openssl内存分配

一 内存分配

        用户在使用内存时，容易犯的错误就是内存泄露。当用户调用内存分配和释放函数时，查找内存泄露比较麻烦。openssl提供了内置的内存分配/释放函数。如果用户完全调用openssl的内存分配和释放函数，可以方便的找到内存泄露点。openssl分配内存时，在其内部维护一个内存分配哈希表，用于存放已经分配但未释放的内存信息。当用户申请内存分配时，在哈希表中添加此项信息，内存释放时删除该信息。当用户通过openssl函数查找内存泄露点时，只需查询该哈希表即可。用户通过openssl回调函数还能处理那些泄露的内存。

        openssl供用户调用的内存分配等函数主要在crypto/mem.c中实现，其内置的分配函数在crypto/mem_dbg.c中实现。默认情况下mem.c中的函数调用mem_dbg.c中的实现。如果用户实现了自己的内存分配函数以及查找内存泄露的函数，可以通过调用CRYPTO_set_mem_functions函数和CRYPTO_set_mem_debug_functions函数来设置。下面主要介绍了openssl内置的内存分配和释放函数。

 

二 内存数据结构

openssl内存分配数据结构是一个内部数据结构，定义在crypto/mem_dbg.c中。如下所示：

1. typedefstruct app_mem_info_st
2. {
3. unsignedlong thread;
4. constchar*file;
5. int line;
6. constchar*info;
7. struct app_mem_info_st *next;/* tail of thread's stack */
8. int references;
9. } APP_INFO;
10. typedefstruct mem_st
11. {
12. void*addr;
13. int num;
14. constchar*file;
15. int line;
16. unsignedlong thread;
17. unsignedlong order;
18. time_t time;
19. APP_INFO *app_info;
20. } MEM;

各项意义：

addr：分配内存的地址。

num：分配内存的大小。

file：分配内存的文件。

line：分配内存的行号。

thread：分配内存的线程ID。

order：第几次内存分配。

time：内存分配时间。

app_info:用于存放用户应用信息，为一个链表，里面存放了文件、行号以及线程ID等信息。

references：被引用次数。

 

三 主要函数

1、CRYPTO_mem_ctrl

本函数主要用于控制内存分配时，是否记录内存信息。如果不记录内存信息，将不能查找内存泄露。

开启内存记录调用CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON)。

关闭内存记录调用CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_OFF)。

一旦CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON)被调用，直到用户调用CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_OFF)前，用户所有的opessl内存分配都会被记录。

2、CRYPTO_is_mem_check_on

查询内存记录标记是否开启。

3、CRYPTO_dbg_malloc

本函数用于分配内存空间，如果内存记录标记开启，则记录用户申请的内存。当需要记录内存信息时，该函数本身也需要申请内存插入哈希表，为了防止递归申请错误，它申请内存记录信息前必须暂时关闭内存记录标记，申请完毕再放开。

4、CRYPTO_dbg_free

释放内存，如果内存记录标记开启，还需要删除哈希表中对应的记录。

5、CRYPTO_mem_leaks

将内存泄露输出到BIO中。

6、CRYPTO_mem_leaks_fp

将内存泄露输出到FILE中(文件或者标准输出)，该函数调用了CRYPTO_mem_leaks。

7、CRYPTO_mem_leaks_cb

处理内存泄露，输入参数为用户自己实现的处理内存泄露的函数地址。该函数只处理一个内存泄露，openssl通过lh_doall_arg调用用户函数来处理所有记录(泄露的内存)。

 

四 实例

1. #include<openssl/crypto.h>
2. #include<openssl/bio.h>
4. int main()
5. {
6. char*p;
7. BIO *b;
8. CRYPTO_malloc_debug_init();
9. CRYPTO_set_mem_debug_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
10. CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);/*开户内存记录*/
12. p=OPENSSL_malloc(4);
13. CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_OFF);/*关闭内存记录*/
14. b=BIO_new_file("leak.log","w");
15. CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
16. CRYPTO_mem_leaks(b);/*将内存泄露输出到FILE中*/
18. OPENSSL_free(p);
19. BIO_free(b);
20. return0;
21. }

运行结果

1. [root@localhost ~]# cd /openssl-1.1.0c/test
2. [root@localhost test]# gcc example3.c -o example3 -L/usr/lib -lssl -lcrypto
3. [root@localhost test]#./example3
4. [root@localhost test]# cat leak.log
5. [21:15:32]0 file=example3.c, line=12, thread=140674812970944, number=4, address=01014010
6. 4 bytes leaked in 1 chunks