Man page 3 : mallopt

mallopt - Définir les paramètres d'allocation de mémoire

#include <malloc.h> int mallopt(int param, int value);

La fonction mallopt() ajuste les paramètres qui contrôlent le comportement des fonctions liées à l'allocation de mémoire (voir malloc(3)). Le paramètre param indique le paramètre à modifier, et value indique la nouvelle valeur pour ce paramètre. Les valeurs suivantes peuvent être assignées à param :

• M_CHECK_ACTION
      Ce paramètre contrôle le comportement de la glibc lorsque des erreurs de programmation sont détectées (par exemple, lors qu'un pointeur est libéré plusieurs fois). Les 3 bits de poids faible (bits 2, 1 et 0) de cette valeur ont les significations suivantes :

• Bit 0
      Lorsque ce bit est positionné, un message d'une ligne détaillant l'erreur est affiché sur stderr. Le message commence par la chaîne "*** glibc detected ***", suivi par le nom du programme, le nom de la fonction de l'allocation mémoire qui a détecté l'erreur, une brève description de l'erreur, puis l'adresse mémoire à laquelle l'erreur a été détectée.
• Bit 1
      Lorsque ce bit est positionné, après avoir affiché un message d'erreur configuré par le bit 0, le programme est terminé en appelant abort(3). Depuis la version 2.4 de la glibc, si le bit 0 est également positionné, alors le programme affiche également - entre l'affichage d'un message d'erreur et l'abandon du programme - l'état de la pile à la manière de backtrace(3) et les projections en mémoire du processus à la manière de /proc/[pid]/maps (voir proc(5)).
• Bit 2 (depuis la glibc 2.4)
      Ce bit a un effet uniquement si le bit 0 est également positionné. Lorsqu'il est positionné, alors le message d'erreur d'une ligne décrivant l'erreur est simplifié et contient uniquement le nom de la fonction où l'erreur a été détectée ainsi qu'une brève description de l'erreur.

Les autres bits de value sont ignorés.

La combinaison des bits décrits ci-dessus permet de configurer M_CHECK_ACTION avec les valeurs suivantes :

0 3 Ignore les erreurs et continue l'exécution (sans résultats définis).

1 Affiche un message d'erreur détaillé et continue l'exécution.

2 Interrompt le programme.

3 Affiche un message d'erreur détaillé, l'état de la pile et des projections en mémoire, puis interrompt le programme.

5 Affiche un message d'erreur simple et continue l'exécution.

7 Affiche un message d'erreur simple, l'état de la pile et des projections en mémoire, puis interrompt le programme.

Depuis la version 2.3.4 de la glibc, M_CHECK_ACTION a pour valeur par défaut 3 (1 jusqu'à la version 2.3.3).

Il est recommandé d'utiliser une valeur M_CHECK_ACTION non nulle, car sinon l'arrêt impromptu du programme risque d'être différé, ce qui rend très difficile de retrouver l'origine du problème.

• M_MMAP_MAX Ce paramètre indique le nombre maximum de requêtes d'allocation qui peuvent être servies simultanément avec mmap(2). Il permet de préserver les performances de certains systèmes qui ont un nombre limité de tables internes à disposition de mmap(2).

La valeur par défaut est 65 536, qui n'a pas de sens particulier mais sert seulement de protection. Configurer ce paramètre à 0 désactive l'utilisation de mmap(2) pour servir de grandes requêtes d'allocation.

• M_MMAP_THRESHOLD
      Lorsqu'une requête d'allocation supérieure ou égale au seuil M_MMAP_THRESHOLD (en octets) ne peut être satisfaite depuis la liste de blocs libres, les fonctions d'allocation de mémoire utilisent mmap(2) plutôt que d'augmenter la taille du segment de données avec sbrk(2).

Allouer la mémoire avec mmap(2) permet toujours aux blocs de mémoire alloués d'être rendus de manière indépendante au système. Cela représente un avantage significatif comparé au tas qui ne peut être désalloué que si la mémoire est libérée par le haut. D'autre part, il y a certains inconvénients à utiliser mmap(2) : l'espace désalloué n'est pas considéré comme libéré l'empêchant d'être réutilisé pour de futures allocations ; de la mémoire peut être gaspillée car les allocations via mmap(2) doivent être alignées sur une taille de page ; et le noyau doit effectuer la tâche coûteuse de remise à zéro de la mémoire allouée par mmap(2). Trouver un compromis entre ces effets mène à une valeur du paramètre M_MMAP_THRESHOLD par défaut à 128*1024.

La limite basse de ce paramètre est 0. La limite haute est DEFAULT_MMAP_THRESHOLD_MAX : c'est-à-dire 512*1024 sur les systèmes 32 bits ou 4*1024*1024*sizeof(long) sur les systèmes 64 bits.

Note : de nos jours, la glibc configure ce seuil dynamiquement. La valeur initiale est 128*1024, mais lorsque sont libérés des blocs de taille supérieure au seuil mais inférieure ou égale à DEFAULT_MMAP_THRESHOLD_MAX, le seuil est ajusté à la taille du bloc libéré. Quand le mécanisme de seuil dynamique est activé, le seuil de désallocation du tas est également configuré dynamiquement à deux fois le seuil mmap. L'ajustement dynamique du seuil mmap est désactivé dès lors qu'un des paramètres M_TRIM_THRESHOLD, M_TOP_PAD, M_MMAP_THRESHOLD, ou M_MMAP_MAX est configuré.

• M_MXFAST (depuis glibc 2.3) Définir la limite supérieure (en octets) pour les requêtes d'allocation mémoire qui sont satisfaites en utilisant des « fastbins ». Les « fastbins » sont des espaces de stockage qui contiennent des blocs de mémoire désalloués de la même taille, sans fusion des blocs libres adjacents. La réallocation ultérieure de blocs de cette taille peut être effectuée très rapidement en allouant à partir du « fastbin \», mais d'un autre côté la fragmentation de la mémoire et l'empreinte mémoire totale du programme augmentera. La valeur par défaut de ce paramètre vaut 64*sizeof(size_t)/4 (c'est-à-dire 64 sur des architectures 32 bits). Ce paramètre doit être compris entre 0 et 80*sizeof(size_t)/4. Définir M_MXFAST à 0 désactive l'utilisation des « fastbins ».
• M_PERTURB (depuis glibc 2.4)
      Si ce paramètre est configuré à une valeur non nulle, tous les octets de mémoire allouée (autrement qu'avec calloc(3)) sont initialisés au complément de la valeur de l'octet le moins significatif de value. Lorsque la mémoire allouée est libérée avec free(3), les octets libérés prennent tous la valeur de l'octet le moins significatif de value. Cette fonctionnalité permet de détecter des erreurs lorsque les programmes supposent que la mémoire allouée a été initialisée à zéro, ou réutilisent des valeurs depuis une zone mémoire précédemment libérée.
• M_TOP_PAD
      Ce paramètre définit la quantité en octets de bourrage à utiliser lors de l'appel à sbrk(2) pour modifier la taille du segment de données. Ce paramètre a un effet dans les circonstances suivantes :

* 3 Lorsque la taille du segment de données est augmentée, M_TOP_PAD octets sont ajoutés à la requête sbrk(2).

* Lorsque le tas est désalloué suite à l'appel free(3) (voir M_TRIM_THRESHOLD), cet espace supplémentaire est préservé en haut du tas.

Dans tous les cas, la quantité de bourrage est toujours arrondie à la taille d'une page système.

La valeur M_TOP_PAD résulte d'un compromis entre l'augmentation du nombre d'appels système (avec une valeur faible) et le gaspillage de mémoire inutilisée en haut du tas (avec une valeur élevée).

La valeur par défaut de ce paramètre est 128*1024.

• M_TRIM_THRESHOLD
      Lorsque la quantité de mémoire libre et contigüe en haut du tas dépasse ce seuil, free(3) utilise sbrk(2) pour rendre cette mémoire au système d'exploitation. (Cela peut être utile pour les programmes qui sont exécutés encore longtemps après avoir libéré une quantité importante de mémoire.)

La valeur par défaut de ce paramètre est 128*1024, en octets. Une valeur de -1 désactive complètement la désallocation.

La valeur M_TRIM_THRESHOLD résulte d'un compromis entre l'augmentation du nombre d'appels système (avec une valeur faible) et le gaspillage de mémoire inutilisée en haut du tas (avec une valeur élevée).

3.1. Variables d'environnement ▲

En cas de succès, mallopt() renvoie 1. En cas d'erreur, il renvoie 0.

En cas d'erreur, errno n'est pas positionné.

Cette fonction n'est pas spécifiée par les standards POSIX ou C. Une fonction similaire existe sur de nombreux dérivés de « System V », mais les valeurs permises de param varient d'un système à l'autre. SVID définit les options M_MXFAST, M_NLBLKS, M_GRAIN, and M_KEEP, mais seule la première d'entre elles est disponible dans la glibc.

Indiquer une valeur invalide pour param ne génère pas d'erreur. Une erreur de calcul dans la mise en œuvre glibc implique qu'un appel de la forme suivante :

    mallopt(M_MXFAST, n)

n'active pas les « fastbins » pour toutes les allocations d'une taille jusqu'à n. Pour obtenir l'effet attendu, n doit être arrondi à un multiple supérieur ou égal à (2k+1)*sizeof(size_t), où k est un entier. Les variables MALLOC_MMAP_THRESHOLD_ et MALLOC_MMAP_MAX_ ne sont pas ignorées pour les programmes setgid. Si mallopt() est utilisé pour configurer M_PERTURB, tous les octets de mémoire alloués sont initialisés au complément de value, puis lorsque la mémoire est libérée les octets sont initialisés à value. Cependant, une erreur de sizeof(size_t) est présente dans le code mis en œuvre : au lieu d'initialiser précisément le bloc de mémoire libéré par l'appel free(p), c'est bloc démarrant à p+sizeof(size_t) qui est initialisé.

Le programme ci-dessous illustre l'utilisation de M_CHECK_ACTION. Si le programme est appelé avec un paramètre (entier), alors celui-ci est utilisé pour M_CHECK_ACTION. Le programme alloue un bloc de mémoire, puis le libère deux fois, ce qui constitue une erreur. L'exemple de session ci-dessous montre ce qu'il se passe lorsqu'un programme est exécuté avec la glibc et la valeur par défaut de M_CHECK_ACTION :

$ ./a.out
main(): fin du premier appel free()
*** glibc detected *** ./a.out: double free or corruption (top): 0x09d30008 ***
======= Backtrace: =========
/lib/libc.so.6(+0x6c501)[0x523501]
/lib/libc.so.6(+0x6dd70)[0x524d70]
/lib/libc.so.6(cfree+0x6d)[0x527e5d]
./a.out[0x80485db]
/lib/libc.so.6(__libc_start_main+0xe7)[0x4cdce7]
./a.out[0x8048471]
======= Memory map: ========
001e4000-001fe000 r-xp 00000000 08:06 1083555    /lib/libgcc_s.so.1
001fe000-001ff000 r--p 00019000 08:06 1083555    /lib/libgcc_s.so.1
[some lines omitted]
b7814000-b7817000 rw-p 00000000 00:00 0
bff53000-bff74000 rw-p 00000000 00:00 0          [stack]
Abandon

L'exemple suivant montre les cas d'autres valeurs de M_CHECK_ACTION:

$ ./a.out 1             # Diagnostique l'erreur et continue
main(): fin du premier appel free()
*** glibc detected *** ./a.out: double free or corruption (top): 0x09cbe008 ***
main(): fin du second appel free()
$ ./a.out 2             # Interrompt le programme sans message d'erreur
main(): fin du premier appel free()
Abandon
$ ./a.out 0             # Ignore l'erreur et continue
main(): fin du premier appel free()
main(): fin du second appel free()

L'exemple suivant montre comment configurer le même paramètre avec la variable d'environnement MALLOC_CHECK_ :

$ MALLOC_CHECK_=1 ./a.out
main(): fin du premier appel free()
*** glibc detected *** ./a.out: free(): invalid pointer: 0x092c2008 ***
main(): fin du second appel free()

8.1. Source du programme ▲

#include <malloc.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
    char *p;
    if (argc > 1) {
        if (mallopt(M_CHECK_ACTION, atoi(argv[1])) != 1) {
            fprintf(stderr, "échec de mallopt()");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    p = malloc(1000);
    if (p == NULL) {
        fprintf(stderr, "échec de malloc()");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    free(p);
    printf("main(): fin du premier appel free()\n");
    free(p);
    printf("main(): fin du second appel free()\n");
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

mmap(2), sbrk(2), mallinfo(3), malloc(3), malloc_hook(3), malloc_info(3), malloc_stats(3), malloc_trim(3), mcheck(3), mtrace(3), posix_memalign(3)

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