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