src/svm/ssvm.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015-2019 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 #include <svm/ssvm.h>
  16 #include <svm/svm_common.h>
  17
  18 typedef int (*init_fn) (ssvm_private_t *);
  19 typedef void (*delete_fn) (ssvm_private_t *);
  20
  21 static init_fn server_init_fns[SSVM_N_SEGMENT_TYPES] =
  22   { ssvm_server_init_shm, ssvm_server_init_memfd, ssvm_server_init_private };
  23 static init_fn client_init_fns[SSVM_N_SEGMENT_TYPES] =
  24   { ssvm_client_init_shm, ssvm_client_init_memfd, ssvm_client_init_private };
  25 static delete_fn delete_fns[SSVM_N_SEGMENT_TYPES] =
  26   { ssvm_delete_shm, ssvm_delete_memfd, ssvm_delete_private };
  27
  28 int
  29 ssvm_server_init_shm (ssvm_private_t * ssvm)
  30 {
  31   int ssvm_fd;
  32   u8 junk = 0, *ssvm_filename;
  33   ssvm_shared_header_t *sh;
  34   uword page_size, requested_va = 0;
  35   void *oldheap;
  36
  37   if (ssvm->ssvm_size == 0)
  38     return SSVM_API_ERROR_NO_SIZE;
  39
  40   if (CLIB_DEBUG > 1)
  41     clib_warning ("[%d] creating segment '%s'", getpid (), ssvm->name);
  42
  43   ASSERT (vec_c_string_is_terminated (ssvm->name));
  44   ssvm_filename = format (0, "/dev/shm/%s%c", ssvm->name, 0);
  45   unlink ((char *) ssvm_filename);
  46   vec_free (ssvm_filename);
  47
  48   ssvm_fd = shm_open ((char *) ssvm->name, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0777);
  49   if (ssvm_fd < 0)
  50     {
  51       clib_unix_warning ("create segment '%s'", ssvm->name);
  52       return SSVM_API_ERROR_CREATE_FAILURE;
  53     }
  54
  55   if (fchmod (ssvm_fd, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP) < 0)
  56     clib_unix_warning ("ssvm segment chmod");
  57   if (svm_get_root_rp ())
  58     {
  59       /* TODO: is this really needed? */
  60       svm_main_region_t *smr = svm_get_root_rp ()->data_base;
  61       if (fchown (ssvm_fd, smr->uid, smr->gid) < 0)
  62         clib_unix_warning ("ssvm segment chown");
  63     }
  64
  65   if (lseek (ssvm_fd, ssvm->ssvm_size, SEEK_SET) < 0)
  66     {
  67       clib_unix_warning ("lseek");
  68       close (ssvm_fd);
  69       return SSVM_API_ERROR_SET_SIZE;
  70     }
  71
  72   if (write (ssvm_fd, &junk, 1) != 1)
  73     {
  74       clib_unix_warning ("set ssvm size");
  75       close (ssvm_fd);
  76       return SSVM_API_ERROR_SET_SIZE;
  77     }
  78
  79   page_size = clib_mem_get_fd_page_size (ssvm_fd);
  80   if (ssvm->requested_va)
  81     {
  82       requested_va = ssvm->requested_va;
  83       clib_mem_vm_randomize_va (&requested_va, min_log2 (page_size));
  84     }
  85
  86   sh = clib_mem_vm_map_shared (uword_to_pointer (requested_va, void *),
  87                                ssvm->ssvm_size, ssvm_fd, 0,
  88                                (char *) ssvm->name);
  89   if (sh == CLIB_MEM_VM_MAP_FAILED)
  90     {
  91       clib_unix_warning ("mmap");
  92       close (ssvm_fd);
  93       return SSVM_API_ERROR_MMAP;
  94     }
  95
  96   close (ssvm_fd);
  97
  98   clib_mem_unpoison (sh, sizeof (*sh));
  99   sh->server_pid = ssvm->my_pid;
 100   sh->ssvm_size = ssvm->ssvm_size;
 101   sh->ssvm_va = pointer_to_uword (sh);
 102   sh->type = SSVM_SEGMENT_SHM;
 103   sh->heap = clib_mem_create_heap (((u8 *) sh) + page_size,
 104                                    ssvm->ssvm_size - page_size,
 105                                    1 /* locked */ , "ssvm server shm");
 106
 107   oldheap = ssvm_push_heap (sh);
 108   sh->name = format (0, "%s", ssvm->name, 0);
 109   ssvm_pop_heap (oldheap);
 110
 111   ssvm->sh = sh;
 112   ssvm->my_pid = getpid ();
 113   ssvm->is_server = 1;
 114
 115   /* The application has to set set sh->ready... */
 116   return 0;
 117 }
 118
 119 int
 120 ssvm_client_init_shm (ssvm_private_t * ssvm)
 121 {
 122   struct stat stat;
 123   int ssvm_fd = -1;
 124   ssvm_shared_header_t *sh;
 125
 126   ASSERT (vec_c_string_is_terminated (ssvm->name));
 127   ssvm->is_server = 0;
 128
 129   while (ssvm->attach_timeout-- > 0)
 130     {
 131       if (ssvm_fd < 0)
 132         ssvm_fd = shm_open ((char *) ssvm->name, O_RDWR, 0777);
 133       if (ssvm_fd < 0)
 134         {
 135           sleep (1);
 136           continue;
 137         }
 138       if (fstat (ssvm_fd, &stat) < 0)
 139         {
 140           sleep (1);
 141           continue;
 142         }
 143
 144       if (stat.st_size > 0)
 145         goto map_it;
 146     }
 147   clib_warning ("client timeout");
 148   return SSVM_API_ERROR_CLIENT_TIMEOUT;
 149
 150 map_it:
 151   sh = (void *) mmap (0, MMAP_PAGESIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 152                       ssvm_fd, 0);
 153   if (sh == MAP_FAILED)
 154     {
 155       clib_unix_warning ("client research mmap");
 156       close (ssvm_fd);
 157       return SSVM_API_ERROR_MMAP;
 158     }
 159
 160   while (ssvm->attach_timeout-- > 0)
 161     {
 162       if (sh->ready)
 163         goto re_map_it;
 164     }
 165   close (ssvm_fd);
 166   munmap (sh, MMAP_PAGESIZE);
 167   clib_warning ("client timeout 2");
 168   return SSVM_API_ERROR_CLIENT_TIMEOUT;
 169
 170 re_map_it:
 171   ssvm->requested_va = sh->ssvm_va;
 172   ssvm->ssvm_size = sh->ssvm_size;
 173   munmap (sh, MMAP_PAGESIZE);
 174
 175   sh = ssvm->sh = (void *) mmap ((void *) ssvm->requested_va, ssvm->ssvm_size,
 176                                  PROT_READ | PROT_WRITE,
 177                                  MAP_SHARED | MAP_FIXED, ssvm_fd, 0);
 178
 179   if (sh == MAP_FAILED)
 180     {
 181       clib_unix_warning ("client final mmap");
 182       close (ssvm_fd);
 183       return SSVM_API_ERROR_MMAP;
 184     }
 185   sh->client_pid = getpid ();
 186   close (ssvm_fd);
 187   return 0;
 188 }
 189
 190 void
 191 ssvm_delete_shm (ssvm_private_t * ssvm)
 192 {
 193   u8 *fn;
 194
 195   fn = format (0, "/dev/shm/%s%c", ssvm->name, 0);
 196
 197   if (CLIB_DEBUG > 1)
 198     clib_warning ("[%d] unlinking ssvm (%s) backing file '%s'", getpid (),
 199                   ssvm->name, fn);
 200
 201   /* Throw away the backing file */
 202   if (unlink ((char *) fn) < 0)
 203     clib_unix_warning ("unlink segment '%s'", ssvm->name);
 204
 205   vec_free (fn);
 206   vec_free (ssvm->name);
 207
 208   if (ssvm->is_server)
 209     clib_mem_vm_unmap (ssvm->sh);
 210   else
 211     munmap ((void *) ssvm->sh, ssvm->ssvm_size);
 212 }
 213
 214 /**
 215  * Initialize memfd segment server
 216  */
 217 int
 218 ssvm_server_init_memfd (ssvm_private_t * memfd)
 219 {
 220   uword page_size, n_pages;
 221   ssvm_shared_header_t *sh;
 222   int log2_page_size;
 223   void *oldheap;
 224
 225   if (memfd->ssvm_size == 0)
 226     return SSVM_API_ERROR_NO_SIZE;
 227
 228   ASSERT (vec_c_string_is_terminated (memfd->name));
 229
 230   memfd->fd = clib_mem_vm_create_fd (CLIB_MEM_PAGE_SZ_DEFAULT,
 231                                      (char *) memfd->name);
 232
 233   if (memfd->fd == CLIB_MEM_ERROR)
 234     {
 235       clib_unix_warning ("failed to create memfd");
 236       return SSVM_API_ERROR_CREATE_FAILURE;
 237     }
 238
 239   log2_page_size = clib_mem_get_fd_log2_page_size (memfd->fd);
 240   if (log2_page_size == 0)
 241     {
 242       clib_unix_warning ("cannot determine page size");
 243       return SSVM_API_ERROR_CREATE_FAILURE;
 244     }
 245
 246   n_pages = ((memfd->ssvm_size - 1) >> log2_page_size) + 1;
 247
 248   if ((ftruncate (memfd->fd, n_pages << log2_page_size)) == -1)
 249     {
 250       clib_unix_warning ("memfd ftruncate failure");
 251       return SSVM_API_ERROR_CREATE_FAILURE;
 252     }
 253
 254   sh = clib_mem_vm_map_shared (uword_to_pointer (memfd->requested_va, void *),
 255                                memfd->ssvm_size, memfd->fd, 0,
 256                                (char *) memfd->name);
 257   if (sh == CLIB_MEM_VM_MAP_FAILED)
 258     {
 259       clib_unix_warning ("memfd map (fd %d)", memfd->fd);
 260       close (memfd->fd);
 261       return SSVM_API_ERROR_CREATE_FAILURE;
 262     }
 263
 264   memfd->sh = sh;
 265   memfd->my_pid = getpid ();
 266   memfd->is_server = 1;
 267
 268   sh->server_pid = memfd->my_pid;
 269   sh->ssvm_size = memfd->ssvm_size;
 270   sh->ssvm_va = pointer_to_uword (sh);
 271   sh->type = SSVM_SEGMENT_MEMFD;
 272
 273   page_size = 1ULL << log2_page_size;
 274   sh->heap = clib_mem_create_heap (((u8 *) sh) + page_size,
 275                                    memfd->ssvm_size - page_size,
 276                                    1 /* locked */ , "ssvm server memfd");
 277   oldheap = ssvm_push_heap (sh);
 278   sh->name = format (0, "%s", memfd->name, 0);
 279   ssvm_pop_heap (oldheap);
 280
 281   /* The application has to set set sh->ready... */
 282   return 0;
 283 }
 284
 285 /**
 286  * Initialize memfd segment client
 287  *
 288  * Subtly different than svm_client_init. The caller needs to acquire
 289  * a usable file descriptor for the memfd segment e.g. via
 290  * vppinfra/socket.c:default_socket_recvmsg
 291  */
 292 int
 293 ssvm_client_init_memfd (ssvm_private_t * memfd)
 294 {
 295   int mmap_flags = MAP_SHARED;
 296   ssvm_shared_header_t *sh;
 297   uword page_size;
 298
 299   memfd->is_server = 0;
 300
 301   page_size = clib_mem_get_fd_page_size (memfd->fd);
 302   if (!page_size)
 303     {
 304       clib_unix_warning ("page size unknown");
 305       return SSVM_API_ERROR_MMAP;
 306     }
 307
 308   /*
 309    * Map the segment once, to look at the shared header
 310    */
 311   sh = (void *) mmap (0, page_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 312                       memfd->fd, 0);
 313
 314   if (sh == MAP_FAILED)
 315     {
 316       clib_unix_warning ("client research mmap (fd %d)", memfd->fd);
 317       close (memfd->fd);
 318       return SSVM_API_ERROR_MMAP;
 319     }
 320
 321   memfd->requested_va = sh->ssvm_va;
 322   memfd->ssvm_size = sh->ssvm_size;
 323   munmap (sh, page_size);
 324
 325   if (memfd->requested_va)
 326     mmap_flags |= MAP_FIXED;
 327
 328   /*
 329    * Remap the segment at the 'right' address
 330    */
 331   sh = (void *) mmap (uword_to_pointer (memfd->requested_va, void *),
 332                       memfd->ssvm_size,
 333                       PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags, memfd->fd, 0);
 334
 335   if (sh == MAP_FAILED)
 336     {
 337       clib_unix_warning ("client final mmap");
 338       close (memfd->fd);
 339       return SSVM_API_ERROR_MMAP;
 340     }
 341
 342   sh->client_pid = getpid ();
 343   memfd->sh = sh;
 344   return 0;
 345 }
 346
 347 void
 348 ssvm_delete_memfd (ssvm_private_t * memfd)
 349 {
 350   vec_free (memfd->name);
 351   if (memfd->is_server)
 352     clib_mem_vm_unmap (memfd->sh);
 353   else
 354     munmap (memfd->sh, memfd->ssvm_size);
 355   close (memfd->fd);
 356 }
 357
 358 /**
 359  * Initialize segment in a private heap
 360  */
 361 int
 362 ssvm_server_init_private (ssvm_private_t * ssvm)
 363 {
 364   uword page_size, log2_page_size, rnd_size = 0;
 365   ssvm_shared_header_t *sh;
 366   clib_mem_heap_t *heap, *oldheap;
 367
 368   log2_page_size = clib_mem_get_log2_page_size ();
 369   if (log2_page_size == 0)
 370     {
 371       clib_unix_warning ("cannot determine page size");
 372       return SSVM_API_ERROR_CREATE_FAILURE;
 373     }
 374
 375   page_size = 1ULL << log2_page_size;
 376   rnd_size = clib_max (ssvm->ssvm_size + (page_size - 1), ssvm->ssvm_size);
 377   rnd_size &= ~(page_size - 1);
 378
 379   sh = clib_mem_vm_map (0, rnd_size + page_size, log2_page_size,
 380                         (char *) ssvm->name);
 381   if (sh == CLIB_MEM_VM_MAP_FAILED)
 382     {
 383       clib_unix_warning ("private map failed");
 384       return SSVM_API_ERROR_CREATE_FAILURE;
 385     }
 386
 387   heap = clib_mem_create_heap ((u8 *) sh + page_size, rnd_size,
 388                                1 /* locked */ , "ssvm server private");
 389   if (heap == 0)
 390     {
 391       clib_unix_warning ("heap alloc");
 392       return -1;
 393     }
 394
 395   rnd_size = clib_mem_get_heap_free_space (heap);
 396
 397   ssvm->ssvm_size = rnd_size;
 398   ssvm->is_server = 1;
 399   ssvm->my_pid = getpid ();
 400   ssvm->requested_va = ~0;
 401
 402   /* First page in allocated memory is set aside for the shared header */
 403   ssvm->sh = sh;
 404
 405   clib_memset (sh, 0, sizeof (*sh));
 406   sh->heap = heap;
 407   sh->ssvm_size = rnd_size;
 408   sh->ssvm_va = pointer_to_uword (sh);
 409   sh->type = SSVM_SEGMENT_PRIVATE;
 410
 411   oldheap = ssvm_push_heap (sh);
 412   sh->name = format (0, "%s", ssvm->name, 0);
 413   ssvm_pop_heap (oldheap);
 414
 415   return 0;
 416 }
 417
 418 int
 419 ssvm_client_init_private (ssvm_private_t * ssvm)
 420 {
 421   clib_warning ("BUG: this should not be called!");
 422   return -1;
 423 }
 424
 425 void
 426 ssvm_delete_private (ssvm_private_t * ssvm)
 427 {
 428   vec_free (ssvm->name);
 429   clib_mem_destroy_heap (ssvm->sh->heap);
 430   clib_mem_vm_unmap (ssvm->sh);
 431 }
 432
 433 int
 434 ssvm_server_init (ssvm_private_t * ssvm, ssvm_segment_type_t type)
 435 {
 436   return (server_init_fns[type]) (ssvm);
 437 }
 438
 439 int
 440 ssvm_client_init (ssvm_private_t * ssvm, ssvm_segment_type_t type)
 441 {
 442   return (client_init_fns[type]) (ssvm);
 443 }
 444
 445 void
 446 ssvm_delete (ssvm_private_t * ssvm)
 447 {
 448   delete_fns[ssvm->sh->type] (ssvm);
 449 }
 450
 451 ssvm_segment_type_t
 452 ssvm_type (const ssvm_private_t * ssvm)
 453 {
 454   return ssvm->sh->type;
 455 }
 456
 457 u8 *
 458 ssvm_name (const ssvm_private_t * ssvm)
 459 {
 460   return ssvm->sh->name;
 461 }
 462
 463 /*
 464  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 465  *
 466  * Local Variables:
 467  * eval: (c-set-style "gnu")
 468  * End:
 469  */