Strange memory leak in simple C queue implementation

I am trying to add a simple linked queue with enqueue() and dequeue() functions to my C library.

In all tests, the queue seems to perform as expected, without any errors. However, when testing for memory leaks by appending 200 million elements and then popping them, the memory doesn’t seem to get freed, yet the list updates correctly.

enqueue() and dequeue() functions:

usf_queue *usf_enqueue(usf_queue *queue, usf_data d) {
    //Enqueue to FIFO queue
    if (queue == NULL) {
        //Generate new queue
        queue = (usf_queue *) malloc(sizeof(usf_queue));

        if (queue == NULL) return NULL; //Memory allocation failure

        //Empty at first
        queue -> first = queue -> last = NULL;
    }   

    usf_queuenode *append = (usf_queuenode *) malloc(sizeof(usf_queuenode));

    if (append == NULL) return NULL; //Memory allocation failure

    append -> data = d;
    append -> next = NULL; //Last in line

    if (queue -> last == NULL) //Was empty
        queue -> first = queue -> last = append;
    else { //Normal adding
        queue -> last -> next = append;
        queue -> last = append;
    }

    return queue;
}

usf_data usf_dequeue(usf_queue *queue) {
    //Dequeue from FIFO queue
    usf_data d;
    usf_queuenode *old;

    if (queue -> first == NULL || queue == NULL)
        return (usf_data) { .p = NULL }; //No queue, or queue is empty

    old = queue -> first;
    d = old -> data; //Get data

    if ((queue -> first = old -> next) == NULL)
        queue -> last = NULL;

    free(old); //Destroy dequeued node
    return d;
}

Queue structures :

typedef union usf_data {
    void *p; 
    uint64_t u;
    int64_t i;
} usf_data;

typedef struct usf_queuenode {
    usf_data data;
    struct usf_queuenode *next;
} usf_queuenode;

typedef struct usf_queue {
    usf_queuenode *first;
    usf_queuenode *last;
} usf_queue;

And, finally, the test code :

#include "usflib2.h"
#include <stdio.h>

int main() {
    usf_queue *q = NULL;
    q = usf_enqueue(q, (usf_data) {.u = -1 }); 

    for (int i = 1; i < 200000000; i++)
        usf_enqueue(q, (usf_data) {.u = i});

    printf("Done.n");

    for (int i = 0; i < 200000000; i++) {
        usf_dequeue(q);
    }   

    free(q);
    printf("Finishedn");
    for(;;);
    return 0;
}

15

It seems the ‘leak’ was actually caused by my misunderstanding of the C free() function.

I thought freed memory was made available to the OS, and other processes, but it seems that it stays locked into the process who first allocated it (at least, on my computer, the system prefers crashing than retaking freed memory).

EDIT: as pointed out by Avi Berger, this behavior is dependent on the program’s own memory management libraries.

1

Memory leak

There is memory leak potential, even if it does not fully account for OP’s woes.

Consider what happens when code returns due to if (append == NULL) return NULL;. If that allocation was the first data of the queue, then the prior queue = (usf_queue *) malloc(sizeof(usf_queue)); allocation is lost.


Undefined behavior (UB)

With usf_dequeue(usf_queue *queue) and queue == NULL, code attempts queue -> first which is UB.

To fix, change:

// if (queue -> first == NULL || queue == NULL)
if (queue == NULL || queue -> first == NULL)

Weak test

Rather than ignore the return value, it should be tested.

for (int i = 1; i < 200000000; i++)
  // usf_enqueue(q, (usf_data) {.u = i});
  if (usf_enqueue(q, (usf_data) {.u = i}) == NULL) {
    TBD(); //Do something.
  }

Same for q = usf_enqueue(q, (usf_data) {.u = -1 });.

usf_dequeue(q); should also test the data returned to see if it is the value expected.


Conclusion

I suggest to fix these issues and see if the improved code behaves more understandably.

2

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật