lib/main.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016, Olivier MATZ <zer0@droids-corp.org>
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
   6  *
   7  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11  *       documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12  *     * Neither the name of the University of California, Berkeley nor the
  13  *       names of its contributors may be used to endorse or promote products
  14  *       derived from this software without specific prior written permission.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND ANY
  17  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  18  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  19  * DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE REGENTS AND CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY
  20  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  21  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  22  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
  23  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  24  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
  25  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <stdlib.h>
  29 #include <stdio.h>
  30 #include <assert.h>
  31 #include <getopt.h>
  32 #include <limits.h>
  33 #include <execinfo.h>
  34 #include <errno.h>
  35
  36 #include <ecoli_init.h>
  37 #include <ecoli_log.h>
  38 #include <ecoli_test.h>
  39 #include <ecoli_malloc.h>
  40
  41 EC_LOG_TYPE_REGISTER(main);
  42
  43 #define COUNT_OF(x) ((sizeof(x)/sizeof(0[x])) / \
  44                 ((size_t)(!(sizeof(x) % sizeof(0[x])))))
  45
  46 static int log_level = EC_LOG_INFO;
  47 static int alloc_fail_proba = 0;
  48 static int seed = 0;
  49 static size_t alloc_success = 0;
  50
  51 static const char ec_short_options[] =
  52         "h"  /* help */
  53         "l:" /* log-level */
  54         "r:" /* random-alloc-fail */
  55         "s:" /* seed */
  56         ;
  57
  58 #define EC_OPT_HELP "help"
  59 #define EC_OPT_LOG_LEVEL "log-level"
  60 #define EC_OPT_RANDOM_ALLOC_FAIL "random-alloc-fail"
  61 #define EC_OPT_SEED "seed"
  62
  63 static const struct option ec_long_options[] = {
  64         {EC_OPT_HELP, 1, NULL, 'h'},
  65         {EC_OPT_LOG_LEVEL, 1, NULL, 'l'},
  66         {EC_OPT_RANDOM_ALLOC_FAIL, 1, NULL, 'r'},
  67         {EC_OPT_SEED, 1, NULL, 's'},
  68         {NULL, 0, NULL, 0}
  69 };
  70
  71 static void usage(const char *prgname)
  72 {
  73         printf("%s [options] [test1 test2 test3...]\n"
  74                 "  -h\n"
  75                 "  --"EC_OPT_HELP"\n"
  76                 "      Show this help.\n"
  77                 "  -l <level>\n"
  78                 "  --"EC_OPT_LOG_LEVEL"=<level>\n"
  79                 "      Set log level (0 = no log, 7 = verbose).\n"
  80                 "  -r <probability>\n"
  81                 "  --"EC_OPT_RANDOM_ALLOC_FAIL"=<probability>\n"
  82                 "      Cause malloc to fail randomly. This helps to debug\n"
  83                 "      leaks or crashes in error cases. The probability is\n"
  84                 "      between 0 and 100.\n"
  85                 "  -s <seed>\n"
  86                 "  --seed=<seed>\n"
  87                 "      Seeds the random number generator. Default is 0.\n"
  88                 , prgname);
  89 }
  90
  91 static int
  92 parse_int(const char *s, int min, int max, int *ret, unsigned int base)
  93 {
  94         char *end = NULL;
  95         long long n;
  96
  97         n = strtoll(s, &end, base);
  98         if ((s[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
  99                 return -1;
 100         if (n < min)
 101                 return -1;
 102         if (n > max)
 103                 return -1;
 104
 105         *ret = n;
 106         return 0;
 107 }
 108
 109 static int parse_args(int argc, char **argv)
 110 {
 111         int ret, opt;
 112
 113         while ((opt = getopt_long(argc, argv, ec_short_options,
 114                                 ec_long_options, NULL)) != EOF) {
 115
 116                 switch (opt) {
 117                 case 'h': /* help */
 118                         usage(argv[0]);
 119                         exit(0);
 120
 121                 case 'l': /* log-level */
 122                         if (parse_int(optarg, EC_LOG_EMERG,
 123                                         EC_LOG_DEBUG, &log_level, 10) < 0) {
 124                                 printf("Invalid log value\n");
 125                                 usage(argv[0]);
 126                                 exit(1);
 127                         }
 128                         break;
 129
 130                 case 'r': /* random-alloc-fail */
 131                         if (parse_int(optarg, 0, 100, &alloc_fail_proba,
 132                                         10) < 0) {
 133                                 printf("Invalid probability value\n");
 134                                 usage(argv[0]);
 135                                 exit(1);
 136                         }
 137                         break;
 138
 139                 case 's': /* seed */
 140                         if (parse_int(optarg, 0, INT_MAX, &seed, 10) < 0) {
 141                                 printf("Invalid seed value\n");
 142                                 usage(argv[0]);
 143                                 exit(1);
 144                         }
 145                         break;
 146
 147                 default:
 148                         usage(argv[0]);
 149                         return -1;
 150                 }
 151         }
 152
 153         ret = optind - 1;
 154         optind = 1;
 155
 156         return ret;
 157 }
 158
 159 TAILQ_HEAD(debug_alloc_hdr_list, debug_alloc_hdr);
 160 static struct debug_alloc_hdr_list debug_alloc_hdr_list =
 161         TAILQ_HEAD_INITIALIZER(debug_alloc_hdr_list);
 162
 163 #define STACK_SZ 16
 164 struct debug_alloc_hdr {
 165         TAILQ_ENTRY(debug_alloc_hdr) next;
 166         const char *file;
 167         unsigned int line;
 168         size_t size;
 169         void *stack[STACK_SZ];
 170         int stacklen;
 171         unsigned int cookie;
 172 };
 173
 174 struct debug_alloc_ftr {
 175         unsigned int cookie;
 176 } __attribute__((packed));
 177
 178 static void *debug_malloc(size_t size, const char *file, unsigned int line)
 179 {
 180         struct debug_alloc_hdr *hdr;
 181         struct debug_alloc_ftr *ftr;
 182         size_t new_size = size + sizeof(*hdr) + sizeof(*ftr);
 183         void *ret;
 184         int r = random();
 185         static int seq;
 186
 187         if (alloc_fail_proba != 0 && (r % 100) < alloc_fail_proba)
 188                 hdr = NULL;
 189         else
 190                 hdr = malloc(new_size);
 191
 192         if (hdr == NULL) {
 193                 ret = NULL;
 194         } else {
 195                 hdr->file = file;
 196                 hdr->line = line;
 197                 hdr->size = size;
 198                 hdr->stacklen = backtrace(hdr->stack, COUNT_OF(hdr->stack));
 199                 hdr->cookie = 0x12345678;
 200                 TAILQ_INSERT_TAIL(&debug_alloc_hdr_list, hdr, next);
 201                 ret = hdr + 1;
 202                 ftr = (struct debug_alloc_ftr *)(
 203                         (char *)hdr + size + sizeof(*hdr));
 204                 ftr->cookie = 0x87654321;
 205         }
 206
 207         EC_LOG(EC_LOG_DEBUG, "%s:%d: info: malloc(%zd) -> %p seq=%d\n",
 208                 file, line, size, ret, seq++);
 209
 210         if (ret)
 211                 alloc_success++;
 212         return ret;
 213 }
 214
 215 static void debug_free(void *ptr, const char *file, unsigned int line)
 216 {
 217         struct debug_alloc_hdr *hdr, *h;
 218         struct debug_alloc_ftr *ftr;
 219
 220         (void)file;
 221         (void)line;
 222
 223         EC_LOG(EC_LOG_DEBUG, "%s:%d: info: free(%p)\n", file, line, ptr);
 224
 225         if (ptr == NULL)
 226                 return;
 227
 228         hdr = (ptr - sizeof(*hdr));
 229         if (hdr->cookie != 0x12345678) {
 230                 EC_LOG(EC_LOG_ERR, "%s:%d: error: free(%p): bad start cookie\n",
 231                         file, line, ptr);
 232                 abort();
 233         }
 234
 235         ftr = (ptr + hdr->size);
 236         if (ftr->cookie != 0x87654321) {
 237                 EC_LOG(EC_LOG_ERR, "%s:%d: error: free(%p): bad end cookie\n",
 238                         file, line, ptr);
 239                 abort();
 240         }
 241
 242         TAILQ_FOREACH(h, &debug_alloc_hdr_list, next) {
 243                 if (h == hdr)
 244                         break;
 245         }
 246
 247         if (h == NULL) {
 248                 EC_LOG(EC_LOG_ERR, "%s:%d: error: free(%p): bad ptr\n",
 249                         file, line, ptr);
 250                 abort();
 251         }
 252
 253         TAILQ_REMOVE(&debug_alloc_hdr_list, hdr, next);
 254         free(hdr);
 255 }
 256
 257 static void *debug_realloc(void *ptr, size_t size, const char *file,
 258         unsigned int line)
 259 {
 260         struct debug_alloc_hdr *hdr, *h;
 261         struct debug_alloc_ftr *ftr;
 262         size_t new_size = size + sizeof(*hdr) + sizeof(unsigned int);
 263         void *ret;
 264
 265         if (ptr != NULL) {
 266                 hdr =  (ptr - sizeof(*hdr));
 267                 if (hdr->cookie != 0x12345678) {
 268                         EC_LOG(EC_LOG_ERR,
 269                                 "%s:%d: error: realloc(%p): bad start cookie\n",
 270                                 file, line, ptr);
 271                         abort();
 272                 }
 273
 274                 ftr = (ptr + hdr->size);
 275                 if (ftr->cookie != 0x87654321) {
 276                         EC_LOG(EC_LOG_ERR,
 277                                 "%s:%d: error: realloc(%p): bad end cookie\n",
 278                                 file, line, ptr);
 279                         abort();
 280                 }
 281
 282                 TAILQ_FOREACH(h, &debug_alloc_hdr_list, next) {
 283                         if (h == hdr)
 284                                 break;
 285                 }
 286
 287                 if (h == NULL) {
 288                         EC_LOG(EC_LOG_ERR, "%s:%d: error: realloc(%p): bad ptr\n",
 289                                 file, line, ptr);
 290                         abort();
 291                 }
 292
 293                 TAILQ_REMOVE(&debug_alloc_hdr_list, h, next);
 294                 hdr = realloc(hdr, new_size);
 295                 if (hdr == NULL) {
 296                         TAILQ_INSERT_TAIL(&debug_alloc_hdr_list, h, next);
 297                         ret = NULL;
 298                 } else {
 299                         ret = hdr + 1;
 300                 }
 301         } else {
 302                 hdr = realloc(NULL, new_size);
 303                 if (hdr == NULL)
 304                         ret = NULL;
 305                 else
 306                         ret = hdr + 1;
 307         }
 308
 309         if (hdr != NULL) {
 310                 hdr->file = file;
 311                 hdr->line = line;
 312                 hdr->size = size;
 313                 hdr->stacklen = backtrace(hdr->stack, COUNT_OF(hdr->stack));
 314                 hdr->cookie = 0x12345678;
 315                 TAILQ_INSERT_TAIL(&debug_alloc_hdr_list, hdr, next);
 316                 ftr = (struct debug_alloc_ftr *)(
 317                         (char *)hdr + size + sizeof(*hdr));
 318                 ftr->cookie = 0x87654321;
 319         }
 320
 321         EC_LOG(EC_LOG_DEBUG, "%s:%d: info: realloc(%p, %zd) -> %p\n",
 322                 file, line, ptr, size, ret);
 323
 324         if (ret)
 325                 alloc_success++;
 326         return ret;
 327 }
 328
 329 static int debug_alloc_dump_leaks(void)
 330 {
 331         struct debug_alloc_hdr *hdr;
 332         int i;
 333         char **buffer;
 334
 335         EC_LOG(EC_LOG_INFO, "%zd successful allocations\n", alloc_success);
 336
 337         if (TAILQ_EMPTY(&debug_alloc_hdr_list))
 338                 return 0;
 339
 340         TAILQ_FOREACH(hdr, &debug_alloc_hdr_list, next) {
 341                 EC_LOG(EC_LOG_ERR,
 342                         "%s:%d: error: memory leak size=%zd ptr=%p\n",
 343                         hdr->file, hdr->line, hdr->size, hdr + 1);
 344                 buffer = backtrace_symbols(hdr->stack, hdr->stacklen);
 345                 if (buffer == NULL) {
 346                         for (i = 0; i < hdr->stacklen; i++)
 347                                 EC_LOG(EC_LOG_ERR, "  %p\n", hdr->stack[i]);
 348                 } else {
 349                         for (i = 0; i < hdr->stacklen; i++)
 350                                 EC_LOG(EC_LOG_ERR, "  %s\n",
 351                                         buffer ? buffer[i] : "unknown");
 352                 }
 353                 free(buffer);
 354         }
 355
 356         EC_LOG(EC_LOG_ERR,
 357                 "  missing static syms, use: addr2line -f -e <prog> <addr>\n");
 358
 359         return -1;
 360 }
 361
 362 static int debug_log(int type, unsigned int level, void *opaque,
 363                 const char *str)
 364 {
 365         (void)type;
 366         (void)opaque;
 367
 368         if (level > (unsigned int)log_level)
 369                 return 0;
 370
 371         if (printf("%s", str) < 0)
 372                 return -1;
 373
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 int main(int argc, char **argv)
 378 {
 379         int i, ret = 0, leaks;
 380
 381         ret = parse_args(argc, argv);
 382         if (ret < 0)
 383                 return 1;
 384
 385         argc -= ret;
 386         argv += ret;
 387
 388         srandom(seed);
 389
 390         /* register a new malloc to track memleaks */
 391         TAILQ_INIT(&debug_alloc_hdr_list);
 392         if (ec_malloc_register(debug_malloc, debug_free, debug_realloc) < 0) {
 393                 EC_LOG(EC_LOG_ERR, "cannot register new malloc\n");
 394                 return 1;
 395         }
 396
 397         if (ec_init() < 0) {
 398                 fprintf(stderr, "cannot init ecoli: %s\n", strerror(errno));
 399                 return 1;
 400         }
 401         ec_log_fct_register(debug_log, NULL);
 402
 403         ret = 0;
 404         if (argc <= 1) {
 405                 ret = ec_test_all();
 406         } else {
 407                 for (i = 1; i < argc; i++)
 408                         ret |= ec_test_one(argv[i]);
 409         }
 410
 411         leaks = debug_alloc_dump_leaks();
 412
 413         if (alloc_fail_proba == 0 && ret != 0) {
 414                 printf("tests failed\n");
 415                 return 1;
 416         } else if (alloc_fail_proba != 0 && leaks != 0) {
 417                 printf("tests failed (memory leak)\n");
 418                 return 1;
 419         }
 420
 421         printf("\ntests ok\n");
 422
 423         return 0;
 424 }