vm/mark_bits.hpp

   1 namespace factor {
   2
   3 const int mark_bits_granularity = sizeof(cell) * 8;
   4 const int mark_bits_mask = sizeof(cell) * 8 - 1;
   5
   6 struct mark_bits {
   7   cell size;
   8   cell start;
   9   cell bits_size;
  10   cell* marked;
  11   cell* forwarding;
  12
  13   void clear_mark_bits() { memset(marked, 0, bits_size * sizeof(cell)); }
  14
  15   void clear_forwarding() { memset(forwarding, 0, bits_size * sizeof(cell)); }
  16
  17   mark_bits(cell size, cell start)
  18       : size(size),
  19         start(start),
  20         bits_size(size / data_alignment / mark_bits_granularity),
  21         marked(new cell[bits_size]),
  22         forwarding(new cell[bits_size]) {
  23     clear_mark_bits();
  24     clear_forwarding();
  25   }
  26
  27   ~mark_bits() {
  28     delete[] marked;
  29     marked = NULL;
  30     delete[] forwarding;
  31     forwarding = NULL;
  32   }
  33
  34   cell block_line(cell address) {
  35     return (address - start) / data_alignment;
  36   }
  37
  38   cell line_block(cell line) {
  39     return line * data_alignment + start;
  40   }
  41
  42   std::pair<cell, cell> bitmap_deref(const cell address) {
  43     cell line_number = block_line(address);
  44     cell word_index = (line_number / mark_bits_granularity);
  45     cell word_shift = (line_number & mark_bits_mask);
  46     return std::make_pair(word_index, word_shift);
  47   }
  48
  49   bool bitmap_elt(cell* bits, const cell address) {
  50     std::pair<cell, cell> position = bitmap_deref(address);
  51     return (bits[position.first] & ((cell)1 << position.second)) != 0;
  52   }
  53
  54   cell next_block_after(const cell block, const cell size) {
  55     return block + size;
  56   }
  57
  58   void set_bitmap_range(cell* bits, const cell address, const cell size) {
  59     std::pair<cell, cell> start = bitmap_deref(address);
  60     std::pair<cell, cell> end = bitmap_deref(next_block_after(address, size));
  61
  62     cell start_mask = ((cell)1 << start.second) - 1;
  63     cell end_mask = ((cell)1 << end.second) - 1;
  64
  65     if (start.first == end.first)
  66       bits[start.first] |= start_mask ^ end_mask;
  67     else {
  68       FACTOR_ASSERT(start.first < bits_size);
  69       bits[start.first] |= ~start_mask;
  70
  71       for (cell index = start.first + 1; index < end.first; index++)
  72         bits[index] = (cell)-1;
  73
  74       if (end_mask != 0) {
  75         FACTOR_ASSERT(end.first < bits_size);
  76         bits[end.first] |= end_mask;
  77       }
  78     }
  79   }
  80
  81   bool marked_p(const cell address) { return bitmap_elt(marked, address); }
  82
  83   void set_marked_p(const cell address, const cell size) {
  84     set_bitmap_range(marked, address, size);
  85   }
  86
  87   /* The eventual destination of a block after compaction is just the number
  88      of marked blocks before it. Live blocks must be marked on entry. */
  89   void compute_forwarding() {
  90     cell accum = 0;
  91     for (cell index = 0; index < bits_size; index++) {
  92       forwarding[index] = accum;
  93       accum += popcount(marked[index]);
  94     }
  95   }
  96
  97   /* We have the popcount for every mark_bits_granularity entries; look
  98      up and compute the rest */
  99   cell forward_block(const cell original) {
 100     FACTOR_ASSERT(marked_p(original));
 101     std::pair<cell, cell> position = bitmap_deref(original);
 102     cell offset = original & (data_alignment - 1);
 103
 104     cell approx_popcount = forwarding[position.first];
 105     cell mask = ((cell)1 << position.second) - 1;
 106
 107     cell new_line_number =
 108         approx_popcount + popcount(marked[position.first] & mask);
 109     cell new_block = line_block(new_line_number) + offset;
 110     FACTOR_ASSERT(new_block <= original);
 111     return new_block;
 112   }
 113
 114   cell next_unmarked_block_after(const cell original) {
 115     std::pair<cell, cell> position = bitmap_deref(original);
 116     cell bit_index = position.second;
 117
 118     for (cell index = position.first; index < bits_size; index++) {
 119       cell mask = ((fixnum)marked[index] >> bit_index);
 120       if (~mask) {
 121         /* Found an unmarked block on this page. Stop, it's hammer time */
 122         cell clear_bit = rightmost_clear_bit(mask);
 123         return line_block(index * mark_bits_granularity + bit_index +
 124                           clear_bit);
 125       } else {
 126         /* No unmarked blocks on this page. Keep looking */
 127         bit_index = 0;
 128       }
 129     }
 130
 131     /* No unmarked blocks were found */
 132     return this->start + this->size;
 133   }
 134
 135   cell next_marked_block_after(const cell original) {
 136     std::pair<cell, cell> position = bitmap_deref(original);
 137     cell bit_index = position.second;
 138
 139     for (cell index = position.first; index < bits_size; index++) {
 140       cell mask = (marked[index] >> bit_index);
 141       if (mask) {
 142         /* Found an marked block on this page. Stop, it's hammer time */
 143         cell set_bit = rightmost_set_bit(mask);
 144         return line_block(index * mark_bits_granularity + bit_index + set_bit);
 145       } else {
 146         /* No marked blocks on this page. Keep looking */
 147         bit_index = 0;
 148       }
 149     }
 150
 151     /* No marked blocks were found */
 152     return this->start + this->size;
 153   }
 154
 155   cell unmarked_block_size(cell original) {
 156     cell next_marked = next_marked_block_after(original);
 157     return next_marked - original;
 158   }
 159 };
 160
 161 }