git.sur5r.net Git - bacula/bacula/blob - bacula/src/lib/smartall.c

   1 /*
   2    Bacula® - The Network Backup Solution
   3
   4    Copyright (C) 2000-2010 Free Software Foundation Europe e.V.
   5
   6    The main author of Bacula is Kern Sibbald, with contributions from
   7    many others, a complete list can be found in the file AUTHORS.
   8    This program is Free Software; you can redistribute it and/or
   9    modify it under the terms of version two of the GNU General Public
  10    License as published by the Free Software Foundation and included
  11    in the file LICENSE.
  12
  13    This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  16    General Public License for more details.
  17
  18    You should have received a copy of the GNU General Public License
  19    along with this program; if not, write to the Free Software
  20    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  21    02110-1301, USA.
  22
  23    Bacula® is a registered trademark of Kern Sibbald.
  24    The licensor of Bacula is the Free Software Foundation Europe
  25    (FSFE), Fiduciary Program, Sumatrastrasse 25, 8006 Zürich,
  26    Switzerland, email:ftf@fsfeurope.org.
  27 */
  28 /*
  29
  30                          S M A R T A L L O C
  31                         Smart Memory Allocator
  32
  33         Evolved   over   several  years,  starting  with  the  initial
  34         SMARTALLOC code for AutoSketch in 1986, guided  by  the  Blind
  35         Watchbreaker,  John  Walker.  Isolated in this general-purpose
  36         form in  September  of  1989.   Updated  with  be  more  POSIX
  37         compliant  and  to  include Web-friendly HTML documentation in
  38         October  of  1998  by  the  same  culprit.    For   additional
  39         information and the current version visit the Web page:
  40
  41                   http://www.fourmilab.ch/smartall/
  42
  43 */
  44
  45 #define _LOCKMGR_COMPLIANT
  46
  47 #include "bacula.h"
  48 /* Use the real routines here */
  49 #undef realloc
  50 #undef calloc
  51 #undef malloc
  52 #undef free
  53
  54 /* We normally turn off debugging here.
  55  *  If you want it, simply #ifdef all the
  56  *  following off.
  57  */
  58 #ifdef no_debug_xxxxx
  59 #undef Dmsg1
  60 #undef Dmsg2
  61 #undef Dmsg3
  62 #undef Dmsg4
  63 #define Dmsg1(l,f,a1)
  64 #define Dmsg2(l,f,a1,a2)
  65 #define Dmsg3(l,f,a1,a2,a3)
  66 #define Dmsg4(l,f,a1,a2,a3,a4)
  67 #endif
  68
  69
  70 uint64_t sm_max_bytes = 0;
  71 uint64_t sm_bytes = 0;
  72 uint32_t sm_max_buffers = 0;
  73 uint32_t sm_buffers = 0;
  74
  75 #ifdef SMARTALLOC
  76
  77 static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  78
  79 extern char my_name[];                /* daemon name */
  80
  81 #define EOS      '\0'              /* End of string sentinel */
  82 #define sm_min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
  83
  84 /*  Queue data structures  */
  85
  86 /*  Memory allocation control structures and storage.  */
  87
  88 struct abufhead {
  89    struct b_queue abq;         /* Links on allocated queue */
  90    uint32_t ablen;             /* Buffer length in bytes */
  91    const char *abfname;        /* File name pointer */
  92    uint32_t ablineno;          /* Line number of allocation */
  93    bool abin_use;              /* set when malloced and cleared when free */
  94 };
  95
  96 static struct b_queue abqueue = {    /* Allocated buffer queue */
  97    &abqueue, &abqueue
  98 };
  99
 100
 101 static bool bufimode = false;   /* Buffers not tracked when True */
 102
 103 #define HEAD_SIZE BALIGN(sizeof(struct abufhead))
 104
 105
 106 /*  SMALLOC  --  Allocate buffer, enqueing on the orphaned buffer
 107                  tracking list.  */
 108
 109 static void *smalloc(const char *fname, int lineno, unsigned int nbytes)
 110 {
 111    char *buf;
 112
 113    /* Note:  Unix  MALLOC  actually  permits  a zero length to be
 114       passed and allocates a valid block with  zero  user  bytes.
 115       Such  a  block  can  later  be expanded with realloc().  We
 116       disallow this based on the belief that it's better to  make
 117       a  special case and allocate one byte in the rare case this
 118       is desired than to miss all the erroneous occurrences where
 119       buffer length calculation code results in a zero.  */
 120
 121    ASSERT(nbytes > 0);
 122
 123    nbytes += HEAD_SIZE + 1;
 124    if ((buf = (char *)malloc(nbytes)) != NULL) {
 125       struct abufhead *head = (struct abufhead *)buf;
 126       P(mutex);
 127       /* Enqueue buffer on allocated list */
 128       qinsert(&abqueue, (struct b_queue *) buf);
 129       head->ablen = nbytes;
 130       head->abfname = bufimode ? NULL : fname;
 131       head->ablineno = (uint32_t)lineno;
 132       head->abin_use = true;
 133       /* Emplace end-clobber detector at end of buffer */
 134       buf[nbytes - 1] = (uint8_t)((((intptr_t) buf) & 0xFF) ^ 0xC5);
 135       buf += HEAD_SIZE;  /* Increment to user data start */
 136       if (++sm_buffers > sm_max_buffers) {
 137          sm_max_buffers = sm_buffers;
 138       }
 139       sm_bytes += nbytes;
 140       if (sm_bytes > sm_max_bytes) {
 141          sm_max_bytes = sm_bytes;
 142       }
 143       V(mutex);
 144    } else {
 145       Emsg0(M_ABORT, 0, _("Out of memory\n"));
 146    }
 147    Dmsg4(1150, "smalloc %d at %p from %s:%d\n", nbytes, buf, fname, lineno);
 148 #if    SMALLOC_SANITY_CHECK > 0
 149    if (sm_bytes > SMALLOC_SANITY_CHECK) {
 150       Emsg0(M_ABORT, 0, _("Too much memory used."));
 151    }
 152 #endif
 153    return (void *)buf;
 154 }
 155
 156 /*  SM_NEW_OWNER -- Update the File and line number for a buffer
 157                     This is to accomodate mem_pool. */
 158
 159 void sm_new_owner(const char *fname, int lineno, char *buf)
 160 {
 161    buf -= HEAD_SIZE;  /* Decrement to header */
 162    ((struct abufhead *)buf)->abfname = bufimode ? NULL : fname;
 163    ((struct abufhead *)buf)->ablineno = (uint32_t) lineno;
 164    ((struct abufhead *)buf)->abin_use = true;
 165    return;
 166 }
 167
 168 /*  SM_FREE  --  Update free pool availability.  FREE is never called
 169                  except  through  this interface or by actuallyfree().
 170                  free(x)  is  defined  to  generate  a  call  to  this
 171                  routine.  */
 172
 173 void sm_free(const char *file, int line, void *fp)
 174 {
 175    char *cp = (char *) fp;
 176    struct b_queue *qp;
 177    uint32_t lineno = line;
 178
 179    if (cp == NULL) {
 180       Emsg2(M_ABORT, 0, _("Attempt to free NULL called from %s:%d\n"), file, lineno);
 181    }
 182
 183    cp -= HEAD_SIZE;
 184    qp = (struct b_queue *)cp;
 185    struct abufhead *head = (struct abufhead *)cp;
 186
 187    P(mutex);
 188    Dmsg4(1150, "sm_free %d at %p from %s:%d\n",
 189          head->ablen, fp,
 190          head->abfname, head->ablineno);
 191
 192    if (!head->abin_use) {
 193       V(mutex);
 194       Emsg2(M_ABORT, 0, _("double free from %s:%d\n"), file, lineno);
 195    }
 196    head->abin_use = false;
 197
 198    /* The following assertions will catch virtually every release
 199       of an address which isn't an allocated buffer. */
 200    if (qp->qnext->qprev != qp) {
 201       V(mutex);
 202       Emsg2(M_ABORT, 0, _("qp->qnext->qprev != qp called from %s:%d\n"), file, lineno);
 203    }
 204    if (qp->qprev->qnext != qp) {
 205       V(mutex);
 206       Emsg2(M_ABORT, 0, _("qp->qprev->qnext != qp called from %s:%d\n"), file, lineno);
 207    }
 208
 209    /* The following assertion detects storing off the  end  of  the
 210       allocated  space in the buffer by comparing the end of buffer
 211       checksum with the address of the buffer.  */
 212
 213    if (((unsigned char *)cp)[head->ablen - 1] != ((((intptr_t) cp) & 0xFF) ^ 0xC5)) {
 214       V(mutex);
 215       Emsg2(M_ABORT, 0, _("Buffer overrun called from %s:%d\n"), file, line);
 216    }
 217    if (sm_buffers > 0) {
 218       sm_buffers--;
 219       sm_bytes -= head->ablen;
 220    }
 221
 222    qdchain(qp);
 223    V(mutex);
 224
 225    /* Now we wipe the contents of  the  just-released  buffer  with
 226       "designer  garbage"  (Duff  Kurland's  phrase) of alternating
 227       bits.  This is intended to ruin the day for any miscreant who
 228       attempts to access data through a pointer into storage that's
 229       been previously released.
 230
 231       Modified, kes May, 2007 to not zap the header. This allows us
 232       to check the in_use bit and detect doubly freed buffers.
 233    */
 234
 235    memset(cp+HEAD_SIZE, 0xAA, (int)(head->ablen - HEAD_SIZE));
 236
 237    free(cp);
 238 }
 239
 240 /*  SM_MALLOC  --  Allocate buffer.  NULL is returned if no memory
 241                    was available.  */
 242
 243 void *sm_malloc(const char *fname, int lineno, unsigned int nbytes)
 244 {
 245    void *buf;
 246
 247    if ((buf = smalloc(fname, lineno, nbytes)) != NULL) {
 248
 249       /* To catch sloppy code that assumes  buffers  obtained  from
 250          malloc()  are  zeroed,  we  preset  the buffer contents to
 251          "designer garbage" consisting of alternating bits.  */
 252
 253       memset(buf, 0x55, (int) nbytes);
 254    } else {
 255       Emsg0(M_ABORT, 0, _("Out of memory\n"));
 256    }
 257    return buf;
 258 }
 259
 260 /*  SM_CALLOC  --  Allocate an array and clear it to zero.  */
 261
 262 void *sm_calloc(const char *fname, int lineno,
 263                 unsigned int nelem, unsigned int elsize)
 264 {
 265    void *buf;
 266
 267    if ((buf = smalloc(fname, lineno, nelem * elsize)) != NULL) {
 268       memset(buf, 0, (int) (nelem * elsize));
 269    } else {
 270       Emsg0(M_ABORT, 0, _("Out of memory\n"));
 271    }
 272    return buf;
 273 }
 274
 275 /*  SM_REALLOC  --  Adjust the size of a  previously  allocated  buffer.
 276                     Note  that  the trick of "resurrecting" a previously
 277                     freed buffer with realloc() is NOT supported by this
 278                     function.   Further, because of the need to maintain
 279                     our control storage, SM_REALLOC must always allocate
 280                     a  new  block  and  copy  the data in the old block.
 281                     This may result in programs which make heavy use  of
 282                     realloc() running much slower than normally.  */
 283
 284 void *sm_realloc(const char *fname, int lineno, void *ptr, unsigned int size)
 285 {
 286    unsigned osize;
 287    void *buf;
 288    char *cp = (char *) ptr;
 289
 290    Dmsg4(1400, "sm_realloc %s:%d %p %d\n", fname, (uint32_t)lineno, ptr, size);
 291    if (size <= 0) {
 292       e_msg(fname, lineno, M_ABORT, 0, _("sm_realloc size: %d\n"), size);
 293    }
 294
 295    /*  If  the  old  block  pointer  is  NULL, treat realloc() as a
 296       malloc().  SVID is silent  on  this,  but  many  C  libraries
 297       permit this.  */
 298    if (ptr == NULL) {
 299       return sm_malloc(fname, lineno, size);
 300    }
 301
 302    /* If the old and new sizes are the same, be a nice guy and just
 303       return the buffer passed in.  */
 304    cp -= HEAD_SIZE;
 305    struct abufhead *head = (struct abufhead *)cp;
 306    osize = head->ablen - (HEAD_SIZE + 1);
 307    if (size == osize) {
 308       return ptr;
 309    }
 310
 311    /* Sizes differ.  Allocate a new buffer of the  requested  size.
 312       If  we  can't  obtain  such a buffer, act as defined in SVID:
 313       return NULL from  realloc()  and  leave  the  buffer  in  PTR
 314       intact.  */
 315
 316 // sm_buffers--;
 317 // sm_bytes -= head->ablen;
 318
 319    if ((buf = smalloc(fname, lineno, size)) != NULL) {
 320       memcpy(buf, ptr, (int)sm_min(size, osize));
 321       /* If the new buffer is larger than the old, fill the balance
 322          of it with "designer garbage". */
 323       if (size > osize) {
 324          memset(((char *) buf) + osize, 0x55, (int) (size - osize));
 325       }
 326
 327       /* All done.  Free and dechain the original buffer. */
 328       sm_free(fname, lineno, ptr);
 329    }
 330    Dmsg4(4150, _("sm_realloc %d at %p from %s:%d\n"), size, buf, fname, (uint32_t)lineno);
 331    return buf;
 332 }
 333
 334 /*  ACTUALLYMALLOC  --  Call the system malloc() function to obtain
 335                         storage which will eventually be released
 336                         by system or library routines not compiled
 337                         using SMARTALLOC.  */
 338
 339 void *actuallymalloc(unsigned int size)
 340 {
 341    return malloc(size);
 342 }
 343
 344 /*  ACTUALLYCALLOC  --  Call the system calloc() function to obtain
 345                         storage which will eventually be released
 346                         by system or library routines not compiled
 347                         using SMARTALLOC.  */
 348
 349 void *actuallycalloc(unsigned int nelem, unsigned int elsize)
 350 {
 351    return calloc(nelem, elsize);
 352 }
 353
 354 /*  ACTUALLYREALLOC  --  Call the system realloc() function to obtain
 355                          storage which will eventually be released
 356                          by system or library routines not compiled
 357                          using SMARTALLOC.  */
 358
 359 void *actuallyrealloc(void *ptr, unsigned int size)
 360 {
 361    Dmsg2(1400, "Actuallyrealloc %p %d\n", ptr, size);
 362    return realloc(ptr, size);
 363 }
 364
 365 /*  ACTUALLYFREE  --  Interface to system free() function to release
 366                       buffers allocated by low-level routines. */
 367
 368 void actuallyfree(void *cp)
 369 {
 370    free(cp);
 371 }
 372
 373 /*  SM_DUMP  --  Print orphaned buffers (and dump them if BUFDUMP is
 374  *               True).
 375  */
 376 void sm_dump(bool bufdump, bool in_use)
 377 {
 378    struct abufhead *ap;
 379
 380    P(mutex);
 381
 382    ap = (struct abufhead *)abqueue.qnext;
 383
 384    while (ap != (struct abufhead *) &abqueue) {
 385
 386       if ((ap == NULL) ||
 387           (ap->abq.qnext->qprev != (struct b_queue *) ap) ||
 388           (ap->abq.qprev->qnext != (struct b_queue *) ap)) {
 389          Pmsg1(0, _(
 390             "\nOrphaned buffers exist.  Dump terminated following\n"
 391             "  discovery of bad links in chain of orphaned buffers.\n"
 392             "  Buffer address with bad links: %p\n"), ap);
 393          break;
 394       }
 395
 396       if (ap->abfname != NULL) {
 397          uint32_t memsize = ap->ablen - (HEAD_SIZE + 1);
 398          char errmsg[1000];
 399          char *cp = ((char *)ap) + HEAD_SIZE;
 400
 401          bsnprintf(errmsg, sizeof(errmsg),
 402            _("%s buffer:  %s %6u bytes buf=%p allocated at %s:%d\n"),
 403             in_use?"In use":"Orphaned",
 404             my_name, memsize, cp, ap->abfname, ap->ablineno
 405          );
 406          Pmsg1(0, "%s", errmsg);
 407          if (bufdump) {
 408             char buf[20];
 409             unsigned llen = 0;
 410
 411             errmsg[0] = EOS;
 412             while (memsize) {
 413                if (llen >= 16) {
 414                   bstrncat(errmsg, "\n", sizeof(errmsg));
 415                   llen = 0;
 416                   Pmsg1(0, "%s", errmsg);
 417                   errmsg[0] = EOS;
 418                }
 419                bsnprintf(buf, sizeof(buf), " %02X",
 420                   (*cp++) & 0xFF);
 421                bstrncat(errmsg, buf, sizeof(errmsg));
 422                llen++;
 423                memsize--;
 424             }
 425             Pmsg1(0, "%s\n", errmsg);
 426          }
 427       }
 428       ap = (struct abufhead *) ap->abq.qnext;
 429    }
 430    V(mutex);
 431 }
 432
 433 #undef sm_check
 434 /*  SM_CHECK --  Check the buffers and dump if any damage exists. */
 435 void sm_check(const char *fname, int lineno, bool bufdump)
 436 {
 437    if (!sm_check_rtn(fname, lineno, bufdump)) {
 438       Emsg2(M_ABORT, 0, _("Damaged buffer found. Called from %s:%d\n"),
 439             fname, (uint32_t)lineno);
 440    }
 441 }
 442
 443 #undef sm_check_rtn
 444 /*  SM_CHECK_RTN -- Check the buffers and return 1 if OK otherwise 0 */
 445 int sm_check_rtn(const char *fname, int lineno, bool bufdump)
 446 {
 447    struct abufhead *ap;
 448    int bad, badbuf = 0;
 449
 450    P(mutex);
 451    ap = (struct abufhead *) abqueue.qnext;
 452    while (ap != (struct abufhead *)&abqueue) {
 453       bad = 0;
 454       if (ap != NULL) {
 455          if (ap->abq.qnext->qprev != (struct b_queue *)ap) {
 456             bad = 0x1;
 457          }
 458          if (ap->abq.qprev->qnext != (struct b_queue *)ap) {
 459             bad |= 0x2;
 460          }
 461          if (((unsigned char *) ap)[((struct abufhead *)ap)->ablen - 1] !=
 462               ((((intptr_t) ap) & 0xFF) ^ 0xC5)) {
 463             bad |= 0x4;
 464          }
 465       } else {
 466          bad = 0x8;
 467       }
 468       badbuf |= bad;
 469       if (bad) {
 470          Pmsg2(0,
 471             _("\nDamaged buffers found at %s:%d\n"), fname, (uint32_t)lineno);
 472
 473          if (bad & 0x1) {
 474             Pmsg0(0,  _("  discovery of bad prev link.\n"));
 475          }
 476          if (bad & 0x2) {
 477             Pmsg0(0, _("  discovery of bad next link.\n"));
 478          }
 479          if (bad & 0x4) {
 480             Pmsg0(0, _("  discovery of data overrun.\n"));
 481          }
 482          if (bad & 0x8) {
 483             Pmsg0(0, _("  NULL pointer.\n"));
 484          }
 485
 486          if (!ap) {
 487             goto get_out;
 488          }
 489          Pmsg1(0, _("  Buffer address: %p\n"), ap);
 490
 491          if (ap->abfname != NULL) {
 492             uint32_t memsize = ap->ablen - (HEAD_SIZE + 1);
 493             char errmsg[80];
 494
 495             Pmsg4(0,
 496               _("Damaged buffer:  %6u bytes allocated at line %d of %s %s\n"),
 497                memsize, ap->ablineno, my_name, ap->abfname
 498             );
 499             if (bufdump) {
 500                unsigned llen = 0;
 501                char *cp = ((char *) ap) + HEAD_SIZE;
 502
 503                errmsg[0] = EOS;
 504                while (memsize) {
 505                   if (llen >= 16) {
 506                      strcat(errmsg, "\n");
 507                      llen = 0;
 508                      Pmsg1(0, "%s", errmsg);
 509                      errmsg[0] = EOS;
 510                   }
 511                   if (*cp < 0x20) {
 512                      sprintf(errmsg + strlen(errmsg), " %02X",
 513                         (*cp++) & 0xFF);
 514                   } else {
 515                      sprintf(errmsg + strlen(errmsg), " %c ",
 516                         (*cp++) & 0xFF);
 517                   }
 518                   llen++;
 519                   memsize--;
 520                }
 521                Pmsg1(0, "%s\n", errmsg);
 522             }
 523          }
 524       }
 525       ap = (struct abufhead *)ap->abq.qnext;
 526    }
 527 get_out:
 528    V(mutex);
 529    return badbuf ? 0 : 1;
 530 }
 531
 532
 533 /*  SM_STATIC  --  Orphaned buffer detection can be disabled  (for  such
 534                    items  as buffers allocated during initialisation) by
 535                    calling   sm_static(1).    Normal   orphaned   buffer
 536                    detection  can be re-enabled with sm_static(0).  Note
 537                    that all the other safeguards still apply to  buffers
 538                    allocated  when  sm_static(1)  mode is in effect.  */
 539
 540 void sm_static(bool mode)
 541 {
 542    bufimode = mode;
 543 }
 544
 545 /*
 546  * Here we overload C++'s global new and delete operators
 547  *  so that the memory is allocated through smartalloc.
 548  */
 549
 550 #ifdef xxx
 551 void * operator new(size_t size)
 552 {
 553 // Dmsg1(000, "new called %d\n", size);
 554    return sm_malloc(__FILE__, __LINE__, size);
 555 }
 556
 557 void operator delete(void *buf)
 558 {
 559 // Dmsg1(000, "free called %p\n", buf);
 560    sm_free(__FILE__, __LINE__, buf);
 561 }
 562 #endif
 563
 564 #endif