]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.1.git/blob - contrib/libstdc++/include/ext/bitmap_allocator.h
Copy stable/8 to releng/8.1 in preparation for 8.1-RC1.
[FreeBSD/releng/8.1.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     typedef size_t*                             value_type;
553     typedef __detail::__mini_vector<value_type> vector_type;
554     typedef vector_type::iterator               iterator;
555     typedef __mutex                             __mutex_type;
556
557     struct _LT_pointer_compare
558     {
559       bool
560       operator()(const size_t* __pui, 
561                  const size_t __cui) const throw()
562       { return *__pui < __cui; }
563     };
564
565 #if defined __GTHREADS
566     __mutex_type&
567     _M_get_mutex()
568     {
569       static __mutex_type _S_mutex;
570       return _S_mutex;
571     }
572 #endif
573
574     vector_type&
575     _M_get_free_list()
576     {
577       static vector_type _S_free_list;
578       return _S_free_list;
579     }
580
581     /** @brief  Performs validation of memory based on their size.
582      *
583      *  @param  __addr The pointer to the memory block to be
584      *  validated.
585      *
586      *  @detail  Validates the memory block passed to this function and
587      *  appropriately performs the action of managing the free list of
588      *  blocks by adding this block to the free list or deleting this
589      *  or larger blocks from the free list.
590      */
591     void
592     _M_validate(size_t* __addr) throw()
593     {
594       vector_type& __free_list = _M_get_free_list();
595       const vector_type::size_type __max_size = 64;
596       if (__free_list.size() >= __max_size)
597         {
598           // Ok, the threshold value has been reached.  We determine
599           // which block to remove from the list of free blocks.
600           if (*__addr >= *__free_list.back())
601             {
602               // Ok, the new block is greater than or equal to the
603               // last block in the list of free blocks. We just free
604               // the new block.
605               ::operator delete(static_cast<void*>(__addr));
606               return;
607             }
608           else
609             {
610               // Deallocate the last block in the list of free lists,
611               // and insert the new one in it's correct position.
612               ::operator delete(static_cast<void*>(__free_list.back()));
613               __free_list.pop_back();
614             }
615         }
616           
617       // Just add the block to the list of free lists unconditionally.
618       iterator __temp = __gnu_cxx::__detail::__lower_bound
619         (__free_list.begin(), __free_list.end(), 
620          *__addr, _LT_pointer_compare());
621
622       // We may insert the new free list before _temp;
623       __free_list.insert(__temp, __addr);
624     }
625
626     /** @brief  Decides whether the wastage of memory is acceptable for
627      *  the current memory request and returns accordingly.
628      *
629      *  @param __block_size The size of the block available in the free
630      *  list.
631      *
632      *  @param __required_size The required size of the memory block.
633      *
634      *  @return true if the wastage incurred is acceptable, else returns
635      *  false.
636      */
637     bool 
638     _M_should_i_give(size_t __block_size, 
639                      size_t __required_size) throw()
640     {
641       const size_t __max_wastage_percentage = 36;
642       if (__block_size >= __required_size && 
643           (((__block_size - __required_size) * 100 / __block_size)
644            < __max_wastage_percentage))
645         return true;
646       else
647         return false;
648     }
649
650   public:
651     /** @brief This function returns the block of memory to the
652      *  internal free list.
653      *
654      *  @param  __addr The pointer to the memory block that was given
655      *  by a call to the _M_get function.
656      */
657     inline void 
658     _M_insert(size_t* __addr) throw()
659     {
660 #if defined __GTHREADS
661       __gnu_cxx::__scoped_lock __bfl_lock(_M_get_mutex());
662 #endif
663       // Call _M_validate to decide what should be done with
664       // this particular free list.
665       this->_M_validate(reinterpret_cast<size_t*>(__addr) - 1);
666       // See discussion as to why this is 1!
667     }
668     
669     /** @brief  This function gets a block of memory of the specified
670      *  size from the free list.
671      *
672      *  @param  __sz The size in bytes of the memory required.
673      *
674      *  @return  A pointer to the new memory block of size at least
675      *  equal to that requested.
676      */
677     size_t*
678     _M_get(size_t __sz) throw(std::bad_alloc);
679
680     /** @brief  This function just clears the internal Free List, and
681      *  gives back all the memory to the OS.
682      */
683     void 
684     _M_clear();
685   };
686
687
688   // Forward declare the class.
689   template<typename _Tp> 
690     class bitmap_allocator;
691
692   // Specialize for void:
693   template<>
694     class bitmap_allocator<void>
695     {
696     public:
697       typedef void*       pointer;
698       typedef const void* const_pointer;
699
700       // Reference-to-void members are impossible.
701       typedef void  value_type;
702       template<typename _Tp1>
703         struct rebind
704         {
705           typedef bitmap_allocator<_Tp1> other;
706         };
707     };
708
709   template<typename _Tp>
710     class bitmap_allocator : private free_list
711     {
712     public:
713       typedef size_t                    size_type;
714       typedef ptrdiff_t                 difference_type;
715       typedef _Tp*                      pointer;
716       typedef const _Tp*                const_pointer;
717       typedef _Tp&                      reference;
718       typedef const _Tp&                const_reference;
719       typedef _Tp                       value_type;
720       typedef free_list::__mutex_type   __mutex_type;
721
722       template<typename _Tp1>
723         struct rebind
724         {
725           typedef bitmap_allocator<_Tp1> other;
726         };
727
728     private:
729       template<size_t _BSize, size_t _AlignSize>
730         struct aligned_size
731         {
732           enum
733             { 
734               modulus = _BSize % _AlignSize,
735               value = _BSize + (modulus ? _AlignSize - (modulus) : 0)
736             };
737         };
738
739       struct _Alloc_block
740       {
741         char __M_unused[aligned_size<sizeof(value_type),
742                         _BALLOC_ALIGN_BYTES>::value];
743       };
744
745
746       typedef typename std::pair<_Alloc_block*, _Alloc_block*> _Block_pair;
747
748       typedef typename 
749       __detail::__mini_vector<_Block_pair> _BPVector;
750
751 #if defined _GLIBCXX_DEBUG
752       // Complexity: O(lg(N)). Where, N is the number of block of size
753       // sizeof(value_type).
754       void 
755       _S_check_for_free_blocks() throw()
756       {
757         typedef typename 
758           __gnu_cxx::__detail::_Ffit_finder<_Alloc_block*> _FFF;
759         _FFF __fff;
760         typedef typename _BPVector::iterator _BPiter;
761         _BPiter __bpi = 
762           __gnu_cxx::__detail::__find_if
763           (_S_mem_blocks.begin(), _S_mem_blocks.end(), 
764            __gnu_cxx::__detail::_Functor_Ref<_FFF>(__fff));
765
766         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(__bpi == _S_mem_blocks.end());
767       }
768 #endif
769
770       /** @brief  Responsible for exponentially growing the internal
771        *  memory pool.
772        *
773        *  @throw  std::bad_alloc. If memory can not be allocated.
774        *
775        *  @detail  Complexity: O(1), but internally depends upon the
776        *  complexity of the function free_list::_M_get. The part where
777        *  the bitmap headers are written has complexity: O(X),where X
778        *  is the number of blocks of size sizeof(value_type) within
779        *  the newly acquired block. Having a tight bound.
780        */
781       void 
782       _S_refill_pool() throw(std::bad_alloc)
783       {
784 #if defined _GLIBCXX_DEBUG
785         _S_check_for_free_blocks();
786 #endif
787
788         const size_t __num_bitmaps = (_S_block_size
789                                       / size_t(__detail::bits_per_block));
790         const size_t __size_to_allocate = sizeof(size_t) 
791           + _S_block_size * sizeof(_Alloc_block) 
792           + __num_bitmaps * sizeof(size_t);
793
794         size_t* __temp = 
795           reinterpret_cast<size_t*>
796           (this->_M_get(__size_to_allocate));
797         *__temp = 0;
798         ++__temp;
799
800         // The Header information goes at the Beginning of the Block.
801         _Block_pair __bp = 
802           std::make_pair(reinterpret_cast<_Alloc_block*>
803                          (__temp + __num_bitmaps), 
804                          reinterpret_cast<_Alloc_block*>
805                          (__temp + __num_bitmaps) 
806                          + _S_block_size - 1);
807         
808         // Fill the Vector with this information.
809         _S_mem_blocks.push_back(__bp);
810
811         size_t __bit_mask = 0; // 0 Indicates all Allocated.
812         __bit_mask = ~__bit_mask; // 1 Indicates all Free.
813
814         for (size_t __i = 0; __i < __num_bitmaps; ++__i)
815           __temp[__i] = __bit_mask;
816
817         _S_block_size *= 2;
818       }
819
820
821       static _BPVector _S_mem_blocks;
822       static size_t _S_block_size;
823       static __gnu_cxx::__detail::
824       _Bitmap_counter<_Alloc_block*> _S_last_request;
825       static typename _BPVector::size_type _S_last_dealloc_index;
826 #if defined __GTHREADS
827       static __mutex_type _S_mut;
828 #endif
829
830     public:
831
832       /** @brief  Allocates memory for a single object of size
833        *  sizeof(_Tp).
834        *
835        *  @throw  std::bad_alloc. If memory can not be allocated.
836        *
837        *  @detail  Complexity: Worst case complexity is O(N), but that
838        *  is hardly ever hit. If and when this particular case is
839        *  encountered, the next few cases are guaranteed to have a
840        *  worst case complexity of O(1)!  That's why this function
841        *  performs very well on average. You can consider this
842        *  function to have a complexity referred to commonly as:
843        *  Amortized Constant time.
844        */
845       pointer 
846       _M_allocate_single_object() throw(std::bad_alloc)
847       {
848 #if defined __GTHREADS
849         __gnu_cxx::__scoped_lock __bit_lock(_S_mut);
850 #endif
851
852         // The algorithm is something like this: The last_request
853         // variable points to the last accessed Bit Map. When such a
854         // condition occurs, we try to find a free block in the
855         // current bitmap, or succeeding bitmaps until the last bitmap
856         // is reached. If no free block turns up, we resort to First
857         // Fit method.
858
859         // WARNING: Do not re-order the condition in the while
860         // statement below, because it relies on C++'s short-circuit
861         // evaluation. The return from _S_last_request->_M_get() will
862         // NOT be dereference able if _S_last_request->_M_finished()
863         // returns true. This would inevitably lead to a NULL pointer
864         // dereference if tinkered with.
865         while (_S_last_request._M_finished() == false
866                && (*(_S_last_request._M_get()) == 0))
867           {
868             _S_last_request.operator++();
869           }
870
871         if (__builtin_expect(_S_last_request._M_finished() == true, false))
872           {
873             // Fall Back to First Fit algorithm.
874             typedef typename 
875               __gnu_cxx::__detail::_Ffit_finder<_Alloc_block*> _FFF;
876             _FFF __fff;
877             typedef typename _BPVector::iterator _BPiter;
878             _BPiter __bpi = 
879               __gnu_cxx::__detail::__find_if
880               (_S_mem_blocks.begin(), _S_mem_blocks.end(), 
881                __gnu_cxx::__detail::_Functor_Ref<_FFF>(__fff));
882
883             if (__bpi != _S_mem_blocks.end())
884               {
885                 // Search was successful. Ok, now mark the first bit from
886                 // the right as 0, meaning Allocated. This bit is obtained
887                 // by calling _M_get() on __fff.
888                 size_t __nz_bit = _Bit_scan_forward(*__fff._M_get());
889                 __detail::__bit_allocate(__fff._M_get(), __nz_bit);
890
891                 _S_last_request._M_reset(__bpi - _S_mem_blocks.begin());
892
893                 // Now, get the address of the bit we marked as allocated.
894                 pointer __ret = reinterpret_cast<pointer>
895                   (__bpi->first + __fff._M_offset() + __nz_bit);
896                 size_t* __puse_count = 
897                   reinterpret_cast<size_t*>
898                   (__bpi->first) 
899                   - (__gnu_cxx::__detail::__num_bitmaps(*__bpi) + 1);
900                 
901                 ++(*__puse_count);
902                 return __ret;
903               }
904             else
905               {
906                 // Search was unsuccessful. We Add more memory to the
907                 // pool by calling _S_refill_pool().
908                 _S_refill_pool();
909
910                 // _M_Reset the _S_last_request structure to the first
911                 // free block's bit map.
912                 _S_last_request._M_reset(_S_mem_blocks.size() - 1);
913
914                 // Now, mark that bit as allocated.
915               }
916           }
917
918         // _S_last_request holds a pointer to a valid bit map, that
919         // points to a free block in memory.
920         size_t __nz_bit = _Bit_scan_forward(*_S_last_request._M_get());
921         __detail::__bit_allocate(_S_last_request._M_get(), __nz_bit);
922
923         pointer __ret = reinterpret_cast<pointer>
924           (_S_last_request._M_base() + _S_last_request._M_offset() + __nz_bit);
925
926         size_t* __puse_count = reinterpret_cast<size_t*>
927           (_S_mem_blocks[_S_last_request._M_where()].first)
928           - (__gnu_cxx::__detail::
929              __num_bitmaps(_S_mem_blocks[_S_last_request._M_where()]) + 1);
930
931         ++(*__puse_count);
932         return __ret;
933       }
934
935       /** @brief  Deallocates memory that belongs to a single object of
936        *  size sizeof(_Tp).
937        *
938        *  @detail  Complexity: O(lg(N)), but the worst case is not hit
939        *  often!  This is because containers usually deallocate memory
940        *  close to each other and this case is handled in O(1) time by
941        *  the deallocate function.
942        */
943       void 
944       _M_deallocate_single_object(pointer __p) throw()
945       {
946 #if defined __GTHREADS
947         __gnu_cxx::__scoped_lock __bit_lock(_S_mut);
948 #endif
949         _Alloc_block* __real_p = reinterpret_cast<_Alloc_block*>(__p);
950
951         typedef typename _BPVector::iterator _Iterator;
952         typedef typename _BPVector::difference_type _Difference_type;
953
954         _Difference_type __diff;
955         long __displacement;
956
957         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index >= 0);
958
959         
960         if (__gnu_cxx::__detail::_Inclusive_between<_Alloc_block*>
961             (__real_p) (_S_mem_blocks[_S_last_dealloc_index]))
962           {
963             _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index
964                                   <= _S_mem_blocks.size() - 1);
965
966             // Initial Assumption was correct!
967             __diff = _S_last_dealloc_index;
968             __displacement = __real_p - _S_mem_blocks[__diff].first;
969           }
970         else
971           {
972             _Iterator _iter = __gnu_cxx::__detail::
973               __find_if(_S_mem_blocks.begin(), 
974                         _S_mem_blocks.end(), 
975                         __gnu_cxx::__detail::
976                         _Inclusive_between<_Alloc_block*>(__real_p));
977
978             _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_iter != _S_mem_blocks.end());
979
980             __diff = _iter - _S_mem_blocks.begin();
981             __displacement = __real_p - _S_mem_blocks[__diff].first;
982             _S_last_dealloc_index = __diff;
983           }
984
985         // Get the position of the iterator that has been found.
986         const size_t __rotate = (__displacement
987                                  % size_t(__detail::bits_per_block));
988         size_t* __bitmapC = 
989           reinterpret_cast<size_t*>
990           (_S_mem_blocks[__diff].first) - 1;
991         __bitmapC -= (__displacement / size_t(__detail::bits_per_block));
992       
993         __detail::__bit_free(__bitmapC, __rotate);
994         size_t* __puse_count = reinterpret_cast<size_t*>
995           (_S_mem_blocks[__diff].first)
996           - (__gnu_cxx::__detail::__num_bitmaps(_S_mem_blocks[__diff]) + 1);
997         
998         _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(*__puse_count != 0);
999
1000         --(*__puse_count);
1001
1002         if (__builtin_expect(*__puse_count == 0, false))
1003           {
1004             _S_block_size /= 2;
1005           
1006             // We can safely remove this block.
1007             // _Block_pair __bp = _S_mem_blocks[__diff];
1008             this->_M_insert(__puse_count);
1009             _S_mem_blocks.erase(_S_mem_blocks.begin() + __diff);
1010
1011             // Reset the _S_last_request variable to reflect the
1012             // erased block. We do this to protect future requests
1013             // after the last block has been removed from a particular
1014             // memory Chunk, which in turn has been returned to the
1015             // free list, and hence had been erased from the vector,
1016             // so the size of the vector gets reduced by 1.
1017             if ((_Difference_type)_S_last_request._M_where() >= __diff--)
1018               _S_last_request._M_reset(__diff); 
1019
1020             // If the Index into the vector of the region of memory
1021             // that might hold the next address that will be passed to
1022             // deallocated may have been invalidated due to the above
1023             // erase procedure being called on the vector, hence we
1024             // try to restore this invariant too.
1025             if (_S_last_dealloc_index >= _S_mem_blocks.size())
1026               {
1027                 _S_last_dealloc_index =(__diff != -1 ? __diff : 0);
1028                 _GLIBCXX_DEBUG_ASSERT(_S_last_dealloc_index >= 0);
1029               }
1030           }
1031       }
1032
1033     public:
1034       bitmap_allocator() throw()
1035       { }
1036
1037       bitmap_allocator(const bitmap_allocator&)
1038       { }
1039
1040       template<typename _Tp1>
1041         bitmap_allocator(const bitmap_allocator<_Tp1>&) throw()
1042         { }
1043
1044       ~bitmap_allocator() throw()
1045       { }
1046
1047       pointer 
1048       allocate(size_type __n)
1049       {
1050         if (__builtin_expect(__n > this->max_size(), false))
1051           std::__throw_bad_alloc();
1052
1053         if (__builtin_expect(__n == 1, true))
1054           return this->_M_allocate_single_object();
1055         else
1056           { 
1057             const size_type __b = __n * sizeof(value_type);
1058             return reinterpret_cast<pointer>(::operator new(__b));
1059           }
1060       }
1061
1062       pointer 
1063       allocate(size_type __n, typename bitmap_allocator<void>::const_pointer)
1064       { return allocate(__n); }
1065
1066       void 
1067       deallocate(pointer __p, size_type __n) throw()
1068       {
1069         if (__builtin_expect(__p != 0, true))
1070           {
1071             if (__builtin_expect(__n == 1, true))
1072               this->_M_deallocate_single_object(__p);
1073             else
1074               ::operator delete(__p);
1075           }
1076       }
1077
1078       pointer 
1079       address(reference __r) const
1080       { return &__r; }
1081
1082       const_pointer 
1083       address(const_reference __r) const
1084       { return &__r; }
1085
1086       size_type 
1087       max_size() const throw()
1088       { return size_type(-1) / sizeof(value_type); }
1089
1090       void 
1091       construct(pointer __p, const_reference __data)
1092       { ::new(__p) value_type(__data); }
1093
1094       void 
1095       destroy(pointer __p)
1096       { __p->~value_type(); }
1097     };
1098
1099   template<typename _Tp1, typename _Tp2>
1100     bool 
1101     operator==(const bitmap_allocator<_Tp1>&, 
1102                const bitmap_allocator<_Tp2>&) throw()
1103     { return true; }
1104   
1105   template<typename _Tp1, typename _Tp2>
1106     bool 
1107     operator!=(const bitmap_allocator<_Tp1>&, 
1108                const bitmap_allocator<_Tp2>&) throw() 
1109   { return false; }
1110
1111   // Static member definitions.
1112   template<typename _Tp>
1113     typename bitmap_allocator<_Tp>::_BPVector
1114     bitmap_allocator<_Tp>::_S_mem_blocks;
1115
1116   template<typename _Tp>
1117     size_t bitmap_allocator<_Tp>::_S_block_size = 
1118     2 * size_t(__detail::bits_per_block);
1119
1120   template<typename _Tp>
1121     typename __gnu_cxx::bitmap_allocator<_Tp>::_BPVector::size_type 
1122     bitmap_allocator<_Tp>::_S_last_dealloc_index = 0;
1123
1124   template<typename _Tp>
1125     __gnu_cxx::__detail::_Bitmap_counter 
1126   <typename bitmap_allocator<_Tp>::_Alloc_block*>
1127     bitmap_allocator<_Tp>::_S_last_request(_S_mem_blocks);
1128
1129 #if defined __GTHREADS
1130   template<typename _Tp>
1131     typename bitmap_allocator<_Tp>::__mutex_type
1132     bitmap_allocator<_Tp>::_S_mut;
1133 #endif
1134
1135 _GLIBCXX_END_NAMESPACE
1136
1137 #endif 
1138