2021SC@SDUSC openssl 内存分配

2021SC@SDUSC
5 内存分配

man openssl_malloc

5.1 openssl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。

5.2 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：

typedef struct app_mem_info_st {
       unsigned long thread;
       const char *file;
       int line;
       const char *info;
       struct app_mem_info_st *next; /* tail of thread's stack */
       int references;
} APP_INFO;

typedef struct mem_st {
         void *addr;
         int num;
         const char *file;
         int line;
         unsigned long thread;
         unsigned long order;
         time_t time;
         APP_INFO *app_info;
  } 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。

5.3 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。
该函数只需要处理一个内存泄露，
openssl通过lh_doall_arg调用用户函数来处理所有记录(泄露的内存)。

5.4 编程示例
1

#include <string.h>
#include <openssl/crypto.h>
int    main()
{    
	char *p;
	int  i;
	p=OPENSSL_malloc(4);
	//p=OPENSSL_remalloc(p,40);
	p=OPENSSL_realloc(p,32);
	for(i=0;i<32;i++)
		memset(&p[i],i,1);
	/* realloc时将以前的内存区清除(置乱) */
	//p=OPENSSL_realloc_clean(p,32,77);
	//p=OPENSSL_remalloc(p,40);
	//OPENSSL_malloc_locked(3);
	OPENSSL_free(p);
	return 0;
}

/*
      上述示例使用了基本的openssl内存分配和释放函数。
	OPENSSL_malloc:        分配内存空间。
	OPENSSL_remalloc:      重新分配内存空间。
	OPENSSL_realloc_clean：重新分配内存空间，将老的数据进行拷贝，置乱老的数据空间并释放。
	OPENSSL_malloc_locked: 与锁有关。
	OPENSSL_free:          释放空间。
*/

2

#include <string.h>
#include <openssl/crypto.h>
int    main()
{    
	char *p;
	int  i;
	p=OPENSSL_malloc(4);
	//p=OPENSSL_remalloc(p,40);
	p=OPENSSL_realloc(p,32);
	for(i=0;i<32;i++)
		memset(&p[i],i,1);
	/* realloc时将以前的内存区清除(置乱) */
	//p=OPENSSL_realloc_clean(p,32,77);
	//p=OPENSSL_remalloc(p,40);
	//OPENSSL_malloc_locked(3);
	OPENSSL_free(p);
	return 0;
}

/*
      上述示例使用了基本的openssl内存分配和释放函数。
	OPENSSL_malloc:        分配内存空间。
	OPENSSL_remalloc:      重新分配内存空间。
	OPENSSL_realloc_clean：重新分配内存空间，将老的数据进行拷贝，置乱老的数据空间并释放。
	OPENSSL_malloc_locked: 与锁有关。
	OPENSSL_free:          释放空间。
*/