foundation crate
num_traits dep
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parent
549b94d34c
commit
47288aeed1
24
Cargo.lock
generated
24
Cargo.lock
generated
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@ -2,6 +2,12 @@
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# It is not intended for manual editing.
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# It is not intended for manual editing.
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version = 4
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version = 4
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[[package]]
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name = "autocfg"
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version = "1.5.1"
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source = "registry+https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
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||||||
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checksum = "f2032f911046de80f0a198e0901378627c33f59ea0ac00e363d481118bd70a53"
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||||||
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||||||
[[package]]
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[[package]]
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||||||
name = "bit_field"
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name = "bit_field"
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version = "0.10.3"
|
version = "0.10.3"
|
||||||
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@ -14,13 +20,22 @@ version = "2.13.1"
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||||||
source = "registry+https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
|
source = "registry+https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
|
||||||
checksum = "b588b76d00fde79687d7646a9b5bdf3cc0f655e0bbd080335a95d7e96f3587da"
|
checksum = "b588b76d00fde79687d7646a9b5bdf3cc0f655e0bbd080335a95d7e96f3587da"
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||||||
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||||||
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[[package]]
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name = "foundation"
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version = "0.1.0"
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dependencies = [
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||||||
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"num-traits",
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||||||
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]
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||||||
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[[package]]
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[[package]]
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||||||
name = "kernel"
|
name = "kernel"
|
||||||
version = "0.1.0"
|
version = "0.1.0"
|
||||||
dependencies = [
|
dependencies = [
|
||||||
"bit_field",
|
"bit_field",
|
||||||
"bitflags",
|
"bitflags",
|
||||||
|
"foundation",
|
||||||
"log",
|
"log",
|
||||||
|
"num-traits",
|
||||||
"plain",
|
"plain",
|
||||||
"rbtree",
|
"rbtree",
|
||||||
"rustc-demangle",
|
"rustc-demangle",
|
||||||
|
|
@ -33,6 +48,15 @@ version = "0.4.33"
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||||||
source = "registry+https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
|
source = "registry+https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
|
||||||
checksum = "0ceec5bc11778974d1bcb055b18002eba7f4b3518b6a0081b3af5f21666da9ad"
|
checksum = "0ceec5bc11778974d1bcb055b18002eba7f4b3518b6a0081b3af5f21666da9ad"
|
||||||
|
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||||||
|
[[package]]
|
||||||
|
name = "num-traits"
|
||||||
|
version = "0.2.19"
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||||||
|
source = "registry+https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
|
||||||
|
checksum = "071dfc062690e90b734c0b2273ce72ad0ffa95f0c74596bc250dcfd960262841"
|
||||||
|
dependencies = [
|
||||||
|
"autocfg",
|
||||||
|
]
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||||||
|
|
||||||
[[package]]
|
[[package]]
|
||||||
name = "plain"
|
name = "plain"
|
||||||
version = "0.2.3"
|
version = "0.2.3"
|
||||||
|
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||||||
7
crates/foundation/Cargo.toml
Normal file
7
crates/foundation/Cargo.toml
Normal file
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@ -0,0 +1,7 @@
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|
[package]
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|
name = "foundation"
|
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|
version = "0.1.0"
|
||||||
|
edition = "2024"
|
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|
[dependencies]
|
||||||
|
num-traits = { version = "0.2.19", default-features = false }
|
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426
crates/foundation/src/alloc/bump.rs
Normal file
426
crates/foundation/src/alloc/bump.rs
Normal file
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@ -0,0 +1,426 @@
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|
//! A bump allocator inspired by / taken from the `stumpalo` crate
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use core::{
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alloc::{Allocator, Layout},
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cell::Cell,
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|
marker::PhantomData,
|
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|
ops::{Deref, DerefMut},
|
||||||
|
ptr::{self, NonNull},
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||||||
|
};
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#[repr(align(16))]
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struct Chunk {
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next: Option<NonNull<Chunk>>,
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size: usize,
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||||||
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}
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|
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|
const EMPTY_CHUNK: Chunk = Chunk {
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||||||
|
next: None,
|
||||||
|
size: 0,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct RestorePoint {
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|
top: *mut u8,
|
||||||
|
chunk: NonNull<Chunk>,
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||||||
|
}
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|
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|
pub struct Bump<A: Allocator> {
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|
top: Cell<*mut u8>,
|
||||||
|
bottom: Cell<*mut Chunk>,
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|
next_chunk: Cell<Option<NonNull<Chunk>>>,
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|
backing_alloc: A,
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}
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unsafe impl<A: Allocator + Send> Send for Bump<A> {}
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unsafe impl<A: Allocator> Allocator for BumpScope<'_, '_, A> {
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||||||
|
fn allocate(
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&self,
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|
layout: Layout,
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|
) -> Result<core::ptr::NonNull<[u8]>, core::alloc::AllocError> {
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|
let virt = unsafe { self.alloc_layout(layout).ok_or(core::alloc::AllocError) }?;
|
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|
Ok(virt.cast_slice(layout.size()))
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|
}
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|
unsafe fn deallocate(&self, _ptr: core::ptr::NonNull<u8>, _layout: Layout) {}
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}
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|
impl<A: Allocator> Bump<A> {
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|
pub fn new_in(backing_alloc: A) -> Self {
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let chunk = NonNull::from(&EMPTY_CHUNK);
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||||||
|
let bottom = unsafe { chunk.as_ptr().add(1) };
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||||||
|
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|
Self {
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||||||
|
top: Cell::new(bottom.cast::<u8>()),
|
||||||
|
bottom: Cell::new(bottom),
|
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|
next_chunk: Cell::new(None),
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|
backing_alloc,
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}
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|
}
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|
/// # Safety
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|
/// The caller must ensure that the chunk is aligned to `Chunk` alignment.
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pub unsafe fn from_raw_chunk_in(chunk: NonNull<[u8]>, backing_alloc: A) -> Self {
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|
assert!(
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|
chunk.as_ptr().addr().is_multiple_of(align_of::<Chunk>()),
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||||||
|
"Chunk must be aligned to Chunk alignment"
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|
);
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|
assert!(
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|
chunk.len() >= size_of::<Chunk>(),
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||||||
|
"Chunk must be at least the size of Chunk"
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|
);
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||||||
|
let len = chunk.len();
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|
let chunk = chunk.cast::<Chunk>();
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|
let bottom = unsafe { chunk.as_ptr().add(1) };
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||||||
|
let top = unsafe { bottom.byte_add(len - size_of::<Chunk>()) };
|
||||||
|
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
top: Cell::new(top.cast::<u8>()),
|
||||||
|
bottom: Cell::new(bottom),
|
||||||
|
next_chunk: Cell::new(None),
|
||||||
|
backing_alloc,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
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|
pub fn as_scope<'env>(&'env mut self) -> BumpScope<'env, 'env, A> {
|
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|
BumpScope {
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bump: self,
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|
_env: PhantomData,
|
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|
_scope: PhantomData,
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||||||
|
}
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|
}
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|
pub fn scope<'env, F, R>(&'env mut self, f: F) -> R
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|
where
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|
F: for<'scope> FnOnce(&'scope mut BumpScope<'env, 'scope, A>) -> R + 'env,
|
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|
R: 'env,
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{
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||||||
|
let restore = self.restore_point();
|
||||||
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|
||||||
|
let mut scope = BumpScope {
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|
bump: self,
|
||||||
|
_env: PhantomData,
|
||||||
|
_scope: PhantomData,
|
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|
};
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|
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|
let result = f(&mut scope);
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||||||
|
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||||||
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unsafe { self.restore(restore) };
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||||||
|
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||||||
|
result
|
||||||
|
}
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|
|
||||||
|
fn restore_point(&self) -> RestorePoint {
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|
RestorePoint {
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top: self.top.get(),
|
||||||
|
chunk: NonNull::from(self.chunk()),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe fn restore(&self, restore_point: RestorePoint) {
|
||||||
|
// get current chunk and next chunk
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|
let mut chunk = Some(NonNull::from(self.chunk()));
|
||||||
|
let mut head = self.next_chunk.get();
|
||||||
|
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||||||
|
// walk the linked list of chunks used since the restore point and
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||||||
|
// re-link them onto the free list.
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|
while let Some(cnk) = chunk
|
||||||
|
&& cnk != restore_point.chunk
|
||||||
|
{
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||||||
|
let next = unsafe { ptr::replace(&raw mut (*cnk.as_ptr()).next, head) };
|
||||||
|
|
||||||
|
head = Some(cnk);
|
||||||
|
chunk = next;
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
self.top.set(restore_point.top);
|
||||||
|
let bot = unsafe { restore_point.chunk.as_ptr().add(1) };
|
||||||
|
self.bottom.set(bot);
|
||||||
|
self.next_chunk.set(head);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[inline]
|
||||||
|
pub unsafe fn alloc_layout(&self, layout: Layout) -> Option<NonNull<u8>> {
|
||||||
|
let top = self.top.get();
|
||||||
|
let bottom = self.bottom.get().addr();
|
||||||
|
let extra = Self::extra_bytes(top, layout.align());
|
||||||
|
|
||||||
|
let slow_path = Self::out_of_mem(layout, top, bottom, false);
|
||||||
|
|
||||||
|
if slow_path {
|
||||||
|
self.alloc_layout_slow_cold(layout)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
let new_top = unsafe { top.byte_sub(extra).byte_sub(layout.size()) };
|
||||||
|
self.top.set(new_top);
|
||||||
|
|
||||||
|
Some(unsafe { NonNull::new_unchecked(new_top) })
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[inline(never)]
|
||||||
|
fn try_alloc_slow_with_no_inline<F, T>(&self, f: F) -> Option<NonNull<T>>
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> T,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
let p = self.alloc_layout_slow(Layout::new::<T>())?;
|
||||||
|
let p = p.cast::<T>();
|
||||||
|
unsafe { p.write(f()) };
|
||||||
|
Some(p)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[cold]
|
||||||
|
fn alloc_layout_slow_cold(&self, layout: Layout) -> Option<NonNull<u8>> {
|
||||||
|
self.alloc_layout_slow(layout)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// #[inline(never)]
|
||||||
|
// fn alloc_layout_slow_no_inline(&self, layout: Layout) -> Option<NonNull<u8>> {
|
||||||
|
// self.alloc_layout_slow(layout)
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
fn alloc_layout_slow(&self, layout: Layout) -> Option<NonNull<u8>> {
|
||||||
|
let extra_with_chunk = {
|
||||||
|
assert!(size_of::<Chunk>() == align_of::<Chunk>());
|
||||||
|
// if the allocation is greater than the size of the chunk header, we need more bytes past the chunk header to align the allocation.
|
||||||
|
if layout.align() > size_of::<Chunk>() {
|
||||||
|
layout.align() - size_of::<Chunk>()
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
let min_size = layout.size() + extra_with_chunk;
|
||||||
|
|
||||||
|
while let Some(mut chunk) = self.next_chunk.get() {
|
||||||
|
// SAFETY: `Bump` is not `Sync` and `alloc_layout_slow is not
|
||||||
|
// reentrant, we have exclusive access to `chunk`
|
||||||
|
let chunk = unsafe { chunk.as_mut() };
|
||||||
|
let cap = chunk.size;
|
||||||
|
|
||||||
|
if cap >= min_size {
|
||||||
|
let prev = self.chunk();
|
||||||
|
self.next_chunk.set(chunk.next);
|
||||||
|
|
||||||
|
// add the current chunk to the linked list of chunks, so it can be freed later.
|
||||||
|
chunk.next = Some(NonNull::from(prev));
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
// bottom is just past the chunk header
|
||||||
|
let bot = (&raw const *chunk).add(1).cast_mut();
|
||||||
|
self.bottom.set(bot);
|
||||||
|
|
||||||
|
// calculate top of chunk
|
||||||
|
let top = bot.byte_add(cap).cast::<u8>();
|
||||||
|
|
||||||
|
// sub allocation
|
||||||
|
let extra = Self::extra_bytes(top, layout.align());
|
||||||
|
let top = top.byte_sub(extra).byte_sub(layout.size());
|
||||||
|
self.top.set(top);
|
||||||
|
|
||||||
|
return Some(NonNull::new_unchecked(top));
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
// chunk is too small, try the next one
|
||||||
|
self.next_chunk.set(chunk.next);
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
let layout = Layout::from_size_align_unchecked(
|
||||||
|
cap + size_of::<Chunk>(),
|
||||||
|
align_of::<Chunk>(),
|
||||||
|
);
|
||||||
|
self.backing_alloc
|
||||||
|
.deallocate(NonNull::from(chunk).cast(), layout);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
let chunk = self.chunk();
|
||||||
|
let prev = if chunk.size == 0 {
|
||||||
|
None
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
Some(NonNull::from(chunk))
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
let size = self.next_chunk_size().max(min_size);
|
||||||
|
let new_chunk = self
|
||||||
|
.backing_alloc
|
||||||
|
.allocate(unsafe {
|
||||||
|
Layout::from_size_align_unchecked(size + size_of::<Chunk>(), align_of::<Chunk>())
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.ok()?
|
||||||
|
.cast::<Chunk>();
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
new_chunk.write(Chunk { next: prev, size });
|
||||||
|
|
||||||
|
let bot = new_chunk.add(1).as_ptr();
|
||||||
|
self.bottom.set(bot);
|
||||||
|
|
||||||
|
let top = bot.byte_add(size).cast::<u8>();
|
||||||
|
let extra = Self::extra_bytes(top, layout.align());
|
||||||
|
let top = top.byte_sub(extra).byte_sub(layout.size());
|
||||||
|
self.top.set(top);
|
||||||
|
|
||||||
|
Some(NonNull::new_unchecked(top))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn next_chunk_size(&self) -> usize {
|
||||||
|
let chunk = self.chunk();
|
||||||
|
let cap = (chunk.size + size_of::<Chunk>()).saturating_mul(2) - size_of::<Chunk>();
|
||||||
|
|
||||||
|
cap.max(0x1000)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub unsafe fn alloc_raw<T>(&self) -> Option<NonNull<T>> {
|
||||||
|
let layout = core::alloc::Layout::new::<T>();
|
||||||
|
unsafe { self.alloc_layout(layout).map(|p| p.cast::<T>()) }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn out_of_mem(layout: Layout, top: *mut u8, bottom: usize, comptime: bool) -> bool {
|
||||||
|
let extra = Self::extra_bytes(top, layout.align());
|
||||||
|
|
||||||
|
let max_padding = layout.align() - 1;
|
||||||
|
let max_size = layout.size() + max_padding;
|
||||||
|
let top = top.addr();
|
||||||
|
|
||||||
|
// biggest possible virtual address on x86_64 is 2^57 - 1
|
||||||
|
const MAX_ADDR: usize = ((1u64 << 57) - 1) as usize;
|
||||||
|
// offsets of < SAFE_SIZE are guaranteed not to overflow the address space.
|
||||||
|
const SAFE_SIZE: usize = usize::MAX - MAX_ADDR;
|
||||||
|
|
||||||
|
if comptime && max_size < SAFE_SIZE {
|
||||||
|
if max_size <= 16 {
|
||||||
|
let top = top - extra;
|
||||||
|
let top = top - layout.size();
|
||||||
|
bottom > top
|
||||||
|
} else if max_padding < 16 {
|
||||||
|
let top = top - extra;
|
||||||
|
bottom + layout.size() > top
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
bottom + layout.size() + max_padding > top
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else if max_padding
|
||||||
|
.checked_add(isize::MAX as usize)
|
||||||
|
.is_some_and(|p| p < SAFE_SIZE)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if max_size < 16 {
|
||||||
|
let top = top - extra;
|
||||||
|
bottom + layout.size() > top
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
bottom + extra + layout.size() > top
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
if max_padding < 16 {
|
||||||
|
let top = top - extra;
|
||||||
|
top.checked_sub(layout.size()).is_none_or(|t| t < bottom)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
top.checked_sub(extra)
|
||||||
|
.and_then(|t| t.checked_sub(layout.size()))
|
||||||
|
.is_none_or(|t| t < bottom)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn extra_bytes(ptr: *mut u8, align: usize) -> usize {
|
||||||
|
assert!(align.is_power_of_two(), "Alignment must be a power of two");
|
||||||
|
ptr.addr() & (align - 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn chunk(&self) -> &Chunk {
|
||||||
|
unsafe { self.bottom.get().sub(1).as_ref_unchecked() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[repr(transparent)]
|
||||||
|
pub struct BumpScope<'env, 'scope, A: Allocator> {
|
||||||
|
bump: &'scope mut Bump<A>,
|
||||||
|
_env: PhantomData<&'env &'env mut ()>,
|
||||||
|
_scope: PhantomData<&'scope &'scope mut ()>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<'env, 'scope, A: Allocator> Deref for BumpScope<'env, 'scope, A> {
|
||||||
|
type Target = Bump<A>;
|
||||||
|
|
||||||
|
fn deref(&self) -> &Self::Target {
|
||||||
|
self.bump
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<'env, 'scope, A: Allocator> DerefMut for BumpScope<'env, 'scope, A> {
|
||||||
|
fn deref_mut(&mut self) -> &mut Self::Target {
|
||||||
|
self.bump
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<'env, 'scope, A: Allocator> BumpScope<'env, 'scope, A> {
|
||||||
|
pub fn alloc_with<F, T>(&self, f: F) -> &'scope mut T
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> T,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
self.try_alloc_with(f).unwrap_or_else(|| {
|
||||||
|
panic!(
|
||||||
|
"Bump allocator out of memory when allocating {} bytes with alignment {}",
|
||||||
|
size_of::<T>(),
|
||||||
|
align_of::<T>()
|
||||||
|
)
|
||||||
|
})
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn try_alloc_with<F, T>(&self, f: F) -> Option<&'scope mut T>
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> T,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
let layout = Layout::new::<T>();
|
||||||
|
let top = self.top.get();
|
||||||
|
let bottom = self.bottom.get().addr();
|
||||||
|
let extra = Bump::<A>::extra_bytes(top, layout.align());
|
||||||
|
|
||||||
|
let slow_path = Bump::<A>::out_of_mem(layout, top, bottom, false);
|
||||||
|
|
||||||
|
let mut ptr = if layout.size() <= 16 {
|
||||||
|
if slow_path {
|
||||||
|
self.try_alloc_slow_with_no_inline(f)?
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
let new_top = unsafe { top.byte_sub(extra).byte_sub(layout.size()) };
|
||||||
|
self.top.set(new_top);
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
ptr::write(new_top.cast::<T>(), f());
|
||||||
|
NonNull::new_unchecked(new_top.cast::<T>())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
// in-place
|
||||||
|
let ptr = if slow_path {
|
||||||
|
self.alloc_layout_slow_cold(layout)?
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
let new_top = unsafe { top.byte_sub(extra).byte_sub(layout.size()) };
|
||||||
|
self.top.set(new_top);
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe { NonNull::new_unchecked(new_top) }
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
let ptr = ptr.cast::<T>();
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
ptr.write(f());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ptr
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Some(unsafe { ptr.as_mut() })
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn _asdf(bump: &mut Bump<super::PanicingAllocator>) {
|
||||||
|
let mut bump = bump.as_scope();
|
||||||
|
let x = bump.alloc_with(|| 3u64);
|
||||||
|
bump.scope(|bump| {
|
||||||
|
let _y = bump.alloc_with(|| 4u64);
|
||||||
|
let _z = bump.alloc_with(|| 5u64);
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
assert!(*x == 3);
|
||||||
|
}
|
||||||
23
crates/foundation/src/alloc/mod.rs
Normal file
23
crates/foundation/src/alloc/mod.rs
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,23 @@
|
||||||
|
use core::ptr::NonNull;
|
||||||
|
|
||||||
|
use liballoc::alloc::Allocator;
|
||||||
|
|
||||||
|
pub mod bump;
|
||||||
|
pub mod slab;
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||||||
|
|
||||||
|
#[derive(Debug, Default)]
|
||||||
|
pub struct PanicingAllocator;
|
||||||
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||||||
|
unsafe impl Allocator for PanicingAllocator {
|
||||||
|
fn allocate(
|
||||||
|
&self,
|
||||||
|
layout: core::alloc::Layout,
|
||||||
|
) -> Result<NonNull<[u8]>, core::alloc::AllocError> {
|
||||||
|
match layout.size() {
|
||||||
|
0 => Ok(NonNull::slice_from_raw_parts(NonNull::dangling(), 0)),
|
||||||
|
_ => panic!("PanicingAllocator cannot allocate memory"),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe fn deallocate(&self, _ptr: NonNull<u8>, _layout: core::alloc::Layout) {}
|
||||||
|
}
|
||||||
379
crates/foundation/src/alloc/slab.rs
Normal file
379
crates/foundation/src/alloc/slab.rs
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,379 @@
|
||||||
|
//! A slab allocator
|
||||||
|
|
||||||
|
use core::{alloc::Layout, cell::Cell, hint::unlikely, mem::offset_of, num::NonZero, ptr::NonNull};
|
||||||
|
|
||||||
|
const UNLINKED: NonNull<()> = unsafe { NonNull::new_unchecked(!0 as *mut ()) };
|
||||||
|
|
||||||
|
use liballoc::alloc::Allocator;
|
||||||
|
|
||||||
|
use crate::mem;
|
||||||
|
|
||||||
|
const PAGE_SIZE: usize = 4096;
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct Slab<A: Allocator + Clone> {
|
||||||
|
/// Size and alignment of each element in the slab.
|
||||||
|
element_size: usize,
|
||||||
|
/// Pointer to the first chunk in the slab.
|
||||||
|
head: Option<NonNull<SlabChunk<A>>>,
|
||||||
|
alloc: A,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct SlabChunk<A: Allocator + Clone> {
|
||||||
|
/// Pointer to the next chunk in the slab.
|
||||||
|
next: Option<NonNull<SlabChunk<A>>>,
|
||||||
|
/// Pointer to the slab that owns this chunk.
|
||||||
|
slab: NonNull<Slab<A>>,
|
||||||
|
/// Linked list of free elements in this slab. When this is `None`, the
|
||||||
|
/// slab is full.
|
||||||
|
free: Cell<Option<NonNull<ChunkSlot>>>,
|
||||||
|
/// Number of outstanding allocations from this slab. When this reaches
|
||||||
|
/// zero, the slab can be freed.
|
||||||
|
count: Cell<usize>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct ChunkSlot(Option<NonNull<Self>>);
|
||||||
|
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||||||
|
enum SlotResult {
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||||||
|
Some(NonNull<u8>),
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||||||
|
Last(NonNull<u8>),
|
||||||
|
None,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<A: Allocator + Clone> SlabChunk<A> {
|
||||||
|
fn pop_free_slot(&self) -> SlotResult {
|
||||||
|
let Some(slot) = self.free.get() else {
|
||||||
|
return SlotResult::None;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
self.free.set(unsafe { slot.as_ref() }.next());
|
||||||
|
self.count.update(|count| count + 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
match self.free.get() {
|
||||||
|
Some(_) => SlotResult::Some(slot.cast()),
|
||||||
|
None => SlotResult::Last(slot.cast()),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// returns `true` if the slab is now empty and can be freed
|
||||||
|
fn push_free_slot(&self, slot: NonNull<u8>) -> bool {
|
||||||
|
let slot = slot.cast::<ChunkSlot>();
|
||||||
|
let next = self.free.get();
|
||||||
|
unsafe { slot.as_ptr().write(ChunkSlot(next)) };
|
||||||
|
self.free.set(Some(slot));
|
||||||
|
self.count.update(|count| count - 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
self.count.get() == 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl ChunkSlot {
|
||||||
|
fn next(&self) -> Option<NonNull<Self>> {
|
||||||
|
self.0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<A: Allocator + Clone> Slab<A> {
|
||||||
|
fn new(element_size: usize, alloc: A) -> Self {
|
||||||
|
assert!(
|
||||||
|
element_size.is_power_of_two(),
|
||||||
|
"element_size must be a power of two"
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
element_size,
|
||||||
|
head: None,
|
||||||
|
alloc,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn first_slot_offset(&self) -> usize {
|
||||||
|
mem::align_up(core::mem::size_of::<SlabChunk<A>>(), self.element_size)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn count_and_layout(&self) -> (usize, Layout) {
|
||||||
|
let (count, size, align) = {
|
||||||
|
let one_page_count = (PAGE_SIZE - self.first_slot_offset()) / self.element_size;
|
||||||
|
|
||||||
|
if one_page_count < 3 {
|
||||||
|
let count = 3;
|
||||||
|
let size =
|
||||||
|
(self.first_slot_offset() + count * self.element_size).next_power_of_two();
|
||||||
|
|
||||||
|
assert!(size.is_multiple_of(PAGE_SIZE));
|
||||||
|
assert!(size >= PAGE_SIZE);
|
||||||
|
assert!(size.is_multiple_of(self.element_size));
|
||||||
|
|
||||||
|
(count, size, size)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
let count = one_page_count;
|
||||||
|
let size = PAGE_SIZE;
|
||||||
|
(count, size, self.element_size)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
(count, unsafe {
|
||||||
|
Layout::from_size_align_unchecked(size, align)
|
||||||
|
})
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn alloc_chunk(&mut self) -> NonNull<SlabChunk<A>> {
|
||||||
|
// we want to limit chunks to 1 page unless the element size is so
|
||||||
|
// large that we can fit fewer than 3 elements in a page.
|
||||||
|
let (count, layout) = self.count_and_layout();
|
||||||
|
|
||||||
|
let Some(bytes) = self.alloc.allocate(layout).ok() else {
|
||||||
|
panic!()
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
let chunk = bytes.as_non_null_ptr().cast::<SlabChunk<A>>();
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
let first_slot = chunk
|
||||||
|
.as_ptr()
|
||||||
|
.byte_add(self.first_slot_offset())
|
||||||
|
.cast::<ChunkSlot>();
|
||||||
|
|
||||||
|
for i in 0..(count - 1) {
|
||||||
|
let chunk = first_slot.byte_add(i * self.element_size);
|
||||||
|
let next = first_slot.byte_add((i + 1) * self.element_size);
|
||||||
|
chunk.write(ChunkSlot(Some(NonNull::new_unchecked(next))));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
first_slot
|
||||||
|
.byte_add((count - 1) * self.element_size)
|
||||||
|
.write(ChunkSlot(None));
|
||||||
|
|
||||||
|
chunk.write(SlabChunk {
|
||||||
|
next: self.head,
|
||||||
|
slab: NonNull::from(self),
|
||||||
|
free: Cell::new(Some(NonNull::new_unchecked(first_slot))),
|
||||||
|
count: Cell::new(0),
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
chunk
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[cold]
|
||||||
|
fn alloc_chunk_cold(&mut self) -> NonNull<SlabChunk<A>> {
|
||||||
|
self.alloc_chunk()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn alloc_slot(&mut self) -> NonNull<[u8]> {
|
||||||
|
let mut chunk = match self.head {
|
||||||
|
Some(chunk) => chunk,
|
||||||
|
None => {
|
||||||
|
let chunk = self.alloc_chunk_cold();
|
||||||
|
self.head = Some(chunk);
|
||||||
|
chunk
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
let chunk = unsafe { chunk.as_mut() };
|
||||||
|
|
||||||
|
let ptr = match chunk.pop_free_slot() {
|
||||||
|
SlotResult::Some(non_null) => non_null,
|
||||||
|
SlotResult::Last(non_null) => {
|
||||||
|
self.head = chunk.next.replace(UNLINKED.cast());
|
||||||
|
non_null
|
||||||
|
}
|
||||||
|
SlotResult::None => {
|
||||||
|
panic!("SlabChunk is full, but it is still the head of the slab");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
ptr.cast_slice(self.element_size)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn free_slot(&mut self, slot: NonNull<u8>) {
|
||||||
|
let (_, layout) = self.count_and_layout();
|
||||||
|
let mut chunk = slot
|
||||||
|
.map_addr(|addr| unsafe {
|
||||||
|
NonZero::new_unchecked(mem::align_down(addr.get(), layout.align()))
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.cast::<SlabChunk<A>>();
|
||||||
|
|
||||||
|
let chunk = unsafe { chunk.as_mut() };
|
||||||
|
let linked = chunk.next != Some(UNLINKED.cast());
|
||||||
|
|
||||||
|
if chunk.push_free_slot(slot) {
|
||||||
|
if linked {
|
||||||
|
let mut head = self.head.expect("chunk is linked, so head exists");
|
||||||
|
while let Some(next) = unsafe { head.as_ref().next } {
|
||||||
|
if next == chunk.into() {
|
||||||
|
unsafe { head.as_mut().next = chunk.next };
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
head = next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
self.alloc
|
||||||
|
.deallocate(NonNull::from_mut(chunk).cast(), layout)
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else if !linked {
|
||||||
|
chunk.next = self.head;
|
||||||
|
self.head = Some(chunk.into());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<A: Allocator + Clone> Drop for Slab<A> {
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {
|
||||||
|
let (_, layout) = self.count_and_layout();
|
||||||
|
|
||||||
|
let mut chunk = self.head.take();
|
||||||
|
while let Some(mut chunk_ptr) = chunk {
|
||||||
|
let chunk_ref = unsafe { chunk_ptr.as_mut() };
|
||||||
|
chunk = chunk_ref.next.take();
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
self.alloc.deallocate(chunk_ptr.cast(), layout);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const SLAB_ALLOCATOR_BUCKETS: usize = 8;
|
||||||
|
pub struct SlabAllocator<A: Allocator + Clone> {
|
||||||
|
/// Slabs for each power-of-two from 16 bytes to 2048 bytes (inclusive).
|
||||||
|
slabs: [Slab<A>; SLAB_ALLOCATOR_BUCKETS],
|
||||||
|
alloc: A,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<A: Allocator + Clone> SlabAllocator<A> {
|
||||||
|
pub fn new(alloc: A) -> Self {
|
||||||
|
let slabs = [
|
||||||
|
Slab::new(16, alloc.clone()),
|
||||||
|
Slab::new(32, alloc.clone()),
|
||||||
|
Slab::new(64, alloc.clone()),
|
||||||
|
Slab::new(128, alloc.clone()),
|
||||||
|
Slab::new(256, alloc.clone()),
|
||||||
|
Slab::new(512, alloc.clone()),
|
||||||
|
Slab::new(1024, alloc.clone()),
|
||||||
|
Slab::new(2048, alloc.clone()),
|
||||||
|
];
|
||||||
|
|
||||||
|
Self { slabs, alloc }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn slab_index_for_size(size: usize) -> Option<usize> {
|
||||||
|
if size == 0 {
|
||||||
|
return None;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// the smallest slab is 16 bytes
|
||||||
|
let size = size.max(16);
|
||||||
|
|
||||||
|
// get the index of the slab by calculating the log2 of the size and
|
||||||
|
// subtracting 4 (since 2^4 = 16)
|
||||||
|
let index = (size.next_power_of_two().trailing_zeros() - 16usize.trailing_zeros()) as usize;
|
||||||
|
|
||||||
|
// we have 8 slabs, so the index must be less than 8
|
||||||
|
if index < SLAB_ALLOCATOR_BUCKETS {
|
||||||
|
Some(index)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
None
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn alloc(&mut self, layout: Layout) -> Option<NonNull<[u8]>> {
|
||||||
|
if unlikely(layout.size() == 0) {
|
||||||
|
return Some(NonNull::dangling().cast_slice(0));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
let size = layout.size().max(layout.align());
|
||||||
|
|
||||||
|
match Self::slab_index_for_size(size) {
|
||||||
|
Some(slab_index) => {
|
||||||
|
Some(unsafe { self.slabs.get_unchecked_mut(slab_index).alloc_slot() })
|
||||||
|
}
|
||||||
|
None => {
|
||||||
|
// allocate directly from the backing allocator
|
||||||
|
self.alloc.allocate(layout).ok()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn dealloc(&mut self, ptr: NonNull<u8>, layout: Layout) {
|
||||||
|
if unlikely(layout.size() == 0) {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
let size = layout.size().max(layout.align());
|
||||||
|
|
||||||
|
match Self::slab_index_for_size(size) {
|
||||||
|
Some(_) => unsafe {
|
||||||
|
let chunk = ptr
|
||||||
|
.map_addr(|addr| {
|
||||||
|
NonZero::new_unchecked(mem::align_down(addr.get(), layout.align()))
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.cast::<SlabChunk<A>>();
|
||||||
|
|
||||||
|
let mut slab = (&raw const (*chunk.as_ptr()).slab).read();
|
||||||
|
slab.as_mut().free_slot(ptr);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
None => {
|
||||||
|
// deallocate directly to the backing allocator
|
||||||
|
unsafe { self.alloc.deallocate(ptr, layout) }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<A: Allocator + Clone> Drop for SlabAllocator<A> {
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[cfg(test)]
|
||||||
|
mod tests {
|
||||||
|
use super::*;
|
||||||
|
|
||||||
|
use std::{prelude::rust_2024::*, sync::Mutex};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct SlabAllocatorWrapper<A: Allocator + Clone>(Mutex<SlabAllocator<A>>);
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<A: Allocator + Clone> SlabAllocatorWrapper<A> {
|
||||||
|
fn new(alloc: A) -> Self {
|
||||||
|
Self(Mutex::new(SlabAllocator::new(alloc)))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
impl SlabAllocatorWrapper<std::alloc::System> {
|
||||||
|
fn new_system() -> SlabAllocatorWrapper<std::alloc::System> {
|
||||||
|
SlabAllocatorWrapper::new(std::alloc::System)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe impl<A: Allocator + Clone> Allocator for SlabAllocatorWrapper<A> {
|
||||||
|
fn allocate(
|
||||||
|
&self,
|
||||||
|
layout: core::alloc::Layout,
|
||||||
|
) -> Result<NonNull<[u8]>, core::alloc::AllocError> {
|
||||||
|
self.0
|
||||||
|
.lock()
|
||||||
|
.unwrap()
|
||||||
|
.alloc(layout)
|
||||||
|
.ok_or(core::alloc::AllocError)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe fn deallocate(&self, ptr: NonNull<u8>, layout: core::alloc::Layout) {
|
||||||
|
self.0.lock().unwrap().dealloc(ptr, layout)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
fn test_slab_allocator() {
|
||||||
|
let alloc = SlabAllocatorWrapper::new_system();
|
||||||
|
|
||||||
|
let layout = Layout::from_size_align(16, 8).unwrap();
|
||||||
|
let ptr = alloc.allocate(layout).unwrap();
|
||||||
|
assert_eq!(ptr.len(), 16);
|
||||||
|
assert_eq!(ptr.addr().get() % 8, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
let mut boxed = Box::new_in(42u32, &alloc);
|
||||||
|
assert_eq!(*boxed, 42);
|
||||||
|
assert_ne!(Box::as_non_null(&mut boxed), ptr.cast());
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe { alloc.deallocate(ptr.cast(), layout) };
|
||||||
|
_ = boxed;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
99
crates/foundation/src/lib.rs
Normal file
99
crates/foundation/src/lib.rs
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,99 @@
|
||||||
|
#![no_std]
|
||||||
|
#![feature(
|
||||||
|
const_trait_impl,
|
||||||
|
const_default,
|
||||||
|
allocator_api,
|
||||||
|
ptr_cast_slice,
|
||||||
|
likely_unlikely,
|
||||||
|
slice_ptr_get
|
||||||
|
)]
|
||||||
|
#![cfg_attr(test, feature(box_as_non_null))]
|
||||||
|
|
||||||
|
extern crate alloc as liballoc;
|
||||||
|
|
||||||
|
#[cfg(test)]
|
||||||
|
extern crate std;
|
||||||
|
|
||||||
|
pub mod alloc;
|
||||||
|
pub mod sync;
|
||||||
|
pub mod mem {
|
||||||
|
use num_traits::PrimInt;
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn replace<T, R>(v: &mut T, f: impl FnOnce(T) -> (T, R)) -> R {
|
||||||
|
struct Guard;
|
||||||
|
impl Drop for Guard {
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {
|
||||||
|
panic!("replace() panicked");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
let guard = Guard;
|
||||||
|
let value = unsafe { core::ptr::read(v) };
|
||||||
|
let (new_value, ret) = f(value);
|
||||||
|
unsafe { core::ptr::write(v, new_value) };
|
||||||
|
core::mem::forget(guard);
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn align_up<T: PrimInt>(value: T, alignment: T) -> T {
|
||||||
|
(value + alignment - T::one()) & !(alignment - T::one())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn align_down<T: PrimInt>(value: T, alignment: T) -> T {
|
||||||
|
value & !(alignment - T::one())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// # Safety
|
||||||
|
pub unsafe fn volatile_copy<T: Sized>(src: *const T, dst: *mut T, count: usize) {
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
for i in 0..count {
|
||||||
|
let src_ptr = src.add(i);
|
||||||
|
let dst_ptr = dst.add(i);
|
||||||
|
let val = src_ptr.read();
|
||||||
|
dst_ptr.write_volatile(val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct DropGuard<F: FnOnce()>(::core::mem::ManuallyDrop<F>);
|
||||||
|
impl<F: FnOnce()> DropGuard<F> {
|
||||||
|
pub fn new(f: F) -> Self {
|
||||||
|
DropGuard(::core::mem::ManuallyDrop::new(f))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#[allow(dead_code)]
|
||||||
|
pub fn forget(self) {
|
||||||
|
let mut this = ::core::mem::ManuallyDrop::new(self);
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
::core::mem::ManuallyDrop::drop(&mut this.0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<F: FnOnce()> Drop for DropGuard<F> {
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {
|
||||||
|
unsafe { ::core::ptr::read(&*self.0)() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[derive(Default)]
|
||||||
|
pub struct PanicGuard;
|
||||||
|
|
||||||
|
impl PanicGuard {
|
||||||
|
pub fn new() -> Self {
|
||||||
|
Self
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn forget(self) {
|
||||||
|
core::mem::forget(self);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl Drop for PanicGuard {
|
||||||
|
#[track_caller]
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {
|
||||||
|
panic!(
|
||||||
|
"PanicGuard dropped without being forgotten: {}",
|
||||||
|
core::panic::Location::caller()
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
487
crates/foundation/src/sync/mod.rs
Normal file
487
crates/foundation/src/sync/mod.rs
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,487 @@
|
||||||
|
mod spin_mutex {
|
||||||
|
use core::{
|
||||||
|
cell::UnsafeCell,
|
||||||
|
sync::atomic::{AtomicBool, Ordering},
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct SpinMutex<T: ?Sized> {
|
||||||
|
lock: AtomicBool,
|
||||||
|
data: UnsafeCell<T>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct SpinMutexGuard<'a, T: ?Sized + 'a> {
|
||||||
|
mutex: &'a SpinMutex<T>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T: ?Sized> core::ops::Deref for SpinMutexGuard<'_, T> {
|
||||||
|
type Target = T;
|
||||||
|
|
||||||
|
fn deref(&self) -> &Self::Target {
|
||||||
|
unsafe { &*self.mutex.data.get() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T: ?Sized> core::ops::DerefMut for SpinMutexGuard<'_, T> {
|
||||||
|
fn deref_mut(&mut self) -> &mut Self::Target {
|
||||||
|
unsafe { &mut *self.mutex.data.get() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T: ?Sized> Drop for SpinMutexGuard<'_, T> {
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {
|
||||||
|
unsafe { self.mutex.unlock() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe impl<T: ?Sized + Send> Send for SpinMutex<T> {}
|
||||||
|
// SAFETY: SpinMutex properly synchronises access to T, but T must be Send
|
||||||
|
// to be safely shared between threads.
|
||||||
|
unsafe impl<T: ?Sized + Send> Sync for SpinMutex<T> {}
|
||||||
|
|
||||||
|
// SAFETY: &SpinMutexGuard cannot yield a &mut T, and the SpinMutexGuard
|
||||||
|
// holds the lock for the duration of its lifetime, so it is safe to share
|
||||||
|
// between threads.
|
||||||
|
unsafe impl<T: ?Sized + Sync> Sync for SpinMutexGuard<'_, T> {}
|
||||||
|
// SAFETY: SpinMutex may be unlocked on any thread, so it is safe to send
|
||||||
|
// the guard to another thread as long as T is Send.
|
||||||
|
unsafe impl<T: ?Sized + Send> Send for SpinMutexGuard<'_, T> {}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T> SpinMutex<T> {
|
||||||
|
pub const fn new(data: T) -> Self {
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
lock: AtomicBool::new(false),
|
||||||
|
data: UnsafeCell::new(data),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn into_inner(self) -> T {
|
||||||
|
self.data.into_inner()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T: ?Sized> SpinMutex<T> {
|
||||||
|
pub fn as_mut_ptr(&self) -> *mut T {
|
||||||
|
self.data.get()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// # Safety
|
||||||
|
/// The caller must be the logical owner of the locked mutex.
|
||||||
|
#[expect(clippy::mut_from_ref, reason = "unsafe mutex api")]
|
||||||
|
pub unsafe fn get_mut_unchecked(&self) -> &mut T {
|
||||||
|
unsafe { &mut *self.data.get() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// # Safety
|
||||||
|
/// The caller must be the logical owner of the locked mutex.
|
||||||
|
pub unsafe fn get_unchecked(&self) -> &T {
|
||||||
|
unsafe { &*self.data.get() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn try_lock(&self) -> bool {
|
||||||
|
self.lock
|
||||||
|
.compare_exchange(false, true, Ordering::Acquire, Ordering::Relaxed)
|
||||||
|
.is_ok()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pub fn try_lock_weak(&self) -> bool {
|
||||||
|
self.lock
|
||||||
|
.compare_exchange_weak(false, true, Ordering::Acquire, Ordering::Relaxed)
|
||||||
|
.is_ok()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pub fn lock(&self) -> SpinMutexGuard<'_, T> {
|
||||||
|
while !self.try_lock() {
|
||||||
|
core::hint::spin_loop();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
SpinMutexGuard { mutex: self }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// # Safety
|
||||||
|
/// The caller must be the logical owner of the locked mutex.
|
||||||
|
pub unsafe fn unlock(&self) {
|
||||||
|
self.lock.store(false, Ordering::Release);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub use spin_mutex::SpinMutex;
|
||||||
|
|
||||||
|
mod once {
|
||||||
|
use core::{
|
||||||
|
cell::{Cell, UnsafeCell},
|
||||||
|
mem::{ManuallyDrop, MaybeUninit},
|
||||||
|
sync::atomic::{AtomicU8, Ordering},
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
const UNINITIALIZED: u8 = 0;
|
||||||
|
const INITIALIZING: u8 = 1;
|
||||||
|
const INITIALIZED: u8 = 2;
|
||||||
|
const POISONED: u8 = 3;
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct OnceState {
|
||||||
|
poisoned: bool,
|
||||||
|
state_to_set: Cell<u8>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl OnceState {
|
||||||
|
pub fn is_poisoned(&self) -> bool {
|
||||||
|
self.poisoned
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pub fn poison(&self) {
|
||||||
|
self.state_to_set.set(POISONED);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct Once {
|
||||||
|
state: AtomicU8,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const impl Default for Once {
|
||||||
|
fn default() -> Self {
|
||||||
|
Self::new()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl Once {
|
||||||
|
pub const fn new() -> Self {
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
state: AtomicU8::new(UNINITIALIZED),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn state(&self) -> u8 {
|
||||||
|
self.state.load(Ordering::Acquire)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn set_state(&self, state: u8) {
|
||||||
|
self.state.store(state, Ordering::Release);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn is_completed(&self) -> bool {
|
||||||
|
self.state.load(Ordering::Acquire) == INITIALIZED
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn call_once<F>(&self, f: F)
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce(&OnceState),
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if self.is_completed() {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
self.call_once_slow(false, f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn call_once_force<F>(&self, f: F)
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce(&OnceState),
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if self.is_completed() {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
self.call_once_slow(true, f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[cold]
|
||||||
|
pub fn call_once_slow<F>(&self, ignore_poison: bool, f: F)
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce(&OnceState),
|
||||||
|
{
|
||||||
|
let mut state = self.state.load(Ordering::Acquire);
|
||||||
|
loop {
|
||||||
|
match state {
|
||||||
|
INITIALIZED => return,
|
||||||
|
POISONED if !ignore_poison => {
|
||||||
|
panic!("Once instance has previously been poisoned")
|
||||||
|
}
|
||||||
|
POISONED | UNINITIALIZED => {
|
||||||
|
match self.state.compare_exchange(
|
||||||
|
state,
|
||||||
|
INITIALIZING,
|
||||||
|
Ordering::Acquire,
|
||||||
|
// if we get `Err(INITIALIZED)`, we want to have
|
||||||
|
// acquired what the lock is protecting.
|
||||||
|
Ordering::Acquire,
|
||||||
|
) {
|
||||||
|
Err(new) => {
|
||||||
|
state = new;
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Ok(_) => {
|
||||||
|
// even though we don't have unwinding, for
|
||||||
|
// completeness sake we'll poison the lock if
|
||||||
|
// the closure panics.
|
||||||
|
let guard = crate::DropGuard::new(|| {
|
||||||
|
self.state.store(POISONED, Ordering::Release)
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
let state = OnceState {
|
||||||
|
poisoned: state == POISONED,
|
||||||
|
state_to_set: Cell::new(INITIALIZED),
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
f(&state);
|
||||||
|
guard.forget();
|
||||||
|
|
||||||
|
self.state
|
||||||
|
.store(state.state_to_set.take(), Ordering::Release);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_ => {
|
||||||
|
assert_eq!(state, INITIALIZING);
|
||||||
|
loop {
|
||||||
|
state = self.state.load(Ordering::Acquire);
|
||||||
|
if state != INITIALIZING {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
core::hint::spin_loop();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct OnceLock<T> {
|
||||||
|
once: Once,
|
||||||
|
data: UnsafeCell<MaybeUninit<T>>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe impl<T: Send + Sync> Sync for OnceLock<T> {}
|
||||||
|
|
||||||
|
const impl<T> Default for OnceLock<T> {
|
||||||
|
fn default() -> Self {
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
once: Once::new(),
|
||||||
|
data: UnsafeCell::new(MaybeUninit::uninit()),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T> OnceLock<T> {
|
||||||
|
pub const fn new() -> Self {
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
once: Once::new(),
|
||||||
|
data: UnsafeCell::new(MaybeUninit::uninit()),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub const fn from(t: T) -> Self {
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
once: Once::new(),
|
||||||
|
data: UnsafeCell::new(MaybeUninit::new(t)),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// # Safety
|
||||||
|
/// The caller must ensure that the `OnceLock` has been initialized before calling this method.
|
||||||
|
pub unsafe fn get_unchecked(&self) -> &T {
|
||||||
|
unsafe { self.data.get().as_ref_unchecked().assume_init_ref() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// # Safety
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||||||
|
/// The caller must ensure that the `OnceLock` has been initialized before calling this method.
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||||||
|
pub unsafe fn get_mut_unchecked(&mut self) -> &mut T {
|
||||||
|
unsafe { self.data.get().as_mut_unchecked().assume_init_mut() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get(&self) -> Option<&T> {
|
||||||
|
if self.is_completed() {
|
||||||
|
Some(unsafe { self.get_unchecked() })
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
None
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get_mut(&mut self) -> Option<&mut T> {
|
||||||
|
if self.is_completed_mut() {
|
||||||
|
Some(unsafe { self.get_mut_unchecked() })
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
None
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn is_completed(&self) -> bool {
|
||||||
|
self.once.is_completed()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn is_completed_mut(&mut self) -> bool {
|
||||||
|
// avoid atomic load when we have mutable access to self
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||||||
|
*self.once.state.get_mut() == INITIALIZED
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get_spinning(&self) -> Option<&T> {
|
||||||
|
loop {
|
||||||
|
match self.once.state() {
|
||||||
|
INITIALIZED => return Some(unsafe { self.get_unchecked() }),
|
||||||
|
INITIALIZING => core::hint::spin_loop(),
|
||||||
|
UNINITIALIZED | POISONED => return None,
|
||||||
|
_ => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn initialize<F, E>(&self, f: F) -> Result<(), E>
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> Result<T, E>,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
let mut res: Result<(), E> = Ok(());
|
||||||
|
let cell = unsafe { &mut *self.data.get() };
|
||||||
|
|
||||||
|
self.once.call_once_force(|state| match f() {
|
||||||
|
Ok(value) => {
|
||||||
|
unsafe { cell.as_mut_ptr().write(value) };
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Err(e) => {
|
||||||
|
state.poison();
|
||||||
|
res = Err(e);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
res
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get_or_init<F>(&self, f: F) -> &T
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> T,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
match self.get_or_try_init(|| Ok::<T, core::convert::Infallible>(f())) {
|
||||||
|
Ok(value) => value,
|
||||||
|
Err(_) => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get_mut_or_init<F>(&mut self, f: F) -> &mut T
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> T,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
match self.get_mut_or_try_init(|| Ok::<T, core::convert::Infallible>(f())) {
|
||||||
|
Ok(value) => value,
|
||||||
|
Err(_) => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get_or_try_init<F, E>(&self, f: F) -> Result<&T, E>
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> Result<T, E>,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if !self.is_completed() {
|
||||||
|
self.initialize(f)?;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe { Ok(self.get_unchecked()) }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get_mut_or_try_init<F, E>(&mut self, f: F) -> Result<&mut T, E>
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> Result<T, E>,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if self.get_mut().is_none() {
|
||||||
|
self.initialize(f)?;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Ok(unsafe { self.get_mut_unchecked() })
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn try_insert(&self, value: T) -> Result<&T, (&T, T)> {
|
||||||
|
let mut val = Some(value);
|
||||||
|
let res = self.get_or_init(|| unsafe { val.take().unwrap_unchecked() });
|
||||||
|
match val {
|
||||||
|
Some(value) => Err((res, value)),
|
||||||
|
None => Ok(res),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T> Drop for OnceLock<T> {
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {
|
||||||
|
if self.is_completed() {
|
||||||
|
unsafe { self.data.get().as_mut_unchecked().assume_init_drop() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct LazyLock<T, F = fn() -> T> {
|
||||||
|
once: Once,
|
||||||
|
f: UnsafeCell<ManuallyDrop<F>>,
|
||||||
|
t: UnsafeCell<MaybeUninit<T>>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe impl<T: Sync + Send, F: Send> Sync for LazyLock<T, F> {}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T, F> LazyLock<T, F>
|
||||||
|
where
|
||||||
|
F: FnOnce() -> T,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pub const fn new(f: F) -> Self {
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
once: Once::new(),
|
||||||
|
f: UnsafeCell::new(ManuallyDrop::new(f)),
|
||||||
|
t: UnsafeCell::new(MaybeUninit::uninit()),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn get(&self) -> Option<&T> {
|
||||||
|
if self.once.is_completed() {
|
||||||
|
Some(unsafe { (&*self.t.get()).assume_init_ref() })
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
None
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn force(this: &Self) -> &T {
|
||||||
|
this.once.call_once(|_| {
|
||||||
|
// SAFETY: because `call_once` will panic if poisoned, this
|
||||||
|
// closure will only be called once.
|
||||||
|
let f = unsafe { ManuallyDrop::take(&mut *this.f.get()) };
|
||||||
|
let val = f();
|
||||||
|
unsafe { (&mut *this.t.get()).write(val) };
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe { (&*this.t.get()).assume_init_ref() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn force_mut(this: &mut Self) -> &mut T {
|
||||||
|
this.once.call_once(|_| {
|
||||||
|
// SAFETY: because `call_once` will panic if poisoned, this
|
||||||
|
// closure will only be called once.
|
||||||
|
let f = unsafe { ManuallyDrop::take(&mut *this.f.get()) };
|
||||||
|
let val = f();
|
||||||
|
unsafe { (&mut *this.t.get()).write(val) };
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe { (&mut *this.t.get()).assume_init_mut() }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T, F: FnOnce() -> T> core::ops::Deref for LazyLock<T, F> {
|
||||||
|
type Target = T;
|
||||||
|
|
||||||
|
fn deref(&self) -> &Self::Target {
|
||||||
|
LazyLock::force(self)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T, F: FnOnce() -> T> core::ops::DerefMut for LazyLock<T, F> {
|
||||||
|
fn deref_mut(&mut self) -> &mut Self::Target {
|
||||||
|
LazyLock::force_mut(self)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<T, F> Drop for LazyLock<T, F> {
|
||||||
|
fn drop(&mut self) {
|
||||||
|
match self.once.state() {
|
||||||
|
UNINITIALIZED => unsafe {
|
||||||
|
ManuallyDrop::drop(self.f.get_mut());
|
||||||
|
},
|
||||||
|
INITIALIZED => unsafe {
|
||||||
|
(&mut *self.t.get()).assume_init_drop();
|
||||||
|
},
|
||||||
|
_ => {}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub use once::{LazyLock, Once, OnceLock};
|
||||||
|
|
@ -31,3 +31,5 @@ seq-macro = "0.3.6"
|
||||||
rbtree = { path = "../crates/rbtree" }
|
rbtree = { path = "../crates/rbtree" }
|
||||||
plain = "0.2.3"
|
plain = "0.2.3"
|
||||||
rustc-demangle = "0.1.28"
|
rustc-demangle = "0.1.28"
|
||||||
|
num-traits = { version = "0.2.19", default-features = false }
|
||||||
|
foundation = { version = "0.1.0", path = "../crates/foundation" }
|
||||||
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