OSDN Git Service

* gimplify.c (gimplify_type_sizes) [POINTER_TYPE, REFERENCE_TYPE]:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / g-debpoo.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT COMPILER COMPONENTS                         --
4 --                                                                          --
5 --                       G N A T . D E B U G _ P O O L S                    --
6 --                                                                          --
7 --                                 S p e c                                  --
8 --                                                                          --
9 --          Copyright (C) 1992-2005, Free Software Foundation, Inc.         --
10 --                                                                          --
11 -- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
12 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
13 -- ware  Foundation;  either version 2,  or (at your option) any later ver- --
14 -- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
15 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
16 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License --
17 -- for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General --
18 -- Public License  distributed with GNAT;  see file COPYING.  If not, write --
19 -- to  the  Free Software Foundation,  51  Franklin  Street,  Fifth  Floor, --
20 -- Boston, MA 02110-1301, USA.                                              --
21 --                                                                          --
22 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
23 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
24 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
25 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
26 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
27 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
28 --                                                                          --
29 -- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
30 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies Inc.      --
31 --                                                                          --
32 ------------------------------------------------------------------------------
33
34 --  This packages provides a special implementation of the Ada95 storage pools
35
36 --  The goal of this debug pool is to detect incorrect uses of memory
37 --  (multiple deallocations, access to invalid memory,...). Errors are reported
38 --  in one of two ways: either by immediately raising an exception, or by
39 --  printing a message on standard output.
40
41 --  You need to instrument your code to use this package: for each access type
42 --  you want to monitor, you need to add a clause similar to:
43
44 --      type Integer_Access is access Integer;
45 --      for Integer_Access'Storage_Pool use Pool;
46
47 --  where Pool is a tagged object declared with
48 --
49 --      Pool : GNAT.Debug_Pools.Debug_Pool;
50
51 --  This package was designed to be as efficient as possible, but still has an
52 --  impact on the performance of your code, which depends on the number of
53 --  allocations, deallocations and, somewhat less, dereferences that your
54 --  application performs.
55
56 --  For each faulty memory use, this debug pool will print several lines
57 --  of information, including things like the location where the memory
58 --  was initially allocated, the location where it was freed etc.
59
60 --  Physical allocations and deallocations are done through the usual system
61 --  calls. However, in order to provide proper checks, the debug pool will not
62 --  release the memory immediately. It keeps released memory around (the amount
63 --  kept around is configurable) so that it can distinguish between memory that
64 --  has not been allocated and memory that has been allocated but freed. This
65 --  also means that this memory cannot be reallocated, preventing what would
66 --  otherwise be a false indication that freed memory is now allocated.
67
68 --  In addition, this package presents several subprograms that help analyze
69 --  the behavior of your program, by reporting memory leaks, the total amount
70 --  of memory that was allocated. The pool is also designed to work correctly
71 --  in conjunction with gnatmem.
72
73 --  Finally, a subprogram Print_Pool is provided for use from the debugger
74
75 --  Limitations
76 --  ===========
77
78 --  Current limitation of this debug pool: if you use this debug pool for a
79 --  general access type ("access all"), the pool might report invalid
80 --  dereferences if the access object is pointing to another object on the
81 --  stack which was not allocated through a call to "new".
82
83 --  This debug pool will respect all alignments specified in your code, but
84 --  it does that by aligning all objects using Standard'Maximum_Alignment.
85 --  This allows faster checks, and limits the performance impact of using
86 --  this pool.
87
88 with System;                  use System;
89 with System.Storage_Elements; use System.Storage_Elements;
90 with System.Checked_Pools;
91
92 package GNAT.Debug_Pools is
93
94    type Debug_Pool is new System.Checked_Pools.Checked_Pool with private;
95    --  The new debug pool
96
97    subtype SSC is System.Storage_Elements.Storage_Count;
98
99    Default_Max_Freed         : constant SSC     := 50_000_000;
100    Default_Stack_Trace_Depth : constant Natural := 20;
101    Default_Reset_Content     : constant Boolean := False;
102    Default_Raise_Exceptions  : constant Boolean := True;
103    Default_Advanced_Scanning : constant Boolean := False;
104    Default_Min_Freed         : constant SSC     := 0;
105    --  The above values are constants used for the parameters to Configure
106    --  if not overridden in the call. See description of Configure for full
107    --  details on these parameters. If these defaults are not satisfactory,
108    --  then you need to call Configure to change the default values.
109
110    procedure Configure
111      (Pool                           : in out Debug_Pool;
112       Stack_Trace_Depth              : Natural := Default_Stack_Trace_Depth;
113       Maximum_Logically_Freed_Memory : SSC     := Default_Max_Freed;
114       Minimum_To_Free                : SSC     := Default_Min_Freed;
115       Reset_Content_On_Free          : Boolean := Default_Reset_Content;
116       Raise_Exceptions               : Boolean := Default_Raise_Exceptions;
117       Advanced_Scanning              : Boolean := Default_Advanced_Scanning);
118    --  Subprogram used to configure the debug pool.
119    --
120    --    Stack_Trace_Depth. This parameter controls the maximum depth of stack
121    --    traces that are output to indicate locations of actions for error
122    --    conditions such as bad allocations. If set to zero, the debug pool
123    --    will not try to compute backtraces. This is more efficient but gives
124    --    less information on problem locations
125    --
126    --    Maximum_Logically_Freed_Memory: maximum amount of memory (bytes)
127    --    that should be kept before starting to physically deallocate some.
128    --    This value should be non-zero, since having memory that is logically
129    --    but not physically freed helps to detect invalid memory accesses.
130    --
131    --    Minimum_To_Free is the minimum amount of memory that should be freed
132    --    every time the pool starts physically releasing memory. The algorithm
133    --    to compute which block should be physically released needs some
134    --    expensive initialization (see Advanced_Scanning below), and this
135    --    parameter can be used to limit the performance impact by ensuring
136    --    that a reasonable amount of memory is freed each time. Even in the
137    --    advanced scanning mode, marked blocks may be released to match this
138    --    Minimum_To_Free parameter.
139    --
140    --    Reset_Content_On_Free: If true, then the contents of the freed memory
141    --    is reset to the pattern 16#DEADBEEF#, following an old IBM convention.
142    --    This helps in detecting invalid memory references from the debugger.
143    --
144    --    Raise_Exceptions: If true, the exceptions below will be raised every
145    --    time an error is detected. If you set this to False, then the action
146    --    is to generate output on standard error, noting the errors, but to
147    --    keep running if possible (of course if storage is badly damaged, this
148    --    attempt may fail. This helps to detect more than one error in a run.
149    --
150    --    Advanced_Scanning: If true, the pool will check the contents of all
151    --    allocated blocks before physically releasing memory. Any possible
152    --    reference to a logically free block will prevent its deallocation.
153    --    Note that this algorithm is approximate, and it is recommended
154    --    that you set Minimum_To_Free to a non-zero value to save time.
155    --
156    --  All instantiations of this pool use the same internal tables. However,
157    --  they do not store the same amount of information for the tracebacks,
158    --  and they have different counters for maximum logically freed memory.
159
160    Accessing_Not_Allocated_Storage : exception;
161    --  Exception raised if Raise_Exception is True, and an attempt is made
162    --  to access storage that was never allocated.
163
164    Accessing_Deallocated_Storage : exception;
165    --  Exception raised if Raise_Exception is True, and an attempt is made
166    --  to access storage that was allocated but has been deallocated.
167
168    Freeing_Not_Allocated_Storage : exception;
169    --  Exception raised if Raise_Exception is True, and an attempt is made
170    --  to free storage that had not been previously allocated.
171
172    Freeing_Deallocated_Storage : exception;
173    --  Exception raised if Raise_Exception is True, and an attempt is made
174    --  to free storage that had already been freed.
175
176    --  Note on the above exceptions. The distinction between not allocated
177    --  and deallocated storage is not guaranteed to be accurate in the case
178    --  where storage is allocated, and then physically freed. Larger values
179    --  of the parameter Maximum_Logically_Freed_Memory will help to guarantee
180    --  that this distinction is made more accurately.
181
182    generic
183       with procedure Put_Line (S : String) is <>;
184       with procedure Put      (S : String) is <>;
185    procedure Print_Info
186      (Pool          : Debug_Pool;
187       Cumulate      : Boolean := False;
188       Display_Slots : Boolean := False;
189       Display_Leaks : Boolean := False);
190    --  Print out information about the High Water Mark, the current and
191    --  total number of bytes allocated and the total number of bytes
192    --  deallocated.
193    --
194    --  If Display_Slots is true, this subprogram prints a list of all the
195    --  locations in the application that have done at least one allocation or
196    --  deallocation. The result might be used to detect places in the program
197    --  where lots of allocations are taking place. This output is not in any
198    --  defined order.
199    --
200    --  If Cumulate if True, then each stack trace will display the number of
201    --  allocations that were done either directly, or by the subprograms called
202    --  at that location (e.g: if there were two physical allocations at a->b->c
203    --  and a->b->d, then a->b would be reported as performing two allocations).
204    --
205    --  If Display_Leaks is true, then each block that has not been deallocated
206    --  (often called a "memory leak") will be listed, along with the traceback
207    --  showing where it was allocated. Not that no grouping of the blocks is
208    --  done, you should use the Dump_Gnatmem procedure below in conjunction
209    --  with the gnatmem utility.
210
211    procedure Print_Info_Stdout
212      (Pool          : Debug_Pool;
213       Cumulate      : Boolean := False;
214       Display_Slots : Boolean := False;
215       Display_Leaks : Boolean := False);
216    --  Standard instantiation of Print_Info to print on standard_output. More
217    --  convenient to use where this is the intended location, and in particular
218    --  easier to use from the debugger.
219
220    procedure Dump_Gnatmem (Pool : Debug_Pool; File_Name : String);
221    --  Create an external file on the disk, which can be processed by gnatmem
222    --  to display the location of memory leaks.
223    --
224    --  This provides a nicer output that Print_Info above, and groups similar
225    --  stack traces together. This also provides an easy way to save the memory
226    --  status of your program for post-mortem analysis.
227    --
228    --  To use this file, use the following command line:
229    --     gnatmem 5 -i <File_Name> <Executable_Name>
230    --  If you want all the stack traces to be displayed with 5 levels.
231
232    procedure Print_Pool (A : System.Address);
233    pragma Export (C, Print_Pool, "print_pool");
234    --  This subprogram is meant to be used from a debugger. Given an address in
235    --  memory, it will print on standard output the known information about
236    --  this address (provided, of course, the matching pointer is handled by
237    --  the Debug_Pool).
238    --
239    --  The information includes the stacktrace for the allocation or
240    --  deallocation of that memory chunck, its current status (allocated or
241    --  logically freed), etc.
242
243 private
244    --  The following are the standard primitive subprograms for a pool
245
246    procedure Allocate
247      (Pool                     : in out Debug_Pool;
248       Storage_Address          : out Address;
249       Size_In_Storage_Elements : Storage_Count;
250       Alignment                : Storage_Count);
251    --  Allocate a new chunk of memory, and set it up so that the debug pool
252    --  can check accesses to its data, and report incorrect access later on.
253    --  The parameters have the same semantics as defined in the ARM95.
254
255    procedure Deallocate
256      (Pool                     : in out Debug_Pool;
257       Storage_Address          : Address;
258       Size_In_Storage_Elements : Storage_Count;
259       Alignment                : Storage_Count);
260    --  Mark a block of memory as invalid. It might not be physically removed
261    --  immediately, depending on the setup of the debug pool, so that checks
262    --  are still possible. The parameters have the same semantics as defined
263    --  in the RM.
264
265    function Storage_Size (Pool : Debug_Pool) return SSC;
266    --  Return the maximal size of data that can be allocated through Pool.
267    --  Since Pool uses the malloc() system call, all the memory is accessible
268    --  through the pool
269
270    procedure Dereference
271      (Pool                     : in out Debug_Pool;
272       Storage_Address          : System.Address;
273       Size_In_Storage_Elements : Storage_Count;
274       Alignment                : Storage_Count);
275    --  Check whether a derefence statement is valid, ie whether the pointer
276    --  was allocated through Pool. As documented above, errors will be
277    --  reported either by a special error message or an exception, depending
278    --  on the setup of the storage pool.
279    --  The parameters have the same semantics as defined in the ARM95.
280
281    type Byte_Count is mod System.Max_Binary_Modulus;
282    --  Type used for maintaining byte counts, needs to be large enough
283    --  to accomodate counts allowing for repeated use of the same memory.
284
285    type Debug_Pool is new System.Checked_Pools.Checked_Pool with record
286       Stack_Trace_Depth              : Natural := Default_Stack_Trace_Depth;
287       Maximum_Logically_Freed_Memory : SSC     := Default_Max_Freed;
288       Reset_Content_On_Free          : Boolean := Default_Reset_Content;
289       Raise_Exceptions               : Boolean := Default_Raise_Exceptions;
290       Minimum_To_Free                : SSC     := Default_Min_Freed;
291       Advanced_Scanning              : Boolean := Default_Advanced_Scanning;
292
293       Allocated : Byte_Count := 0;
294       --  Total number of bytes allocated in this pool
295
296       Logically_Deallocated : Byte_Count := 0;
297       --  Total number of bytes logically deallocated in this pool. This is the
298       --  memory that the application has released, but that the pool has not
299       --  yet physically released through a call to free(), to detect later
300       --  accesed to deallocated memory.
301
302       Physically_Deallocated : Byte_Count := 0;
303       --  Total number of bytes that were free()-ed
304
305       Marked_Blocks_Deallocated : Boolean := False;
306       --  Set to true if some mark blocks had to be deallocated in the advanced
307       --  scanning scheme. Since this is potentially dangereous, this is
308       --  reported to the user, who might want to rerun his program with a
309       --  lower Minimum_To_Free value.
310
311       High_Water : Byte_Count := 0;
312       --  Maximum of Allocated - Logically_Deallocated - Physically_Deallocated
313
314       First_Free_Block : System.Address := System.Null_Address;
315       Last_Free_Block  : System.Address := System.Null_Address;
316       --  Pointers to the first and last logically freed blocks
317
318       First_Used_Block : System.Address := System.Null_Address;
319       --  Pointer to the list of currently allocated blocks. This list is
320       --  used to list the memory leaks in the application on exit, as well as
321       --  for the advanced freeing algorithms that needs to traverse all these
322       --  blocks to find possible references to the block being physically
323       --  freed.
324    end record;
325 end GNAT.Debug_Pools;