mallopt

NOM

mallopt - Définir les paramètres d'allocation de mémoire

BIBLIOTHÈQUE

Bibliothèque C standard ( libc, -lc)

SYNOPSIS

#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_ARENA_MAX: Si ce paramètre à une valeur non nulle, il définit une limite dure sur le nombre maximal d'arènes qui peuvent être créées. Une arène représente une réserve de mémoire qui peut être utilisée par des appels à malloc(3) (et fonctions similaires) pour répondre à des requêtes d'allocation. Les arènes sont sécurisées vis-à-vis des fils d'exécution et peuvent répondre à de multiples requêtes concurrentes. Un compromis est à trouver entre le nombre de fils d'exécution et le nombre d'arènes. Plus il y a d'arènes et plus la compétition par fil d'exécution est basse au détriment d'une consommation mémoire plus élevée.

: La valeur par défaut de ce paramètre est 0, ce qui signifie que la limite du nombre d'arènes est déterminée conformément à la valeur de M_ARENA_TEST.

: Ce paramètre est disponible depuis la glibc 2.10 à l’aide de --enable-experimental-malloc, et par défaut depuis la glibc 2.15. Dans certaines versions de l’allocateur il n'y avait pas de limite sur le nombre d'arènes créées (sur CentOS 5 et RHEL 5 par exemple).

: Lors de l'utilisation de versions plus récentes de la glibc, les applications peuvent dans certains cas faire preuve d’une grande compétition lors de l'accès aux arènes. Dans ces cas, il peut être bénéfique d'augmenter M_ARENA_MAX pour la faire correspondre au nombre de fils d'exécution. Il s'agit d'un comportement similaire aux stratégies appliquées par tcmalloc et jemalloc (à des réserves d'allocation par fil d'exécution par exemple).

M_ARENA_TEST: Ce paramètre définit, en nombre d'arènes créées, la valeur pour laquelle la configuration du système sera examinée afin de déterminer une limite dure sur le nombre d'arènes créées. Consultez M_ARENA_MAX pour la définition d'une arène.

: Le calcul de la limite dure du nombre d'arènes est définit par l'implémentation et est généralement un multiple du nombre de CPU disponibles. Le résultat est définitif une fois la limite dure calculée, et il contraint le nombre total d'arènes.

: La valeur par défaut du paramètre M_ARENA_TEST est 2 sur les systèmes où sizeof(long) vaut 4 ; autrement, la valeur par défaut est 8.

: Ce paramètre est disponible depuis la glibc 2.10 à l’aide de --enable-experimental-malloc, et par défaut depuis la glibc 2.15.

: La valeur de M_ARENA_TEST n'est pas utilisée lorsque M_ARENA_MAX a une valeur non nulle.

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 où l'erreur a été détectée.

Bit 1: If this bit is set, then, after printing any error message specified by bit 0, the program is terminated by calling abort(3). Since glibc 2.4, if bit 0 is also set, then, between printing the error message and aborting, the program also prints a stack trace in the manner of backtrace(3), and prints the process's memory mapping in the style of /proc/pid/maps (see 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: Ignorer les erreurs et continuer l'exécution (sans résultats définis).

1: Afficher un message d'erreur détaillé et continuer l'exécution.

2: Interrompre le programme.

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

5: Afficher un message d'erreur simple et continuer l'exécution.

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

: Since glibc 2.3.4, the default value for the M_CHECK_ACTION parameter is 3. In glibc 2.3.3 and earlier, the default value is 1.

: 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 maximal 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, valeur 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 de 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 à l’aide de 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: Nowadays, glibc uses a dynamic mmap threshold by default. The initial value of the threshold is 128*1024, but when blocks larger than the current threshold and less than or equal to DEFAULT_MMAP_THRESHOLD_MAX are freed, the threshold is adjusted upward to the size of the freed block. When dynamic mmap thresholding is in effect, the threshold for trimming the heap is also dynamically adjusted to be twice the dynamic mmap threshold. Dynamic adjustment of the mmap threshold is disabled if any of the M_TRIM_THRESHOLD, M_TOP_PAD, M_MMAP_THRESHOLD, or M_MMAP_MAX parameters is set.

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 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 \[u00BB], bien que d'un autre côté la fragmentation de la mémoire et l'empreinte mémoire totale du programme puissent augmenter.

: La valeur par défaut de ce paramètre est 64*sizeof(size_t)/4 (c'est-à-dire 64 sur les architectures 32 bits). La plage de ce paramètre va de 0 à 80*sizeof(size_t)/4. Fixer 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.

: La valeur par défaut de ce paramètre est 0.

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 :

•: 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.)Le paramètre M_TRIM_THRESHOLD indique la taille minimale (en octet) que ce bloc de mémoire doit atteindre avant que sbrk(2) ne soit utilisé pourréduire le tas.

: 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).

Variables d'environnement

Un certain nombre des paramètres de mallopt() peuvent être modifiés à travers de variables d'environnement. Ces variables ont l'avantage de ne pas nécessiter la modification du code source du programme. Pour être prises en compte, ces variables doivent être définies avant le premier appel à une fonction d'allocation mémoire. Les paramètres passés par la fonction mallopt() sont prioritaires devant ceux issus des variables d'environnement. Pour des raisons de sécurité, ces variables sont ignorées dans le cas de programmes setuid ou setgid.

Les variables d'environnement sont les suivantes (notez le caractère de soulignement (« underscore ») qui les termine) :

MALLOC_ARENA_MAX: Contrôle du même paramètre que M_ARENA_MAX de mallopt().

MALLOC_ARENA_TEST: Contrôle du même paramètre que M_ARENA_TEST de mallopt().

MALLOC_CHECK_: Cette variable d'environnement contrôle le même paramètre que M_CHECK_ACTION de mallopt(). Si elle est configurée à une valeur non nulle, une mise en œuvre spécifique des fonctions d'allocation mémoire est utilisée, grâce à la fonctionnalité malloc_hook(3). Cette mise en œuvre effectue des vérifications d'erreurs supplémentaires, au prix d'un ralentissement par rapport au jeu standard de fonctions d'allocation mémoire. Cependant, elle ne détecte pas toutes les erreurs possibles : des fuites mémoires peuvent encore se produire.

: La valeur de cette variable d'environnement doit être un seul chiffre, dont le sens est comme décrit pour M_CHECK_ACTION. Tout caractère au-delà du premier chiffre est ignoré.

: Pour des raisons de sécurité, MALLOC_CHECK_ est ignoré par défaut dans le cas de programmes setuid ou setgid. Cependant, si le fichier /etc/suid-debug existe (peu importe son contenu), alors la valeur de MALLOC_CHECK_ est prise en compte pour les programmes setuid ou setgid.

MALLOC_MMAP_MAX_: Contrôle du même paramètre que M_MMAP_MAX de mallopt().

MALLOC_MMAP_THRESHOLD_: Contrôle du même paramètre que M_MMAP_THRESHOLD de mallopt().

MALLOC_PERTURB_: Contrôle du même paramètre que M_PERTURB de mallopt().

MALLOC_TRIM_THRESHOLD_: Contrôle du même paramètre que M_TRIM_THRESHOLD de mallopt().

MALLOC_TOP_PAD_: Contrôle du même paramètre que M_TOP_PAD de mallopt().

VALEUR RENVOYÉE

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

ERREURS

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

STANDARDS

Cette fonction n'est pas spécifiée par les normes 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 et M_KEEP, mais seule la première d'entre elles est disponible dans la glibc.

BOGUES

Indiquer une valeur non valable 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.

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 le bloc démarrant à p+sizeof(size_t) qui est initialisé.

EXEMPLES

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()

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("%s(): returned from first free() call\n", __func__);

    free(p);
    printf("%s(): returned from second free() call\n", __func__);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

VOIR AUSSI

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)

TRADUCTION

La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess <https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <[email protected]>, Thierry Vignaud <[email protected]>, François Micaux, Alain Portal <[email protected]>, Jean-Philippe Guérard <[email protected]>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <[email protected]>, Julien Cristau <[email protected]>, Thomas Huriaux <[email protected]>, Nicolas François <[email protected]>, Florentin Duneau <[email protected]>, Simon Paillard <[email protected]>, Denis Barbier <[email protected]>, David Prévot <[email protected]> et Grégoire Scano <[email protected]>

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5 février 2023

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