]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.0.git/blob - contrib/libstdc++/include/ext/bitmap_allocator.h
- Copy stable/10 (r259064) to releng/10.0 as part of the
[FreeBSD/releng/10.0.git] / contrib / libstdc++ / include / ext / bitmap_allocator.h
1 // Bitmap Allocator. -*- C++ -*-
2
3 // Copyright (C) 2004, 2005, 2006 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 2, 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 // You should have received a copy of the GNU General Public License along
17 // with this library; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 // Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301,
19 // USA.
20
21 // As a special exception, you may use this file as part of a free software
22 // library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
23 // templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
24 // this file and link it with other files to produce an executable, this
25 // file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
26 // the GNU General Public License.  This exception does not however
27 // invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
28 // the GNU General Public License.
29
30 /** @file ext/bitmap_allocator.h
31  *  This file is a GNU extension to the Standard C++ Library.
32  */
33
34 #ifndef _BITMAP_ALLOCATOR_H
35 #define _BITMAP_ALLOCATOR_H 1
36
37 #include <cstddef> // For std::size_t, and ptrdiff_t.
38 #include <bits/functexcept.h> // For __throw_bad_alloc().
39 #include <utility> // For std::pair.
40 #include <functional> // For greater_equal, and less_equal.
41 #include <new> // For operator new.
42 #include <debug/debug.h> // _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT
43 #include <ext/concurrence.h>
44
45
46 /** @brief The constant in the expression below is the alignment
47  * required in bytes.
48  */
49 #define _BALLOC_ALIGN_BYTES 8
50
51 _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE(__gnu_cxx)
52
53   using std::size_t;
54   using std::ptrdiff_t;
55
56   namespace __detail
57   {
58     /** @class  __mini_vector bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
59      *
60      *  @brief  __mini_vector<> is a stripped down version of the
61      *  full-fledged std::vector<>.
62      *
63      *  It is to be used only for built-in types or PODs. Notable
64      *  differences are:
65      * 
66      *  @detail
67      *  1. Not all accessor functions are present.
68      *  2. Used ONLY for PODs.
69      *  3. No Allocator template argument. Uses ::operator new() to get
70      *  memory, and ::operator delete() to free it.
71      *  Caveat: The dtor does NOT free the memory allocated, so this a
72      *  memory-leaking vector!
73      */
74     template<typename _Tp>
75       class __mini_vector
76       {
77         __mini_vector(const __mini_vector&);
78         __mini_vector& operator=(const __mini_vector&);
79
80       public:
81         typedef _Tp value_type;
82         typedef _Tp* pointer;
83         typedef _Tp& reference;
84         typedef const _Tp& const_reference;
85         typedef size_t size_type;
86         typedef ptrdiff_t difference_type;
87         typedef pointer iterator;
88
89       private:
90         pointer _M_start;
91         pointer _M_finish;
92         pointer _M_end_of_storage;
93
94         size_type
95         _M_space_left() const throw()
96         { return _M_end_of_storage - _M_finish; }
97
98         pointer
99         allocate(size_type __n)
100         { return static_cast<pointer>(::operator new(__n * sizeof(_Tp))); }
101
102         void
103         deallocate(pointer __p, size_type)
104         { ::operator delete(__p); }
105
106       public:
107         // Members used: size(), push_back(), pop_back(),
108         // insert(iterator, const_reference), erase(iterator),
109         // begin(), end(), back(), operator[].
110
111         __mini_vector() : _M_start(0), _M_finish(0), 
112                           _M_end_of_storage(0)
113         { }
114
115 #if 0
116         ~__mini_vector()
117         {
118           if (this->_M_start)
119             {
120               this->deallocate(this->_M_start, this->_M_end_of_storage 
121                                - this->_M_start);
122             }
123         }
124 #endif
125
126         size_type
127         size() const throw()
128         { return _M_finish - _M_start; }
129
130         iterator
131         begin() const throw()
132         { return this->_M_start; }
133
134         iterator
135         end() const throw()
136         { return this->_M_finish; }
137
138         reference
139         back() const throw()
140         { return *(this->end() - 1); }
141
142         reference
143         operator[](const size_type __pos) const throw()
144         { return this->_M_start[__pos]; }
145
146         void
147         insert(iterator __pos, const_reference __x);
148
149         void
150         push_back(const_reference __x)
151         {
152           if (this->_M_space_left())
153             {
154               *this->end() = __x;
155               ++this->_M_finish;
156             }
157           else
158             this->insert(this->end(), __x);
159         }
160
161         void
162         pop_back() throw()
163         { --this->_M_finish; }
164
165         void
166         erase(iterator __pos) throw();
167
168         void
169         clear() throw()
170         { this->_M_finish = this->_M_start; }
171       };
172
173     // Out of line function definitions.
174     template<typename _Tp>
175       void __mini_vector<_Tp>::
176       insert(iterator __pos, const_reference __x)
177       {
178         if (this->_M_space_left())
179           {
180             size_type __to_move = this->_M_finish - __pos;
181             iterator __dest = this->end();
182             iterator __src = this->end() - 1;
183
184             ++this->_M_finish;
185             while (__to_move)
186               {
187                 *__dest = *__src;
188                 --__dest; --__src; --__to_move;
189               }
190             *__pos = __x;
191           }
192         else
193           {
194             size_type __new_size = this->size() ? this->size() * 2 : 1;
195             iterator __new_start = this->allocate(__new_size);
196             iterator __first = this->begin();
197             iterator __start = __new_start;
198             while (__first != __pos)
199               {
200                 *__start = *__first;
201                 ++__start; ++__first;
202               }
203             *__start = __x;
204             ++__start;
205             while (__first != this->end())
206               {
207                 *__start = *__first;
208                 ++__start; ++__first;
209               }
210             if (this->_M_start)
211               this->deallocate(this->_M_start, this->size());
212
213             this->_M_start = __new_start;
214             this->_M_finish = __start;
215             this->_M_end_of_storage = this->_M_start + __new_size;
216           }
217       }
218
219     template<typename _Tp>
220       void __mini_vector<_Tp>::
221       erase(iterator __pos) throw()
222       {
223         while (__pos + 1 != this->end())
224           {
225             *__pos = __pos[1];
226             ++__pos;
227           }
228         --this->_M_finish;
229       }
230
231
232     template<typename _Tp>
233       struct __mv_iter_traits
234       {
235         typedef typename _Tp::value_type value_type;
236         typedef typename _Tp::difference_type difference_type;
237       };
238
239     template<typename _Tp>
240       struct __mv_iter_traits<_Tp*>
241       {
242         typedef _Tp value_type;
243         typedef ptrdiff_t difference_type;
244       };
245
246     enum 
247       { 
248         bits_per_byte = 8,
249         bits_per_block = sizeof(size_t) * size_t(bits_per_byte) 
250       };
251
252     template<typename _ForwardIterator, typename _Tp, typename _Compare>
253       _ForwardIterator
254       __lower_bound(_ForwardIterator __first, _ForwardIterator __last,
255                     const _Tp& __val, _Compare __comp)
256       {
257         typedef typename __mv_iter_traits<_ForwardIterator>::value_type
258           _ValueType;
259         typedef typename __mv_iter_traits<_ForwardIterator>::difference_type
260           _DistanceType;
261
262         _DistanceType __len = __last - __first;
263         _DistanceType __half;
264         _ForwardIterator __middle;
265
266         while (__len > 0)
267           {
268             __half = __len >> 1;
269             __middle = __first;
270             __middle += __half;
271             if (__comp(*__middle, __val))
272               {
273                 __first = __middle;
274                 ++__first;
275                 __len = __len - __half - 1;
276               }
277             else
278               __len = __half;
279           }
280         return __first;
281       }
282
283     template<typename _InputIterator, typename _Predicate>
284       inline _InputIterator
285       __find_if(_InputIterator __first, _InputIterator __last, _Predicate __p)
286       {
287         while (__first != __last && !__p(*__first))
288           ++__first;
289         return __first;
290       }
291
292     /** @brief The number of Blocks pointed to by the address pair
293      *  passed to the function.
294      */
295     template<typename _AddrPair>
296       inline size_t
297       __num_blocks(_AddrPair __ap)
298       { return (__ap.second - __ap.first) + 1; }
299
300     /** @brief The number of Bit-maps pointed to by the address pair
301      *  passed to the function.
302      */
303     template<typename _AddrPair>
304       inline size_t
305       __num_bitmaps(_AddrPair __ap)
306       { return __num_blocks(__ap) / size_t(bits_per_block); }
307
308     // _Tp should be a pointer type.
309     template<typename _Tp>
310       class _Inclusive_between 
311       : public std::unary_function<typename std::pair<_Tp, _Tp>, bool>
312       {
313         typedef _Tp pointer;
314         pointer _M_ptr_value;
315         typedef typename std::pair<_Tp, _Tp> _Block_pair;
316         
317       public:
318         _Inclusive_between(pointer __ptr) : _M_ptr_value(__ptr) 
319         { }
320         
321         bool 
322         operator()(_Block_pair __bp) const throw()
323         {
324           if (std::less_equal<pointer>()(_M_ptr_value, __bp.second) 
325               && std::greater_equal<pointer>()(_M_ptr_value, __bp.first))
326             return true;
327           else
328             return false;
329         }
330       };
331   
332     // Used to pass a Functor to functions by reference.
333     template<typename _Functor>
334       class _Functor_Ref 
335       : public std::unary_function<typename _Functor::argument_type, 
336                                    typename _Functor::result_type>
337       {
338         _Functor& _M_fref;
339         
340       public:
341         typedef typename _Functor::argument_type argument_type;
342         typedef typename _Functor::result_type result_type;
343
344         _Functor_Ref(_Functor& __fref) : _M_fref(__fref) 
345         { }
346
347         result_type 
348         operator()(argument_type __arg) 
349         { return _M_fref(__arg); }
350       };
351
352     /** @class  _Ffit_finder bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
353      *
354      *  @brief  The class which acts as a predicate for applying the
355      *  first-fit memory allocation policy for the bitmap allocator.
356      */
357     // _Tp should be a pointer type, and _Alloc is the Allocator for
358     // the vector.
359     template<typename _Tp>
360       class _Ffit_finder 
361       : public std::unary_function<typename std::pair<_Tp, _Tp>, bool>
362       {
363         typedef typename std::pair<_Tp, _Tp> _Block_pair;
364         typedef typename __detail::__mini_vector<_Block_pair> _BPVector;
365         typedef typename _BPVector::difference_type _Counter_type;
366
367         size_t* _M_pbitmap;
368         _Counter_type _M_data_offset;
369
370       public:
371         _Ffit_finder() : _M_pbitmap(0), _M_data_offset(0)
372         { }
373
374         bool 
375         operator()(_Block_pair __bp) throw()
376         {
377           // Set the _rover to the last physical location bitmap,
378           // which is the bitmap which belongs to the first free
379           // block. Thus, the bitmaps are in exact reverse order of
380           // the actual memory layout. So, we count down the bimaps,
381           // which is the same as moving up the memory.
382
383           // If the used count stored at the start of the Bit Map headers
384           // is equal to the number of Objects that the current Block can
385           // store, then there is definitely no space for another single
386           // object, so just return false.
387           _Counter_type __diff = 
388             __gnu_cxx::__detail::__num_bitmaps(__bp);
389
390           if (*(reinterpret_cast<size_t*>
391                 (__bp.first) - (__diff + 1))
392               == __gnu_cxx::__detail::__num_blocks(__bp))
393             return false;
394
395           size_t* __rover = reinterpret_cast<size_t*>(__bp.first) - 1;
396
397           for (_Counter_type __i = 0; __i < __diff; ++__i)
398             {
399               _M_data_offset = __i;
400               if (*__rover)
401                 {
402                   _M_pbitmap = __rover;
403                   return true;
404                 }
405               --__rover;
406             }
407           return false;
408         }
409
410     
411         size_t*
412         _M_get() const throw()
413         { return _M_pbitmap; }
414
415         _Counter_type
416         _M_offset() const throw()
417         { return _M_data_offset * size_t(bits_per_block); }
418       };
419
420
421     /** @class  _Bitmap_counter bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
422      *
423      *  @brief  The bitmap counter which acts as the bitmap
424      *  manipulator, and manages the bit-manipulation functions and
425      *  the searching and identification functions on the bit-map.
426      */
427     // _Tp should be a pointer type.
428     template<typename _Tp>
429       class _Bitmap_counter
430       {
431         typedef typename __detail::__mini_vector<typename std::pair<_Tp, _Tp> >
432         _BPVector;
433         typedef typename _BPVector::size_type _Index_type;
434         typedef _Tp pointer;
435     
436         _BPVector& _M_vbp;
437         size_t* _M_curr_bmap;
438         size_t* _M_last_bmap_in_block;
439         _Index_type _M_curr_index;
440     
441       public:
442         // Use the 2nd parameter with care. Make sure that such an
443         // entry exists in the vector before passing that particular
444         // index to this ctor.
445         _Bitmap_counter(_BPVector& Rvbp, long __index = -1) : _M_vbp(Rvbp)
446         { this->_M_reset(__index); }
447     
448         void 
449         _M_reset(long __index = -1) throw()
450         {
451           if (__index == -1)
452             {
453               _M_curr_bmap = 0;
454               _M_curr_index = static_cast<_Index_type>(-1);
455               return;
456             }
457
458           _M_curr_index = __index;
459           _M_curr_bmap = reinterpret_cast<size_t*>
460             (_M_vbp[_M_curr_index].first) - 1;
461           
462           _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(__index <= (long)_M_vbp.size() - 1);
463         
464           _M_last_bmap_in_block = _M_curr_bmap
465             - ((_M_vbp[_M_curr_index].second 
466                 - _M_vbp[_M_curr_index].first + 1) 
467                / size_t(bits_per_block) - 1);
468         }
469     
470         // Dangerous Function! Use with extreme care. Pass to this
471         // function ONLY those values that are known to be correct,
472         // otherwise this will mess up big time.
473         void
474         _M_set_internal_bitmap(size_t* __new_internal_marker) throw()
475         { _M_curr_bmap = __new_internal_marker; }
476     
477         bool
478         _M_finished() const throw()
479         { return(_M_curr_bmap == 0); }
480     
481         _Bitmap_counter&
482         operator++() throw()
483         {
484           if (_M_curr_bmap == _M_last_bmap_in_block)
485             {
486               if (++_M_curr_index == _M_vbp.size())
487                 _M_curr_bmap = 0;
488               else
489                 this->_M_reset(_M_curr_index);
490             }
491           else
492             --_M_curr_bmap;
493           return *this;
494         }
495     
496         size_t*
497         _M_get() const throw()
498         { return _M_curr_bmap; }
499     
500         pointer 
501         _M_base() const throw()
502         { return _M_vbp[_M_curr_index].first; }
503
504         _Index_type
505         _M_offset() const throw()
506         {
507           return size_t(bits_per_block)
508             * ((reinterpret_cast<size_t*>(this->_M_base()) 
509                 - _M_curr_bmap) - 1);
510         }
511     
512         _Index_type
513         _M_where() const throw()
514         { return _M_curr_index; }
515       };
516
517     /** @brief  Mark a memory address as allocated by re-setting the
518      *  corresponding bit in the bit-map.
519      */
520     inline void 
521     __bit_allocate(size_t* __pbmap, size_t __pos) throw()
522     {
523       size_t __mask = 1 << __pos;
524       __mask = ~__mask;
525       *__pbmap &= __mask;
526     }
527   
528     /** @brief  Mark a memory address as free by setting the
529      *  corresponding bit in the bit-map.
530      */
531     inline void 
532     __bit_free(size_t* __pbmap, size_t __pos) throw()
533     {
534       size_t __mask = 1 << __pos;
535       *__pbmap |= __mask;
536     }
537   } // namespace __detail
538
539   /** @brief  Generic Version of the bsf instruction.
540    */
541   inline size_t 
542   _Bit_scan_forward(size_t __num)
543   { return static_cast<size_t>(__builtin_ctzl(__num)); }
544
545   /** @class  free_list bitmap_allocator.h bitmap_allocator.h
546    *
547    *  @brief  The free list class for managing chunks of memory to be
548    *  given to and returned by the bitmap_allocator.
549    */
550   class free_list
551   {
552   public:
553     typedef size_t*                             value_type;
554     typedef __detail::__mini_vector<value_type> vector_type;
555     typedef vector_type::iterator               iterator;
556     typedef __mutex                             __mutex_type;
557
558   private:
559     struct _LT_pointer_compare
560     {
561       bool
562       operator()(const size_t* __pui, 
563                  const size_t __cui) const throw()
564       { return *__pui < __cui; }
565     };
566
567 #if defined __GTHREADS
568     __mutex_type&
569     _M_get_mutex()
570     {
571       static __mutex_type _S_mutex;
572       return _S_mutex;
573     }
574 #endif
575
576     vector_type&
577     _M_get_free_list()
578     {
579       static vector_type _S_free_list;
580       return _S_free_list;
581     }
582
583     /** @brief  Performs validation of memory based on their size.
584      *
585      *  @param  __addr The pointer to the memory block to be
586      *  validated.
587      *
588      *  @detail  Validates the memory block passed to this function and
589      *  appropriately performs the action of managing the free list of
590      *  blocks by adding this block to the free list or deleting this
591      *  or larger blocks from the free list.
592      */
593     void
594     _M_validate(size_t* __addr) throw()
595     {
596       vector_type& __free_list = _M_get_free_list();
597       const vector_type::size_type __max_size = 64;
598       if (__free_list.size() >= __max_size)
599         {
600           // Ok, the threshold value has been reached.  We determine
601           // which block to remove from the list of free blocks.
602           if (*__addr >= *__free_list.back())
603             {
604               // Ok, the new block is greater than or equal to the
605               // last block in the list of free blocks. We just free
606               // the new block.
607               ::operator delete(static_cast<void*>(__addr));
608               return;
609             }
610           else
611             {
612               // Deallocate the last block in the list of free lists,
613               // and insert the new one in it's correct position.
614               ::operator delete(static_cast<void*>(__free_list.back()));
615               __free_list.pop_back();
616             }
617         }
618           
619       // Just add the block to the list of free lists unconditionally.
620       iterator __temp = __gnu_cxx::__detail::__lower_bound
621         (__free_list.begin(), __free_list.end(), 
622          *__addr, _LT_pointer_compare());
623
624       // We may insert the new free list before _temp;
625       __free_list.insert(__temp, __addr);
626     }
627
628     /** @brief  Decides whether the wastage of memory is acceptable for
629      *  the current memory request and returns accordingly.
630      *
631      *  @param __block_size The size of the block available in the free
632      *  list.
633      *
634      *  @param __required_size The required size of the memory block.
635      *
636      *  @return true if the wastage incurred is acceptable, else returns
637      *  false.
638      */
639     bool 
640     _M_should_i_give(size_t __block_size, 
641                      size_t __required_size) throw()
642     {
643       const size_t __max_wastage_percentage = 36;
644       if (__block_size >= __required_size && 
645           (((__block_size - __required_size) * 100 / __block_size)
646            < __max_wastage_percentage))
647         return true;
648       else
649         return false;
650     }
651
652   public:
653     /** @brief This function returns the block of memory to the
654      *  internal free list.
655      *
656      *  @param  __addr The pointer to the memory block that was given
657      *  by a call to the _M_get function.
658      */
659     inline void 
660     _M_insert(size_t* __addr) throw()
661     {
662 #if defined __GTHREADS
663       __gnu_cxx::__scoped_lock __bfl_lock(_M_get_mutex());
664 #endif
665       // Call _M_validate to decide what should be done with
666       // this particular free list.
667       this->_M_validate(reinterpret_cast<size_t*>(__addr) - 1);
668       // See discussion as to why this is 1!
669     }
670     
671     /** @brief  This function gets a block of memory of the specified
672      *  size from the free list.
673      *
674      *  @param  __sz The size in bytes of the memory required.
675      *
676      *  @return  A pointer to the new memory block of size at least
677      *  equal to that requested.
678      */
679     size_t*
680     _M_get(size_t __sz) throw(std::bad_alloc);
681
682     /** @brief  This function just clears the internal Free List, and
683      *  gives back all the memory to the OS.
684      */
685     void 
686     _M_clear();
687   };
688
689
690   // Forward declare the class.
691   template<typename _Tp> 
692     class bitmap_allocator;
693
694   // Specialize for void:
695   template<>
696     class bitmap_allocator<void>
697     {
698     public:
699       typedef void*       pointer;
700       typedef const void* const_pointer;
701
702       // Reference-to-void members are impossible.
703       typedef void  value_type;
704       template<typename _Tp1>
705         struct rebind
706         {
707           typedef bitmap_allocator<_Tp1> other;
708         };
709     };
710
711   template<typename _Tp>
712     class bitmap_allocator : private free_list
713     {
714     public:
715       typedef size_t                    size_type;
716       typedef ptrdiff_t                 difference_type;
717       typedef _Tp*                      pointer;
718       typedef const _Tp*                const_pointer;
719       typedef _Tp&                      reference;
720       typedef const _Tp&                const_reference;
721       typedef _Tp                       value_type;
722       typedef free_list::__mutex_type   __mutex_type;
723
724       template<typename _Tp1>
725         struct rebind
726         {
727           typedef bitmap_allocator<_Tp1> other;
728         };
729
730     private:
731       template<size_t _BSize, size_t _AlignSize>
732         struct aligned_size
733         {
734           enum
735             { 
736               modulus = _BSize % _AlignSize,
737               value = _BSize + (modulus ? _AlignSize - (modulus) : 0)
738             };
739         };
740
741       struct _Alloc_block
742       {
743         char __M_unused[aligned_size<sizeof(value_type),
744                         _BALLOC_ALIGN_BYTES>::value];
745       };
746
747
748       typedef typename std::pair<_Alloc_block*, _Alloc_block*> _Block_pair;
749
750       typedef typename 
751       __detail::__mini_vector<_Block_pair> _BPVector;
752
753 #if defined _GLIBCXX_DEBUG
754       // Complexity: O(lg(N)). Where, N is the number of block of size
755       // sizeof(value_type).
756       void 
757       _S_check_for_free_blocks() throw()
758       {
759         typedef typename 
760           __gnu_cxx::__detail::_Ffit_finder<_Alloc_block*> _FFF;
761         _FFF __fff;
762         typedef typename _BPVector::iterator _BPiter;
763         _BPiter __bpi = 
764           __gnu_cxx::__detail::__find_if
765           (_S_mem_blocks.begin(), _S_mem_blocks.end(), 
766            __gnu_cxx::__detail::_Functor_Ref<_FFF>(__fff));
767
768         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(__bpi == _S_mem_blocks.end());
769       }
770 #endif
771
772       /** @brief  Responsible for exponentially growing the internal
773        *  memory pool.
774        *
775        *  @throw  std::bad_alloc. If memory can not be allocated.
776        *
777        *  @detail  Complexity: O(1), but internally depends upon the
778        *  complexity of the function free_list::_M_get. The part where
779        *  the bitmap headers are written has complexity: O(X),where X
780        *  is the number of blocks of size sizeof(value_type) within
781        *  the newly acquired block. Having a tight bound.
782        */
783       void 
784       _S_refill_pool() throw(std::bad_alloc)
785       {
786 #if defined _GLIBCXX_DEBUG
787         _S_check_for_free_blocks();
788 #endif
789
790         const size_t __num_bitmaps = (_S_block_size
791                                       / size_t(__detail::bits_per_block));
792         const size_t __size_to_allocate = sizeof(size_t) 
793           + _S_block_size * sizeof(_Alloc_block) 
794           + __num_bitmaps * sizeof(size_t);
795
796         size_t* __temp = 
797           reinterpret_cast<size_t*>
798           (this->_M_get(__size_to_allocate));
799         *__temp = 0;
800         ++__temp;
801
802         // The Header information goes at the Beginning of the Block.
803         _Block_pair __bp = 
804           std::make_pair(reinterpret_cast<_Alloc_block*>
805                          (__temp + __num_bitmaps), 
806                          reinterpret_cast<_Alloc_block*>
807                          (__temp + __num_bitmaps) 
808                          + _S_block_size - 1);
809         
810         // Fill the Vector with this information.
811         _S_mem_blocks.push_back(__bp);
812
813         size_t __bit_mask = 0; // 0 Indicates all Allocated.
814         __bit_mask = ~__bit_mask; // 1 Indicates all Free.
815
816         for (size_t __i = 0; __i < __num_bitmaps; ++__i)
817           __temp[__i] = __bit_mask;
818
819         _S_block_size *= 2;
820       }
821
822
823       static _BPVector _S_mem_blocks;
824       static size_t _S_block_size;
825       static __gnu_cxx::__detail::
826       _Bitmap_counter<_Alloc_block*> _S_last_request;
827       static typename _BPVector::size_type _S_last_dealloc_index;
828 #if defined __GTHREADS
829       static __mutex_type _S_mut;
830 #endif
831
832     public:
833
834       /** @brief  Allocates memory for a single object of size
835        *  sizeof(_Tp).
836        *
837        *  @throw  std::bad_alloc. If memory can not be allocated.
838        *
839        *  @detail  Complexity: Worst case complexity is O(N), but that
840        *  is hardly ever hit. If and when this particular case is
841        *  encountered, the next few cases are guaranteed to have a
842        *  worst case complexity of O(1)!  That's why this function
843        *  performs very well on average. You can consider this
844        *  function to have a complexity referred to commonly as:
845        *  Amortized Constant time.
846        */
847       pointer 
848       _M_allocate_single_object() throw(std::bad_alloc)
849       {
850 #if defined __GTHREADS
851         __gnu_cxx::__scoped_lock __bit_lock(_S_mut);
852 #endif
853
854         // The algorithm is something like this: The last_request
855         // variable points to the last accessed Bit Map. When such a
856         // condition occurs, we try to find a free block in the
857         // current bitmap, or succeeding bitmaps until the last bitmap
858         // is reached. If no free block turns up, we resort to First
859         // Fit method.
860
861         // WARNING: Do not re-order the condition in the while
862         // statement below, because it relies on C++'s short-circuit
863         // evaluation. The return from _S_last_request->_M_get() will
864         // NOT be dereference able if _S_last_request->_M_finished()
865         // returns true. This would inevitably lead to a NULL pointer
866         // dereference if tinkered with.
867         while (_S_last_request._M_finished() == false
868                && (*(_S_last_request._M_get()) == 0))
869           {
870             _S_last_request.operator++();
871           }
872
873         if (__builtin_expect(_S_last_request._M_finished() == true, false))
874           {
875             // Fall Back to First Fit algorithm.
876             typedef typename 
877               __gnu_cxx::__detail::_Ffit_finder<_Alloc_block*> _FFF;
878             _FFF __fff;
879             typedef typename _BPVector::iterator _BPiter;
880             _BPiter __bpi = 
881               __gnu_cxx::__detail::__find_if
882               (_S_mem_blocks.begin(), _S_mem_blocks.end(), 
883                __gnu_cxx::__detail::_Functor_Ref<_FFF>(__fff));
884
885             if (__bpi != _S_mem_blocks.end())
886               {
887                 // Search was successful. Ok, now mark the first bit from
888                 // the right as 0, meaning Allocated. This bit is obtained
889                 // by calling _M_get() on __fff.
890                 size_t __nz_bit = _Bit_scan_forward(*__fff._M_get());
891                 __detail::__bit_allocate(__fff._M_get(), __nz_bit);
892
893                 _S_last_request._M_reset(__bpi - _S_mem_blocks.begin());
894
895                 // Now, get the address of the bit we marked as allocated.
896                 pointer __ret = reinterpret_cast<pointer>
897                   (__bpi->first + __fff._M_offset() + __nz_bit);
898                 size_t* __puse_count = 
899                   reinterpret_cast<size_t*>
900                   (__bpi->first) 
901                   - (__gnu_cxx::__detail::__num_bitmaps(*__bpi) + 1);
902                 
903                 ++(*__puse_count);
904                 return __ret;
905               }
906             else
907               {
908                 // Search was unsuccessful. We Add more memory to the
909                 // pool by calling _S_refill_pool().
910                 _S_refill_pool();
911
912                 // _M_Reset the _S_last_request structure to the first
913                 // free block's bit map.
914                 _S_last_request._M_reset(_S_mem_blocks.size() - 1);
915
916                 // Now, mark that bit as allocated.
917               }
918           }
919
920         // _S_last_request holds a pointer to a valid bit map, that
921         // points to a free block in memory.
922         size_t __nz_bit = _Bit_scan_forward(*_S_last_request._M_get());
923         __detail::__bit_allocate(_S_last_request._M_get(), __nz_bit);
924
925         pointer __ret = reinterpret_cast<pointer>
926           (_S_last_request._M_base() + _S_last_request._M_offset() + __nz_bit);
927
928         size_t* __puse_count = reinterpret_cast<size_t*>
929           (_S_mem_blocks[_S_last_request._M_where()].first)
930           - (__gnu_cxx::__detail::
931              __num_bitmaps(_S_mem_blocks[_S_last_request._M_where()]) + 1);
932
933         ++(*__puse_count);
934         return __ret;
935       }
936
937       /** @brief  Deallocates memory that belongs to a single object of
938        *  size sizeof(_Tp).
939        *
940        *  @detail  Complexity: O(lg(N)), but the worst case is not hit
941        *  often!  This is because containers usually deallocate memory
942        *  close to each other and this case is handled in O(1) time by
943        *  the deallocate function.
944        */
945       void 
946       _M_deallocate_single_object(pointer __p) throw()
947       {
948 #if defined __GTHREADS
949         __gnu_cxx::__scoped_lock __bit_lock(_S_mut);
950 #endif
951         _Alloc_block* __real_p = reinterpret_cast<_Alloc_block*>(__p);
952
953         typedef typename _BPVector::iterator _Iterator;
954         typedef typename _BPVector::difference_type _Difference_type;
955
956         _Difference_type __diff;
957         long __displacement;
958
959         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index >= 0);
960
961         
962         if (__gnu_cxx::__detail::_Inclusive_between<_Alloc_block*>
963             (__real_p) (_S_mem_blocks[_S_last_dealloc_index]))
964           {
965             _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index
966                                   <= _S_mem_blocks.size() - 1);
967
968             // Initial Assumption was correct!
969             __diff = _S_last_dealloc_index;
970             __displacement = __real_p - _S_mem_blocks[__diff].first;
971           }
972         else
973           {
974             _Iterator _iter = __gnu_cxx::__detail::
975               __find_if(_S_mem_blocks.begin(), 
976                         _S_mem_blocks.end(), 
977                         __gnu_cxx::__detail::
978                         _Inclusive_between<_Alloc_block*>(__real_p));
979
980             _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_iter != _S_mem_blocks.end());
981
982             __diff = _iter - _S_mem_blocks.begin();
983             __displacement = __real_p - _S_mem_blocks[__diff].first;
984             _S_last_dealloc_index = __diff;
985           }
986
987         // Get the position of the iterator that has been found.
988         const size_t __rotate = (__displacement
989                                  % size_t(__detail::bits_per_block));
990         size_t* __bitmapC = 
991           reinterpret_cast<size_t*>
992           (_S_mem_blocks[__diff].first) - 1;
993         __bitmapC -= (__displacement / size_t(__detail::bits_per_block));
994       
995         __detail::__bit_free(__bitmapC, __rotate);
996         size_t* __puse_count = reinterpret_cast<size_t*>
997           (_S_mem_blocks[__diff].first)
998           - (__gnu_cxx::__detail::__num_bitmaps(_S_mem_blocks[__diff]) + 1);
999         
1000         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(*__puse_count != 0);
1001
1002         --(*__puse_count);
1003
1004         if (__builtin_expect(*__puse_count == 0, false))
1005           {
1006             _S_block_size /= 2;
1007           
1008             // We can safely remove this block.
1009             // _Block_pair __bp = _S_mem_blocks[__diff];
1010             this->_M_insert(__puse_count);
1011             _S_mem_blocks.erase(_S_mem_blocks.begin() + __diff);
1012
1013             // Reset the _S_last_request variable to reflect the
1014             // erased block. We do this to protect future requests
1015             // after the last block has been removed from a particular
1016             // memory Chunk, which in turn has been returned to the
1017             // free list, and hence had been erased from the vector,
1018             // so the size of the vector gets reduced by 1.
1019             if ((_Difference_type)_S_last_request._M_where() >= __diff--)
1020               _S_last_request._M_reset(__diff); 
1021
1022             // If the Index into the vector of the region of memory
1023             // that might hold the next address that will be passed to
1024             // deallocated may have been invalidated due to the above
1025             // erase procedure being called on the vector, hence we
1026             // try to restore this invariant too.
1027             if (_S_last_dealloc_index >= _S_mem_blocks.size())
1028               {
1029                 _S_last_dealloc_index =(__diff != -1 ? __diff : 0);
1030                 _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index >= 0);
1031               }
1032           }
1033       }
1034
1035     public:
1036       bitmap_allocator() throw()
1037       { }
1038
1039       bitmap_allocator(const bitmap_allocator&)
1040       { }
1041
1042       template<typename _Tp1>
1043         bitmap_allocator(const bitmap_allocator<_Tp1>&) throw()
1044         { }
1045
1046       ~bitmap_allocator() throw()
1047       { }
1048
1049       pointer 
1050       allocate(size_type __n)
1051       {
1052         if (__builtin_expect(__n > this->max_size(), false))
1053           std::__throw_bad_alloc();
1054
1055         if (__builtin_expect(__n == 1, true))
1056           return this->_M_allocate_single_object();
1057         else
1058           { 
1059             const size_type __b = __n * sizeof(value_type);
1060             return reinterpret_cast<pointer>(::operator new(__b));
1061           }
1062       }
1063
1064       pointer 
1065       allocate(size_type __n, typename bitmap_allocator<void>::const_pointer)
1066       { return allocate(__n); }
1067
1068       void 
1069       deallocate(pointer __p, size_type __n) throw()
1070       {
1071         if (__builtin_expect(__p != 0, true))
1072           {
1073             if (__builtin_expect(__n == 1, true))
1074               this->_M_deallocate_single_object(__p);
1075             else
1076               ::operator delete(__p);
1077           }
1078       }
1079
1080       pointer 
1081       address(reference __r) const
1082       { return &__r; }
1083
1084       const_pointer 
1085       address(const_reference __r) const
1086       { return &__r; }
1087
1088       size_type 
1089       max_size() const throw()
1090       { return size_type(-1) / sizeof(value_type); }
1091
1092       void 
1093       construct(pointer __p, const_reference __data)
1094       { ::new(__p) value_type(__data); }
1095
1096       void 
1097       destroy(pointer __p)
1098       { __p->~value_type(); }
1099     };
1100
1101   template<typename _Tp1, typename _Tp2>
1102     bool 
1103     operator==(const bitmap_allocator<_Tp1>&, 
1104                const bitmap_allocator<_Tp2>&) throw()
1105     { return true; }
1106   
1107   template<typename _Tp1, typename _Tp2>
1108     bool 
1109     operator!=(const bitmap_allocator<_Tp1>&, 
1110                const bitmap_allocator<_Tp2>&) throw() 
1111   { return false; }
1112
1113   // Static member definitions.
1114   template<typename _Tp>
1115     typename bitmap_allocator<_Tp>::_BPVector
1116     bitmap_allocator<_Tp>::_S_mem_blocks;
1117
1118   template<typename _Tp>
1119     size_t bitmap_allocator<_Tp>::_S_block_size = 
1120     2 * size_t(__detail::bits_per_block);
1121
1122   template<typename _Tp>
1123     typename __gnu_cxx::bitmap_allocator<_Tp>::_BPVector::size_type 
1124     bitmap_allocator<_Tp>::_S_last_dealloc_index = 0;
1125
1126   template<typename _Tp>
1127     __gnu_cxx::__detail::_Bitmap_counter 
1128   <typename bitmap_allocator<_Tp>::_Alloc_block*>
1129     bitmap_allocator<_Tp>::_S_last_request(_S_mem_blocks);
1130
1131 #if defined __GTHREADS
1132   template<typename _Tp>
1133     typename bitmap_allocator<_Tp>::__mutex_type
1134     bitmap_allocator<_Tp>::_S_mut;
1135 #endif
1136
1137 _GLIBCXX_END_NAMESPACE
1138
1139 #endif 
1140