crypto/mem_sec.c

   1 /*
   2  * Copyright 2015-2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  * Copyright 2004-2014, Akamai Technologies. All Rights Reserved.
   4  *
   5  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   6  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   7  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   8  * https://www.openssl.org/source/license.html
   9  */
  10
  11 /*
  12  * This file is in two halves. The first half implements the public API
  13  * to be used by external consumers, and to be used by OpenSSL to store
  14  * data in a "secure arena." The second half implements the secure arena.
  15  * For details on that implementation, see below (look for uppercase
  16  * "SECURE HEAP IMPLEMENTATION").
  17  */
  18 #include "internal/e_os.h"
  19 #include <openssl/crypto.h>
  20 #include <openssl/err.h>
  21
  22 #include <string.h>
  23
  24 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
  25 # if defined(_WIN32)
  26 #  include <windows.h>
  27 #  if defined(WINAPI_FAMILY_PARTITION)
  28 #   if !WINAPI_FAMILY_PARTITION(WINAPI_PARTITION_DESKTOP | WINAPI_PARTITION_SYSTEM)
  29 /*
  30  * While VirtualLock is available under the app partition (e.g. UWP),
  31  * the headers do not define the API. Define it ourselves instead.
  32  */
  33 WINBASEAPI
  34 BOOL
  35 WINAPI
  36 VirtualLock(
  37     _In_ LPVOID lpAddress,
  38     _In_ SIZE_T dwSize
  39     );
  40 #   endif
  41 #  endif
  42 # endif
  43 # include <stdlib.h>
  44 # include <assert.h>
  45 # if defined(OPENSSL_SYS_UNIX)
  46 #  include <unistd.h>
  47 # endif
  48 # include <sys/types.h>
  49 # if defined(OPENSSL_SYS_UNIX)
  50 #  include <sys/mman.h>
  51 #  if defined(__FreeBSD__)
  52 #    define MADV_DONTDUMP MADV_NOCORE
  53 #  endif
  54 #  if !defined(MAP_CONCEAL)
  55 #    define MAP_CONCEAL 0
  56 #  endif
  57 # endif
  58 # if defined(OPENSSL_SYS_LINUX)
  59 #  include <sys/syscall.h>
  60 #  if defined(SYS_mlock2)
  61 #   include <linux/mman.h>
  62 #   include <errno.h>
  63 #  endif
  64 #  include <sys/param.h>
  65 # endif
  66 # include <sys/stat.h>
  67 # include <fcntl.h>
  68 #endif
  69 #ifndef HAVE_MADVISE
  70 # if defined(MADV_DONTDUMP)
  71 #  define HAVE_MADVISE 1
  72 # else
  73 #  define HAVE_MADVISE 0
  74 # endif
  75 #endif
  76 #if HAVE_MADVISE
  77 # undef NO_MADVISE
  78 #else
  79 # define NO_MADVISE
  80 #endif
  81
  82 #define CLEAR(p, s) OPENSSL_cleanse(p, s)
  83 #ifndef PAGE_SIZE
  84 # define PAGE_SIZE    4096
  85 #endif
  86 #if !defined(MAP_ANON) && defined(MAP_ANONYMOUS)
  87 # define MAP_ANON MAP_ANONYMOUS
  88 #endif
  89
  90 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
  91 static size_t secure_mem_used;
  92
  93 static int secure_mem_initialized;
  94
  95 static CRYPTO_RWLOCK *sec_malloc_lock = NULL;
  96
  97 /*
  98  * These are the functions that must be implemented by a secure heap (sh).
  99  */
 100 static int sh_init(size_t size, size_t minsize);
 101 static void *sh_malloc(size_t size);
 102 static void sh_free(void *ptr);
 103 static void sh_done(void);
 104 static size_t sh_actual_size(char *ptr);
 105 static int sh_allocated(const char *ptr);
 106 #endif
 107
 108 int CRYPTO_secure_malloc_init(size_t size, size_t minsize)
 109 {
 110 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 111     int ret = 0;
 112
 113     if (!secure_mem_initialized) {
 114         sec_malloc_lock = CRYPTO_THREAD_lock_new();
 115         if (sec_malloc_lock == NULL)
 116             return 0;
 117         if ((ret = sh_init(size, minsize)) != 0) {
 118             secure_mem_initialized = 1;
 119         } else {
 120             CRYPTO_THREAD_lock_free(sec_malloc_lock);
 121             sec_malloc_lock = NULL;
 122         }
 123     }
 124
 125     return ret;
 126 #else
 127     return 0;
 128 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 129 }
 130
 131 int CRYPTO_secure_malloc_done(void)
 132 {
 133 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 134     if (secure_mem_used == 0) {
 135         sh_done();
 136         secure_mem_initialized = 0;
 137         CRYPTO_THREAD_lock_free(sec_malloc_lock);
 138         sec_malloc_lock = NULL;
 139         return 1;
 140     }
 141 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 142     return 0;
 143 }
 144
 145 int CRYPTO_secure_malloc_initialized(void)
 146 {
 147 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 148     return secure_mem_initialized;
 149 #else
 150     return 0;
 151 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 152 }
 153
 154 void *CRYPTO_secure_malloc(size_t num, const char *file, int line)
 155 {
 156 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 157     void *ret = NULL;
 158     size_t actual_size;
 159     int reason = CRYPTO_R_SECURE_MALLOC_FAILURE;
 160
 161     if (!secure_mem_initialized) {
 162         return CRYPTO_malloc(num, file, line);
 163     }
 164     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(sec_malloc_lock)) {
 165         reason = ERR_R_CRYPTO_LIB;
 166         goto err;
 167     }
 168     ret = sh_malloc(num);
 169     actual_size = ret ? sh_actual_size(ret) : 0;
 170     secure_mem_used += actual_size;
 171     CRYPTO_THREAD_unlock(sec_malloc_lock);
 172  err:
 173     if (ret == NULL && (file != NULL || line != 0)) {
 174         ERR_new();
 175         ERR_set_debug(file, line, NULL);
 176         ERR_set_error(ERR_LIB_CRYPTO, reason, NULL);
 177     }
 178     return ret;
 179 #else
 180     return CRYPTO_malloc(num, file, line);
 181 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 182 }
 183
 184 void *CRYPTO_secure_zalloc(size_t num, const char *file, int line)
 185 {
 186 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 187     if (secure_mem_initialized)
 188         /* CRYPTO_secure_malloc() zeroes allocations when it is implemented */
 189         return CRYPTO_secure_malloc(num, file, line);
 190 #endif
 191     return CRYPTO_zalloc(num, file, line);
 192 }
 193
 194 void CRYPTO_secure_free(void *ptr, const char *file, int line)
 195 {
 196 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 197     size_t actual_size;
 198
 199     if (ptr == NULL)
 200         return;
 201     if (!CRYPTO_secure_allocated(ptr)) {
 202         CRYPTO_free(ptr, file, line);
 203         return;
 204     }
 205     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(sec_malloc_lock))
 206         return;
 207     actual_size = sh_actual_size(ptr);
 208     CLEAR(ptr, actual_size);
 209     secure_mem_used -= actual_size;
 210     sh_free(ptr);
 211     CRYPTO_THREAD_unlock(sec_malloc_lock);
 212 #else
 213     CRYPTO_free(ptr, file, line);
 214 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 215 }
 216
 217 void CRYPTO_secure_clear_free(void *ptr, size_t num,
 218                               const char *file, int line)
 219 {
 220 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 221     size_t actual_size;
 222
 223     if (ptr == NULL)
 224         return;
 225     if (!CRYPTO_secure_allocated(ptr)) {
 226         OPENSSL_cleanse(ptr, num);
 227         CRYPTO_free(ptr, file, line);
 228         return;
 229     }
 230     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(sec_malloc_lock))
 231         return;
 232     actual_size = sh_actual_size(ptr);
 233     CLEAR(ptr, actual_size);
 234     secure_mem_used -= actual_size;
 235     sh_free(ptr);
 236     CRYPTO_THREAD_unlock(sec_malloc_lock);
 237 #else
 238     if (ptr == NULL)
 239         return;
 240     OPENSSL_cleanse(ptr, num);
 241     CRYPTO_free(ptr, file, line);
 242 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 243 }
 244
 245 int CRYPTO_secure_allocated(const void *ptr)
 246 {
 247 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 248     if (!secure_mem_initialized)
 249         return 0;
 250     /*
 251      * Only read accesses to the arena take place in sh_allocated() and this
 252      * is only changed by the sh_init() and sh_done() calls which are not
 253      * locked.  Hence, it is safe to make this check without a lock too.
 254      */
 255     return sh_allocated(ptr);
 256 #else
 257     return 0;
 258 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 259 }
 260
 261 size_t CRYPTO_secure_used(void)
 262 {
 263 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 264     return secure_mem_used;
 265 #else
 266     return 0;
 267 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */
 268 }
 269
 270 size_t CRYPTO_secure_actual_size(void *ptr)
 271 {
 272 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 273     size_t actual_size;
 274
 275     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(sec_malloc_lock))
 276         return 0;
 277     actual_size = sh_actual_size(ptr);
 278     CRYPTO_THREAD_unlock(sec_malloc_lock);
 279     return actual_size;
 280 #else
 281     return 0;
 282 #endif
 283 }
 284
 285 /*
 286  * SECURE HEAP IMPLEMENTATION
 287  */
 288 #ifndef OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY
 289
 290
 291 /*
 292  * The implementation provided here uses a fixed-sized mmap() heap,
 293  * which is locked into memory, not written to core files, and protected
 294  * on either side by an unmapped page, which will catch pointer overruns
 295  * (or underruns) and an attempt to read data out of the secure heap.
 296  * Free'd memory is zero'd or otherwise cleansed.
 297  *
 298  * This is a pretty standard buddy allocator.  We keep areas in a multiple
 299  * of "sh.minsize" units.  The freelist and bitmaps are kept separately,
 300  * so all (and only) data is kept in the mmap'd heap.
 301  *
 302  * This code assumes eight-bit bytes.  The numbers 3 and 7 are all over the
 303  * place.
 304  */
 305
 306 #define ONE ((size_t)1)
 307
 308 # define TESTBIT(t, b)  (t[(b) >> 3] &  (ONE << ((b) & 7)))
 309 # define SETBIT(t, b)   (t[(b) >> 3] |= (ONE << ((b) & 7)))
 310 # define CLEARBIT(t, b) (t[(b) >> 3] &= (0xFF & ~(ONE << ((b) & 7))))
 311
 312 #define WITHIN_ARENA(p) \
 313     ((char*)(p) >= sh.arena && (char*)(p) < &sh.arena[sh.arena_size])
 314 #define WITHIN_FREELIST(p) \
 315     ((char*)(p) >= (char*)sh.freelist && (char*)(p) < (char*)&sh.freelist[sh.freelist_size])
 316
 317
 318 typedef struct sh_list_st
 319 {
 320     struct sh_list_st *next;
 321     struct sh_list_st **p_next;
 322 } SH_LIST;
 323
 324 typedef struct sh_st
 325 {
 326     char* map_result;
 327     size_t map_size;
 328     char *arena;
 329     size_t arena_size;
 330     char **freelist;
 331     ossl_ssize_t freelist_size;
 332     size_t minsize;
 333     unsigned char *bittable;
 334     unsigned char *bitmalloc;
 335     size_t bittable_size; /* size in bits */
 336 } SH;
 337
 338 static SH sh;
 339
 340 static size_t sh_getlist(char *ptr)
 341 {
 342     ossl_ssize_t list = sh.freelist_size - 1;
 343     size_t bit = (sh.arena_size + ptr - sh.arena) / sh.minsize;
 344
 345     for (; bit; bit >>= 1, list--) {
 346         if (TESTBIT(sh.bittable, bit))
 347             break;
 348         OPENSSL_assert((bit & 1) == 0);
 349     }
 350
 351     return list;
 352 }
 353
 354
 355 static int sh_testbit(char *ptr, int list, unsigned char *table)
 356 {
 357     size_t bit;
 358
 359     OPENSSL_assert(list >= 0 && list < sh.freelist_size);
 360     OPENSSL_assert(((ptr - sh.arena) & ((sh.arena_size >> list) - 1)) == 0);
 361     bit = (ONE << list) + ((ptr - sh.arena) / (sh.arena_size >> list));
 362     OPENSSL_assert(bit > 0 && bit < sh.bittable_size);
 363     return TESTBIT(table, bit);
 364 }
 365
 366 static void sh_clearbit(char *ptr, int list, unsigned char *table)
 367 {
 368     size_t bit;
 369
 370     OPENSSL_assert(list >= 0 && list < sh.freelist_size);
 371     OPENSSL_assert(((ptr - sh.arena) & ((sh.arena_size >> list) - 1)) == 0);
 372     bit = (ONE << list) + ((ptr - sh.arena) / (sh.arena_size >> list));
 373     OPENSSL_assert(bit > 0 && bit < sh.bittable_size);
 374     OPENSSL_assert(TESTBIT(table, bit));
 375     CLEARBIT(table, bit);
 376 }
 377
 378 static void sh_setbit(char *ptr, int list, unsigned char *table)
 379 {
 380     size_t bit;
 381
 382     OPENSSL_assert(list >= 0 && list < sh.freelist_size);
 383     OPENSSL_assert(((ptr - sh.arena) & ((sh.arena_size >> list) - 1)) == 0);
 384     bit = (ONE << list) + ((ptr - sh.arena) / (sh.arena_size >> list));
 385     OPENSSL_assert(bit > 0 && bit < sh.bittable_size);
 386     OPENSSL_assert(!TESTBIT(table, bit));
 387     SETBIT(table, bit);
 388 }
 389
 390 static void sh_add_to_list(char **list, char *ptr)
 391 {
 392     SH_LIST *temp;
 393
 394     OPENSSL_assert(WITHIN_FREELIST(list));
 395     OPENSSL_assert(WITHIN_ARENA(ptr));
 396
 397     temp = (SH_LIST *)ptr;
 398     temp->next = *(SH_LIST **)list;
 399     OPENSSL_assert(temp->next == NULL || WITHIN_ARENA(temp->next));
 400     temp->p_next = (SH_LIST **)list;
 401
 402     if (temp->next != NULL) {
 403         OPENSSL_assert((char **)temp->next->p_next == list);
 404         temp->next->p_next = &(temp->next);
 405     }
 406
 407     *list = ptr;
 408 }
 409
 410 static void sh_remove_from_list(char *ptr)
 411 {
 412     SH_LIST *temp, *temp2;
 413
 414     temp = (SH_LIST *)ptr;
 415     if (temp->next != NULL)
 416         temp->next->p_next = temp->p_next;
 417     *temp->p_next = temp->next;
 418     if (temp->next == NULL)
 419         return;
 420
 421     temp2 = temp->next;
 422     OPENSSL_assert(WITHIN_FREELIST(temp2->p_next) || WITHIN_ARENA(temp2->p_next));
 423 }
 424
 425
 426 static int sh_init(size_t size, size_t minsize)
 427 {
 428     int ret;
 429     size_t i;
 430     size_t pgsize;
 431     size_t aligned;
 432 #if defined(_WIN32)
 433     DWORD flOldProtect;
 434     SYSTEM_INFO systemInfo;
 435 #endif
 436
 437     memset(&sh, 0, sizeof(sh));
 438
 439     /* make sure size is a powers of 2 */
 440     OPENSSL_assert(size > 0);
 441     OPENSSL_assert((size & (size - 1)) == 0);
 442     if (size == 0 || (size & (size - 1)) != 0)
 443         goto err;
 444
 445     if (minsize <= sizeof(SH_LIST)) {
 446         OPENSSL_assert(sizeof(SH_LIST) <= 65536);
 447         /*
 448          * Compute the minimum possible allocation size.
 449          * This must be a power of 2 and at least as large as the SH_LIST
 450          * structure.
 451          */
 452         minsize = sizeof(SH_LIST) - 1;
 453         minsize |= minsize >> 1;
 454         minsize |= minsize >> 2;
 455         if (sizeof(SH_LIST) > 16)
 456             minsize |= minsize >> 4;
 457         if (sizeof(SH_LIST) > 256)
 458             minsize |= minsize >> 8;
 459         minsize++;
 460     } else {
 461         /* make sure minsize is a powers of 2 */
 462           OPENSSL_assert((minsize & (minsize - 1)) == 0);
 463           if ((minsize & (minsize - 1)) != 0)
 464               goto err;
 465     }
 466
 467     sh.arena_size = size;
 468     sh.minsize = minsize;
 469     sh.bittable_size = (sh.arena_size / sh.minsize) * 2;
 470
 471     /* Prevent allocations of size 0 later on */
 472     if (sh.bittable_size >> 3 == 0)
 473         goto err;
 474
 475     sh.freelist_size = -1;
 476     for (i = sh.bittable_size; i; i >>= 1)
 477         sh.freelist_size++;
 478
 479     sh.freelist = OPENSSL_zalloc(sh.freelist_size * sizeof(char *));
 480     OPENSSL_assert(sh.freelist != NULL);
 481     if (sh.freelist == NULL)
 482         goto err;
 483
 484     sh.bittable = OPENSSL_zalloc(sh.bittable_size >> 3);
 485     OPENSSL_assert(sh.bittable != NULL);
 486     if (sh.bittable == NULL)
 487         goto err;
 488
 489     sh.bitmalloc = OPENSSL_zalloc(sh.bittable_size >> 3);
 490     OPENSSL_assert(sh.bitmalloc != NULL);
 491     if (sh.bitmalloc == NULL)
 492         goto err;
 493
 494     /* Allocate space for heap, and two extra pages as guards */
 495 #if defined(_SC_PAGE_SIZE) || defined (_SC_PAGESIZE)
 496     {
 497 # if defined(_SC_PAGE_SIZE)
 498         long tmppgsize = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
 499 # else
 500         long tmppgsize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 501 # endif
 502         if (tmppgsize < 1)
 503             pgsize = PAGE_SIZE;
 504         else
 505             pgsize = (size_t)tmppgsize;
 506     }
 507 #elif defined(_WIN32)
 508     GetSystemInfo(&systemInfo);
 509     pgsize = (size_t)systemInfo.dwPageSize;
 510 #else
 511     pgsize = PAGE_SIZE;
 512 #endif
 513     sh.map_size = pgsize + sh.arena_size + pgsize;
 514
 515 #if !defined(_WIN32)
 516 # ifdef MAP_ANON
 517     sh.map_result = mmap(NULL, sh.map_size,
 518                          PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANON|MAP_PRIVATE|MAP_CONCEAL, -1, 0);
 519 # else
 520     {
 521         int fd;
 522
 523         sh.map_result = MAP_FAILED;
 524         if ((fd = open("/dev/zero", O_RDWR)) >= 0) {
 525             sh.map_result = mmap(NULL, sh.map_size,
 526                                  PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
 527             close(fd);
 528         }
 529     }
 530 # endif
 531     if (sh.map_result == MAP_FAILED)
 532         goto err;
 533 #else
 534     sh.map_result = VirtualAlloc(NULL, sh.map_size, MEM_COMMIT | MEM_RESERVE, PAGE_READWRITE);
 535
 536     if (sh.map_result == NULL)
 537             goto err;
 538 #endif
 539
 540     sh.arena = (char *)(sh.map_result + pgsize);
 541     sh_setbit(sh.arena, 0, sh.bittable);
 542     sh_add_to_list(&sh.freelist[0], sh.arena);
 543
 544     /* Now try to add guard pages and lock into memory. */
 545     ret = 1;
 546
 547 #if !defined(_WIN32)
 548     /* Starting guard is already aligned from mmap. */
 549     if (mprotect(sh.map_result, pgsize, PROT_NONE) < 0)
 550         ret = 2;
 551 #else
 552     if (VirtualProtect(sh.map_result, pgsize, PAGE_NOACCESS, &flOldProtect) == FALSE)
 553         ret = 2;
 554 #endif
 555
 556     /* Ending guard page - need to round up to page boundary */
 557     aligned = (pgsize + sh.arena_size + (pgsize - 1)) & ~(pgsize - 1);
 558 #if !defined(_WIN32)
 559     if (mprotect(sh.map_result + aligned, pgsize, PROT_NONE) < 0)
 560         ret = 2;
 561 #else
 562     if (VirtualProtect(sh.map_result + aligned, pgsize, PAGE_NOACCESS, &flOldProtect) == FALSE)
 563         ret = 2;
 564 #endif
 565
 566 #if defined(OPENSSL_SYS_LINUX) && defined(MLOCK_ONFAULT) && defined(SYS_mlock2)
 567     if (syscall(SYS_mlock2, sh.arena, sh.arena_size, MLOCK_ONFAULT) < 0) {
 568         if (errno == ENOSYS) {
 569             if (mlock(sh.arena, sh.arena_size) < 0)
 570                 ret = 2;
 571         } else {
 572             ret = 2;
 573         }
 574     }
 575 #elif defined(_WIN32)
 576     if (VirtualLock(sh.arena, sh.arena_size) == FALSE)
 577         ret = 2;
 578 #else
 579     if (mlock(sh.arena, sh.arena_size) < 0)
 580         ret = 2;
 581 #endif
 582 #ifndef NO_MADVISE
 583     if (madvise(sh.arena, sh.arena_size, MADV_DONTDUMP) < 0)
 584         ret = 2;
 585 #endif
 586
 587     return ret;
 588
 589  err:
 590     sh_done();
 591     return 0;
 592 }
 593
 594 static void sh_done(void)
 595 {
 596     OPENSSL_free(sh.freelist);
 597     OPENSSL_free(sh.bittable);
 598     OPENSSL_free(sh.bitmalloc);
 599 #if !defined(_WIN32)
 600     if (sh.map_result != MAP_FAILED && sh.map_size)
 601         munmap(sh.map_result, sh.map_size);
 602 #else
 603     if (sh.map_result != NULL && sh.map_size)
 604         VirtualFree(sh.map_result, 0, MEM_RELEASE);
 605 #endif
 606     memset(&sh, 0, sizeof(sh));
 607 }
 608
 609 static int sh_allocated(const char *ptr)
 610 {
 611     return WITHIN_ARENA(ptr) ? 1 : 0;
 612 }
 613
 614 static char *sh_find_my_buddy(char *ptr, int list)
 615 {
 616     size_t bit;
 617     char *chunk = NULL;
 618
 619     bit = (ONE << list) + (ptr - sh.arena) / (sh.arena_size >> list);
 620     bit ^= 1;
 621
 622     if (TESTBIT(sh.bittable, bit) && !TESTBIT(sh.bitmalloc, bit))
 623         chunk = sh.arena + ((bit & ((ONE << list) - 1)) * (sh.arena_size >> list));
 624
 625     return chunk;
 626 }
 627
 628 static void *sh_malloc(size_t size)
 629 {
 630     ossl_ssize_t list, slist;
 631     size_t i;
 632     char *chunk;
 633
 634     if (size > sh.arena_size)
 635         return NULL;
 636
 637     list = sh.freelist_size - 1;
 638     for (i = sh.minsize; i < size; i <<= 1)
 639         list--;
 640     if (list < 0)
 641         return NULL;
 642
 643     /* try to find a larger entry to split */
 644     for (slist = list; slist >= 0; slist--)
 645         if (sh.freelist[slist] != NULL)
 646             break;
 647     if (slist < 0)
 648         return NULL;
 649
 650     /* split larger entry */
 651     while (slist != list) {
 652         char *temp = sh.freelist[slist];
 653
 654         /* remove from bigger list */
 655         OPENSSL_assert(!sh_testbit(temp, slist, sh.bitmalloc));
 656         sh_clearbit(temp, slist, sh.bittable);
 657         sh_remove_from_list(temp);
 658         OPENSSL_assert(temp != sh.freelist[slist]);
 659
 660         /* done with bigger list */
 661         slist++;
 662
 663         /* add to smaller list */
 664         OPENSSL_assert(!sh_testbit(temp, slist, sh.bitmalloc));
 665         sh_setbit(temp, slist, sh.bittable);
 666         sh_add_to_list(&sh.freelist[slist], temp);
 667         OPENSSL_assert(sh.freelist[slist] == temp);
 668
 669         /* split in 2 */
 670         temp += sh.arena_size >> slist;
 671         OPENSSL_assert(!sh_testbit(temp, slist, sh.bitmalloc));
 672         sh_setbit(temp, slist, sh.bittable);
 673         sh_add_to_list(&sh.freelist[slist], temp);
 674         OPENSSL_assert(sh.freelist[slist] == temp);
 675
 676         OPENSSL_assert(temp-(sh.arena_size >> slist) == sh_find_my_buddy(temp, slist));
 677     }
 678
 679     /* peel off memory to hand back */
 680     chunk = sh.freelist[list];
 681     OPENSSL_assert(sh_testbit(chunk, list, sh.bittable));
 682     sh_setbit(chunk, list, sh.bitmalloc);
 683     sh_remove_from_list(chunk);
 684
 685     OPENSSL_assert(WITHIN_ARENA(chunk));
 686
 687     /* zero the free list header as a precaution against information leakage */
 688     memset(chunk, 0, sizeof(SH_LIST));
 689
 690     return chunk;
 691 }
 692
 693 static void sh_free(void *ptr)
 694 {
 695     size_t list;
 696     void *buddy;
 697
 698     if (ptr == NULL)
 699         return;
 700     OPENSSL_assert(WITHIN_ARENA(ptr));
 701     if (!WITHIN_ARENA(ptr))
 702         return;
 703
 704     list = sh_getlist(ptr);
 705     OPENSSL_assert(sh_testbit(ptr, list, sh.bittable));
 706     sh_clearbit(ptr, list, sh.bitmalloc);
 707     sh_add_to_list(&sh.freelist[list], ptr);
 708
 709     /* Try to coalesce two adjacent free areas. */
 710     while ((buddy = sh_find_my_buddy(ptr, list)) != NULL) {
 711         OPENSSL_assert(ptr == sh_find_my_buddy(buddy, list));
 712         OPENSSL_assert(ptr != NULL);
 713         OPENSSL_assert(!sh_testbit(ptr, list, sh.bitmalloc));
 714         sh_clearbit(ptr, list, sh.bittable);
 715         sh_remove_from_list(ptr);
 716         OPENSSL_assert(!sh_testbit(ptr, list, sh.bitmalloc));
 717         sh_clearbit(buddy, list, sh.bittable);
 718         sh_remove_from_list(buddy);
 719
 720         list--;
 721
 722         /* Zero the higher addressed block's free list pointers */
 723         memset(ptr > buddy ? ptr : buddy, 0, sizeof(SH_LIST));
 724         if (ptr > buddy)
 725             ptr = buddy;
 726
 727         OPENSSL_assert(!sh_testbit(ptr, list, sh.bitmalloc));
 728         sh_setbit(ptr, list, sh.bittable);
 729         sh_add_to_list(&sh.freelist[list], ptr);
 730         OPENSSL_assert(sh.freelist[list] == ptr);
 731     }
 732 }
 733
 734 static size_t sh_actual_size(char *ptr)
 735 {
 736     int list;
 737
 738     OPENSSL_assert(WITHIN_ARENA(ptr));
 739     if (!WITHIN_ARENA(ptr))
 740         return 0;
 741     list = sh_getlist(ptr);
 742     OPENSSL_assert(sh_testbit(ptr, list, sh.bittable));
 743     return sh.arena_size / (ONE << list);
 744 }
 745 #endif /* OPENSSL_NO_SECURE_MEMORY */