cc7fb1c715c84e9335c9621baf7f77bc45c64fa1
[pcsx_rearmed.git] / deps / libchdr / deps / zstd-1.5.5 / lib / compress / zstd_cwksp.h
1 /*
2  * Copyright (c) Meta Platforms, Inc. and affiliates.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This source code is licensed under both the BSD-style license (found in the
6  * LICENSE file in the root directory of this source tree) and the GPLv2 (found
7  * in the COPYING file in the root directory of this source tree).
8  * You may select, at your option, one of the above-listed licenses.
9  */
10
11 #ifndef ZSTD_CWKSP_H
12 #define ZSTD_CWKSP_H
13
14 /*-*************************************
15 *  Dependencies
16 ***************************************/
17 #include "../common/allocations.h"  /* ZSTD_customMalloc, ZSTD_customFree */
18 #include "../common/zstd_internal.h"
19 #include "../common/portability_macros.h"
20
21 #if defined (__cplusplus)
22 extern "C" {
23 #endif
24
25 /*-*************************************
26 *  Constants
27 ***************************************/
28
29 /* Since the workspace is effectively its own little malloc implementation /
30  * arena, when we run under ASAN, we should similarly insert redzones between
31  * each internal element of the workspace, so ASAN will catch overruns that
32  * reach outside an object but that stay inside the workspace.
33  *
34  * This defines the size of that redzone.
35  */
36 #ifndef ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE
37 #define ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE 128
38 #endif
39
40
41 /* Set our tables and aligneds to align by 64 bytes */
42 #define ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES 64
43
44 /*-*************************************
45 *  Structures
46 ***************************************/
47 typedef enum {
48     ZSTD_cwksp_alloc_objects,
49     ZSTD_cwksp_alloc_aligned_init_once,
50     ZSTD_cwksp_alloc_aligned,
51     ZSTD_cwksp_alloc_buffers
52 } ZSTD_cwksp_alloc_phase_e;
53
54 /**
55  * Used to describe whether the workspace is statically allocated (and will not
56  * necessarily ever be freed), or if it's dynamically allocated and we can
57  * expect a well-formed caller to free this.
58  */
59 typedef enum {
60     ZSTD_cwksp_dynamic_alloc,
61     ZSTD_cwksp_static_alloc
62 } ZSTD_cwksp_static_alloc_e;
63
64 /**
65  * Zstd fits all its internal datastructures into a single continuous buffer,
66  * so that it only needs to perform a single OS allocation (or so that a buffer
67  * can be provided to it and it can perform no allocations at all). This buffer
68  * is called the workspace.
69  *
70  * Several optimizations complicate that process of allocating memory ranges
71  * from this workspace for each internal datastructure:
72  *
73  * - These different internal datastructures have different setup requirements:
74  *
75  *   - The static objects need to be cleared once and can then be trivially
76  *     reused for each compression.
77  *
78  *   - Various buffers don't need to be initialized at all--they are always
79  *     written into before they're read.
80  *
81  *   - The matchstate tables have a unique requirement that they don't need
82  *     their memory to be totally cleared, but they do need the memory to have
83  *     some bound, i.e., a guarantee that all values in the memory they've been
84  *     allocated is less than some maximum value (which is the starting value
85  *     for the indices that they will then use for compression). When this
86  *     guarantee is provided to them, they can use the memory without any setup
87  *     work. When it can't, they have to clear the area.
88  *
89  * - These buffers also have different alignment requirements.
90  *
91  * - We would like to reuse the objects in the workspace for multiple
92  *   compressions without having to perform any expensive reallocation or
93  *   reinitialization work.
94  *
95  * - We would like to be able to efficiently reuse the workspace across
96  *   multiple compressions **even when the compression parameters change** and
97  *   we need to resize some of the objects (where possible).
98  *
99  * To attempt to manage this buffer, given these constraints, the ZSTD_cwksp
100  * abstraction was created. It works as follows:
101  *
102  * Workspace Layout:
103  *
104  * [                        ... workspace ...                           ]
105  * [objects][tables ->] free space [<- buffers][<- aligned][<- init once]
106  *
107  * The various objects that live in the workspace are divided into the
108  * following categories, and are allocated separately:
109  *
110  * - Static objects: this is optionally the enclosing ZSTD_CCtx or ZSTD_CDict,
111  *   so that literally everything fits in a single buffer. Note: if present,
112  *   this must be the first object in the workspace, since ZSTD_customFree{CCtx,
113  *   CDict}() rely on a pointer comparison to see whether one or two frees are
114  *   required.
115  *
116  * - Fixed size objects: these are fixed-size, fixed-count objects that are
117  *   nonetheless "dynamically" allocated in the workspace so that we can
118  *   control how they're initialized separately from the broader ZSTD_CCtx.
119  *   Examples:
120  *   - Entropy Workspace
121  *   - 2 x ZSTD_compressedBlockState_t
122  *   - CDict dictionary contents
123  *
124  * - Tables: these are any of several different datastructures (hash tables,
125  *   chain tables, binary trees) that all respect a common format: they are
126  *   uint32_t arrays, all of whose values are between 0 and (nextSrc - base).
127  *   Their sizes depend on the cparams. These tables are 64-byte aligned.
128  *
129  * - Init once: these buffers require to be initialized at least once before
130  *   use. They should be used when we want to skip memory initialization
131  *   while not triggering memory checkers (like Valgrind) when reading from
132  *   from this memory without writing to it first.
133  *   These buffers should be used carefully as they might contain data
134  *   from previous compressions.
135  *   Buffers are aligned to 64 bytes.
136  *
137  * - Aligned: these buffers don't require any initialization before they're
138  *   used. The user of the buffer should make sure they write into a buffer
139  *   location before reading from it.
140  *   Buffers are aligned to 64 bytes.
141  *
142  * - Buffers: these buffers are used for various purposes that don't require
143  *   any alignment or initialization before they're used. This means they can
144  *   be moved around at no cost for a new compression.
145  *
146  * Allocating Memory:
147  *
148  * The various types of objects must be allocated in order, so they can be
149  * correctly packed into the workspace buffer. That order is:
150  *
151  * 1. Objects
152  * 2. Init once / Tables
153  * 3. Aligned / Tables
154  * 4. Buffers / Tables
155  *
156  * Attempts to reserve objects of different types out of order will fail.
157  */
158 typedef struct {
159     void* workspace;
160     void* workspaceEnd;
161
162     void* objectEnd;
163     void* tableEnd;
164     void* tableValidEnd;
165     void* allocStart;
166     void* initOnceStart;
167
168     BYTE allocFailed;
169     int workspaceOversizedDuration;
170     ZSTD_cwksp_alloc_phase_e phase;
171     ZSTD_cwksp_static_alloc_e isStatic;
172 } ZSTD_cwksp;
173
174 /*-*************************************
175 *  Functions
176 ***************************************/
177
178 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_available_space(ZSTD_cwksp* ws);
179 MEM_STATIC void*  ZSTD_cwksp_initialAllocStart(ZSTD_cwksp* ws);
180
181 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ZSTD_cwksp* ws) {
182     (void)ws;
183     assert(ws->workspace <= ws->objectEnd);
184     assert(ws->objectEnd <= ws->tableEnd);
185     assert(ws->objectEnd <= ws->tableValidEnd);
186     assert(ws->tableEnd <= ws->allocStart);
187     assert(ws->tableValidEnd <= ws->allocStart);
188     assert(ws->allocStart <= ws->workspaceEnd);
189     assert(ws->initOnceStart <= ZSTD_cwksp_initialAllocStart(ws));
190     assert(ws->workspace <= ws->initOnceStart);
191 #if ZSTD_MEMORY_SANITIZER
192     {
193         intptr_t const offset = __msan_test_shadow(ws->initOnceStart,
194             (U8*)ZSTD_cwksp_initialAllocStart(ws) - (U8*)ws->initOnceStart);
195 #if defined(ZSTD_MSAN_PRINT)
196         if(offset!=-1) {
197             __msan_print_shadow((U8*)ws->initOnceStart + offset - 8, 32);
198         }
199 #endif
200         assert(offset==-1);
201     };
202 #endif
203 }
204
205 /**
206  * Align must be a power of 2.
207  */
208 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_align(size_t size, size_t const align) {
209     size_t const mask = align - 1;
210     assert((align & mask) == 0);
211     return (size + mask) & ~mask;
212 }
213
214 /**
215  * Use this to determine how much space in the workspace we will consume to
216  * allocate this object. (Normally it should be exactly the size of the object,
217  * but under special conditions, like ASAN, where we pad each object, it might
218  * be larger.)
219  *
220  * Since tables aren't currently redzoned, you don't need to call through this
221  * to figure out how much space you need for the matchState tables. Everything
222  * else is though.
223  *
224  * Do not use for sizing aligned buffers. Instead, use ZSTD_cwksp_aligned_alloc_size().
225  */
226 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_alloc_size(size_t size) {
227     if (size == 0)
228         return 0;
229 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
230     return size + 2 * ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE;
231 #else
232     return size;
233 #endif
234 }
235
236 /**
237  * Returns an adjusted alloc size that is the nearest larger multiple of 64 bytes.
238  * Used to determine the number of bytes required for a given "aligned".
239  */
240 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_aligned_alloc_size(size_t size) {
241     return ZSTD_cwksp_alloc_size(ZSTD_cwksp_align(size, ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES));
242 }
243
244 /**
245  * Returns the amount of additional space the cwksp must allocate
246  * for internal purposes (currently only alignment).
247  */
248 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_slack_space_required(void) {
249     /* For alignment, the wksp will always allocate an additional 2*ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES
250      * bytes to align the beginning of tables section and end of buffers;
251      */
252     size_t const slackSpace = ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES * 2;
253     return slackSpace;
254 }
255
256
257 /**
258  * Return the number of additional bytes required to align a pointer to the given number of bytes.
259  * alignBytes must be a power of two.
260  */
261 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_bytes_to_align_ptr(void* ptr, const size_t alignBytes) {
262     size_t const alignBytesMask = alignBytes - 1;
263     size_t const bytes = (alignBytes - ((size_t)ptr & (alignBytesMask))) & alignBytesMask;
264     assert((alignBytes & alignBytesMask) == 0);
265     assert(bytes < alignBytes);
266     return bytes;
267 }
268
269 /**
270  * Returns the initial value for allocStart which is used to determine the position from
271  * which we can allocate from the end of the workspace.
272  */
273 MEM_STATIC void*  ZSTD_cwksp_initialAllocStart(ZSTD_cwksp* ws) {
274     return (void*)((size_t)ws->workspaceEnd & ~(ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES-1));
275 }
276
277 /**
278  * Internal function. Do not use directly.
279  * Reserves the given number of bytes within the aligned/buffer segment of the wksp,
280  * which counts from the end of the wksp (as opposed to the object/table segment).
281  *
282  * Returns a pointer to the beginning of that space.
283  */
284 MEM_STATIC void*
285 ZSTD_cwksp_reserve_internal_buffer_space(ZSTD_cwksp* ws, size_t const bytes)
286 {
287     void* const alloc = (BYTE*)ws->allocStart - bytes;
288     void* const bottom = ws->tableEnd;
289     DEBUGLOG(5, "cwksp: reserving %p %zd bytes, %zd bytes remaining",
290         alloc, bytes, ZSTD_cwksp_available_space(ws) - bytes);
291     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
292     assert(alloc >= bottom);
293     if (alloc < bottom) {
294         DEBUGLOG(4, "cwksp: alloc failed!");
295         ws->allocFailed = 1;
296         return NULL;
297     }
298     /* the area is reserved from the end of wksp.
299      * If it overlaps with tableValidEnd, it voids guarantees on values' range */
300     if (alloc < ws->tableValidEnd) {
301         ws->tableValidEnd = alloc;
302     }
303     ws->allocStart = alloc;
304     return alloc;
305 }
306
307 /**
308  * Moves the cwksp to the next phase, and does any necessary allocations.
309  * cwksp initialization must necessarily go through each phase in order.
310  * Returns a 0 on success, or zstd error
311  */
312 MEM_STATIC size_t
313 ZSTD_cwksp_internal_advance_phase(ZSTD_cwksp* ws, ZSTD_cwksp_alloc_phase_e phase)
314 {
315     assert(phase >= ws->phase);
316     if (phase > ws->phase) {
317         /* Going from allocating objects to allocating initOnce / tables */
318         if (ws->phase < ZSTD_cwksp_alloc_aligned_init_once &&
319             phase >= ZSTD_cwksp_alloc_aligned_init_once) {
320             ws->tableValidEnd = ws->objectEnd;
321             ws->initOnceStart = ZSTD_cwksp_initialAllocStart(ws);
322
323             {   /* Align the start of the tables to 64 bytes. Use [0, 63] bytes */
324                 void *const alloc = ws->objectEnd;
325                 size_t const bytesToAlign = ZSTD_cwksp_bytes_to_align_ptr(alloc, ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES);
326                 void *const objectEnd = (BYTE *) alloc + bytesToAlign;
327                 DEBUGLOG(5, "reserving table alignment addtl space: %zu", bytesToAlign);
328                 RETURN_ERROR_IF(objectEnd > ws->workspaceEnd, memory_allocation,
329                                 "table phase - alignment initial allocation failed!");
330                 ws->objectEnd = objectEnd;
331                 ws->tableEnd = objectEnd;  /* table area starts being empty */
332                 if (ws->tableValidEnd < ws->tableEnd) {
333                     ws->tableValidEnd = ws->tableEnd;
334                 }
335             }
336         }
337         ws->phase = phase;
338         ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
339     }
340     return 0;
341 }
342
343 /**
344  * Returns whether this object/buffer/etc was allocated in this workspace.
345  */
346 MEM_STATIC int ZSTD_cwksp_owns_buffer(const ZSTD_cwksp* ws, const void* ptr)
347 {
348     return (ptr != NULL) && (ws->workspace <= ptr) && (ptr < ws->workspaceEnd);
349 }
350
351 /**
352  * Internal function. Do not use directly.
353  */
354 MEM_STATIC void*
355 ZSTD_cwksp_reserve_internal(ZSTD_cwksp* ws, size_t bytes, ZSTD_cwksp_alloc_phase_e phase)
356 {
357     void* alloc;
358     if (ZSTD_isError(ZSTD_cwksp_internal_advance_phase(ws, phase)) || bytes == 0) {
359         return NULL;
360     }
361
362 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
363     /* over-reserve space */
364     bytes += 2 * ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE;
365 #endif
366
367     alloc = ZSTD_cwksp_reserve_internal_buffer_space(ws, bytes);
368
369 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
370     /* Move alloc so there's ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE unused space on
371      * either size. */
372     if (alloc) {
373         alloc = (BYTE *)alloc + ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE;
374         if (ws->isStatic == ZSTD_cwksp_dynamic_alloc) {
375             /* We need to keep the redzone poisoned while unpoisoning the bytes that
376              * are actually allocated. */
377             __asan_unpoison_memory_region(alloc, bytes - 2 * ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE);
378         }
379     }
380 #endif
381
382     return alloc;
383 }
384
385 /**
386  * Reserves and returns unaligned memory.
387  */
388 MEM_STATIC BYTE* ZSTD_cwksp_reserve_buffer(ZSTD_cwksp* ws, size_t bytes)
389 {
390     return (BYTE*)ZSTD_cwksp_reserve_internal(ws, bytes, ZSTD_cwksp_alloc_buffers);
391 }
392
393 /**
394  * Reserves and returns memory sized on and aligned on ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES (64 bytes).
395  * This memory has been initialized at least once in the past.
396  * This doesn't mean it has been initialized this time, and it might contain data from previous
397  * operations.
398  * The main usage is for algorithms that might need read access into uninitialized memory.
399  * The algorithm must maintain safety under these conditions and must make sure it doesn't
400  * leak any of the past data (directly or in side channels).
401  */
402 MEM_STATIC void* ZSTD_cwksp_reserve_aligned_init_once(ZSTD_cwksp* ws, size_t bytes)
403 {
404     size_t const alignedBytes = ZSTD_cwksp_align(bytes, ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES);
405     void* ptr = ZSTD_cwksp_reserve_internal(ws, alignedBytes, ZSTD_cwksp_alloc_aligned_init_once);
406     assert(((size_t)ptr & (ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES-1))== 0);
407     if(ptr && ptr < ws->initOnceStart) {
408         /* We assume the memory following the current allocation is either:
409          * 1. Not usable as initOnce memory (end of workspace)
410          * 2. Another initOnce buffer that has been allocated before (and so was previously memset)
411          * 3. An ASAN redzone, in which case we don't want to write on it
412          * For these reasons it should be fine to not explicitly zero every byte up to ws->initOnceStart.
413          * Note that we assume here that MSAN and ASAN cannot run in the same time. */
414         ZSTD_memset(ptr, 0, MIN((size_t)((U8*)ws->initOnceStart - (U8*)ptr), alignedBytes));
415         ws->initOnceStart = ptr;
416     }
417 #if ZSTD_MEMORY_SANITIZER
418     assert(__msan_test_shadow(ptr, bytes) == -1);
419 #endif
420     return ptr;
421 }
422
423 /**
424  * Reserves and returns memory sized on and aligned on ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES (64 bytes).
425  */
426 MEM_STATIC void* ZSTD_cwksp_reserve_aligned(ZSTD_cwksp* ws, size_t bytes)
427 {
428     void* ptr = ZSTD_cwksp_reserve_internal(ws, ZSTD_cwksp_align(bytes, ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES),
429                                             ZSTD_cwksp_alloc_aligned);
430     assert(((size_t)ptr & (ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES-1))== 0);
431     return ptr;
432 }
433
434 /**
435  * Aligned on 64 bytes. These buffers have the special property that
436  * their values remain constrained, allowing us to re-use them without
437  * memset()-ing them.
438  */
439 MEM_STATIC void* ZSTD_cwksp_reserve_table(ZSTD_cwksp* ws, size_t bytes)
440 {
441     const ZSTD_cwksp_alloc_phase_e phase = ZSTD_cwksp_alloc_aligned_init_once;
442     void* alloc;
443     void* end;
444     void* top;
445
446     /* We can only start allocating tables after we are done reserving space for objects at the
447      * start of the workspace */
448     if(ws->phase < phase) {
449         if (ZSTD_isError(ZSTD_cwksp_internal_advance_phase(ws, phase))) {
450             return NULL;
451         }
452     }
453     alloc = ws->tableEnd;
454     end = (BYTE *)alloc + bytes;
455     top = ws->allocStart;
456
457     DEBUGLOG(5, "cwksp: reserving %p table %zd bytes, %zd bytes remaining",
458         alloc, bytes, ZSTD_cwksp_available_space(ws) - bytes);
459     assert((bytes & (sizeof(U32)-1)) == 0);
460     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
461     assert(end <= top);
462     if (end > top) {
463         DEBUGLOG(4, "cwksp: table alloc failed!");
464         ws->allocFailed = 1;
465         return NULL;
466     }
467     ws->tableEnd = end;
468
469 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
470     if (ws->isStatic == ZSTD_cwksp_dynamic_alloc) {
471         __asan_unpoison_memory_region(alloc, bytes);
472     }
473 #endif
474
475     assert((bytes & (ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES-1)) == 0);
476     assert(((size_t)alloc & (ZSTD_CWKSP_ALIGNMENT_BYTES-1))== 0);
477     return alloc;
478 }
479
480 /**
481  * Aligned on sizeof(void*).
482  * Note : should happen only once, at workspace first initialization
483  */
484 MEM_STATIC void* ZSTD_cwksp_reserve_object(ZSTD_cwksp* ws, size_t bytes)
485 {
486     size_t const roundedBytes = ZSTD_cwksp_align(bytes, sizeof(void*));
487     void* alloc = ws->objectEnd;
488     void* end = (BYTE*)alloc + roundedBytes;
489
490 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
491     /* over-reserve space */
492     end = (BYTE *)end + 2 * ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE;
493 #endif
494
495     DEBUGLOG(4,
496         "cwksp: reserving %p object %zd bytes (rounded to %zd), %zd bytes remaining",
497         alloc, bytes, roundedBytes, ZSTD_cwksp_available_space(ws) - roundedBytes);
498     assert((size_t)alloc % ZSTD_ALIGNOF(void*) == 0);
499     assert(bytes % ZSTD_ALIGNOF(void*) == 0);
500     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
501     /* we must be in the first phase, no advance is possible */
502     if (ws->phase != ZSTD_cwksp_alloc_objects || end > ws->workspaceEnd) {
503         DEBUGLOG(3, "cwksp: object alloc failed!");
504         ws->allocFailed = 1;
505         return NULL;
506     }
507     ws->objectEnd = end;
508     ws->tableEnd = end;
509     ws->tableValidEnd = end;
510
511 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
512     /* Move alloc so there's ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE unused space on
513      * either size. */
514     alloc = (BYTE*)alloc + ZSTD_CWKSP_ASAN_REDZONE_SIZE;
515     if (ws->isStatic == ZSTD_cwksp_dynamic_alloc) {
516         __asan_unpoison_memory_region(alloc, bytes);
517     }
518 #endif
519
520     return alloc;
521 }
522
523 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_mark_tables_dirty(ZSTD_cwksp* ws)
524 {
525     DEBUGLOG(4, "cwksp: ZSTD_cwksp_mark_tables_dirty");
526
527 #if ZSTD_MEMORY_SANITIZER && !defined (ZSTD_MSAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
528     /* To validate that the table re-use logic is sound, and that we don't
529      * access table space that we haven't cleaned, we re-"poison" the table
530      * space every time we mark it dirty.
531      * Since tableValidEnd space and initOnce space may overlap we don't poison
532      * the initOnce portion as it break its promise. This means that this poisoning
533      * check isn't always applied fully. */
534     {
535         size_t size = (BYTE*)ws->tableValidEnd - (BYTE*)ws->objectEnd;
536         assert(__msan_test_shadow(ws->objectEnd, size) == -1);
537         if((BYTE*)ws->tableValidEnd < (BYTE*)ws->initOnceStart) {
538             __msan_poison(ws->objectEnd, size);
539         } else {
540             assert(ws->initOnceStart >= ws->objectEnd);
541             __msan_poison(ws->objectEnd, (BYTE*)ws->initOnceStart - (BYTE*)ws->objectEnd);
542         }
543     }
544 #endif
545
546     assert(ws->tableValidEnd >= ws->objectEnd);
547     assert(ws->tableValidEnd <= ws->allocStart);
548     ws->tableValidEnd = ws->objectEnd;
549     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
550 }
551
552 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_mark_tables_clean(ZSTD_cwksp* ws) {
553     DEBUGLOG(4, "cwksp: ZSTD_cwksp_mark_tables_clean");
554     assert(ws->tableValidEnd >= ws->objectEnd);
555     assert(ws->tableValidEnd <= ws->allocStart);
556     if (ws->tableValidEnd < ws->tableEnd) {
557         ws->tableValidEnd = ws->tableEnd;
558     }
559     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
560 }
561
562 /**
563  * Zero the part of the allocated tables not already marked clean.
564  */
565 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_clean_tables(ZSTD_cwksp* ws) {
566     DEBUGLOG(4, "cwksp: ZSTD_cwksp_clean_tables");
567     assert(ws->tableValidEnd >= ws->objectEnd);
568     assert(ws->tableValidEnd <= ws->allocStart);
569     if (ws->tableValidEnd < ws->tableEnd) {
570         ZSTD_memset(ws->tableValidEnd, 0, (size_t)((BYTE*)ws->tableEnd - (BYTE*)ws->tableValidEnd));
571     }
572     ZSTD_cwksp_mark_tables_clean(ws);
573 }
574
575 /**
576  * Invalidates table allocations.
577  * All other allocations remain valid.
578  */
579 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_clear_tables(ZSTD_cwksp* ws) {
580     DEBUGLOG(4, "cwksp: clearing tables!");
581
582 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
583     /* We don't do this when the workspace is statically allocated, because
584      * when that is the case, we have no capability to hook into the end of the
585      * workspace's lifecycle to unpoison the memory.
586      */
587     if (ws->isStatic == ZSTD_cwksp_dynamic_alloc) {
588         size_t size = (BYTE*)ws->tableValidEnd - (BYTE*)ws->objectEnd;
589         __asan_poison_memory_region(ws->objectEnd, size);
590     }
591 #endif
592
593     ws->tableEnd = ws->objectEnd;
594     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
595 }
596
597 /**
598  * Invalidates all buffer, aligned, and table allocations.
599  * Object allocations remain valid.
600  */
601 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_clear(ZSTD_cwksp* ws) {
602     DEBUGLOG(4, "cwksp: clearing!");
603
604 #if ZSTD_MEMORY_SANITIZER && !defined (ZSTD_MSAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
605     /* To validate that the context re-use logic is sound, and that we don't
606      * access stuff that this compression hasn't initialized, we re-"poison"
607      * the workspace except for the areas in which we expect memory re-use
608      * without initialization (objects, valid tables area and init once
609      * memory). */
610     {
611         if((BYTE*)ws->tableValidEnd < (BYTE*)ws->initOnceStart) {
612             size_t size = (BYTE*)ws->initOnceStart - (BYTE*)ws->tableValidEnd;
613             __msan_poison(ws->tableValidEnd, size);
614         }
615     }
616 #endif
617
618 #if ZSTD_ADDRESS_SANITIZER && !defined (ZSTD_ASAN_DONT_POISON_WORKSPACE)
619     /* We don't do this when the workspace is statically allocated, because
620      * when that is the case, we have no capability to hook into the end of the
621      * workspace's lifecycle to unpoison the memory.
622      */
623     if (ws->isStatic == ZSTD_cwksp_dynamic_alloc) {
624         size_t size = (BYTE*)ws->workspaceEnd - (BYTE*)ws->objectEnd;
625         __asan_poison_memory_region(ws->objectEnd, size);
626     }
627 #endif
628
629     ws->tableEnd = ws->objectEnd;
630     ws->allocStart = ZSTD_cwksp_initialAllocStart(ws);
631     ws->allocFailed = 0;
632     if (ws->phase > ZSTD_cwksp_alloc_aligned_init_once) {
633         ws->phase = ZSTD_cwksp_alloc_aligned_init_once;
634     }
635     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
636 }
637
638 /**
639  * The provided workspace takes ownership of the buffer [start, start+size).
640  * Any existing values in the workspace are ignored (the previously managed
641  * buffer, if present, must be separately freed).
642  */
643 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_init(ZSTD_cwksp* ws, void* start, size_t size, ZSTD_cwksp_static_alloc_e isStatic) {
644     DEBUGLOG(4, "cwksp: init'ing workspace with %zd bytes", size);
645     assert(((size_t)start & (sizeof(void*)-1)) == 0); /* ensure correct alignment */
646     ws->workspace = start;
647     ws->workspaceEnd = (BYTE*)start + size;
648     ws->objectEnd = ws->workspace;
649     ws->tableValidEnd = ws->objectEnd;
650     ws->initOnceStart = ZSTD_cwksp_initialAllocStart(ws);
651     ws->phase = ZSTD_cwksp_alloc_objects;
652     ws->isStatic = isStatic;
653     ZSTD_cwksp_clear(ws);
654     ws->workspaceOversizedDuration = 0;
655     ZSTD_cwksp_assert_internal_consistency(ws);
656 }
657
658 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_create(ZSTD_cwksp* ws, size_t size, ZSTD_customMem customMem) {
659     void* workspace = ZSTD_customMalloc(size, customMem);
660     DEBUGLOG(4, "cwksp: creating new workspace with %zd bytes", size);
661     RETURN_ERROR_IF(workspace == NULL, memory_allocation, "NULL pointer!");
662     ZSTD_cwksp_init(ws, workspace, size, ZSTD_cwksp_dynamic_alloc);
663     return 0;
664 }
665
666 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_free(ZSTD_cwksp* ws, ZSTD_customMem customMem) {
667     void *ptr = ws->workspace;
668     DEBUGLOG(4, "cwksp: freeing workspace");
669     ZSTD_memset(ws, 0, sizeof(ZSTD_cwksp));
670     ZSTD_customFree(ptr, customMem);
671 }
672
673 /**
674  * Moves the management of a workspace from one cwksp to another. The src cwksp
675  * is left in an invalid state (src must be re-init()'ed before it's used again).
676  */
677 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_move(ZSTD_cwksp* dst, ZSTD_cwksp* src) {
678     *dst = *src;
679     ZSTD_memset(src, 0, sizeof(ZSTD_cwksp));
680 }
681
682 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_sizeof(const ZSTD_cwksp* ws) {
683     return (size_t)((BYTE*)ws->workspaceEnd - (BYTE*)ws->workspace);
684 }
685
686 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_used(const ZSTD_cwksp* ws) {
687     return (size_t)((BYTE*)ws->tableEnd - (BYTE*)ws->workspace)
688          + (size_t)((BYTE*)ws->workspaceEnd - (BYTE*)ws->allocStart);
689 }
690
691 MEM_STATIC int ZSTD_cwksp_reserve_failed(const ZSTD_cwksp* ws) {
692     return ws->allocFailed;
693 }
694
695 /*-*************************************
696 *  Functions Checking Free Space
697 ***************************************/
698
699 /* ZSTD_alignmentSpaceWithinBounds() :
700  * Returns if the estimated space needed for a wksp is within an acceptable limit of the
701  * actual amount of space used.
702  */
703 MEM_STATIC int ZSTD_cwksp_estimated_space_within_bounds(const ZSTD_cwksp *const ws, size_t const estimatedSpace) {
704     /* We have an alignment space between objects and tables between tables and buffers, so we can have up to twice
705      * the alignment bytes difference between estimation and actual usage */
706     return (estimatedSpace - ZSTD_cwksp_slack_space_required()) <= ZSTD_cwksp_used(ws) &&
707            ZSTD_cwksp_used(ws) <= estimatedSpace;
708 }
709
710
711 MEM_STATIC size_t ZSTD_cwksp_available_space(ZSTD_cwksp* ws) {
712     return (size_t)((BYTE*)ws->allocStart - (BYTE*)ws->tableEnd);
713 }
714
715 MEM_STATIC int ZSTD_cwksp_check_available(ZSTD_cwksp* ws, size_t additionalNeededSpace) {
716     return ZSTD_cwksp_available_space(ws) >= additionalNeededSpace;
717 }
718
719 MEM_STATIC int ZSTD_cwksp_check_too_large(ZSTD_cwksp* ws, size_t additionalNeededSpace) {
720     return ZSTD_cwksp_check_available(
721         ws, additionalNeededSpace * ZSTD_WORKSPACETOOLARGE_FACTOR);
722 }
723
724 MEM_STATIC int ZSTD_cwksp_check_wasteful(ZSTD_cwksp* ws, size_t additionalNeededSpace) {
725     return ZSTD_cwksp_check_too_large(ws, additionalNeededSpace)
726         && ws->workspaceOversizedDuration > ZSTD_WORKSPACETOOLARGE_MAXDURATION;
727 }
728
729 MEM_STATIC void ZSTD_cwksp_bump_oversized_duration(
730         ZSTD_cwksp* ws, size_t additionalNeededSpace) {
731     if (ZSTD_cwksp_check_too_large(ws, additionalNeededSpace)) {
732         ws->workspaceOversizedDuration++;
733     } else {
734         ws->workspaceOversizedDuration = 0;
735     }
736 }
737
738 #if defined (__cplusplus)
739 }
740 #endif
741
742 #endif /* ZSTD_CWKSP_H */