores the sample
371   // period in "sample_period".
372   //
373   // The state is stored as a sequence of adjacent entries
374   // in the returned array.  Each entry has the following form:
375   //    uintptr_t count;        // Number of objects with following trace
376   //    uintptr_t size;         // Total size of objects with following trace
377   //    uintptr_t depth;        // Number of PC values in stack trace
378   //    void*     stack[depth]; // PC values that form the stack trace
379   //
380   // The list of entries is terminated by a "count" of 0.
381   //
382   // It is the responsibility of the caller to "delete[]" the returned array.
383   //
384   // May return NULL to indicate no results.
385   //
386   // This is an internal extension.  Callers should use the more
387   // convenient "GetHeapSample(string*)" method defined above.
388   virtual void** ReadStackTraces(int* sample_period);
389
390   // Like ReadStackTraces(), but returns stack traces that caused growth
391   // in the address space size.
392   virtual void** ReadHeapGrowthStackTraces();
393 };
394
395 namespace base {
396
397 // Information passed per range.  More fields may be added later.
398 struct MallocRange {
399   enum Type {
400     INUSE,                // Application is using this range
401     FREE,                 // Range is currently free
402     UNMAPPED,             // Backing physical memory has been returned to the OS
403     UNKNOWN,
404     // More enum values may be added in the future
405   };
406
407   uintptr_t address;    // Address of range
408   size_t length;        // Byte length of range
409   Type type;            // Type of this range
410   double fraction;      // Fraction of range that is being used (0 if !INUSE)
411
412   // Perhaps add the following:
413   // - stack trace if this range was sampled
414   // - heap growth stack trace if applicable to this range
415   // - age when allocated (for inuse) or freed (if not in use)
416 };
417
418 } // namespace base
419
420 #endif  // BASE_MALLOC_EXTENSION_H_