- add sources.
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / third_party / tcmalloc / chromium / src / heap-profile-table.h
1 // Copyright (c) 2006, Google Inc.
2 // All rights reserved.
3 // 
4 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5 // modification, are permitted provided that the following conditions are
6 // met:
7 // 
8 //     * Redistributions of source code must retain the above copyright
9 // notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10 //     * Redistributions in binary form must reproduce the above
11 // copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer
12 // in the documentation and/or other materials provided with the
13 // distribution.
14 //     * Neither the name of Google Inc. nor the names of its
15 // contributors may be used to endorse or promote products derived from
16 // this software without specific prior written permission.
17 // 
18 // THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
19 // "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
20 // LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
21 // A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
22 // OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
23 // SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
24 // LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
25 // DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
26 // THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
27 // (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
28 // OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
29
30 // ---
31 // Author: Sanjay Ghemawat
32 //         Maxim Lifantsev (refactoring)
33 //
34
35 #ifndef BASE_HEAP_PROFILE_TABLE_H_
36 #define BASE_HEAP_PROFILE_TABLE_H_
37
38 #include "addressmap-inl.h"
39 #include "base/basictypes.h"
40 #include "base/logging.h"   // for RawFD
41 #include "heap-profile-stats.h"
42
43 #if defined(TYPE_PROFILING)
44 #include <gperftools/type_profiler_map.h>
45 #endif  // defined(TYPE_PROFILING)
46
47 // Table to maintain a heap profile data inside,
48 // i.e. the set of currently active heap memory allocations.
49 // thread-unsafe and non-reentrant code:
50 // each instance object must be used by one thread
51 // at a time w/o self-recursion.
52 //
53 // TODO(maxim): add a unittest for this class.
54 class HeapProfileTable {
55  public:
56
57   // Extension to be used for heap pforile files.
58   static const char kFileExt[];
59
60   // Longest stack trace we record.
61   static const int kMaxStackDepth = 32;
62
63   // data types ----------------------------
64
65   // Profile stats.
66   typedef HeapProfileStats Stats;
67
68   // Possible marks for MarkCurrentAllocations and MarkUnmarkedAllocations. New
69   // allocations are marked with UNMARKED by default.
70   enum AllocationMark {
71     UNMARKED = 0,
72     MARK_ONE,
73     MARK_TWO,
74     MARK_THREE
75   };
76
77   // Info we can return about an allocation.
78   struct AllocInfo {
79     size_t object_size;  // size of the allocation
80     const void* const* call_stack;  // call stack that made the allocation call
81     int stack_depth;  // depth of call_stack
82     bool live;
83     bool ignored;
84   };
85
86   // Info we return about an allocation context.
87   // An allocation context is a unique caller stack trace
88   // of an allocation operation.
89   struct AllocContextInfo : public Stats {
90     int stack_depth;                // Depth of stack trace
91     const void* const* call_stack;  // Stack trace
92   };
93
94   // Memory (de)allocator interface we'll use.
95   typedef void* (*Allocator)(size_t size);
96   typedef void  (*DeAllocator)(void* ptr);
97
98   // interface ---------------------------
99
100   HeapProfileTable(Allocator alloc, DeAllocator dealloc, bool profile_mmap);
101   ~HeapProfileTable();
102
103   // Collect the stack trace for the function that asked to do the
104   // allocation for passing to RecordAlloc() below.
105   //
106   // The stack trace is stored in 'stack'. The stack depth is returned.
107   //
108   // 'skip_count' gives the number of stack frames between this call
109   // and the memory allocation function.
110   static int GetCallerStackTrace(int skip_count, void* stack[kMaxStackDepth]);
111
112   // Record an allocation at 'ptr' of 'bytes' bytes.  'stack_depth'
113   // and 'call_stack' identifying the function that requested the
114   // allocation. They can be generated using GetCallerStackTrace() above.
115   void RecordAlloc(const void* ptr, size_t bytes,
116                    int stack_depth, const void* const call_stack[]);
117
118   // Record the deallocation of memory at 'ptr'.
119   void RecordFree(const void* ptr);
120
121   // Return true iff we have recorded an allocation at 'ptr'.
122   // If yes, fill *object_size with the allocation byte size.
123   bool FindAlloc(const void* ptr, size_t* object_size) const;
124   // Same as FindAlloc, but fills all of *info.
125   bool FindAllocDetails(const void* ptr, AllocInfo* info) const;
126
127   // Return true iff "ptr" points into a recorded allocation
128   // If yes, fill *object_ptr with the actual allocation address
129   // and *object_size with the allocation byte size.
130   // max_size specifies largest currently possible allocation size.
131   bool FindInsideAlloc(const void* ptr, size_t max_size,
132                        const void** object_ptr, size_t* object_size) const;
133
134   // If "ptr" points to a recorded allocation and it's not marked as live
135   // mark it as live and return true. Else return false.
136   // All allocations start as non-live.
137   bool MarkAsLive(const void* ptr);
138
139   // If "ptr" points to a recorded allocation, mark it as "ignored".
140   // Ignored objects are treated like other objects, except that they
141   // are skipped in heap checking reports.
142   void MarkAsIgnored(const void* ptr);
143
144   // Mark all currently known allocations with the given AllocationMark.
145   void MarkCurrentAllocations(AllocationMark mark);
146
147   // Mark all unmarked (i.e. marked with AllocationMark::UNMARKED) with the
148   // given mark.
149   void MarkUnmarkedAllocations(AllocationMark mark);
150
151   // Return current total (de)allocation statistics.  It doesn't contain
152   // mmap'ed regions.
153   const Stats& total() const { return total_; }
154
155   // Allocation data iteration callback: gets passed object pointer and
156   // fully-filled AllocInfo.
157   typedef void (*AllocIterator)(const void* ptr, const AllocInfo& info);
158
159   // Iterate over the allocation profile data calling "callback"
160   // for every allocation.
161   void IterateAllocs(AllocIterator callback) const {
162     address_map_->Iterate(MapArgsAllocIterator, callback);
163   }
164
165   // Callback for iterating through addresses of all allocated objects. Accepts
166   // pointer to user data and object pointer.
167   typedef void (*AddressIterator)(void* data, const void* ptr);
168
169   // Iterate over the addresses of all allocated objects.
170   void IterateAllocationAddresses(AddressIterator, void* data);
171
172   // Allocation context profile data iteration callback
173   typedef void (*AllocContextIterator)(const AllocContextInfo& info);
174
175   // Iterate over the allocation context profile data calling "callback"
176   // for every allocation context. Allocation contexts are ordered by the
177   // size of allocated space.
178   void IterateOrderedAllocContexts(AllocContextIterator callback) const;
179
180   // Fill profile data into buffer 'buf' of size 'size'
181   // and return the actual size occupied by the dump in 'buf'.
182   // The profile buckets are dumped in the decreasing order
183   // of currently allocated bytes.
184   // We do not provision for 0-terminating 'buf'.
185   int FillOrderedProfile(char buf[], int size) const;
186
187   // Cleanup any old profile files matching prefix + ".*" + kFileExt.
188   static void CleanupOldProfiles(const char* prefix);
189
190   // Return a snapshot of the current contents of *this.
191   // Caller must call ReleaseSnapshot() on result when no longer needed.
192   // The result is only valid while this exists and until
193   // the snapshot is discarded by calling ReleaseSnapshot().
194   class Snapshot;
195   Snapshot* TakeSnapshot();
196
197   // Release a previously taken snapshot.  snapshot must not
198   // be used after this call.
199   void ReleaseSnapshot(Snapshot* snapshot);
200
201   // Return a snapshot of every non-live, non-ignored object in *this.
202   // If "base" is non-NULL, skip any objects present in "base".
203   // As a side-effect, clears the "live" bit on every live object in *this.
204   // Caller must call ReleaseSnapshot() on result when no longer needed.
205   Snapshot* NonLiveSnapshot(Snapshot* base);
206
207   // Dump a list of allocations marked as "live" along with their creation
208   // stack traces and sizes to a file named |file_name|. Together with
209   // MarkCurrentAllocatiosn and MarkUnmarkedAllocations this can be used
210   // to find objects that are created in a certain time span:
211   //   1. Invoke MarkCurrentAllocations(MARK_ONE) to mark the start of the
212   //      timespan.
213   //   2. Perform whatever action you suspect allocates memory that is not
214   //      correctly freed.
215   //   3. Invoke MarkUnmarkedAllocations(MARK_TWO).
216   //   4. Perform whatever action is supposed to free the memory again. New
217   //      allocations are not marked. So all allocations that are marked as
218   //      "live" where created during step 2.
219   //   5. Invoke DumpMarkedObjects(MARK_TWO) to get the list of allocations that
220   //      were created during step 2, but survived step 4.
221   //
222   // Note that this functionality cannot be used if the HeapProfileTable is
223   // used for leak checking (using HeapLeakChecker).
224   void DumpMarkedObjects(AllocationMark mark, const char* file_name);
225
226 #if defined(TYPE_PROFILING)
227   void DumpTypeStatistics(const char* file_name) const;
228 #endif  // defined(TYPE_PROFILING)
229
230  private:
231   friend class DeepHeapProfile;
232
233   // data types ----------------------------
234
235   // Hash table bucket to hold (de)allocation stats
236   // for a given allocation call stack trace.
237   typedef HeapProfileBucket Bucket;
238
239   // Info stored in the address map
240   struct AllocValue {
241     // Access to the stack-trace bucket
242     Bucket* bucket() const {
243       return reinterpret_cast<Bucket*>(bucket_rep & ~uintptr_t(kMask));
244     }
245     // This also does set_live(false).
246     void set_bucket(Bucket* b) { bucket_rep = reinterpret_cast<uintptr_t>(b); }
247     size_t  bytes;   // Number of bytes in this allocation
248
249     // Access to the allocation liveness flag (for leak checking)
250     bool live() const { return bucket_rep & kLive; }
251     void set_live(bool l) {
252       bucket_rep = (bucket_rep & ~uintptr_t(kLive)) | (l ? kLive : 0);
253     }
254
255     // Should this allocation be ignored if it looks like a leak?
256     bool ignore() const { return bucket_rep & kIgnore; }
257     void set_ignore(bool r) {
258       bucket_rep = (bucket_rep & ~uintptr_t(kIgnore)) | (r ? kIgnore : 0);
259     }
260     AllocationMark mark() const {
261       return static_cast<AllocationMark>(bucket_rep & uintptr_t(kMask));
262     }
263     void set_mark(AllocationMark mark) {
264       bucket_rep = (bucket_rep & ~uintptr_t(kMask)) | uintptr_t(mark);
265     }
266
267    private:
268     // We store a few bits in the bottom bits of bucket_rep.
269     // (Alignment is at least four, so we have at least two bits.)
270     static const int kLive = 1;
271     static const int kIgnore = 2;
272     static const int kMask = kLive | kIgnore;
273
274     uintptr_t bucket_rep;
275   };
276
277   // helper for FindInsideAlloc
278   static size_t AllocValueSize(const AllocValue& v) { return v.bytes; }
279
280   typedef AddressMap<AllocValue> AllocationMap;
281
282   // Arguments that need to be passed DumpBucketIterator callback below.
283   struct BufferArgs {
284     BufferArgs(char* buf_arg, int buflen_arg, int bufsize_arg)
285         : buf(buf_arg),
286           buflen(buflen_arg),
287           bufsize(bufsize_arg) {
288     }
289
290     char* buf;
291     int buflen;
292     int bufsize;
293
294     DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(BufferArgs);
295   };
296
297   // Arguments that need to be passed DumpNonLiveIterator callback below.
298   struct DumpArgs {
299     DumpArgs(RawFD fd_arg, Stats* profile_stats_arg)
300         : fd(fd_arg),
301           profile_stats(profile_stats_arg) {
302     }
303
304     RawFD fd;  // file to write to
305     Stats* profile_stats;  // stats to update (may be NULL)
306   };
307
308   // Arguments that need to be passed DumpMarkedIterator callback below.
309   struct DumpMarkedArgs {
310     DumpMarkedArgs(RawFD fd_arg, AllocationMark mark_arg)
311         : fd(fd_arg),
312           mark(mark_arg) {
313     }
314
315     RawFD fd;  // file to write to.
316     AllocationMark mark;  // The mark of the allocations to process.
317   };
318
319   // Arguments that need to be passed MarkIterator callback below.
320   struct MarkArgs {
321     MarkArgs(AllocationMark mark_arg, bool mark_all_arg)
322         : mark(mark_arg),
323           mark_all(mark_all_arg) {
324     }
325
326     AllocationMark mark;  // The mark to put on allocations.
327     bool mark_all;  // True if all allocations should be marked. Otherwise just
328                     // mark unmarked allocations.
329   };
330
331 #if defined(TYPE_PROFILING)
332   struct TypeCount {
333     TypeCount(size_t bytes_arg, unsigned int objects_arg)
334         : bytes(bytes_arg),
335           objects(objects_arg) {
336     }
337
338     size_t bytes;
339     unsigned int objects;
340   };
341 #endif  // defined(TYPE_PROFILING)
342
343   struct AllocationAddressIteratorArgs {
344     AllocationAddressIteratorArgs(AddressIterator callback_arg, void* data_arg)
345         : callback(callback_arg),
346           data(data_arg) {
347     }
348
349     AddressIterator callback;
350     void* data;
351   };
352
353   // helpers ----------------------------
354
355   // Unparse bucket b and print its portion of profile dump into buf.
356   // We return the amount of space in buf that we use.  We start printing
357   // at buf + buflen, and promise not to go beyond buf + bufsize.
358   // We do not provision for 0-terminating 'buf'.
359   //
360   // If profile_stats is non-NULL, we update *profile_stats by
361   // counting bucket b.
362   //
363   // "extra" is appended to the unparsed bucket.  Typically it is empty,
364   // but may be set to something like " heapprofile" for the total
365   // bucket to indicate the type of the profile.
366   static int UnparseBucket(const Bucket& b,
367                            char* buf, int buflen, int bufsize,
368                            const char* extra,
369                            Stats* profile_stats);
370
371   // Get the bucket for the caller stack trace 'key' of depth 'depth'
372   // creating the bucket if needed.
373   Bucket* GetBucket(int depth, const void* const key[]);
374
375   // Helper for IterateAllocs to do callback signature conversion
376   // from AllocationMap::Iterate to AllocIterator.
377   static void MapArgsAllocIterator(const void* ptr, AllocValue* v,
378                                    AllocIterator callback) {
379     AllocInfo info;
380     info.object_size = v->bytes;
381     info.call_stack = v->bucket()->stack;
382     info.stack_depth = v->bucket()->depth;
383     info.live = v->live();
384     info.ignored = v->ignore();
385     callback(ptr, info);
386   }
387
388   // Helper to dump a bucket.
389   inline static void DumpBucketIterator(const Bucket* bucket,
390                                         BufferArgs* args);
391
392   // Helper for IterateAllocationAddresses.
393   inline static void AllocationAddressesIterator(
394       const void* ptr,
395       AllocValue* v,
396       const AllocationAddressIteratorArgs& args);
397
398   // Helper for MarkCurrentAllocations and MarkUnmarkedAllocations.
399   inline static void MarkIterator(const void* ptr, AllocValue* v,
400                                   const MarkArgs& args);
401
402   // Helper for DumpNonLiveProfile to do object-granularity
403   // heap profile dumping. It gets passed to AllocationMap::Iterate.
404   inline static void DumpNonLiveIterator(const void* ptr, AllocValue* v,
405                                          const DumpArgs& args);
406
407   // Helper for DumpMarkedObjects to dump all allocations with a given mark. It
408   // gets passed to AllocationMap::Iterate.
409   inline static void DumpMarkedIterator(const void* ptr, AllocValue* v,
410                                         const DumpMarkedArgs& args);
411
412 #if defined(TYPE_PROFILING)
413   inline static void TallyTypesItererator(const void* ptr,
414                                           AllocValue* value,
415                                           AddressMap<TypeCount>* type_size_map);
416
417   inline static void DumpTypesIterator(const void* ptr,
418                                        TypeCount* size,
419                                        const DumpArgs& args);
420 #endif  // defined(TYPE_PROFILING)
421
422   // Helper for IterateOrderedAllocContexts and FillOrderedProfile.
423   // Creates a sorted list of Buckets whose length is num_buckets_.
424   // The caller is responsible for deallocating the returned list.
425   Bucket** MakeSortedBucketList() const;
426
427   // Helper for TakeSnapshot.  Saves object to snapshot.
428   static void AddToSnapshot(const void* ptr, AllocValue* v, Snapshot* s);
429
430   // Arguments passed to AddIfNonLive
431   struct AddNonLiveArgs {
432     Snapshot* dest;
433     Snapshot* base;
434   };
435
436   // Helper for NonLiveSnapshot.  Adds the object to the destination
437   // snapshot if it is non-live.
438   static void AddIfNonLive(const void* ptr, AllocValue* v,
439                            AddNonLiveArgs* arg);
440
441   // Write contents of "*allocations" as a heap profile to
442   // "file_name".  "total" must contain the total of all entries in
443   // "*allocations".
444   static bool WriteProfile(const char* file_name,
445                            const Bucket& total,
446                            AllocationMap* allocations);
447
448   // data ----------------------------
449
450   // Memory (de)allocator that we use.
451   Allocator alloc_;
452   DeAllocator dealloc_;
453
454   // Overall profile stats; we use only the Stats part,
455   // but make it a Bucket to pass to UnparseBucket.
456   Bucket total_;
457
458   bool profile_mmap_;
459
460   // Bucket hash table for malloc.
461   // We hand-craft one instead of using one of the pre-written
462   // ones because we do not want to use malloc when operating on the table.
463   // It is only few lines of code, so no big deal.
464   Bucket** bucket_table_;
465   int num_buckets_;
466
467   // Map of all currently allocated objects and mapped regions we know about.
468   AllocationMap* address_map_;
469
470   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(HeapProfileTable);
471 };
472
473 class HeapProfileTable::Snapshot {
474  public:
475   const Stats& total() const { return total_; }
476
477   // Report anything in this snapshot as a leak.
478   // May use new/delete for temporary storage.
479   // If should_symbolize is true, will fork (which is not threadsafe)
480   // to turn addresses into symbol names.  Set to false for maximum safety.
481   // Also writes a heap profile to "filename" that contains
482   // all of the objects in this snapshot.
483   void ReportLeaks(const char* checker_name, const char* filename,
484                    bool should_symbolize);
485
486   // Report the addresses of all leaked objects.
487   // May use new/delete for temporary storage.
488   void ReportIndividualObjects();
489
490   bool Empty() const {
491     return (total_.allocs == 0) && (total_.alloc_size == 0);
492   }
493
494  private:
495   friend class HeapProfileTable;
496
497   // Total count/size are stored in a Bucket so we can reuse UnparseBucket
498   Bucket total_;
499
500   // We share the Buckets managed by the parent table, but have our
501   // own object->bucket map.
502   AllocationMap map_;
503
504   Snapshot(Allocator alloc, DeAllocator dealloc) : map_(alloc, dealloc) {
505     memset(&total_, 0, sizeof(total_));
506   }
507
508   // Callback used to populate a Snapshot object with entries found
509   // in another allocation map.
510   inline void Add(const void* ptr, const AllocValue& v) {
511     map_.Insert(ptr, v);
512     total_.allocs++;
513     total_.alloc_size += v.bytes;
514   }
515
516   // Helpers for sorting and generating leak reports
517   struct Entry;
518   struct ReportState;
519   static void ReportCallback(const void* ptr, AllocValue* v, ReportState*);
520   static void ReportObject(const void* ptr, AllocValue* v, char*);
521
522   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(Snapshot);
523 };
524
525 #endif  // BASE_HEAP_PROFILE_TABLE_H_