cAI/cKit/Memory/c_Arena.t.c

#include "c_Arena.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "assert.h"

static
void test_arena_basic_alloc() {
    printf("[測試] 基礎分配...\n");

    uint8_t backing_buffer[1024];
    c_Arena_t arena;

    // 初始化
    c_Arena_Init(&arena, backing_buffer, sizeof(backing_buffer));
    assert(arena.buf == backing_buffer);
    assert(arena.buf_len == 1024);
    assert(arena.curr_offset == 0);

    // 第一次分配
    void* p1 = c_Arena_Alloc(&arena, 100);
    assert(p1 != NULL);
    assert(arena.curr_offset >= 100); // 考慮到對齊，可能大於等於 100

    // 第二次分配
    void* p2 = c_Arena_Alloc(&arena, 200);
    assert(p2 != NULL);
    assert(p2 > p1); // 記憶體地址應是連續向後的

    printf("  => 基礎分配測試成功\n");
}

// ==========================================
// 測試用例 2：記憶體溢出（Out of Memory）
// ==========================================
static
void test_arena_oom() {
    printf("[測試] 記憶體溢出邊界...\n");

    uint8_t backing_buffer[256];
    c_Arena_t arena;
    c_Arena_Init(&arena, backing_buffer, sizeof(backing_buffer));

    // 嘗試分配超出整塊 Arena 大小的記憶體
    void* p1 = c_Arena_Alloc(&arena, 300);
    assert(p1 == NULL); // 應返回 NULL

    // 分配剛好極限的記憶體
    void* p2 = c_Arena_Alloc(&arena, 256);
    assert(p2 != NULL);

    // 已經滿了，再次分配應失敗
    void* p3 = c_Arena_Alloc(&arena, 1);
    assert(p3 == NULL);

    printf("  => OOM 邊界測試成功\n");
}

// ==========================================
// 測試用例 3：Resize 原地擴展（最速路徑）
// ==========================================
// 說明：若舊記憶體剛好是最後一次分配的區塊（curr_offset 緊鄰它），
// Arena 應該直接移動 curr_offset 實現原地擴展，而不需搬移資料。
static
void test_arena_resize_inplace() {
    printf("[測試] Resize 原地擴展（最後一個分配物）...\n");

    uint8_t backing_buffer[1024];
    c_Arena_t arena;
    c_Arena_Init(&arena, backing_buffer, sizeof(backing_buffer));

    // 分配 p1，並寫入測試資料
    char* p1 = (char*)c_Arena_Alloc(&arena, 10);
    strcpy(p1, "Hello");

    c_size_t offset_before_resize = arena.curr_offset;

    // 將 p1 擴大到 50 字節
    char* p1_new = (char*)c_Arena_Resize(&arena, p1, 10, 50);

    // 驗證：因為 p1 是最後分配的，它的地址不應該改變（原地擴展）
    assert(p1_new == p1);
    assert(strcmp(p1_new, "Hello") == 0); // 資料必須完整保留
    assert(arena.curr_offset > offset_before_resize); // 偏移量正確推移

    printf("  => Resize 原地擴展測試成功\n");
}

// ==========================================
// 測試用例 4：Resize 重新分配（非最後分配物）
// ==========================================
// 說明：若舊記憶體後面已經有其他分配物（p1 後面有 p2），
// 此時對 p1 做 Resize 必須當作全新分配，並拷貝舊資料。
static
void test_arena_resize_realloc() {
    printf("[測試] Resize 重新分配（中間的分配物）...\n");

    uint8_t backing_buffer[1024];
    c_Arena_t arena;
    c_Arena_Init(&arena, backing_buffer, sizeof(backing_buffer));

    // 連續分配 p1 與 p2
    char* p1 = (char*)c_Arena_Alloc(&arena, 16);
    strcpy(p1, "Data1");

    char* p2 = (char*)c_Arena_Alloc(&arena, 16);
    strcpy(p2, "Data2");

    // 對 p1（此時不是最後一個分配物）進行 Resize
    char* p1_new = (char*)c_Arena_Resize(&arena, p1, 16, 32);

    // 驗證：
    assert(p1_new != NULL);
    assert(p1_new != p1);           // 必須分配在 p2 之後的新位置
    assert(p1_new > p2);           // 確保在新地址
    assert(strcmp(p1_new, "Data1") == 0); // 舊資料必須被 memcpy 過去
    assert(strcmp(p2, "Data2") == 0);     // 隔壁的 p2 資料不能被破壞

    printf("  => Resize 重新分配測試成功\n");
}

int main(int argc, char** argv){
    printf("--- Test Begin ---\n");

    test_arena_basic_alloc();
    test_arena_oom();
    test_arena_resize_inplace();
    test_arena_resize_realloc();

    printf("--- Test End！ ---\n");

    return 0;
}