src/svm/svm.c

   1 /*
   2  *------------------------------------------------------------------
   3  * svm.c - shared VM allocation, mmap(...MAP_FIXED...)
   4  * library
   5  *
   6  * Copyright (c) 2009 Cisco and/or its affiliates.
   7  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   8  * you may not use this file except in compliance with the License.
   9  * You may obtain a copy of the License at:
  10  *
  11  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  12  *
  13  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  14  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  15  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  16  * See the License for the specific language governing permissions and
  17  * limitations under the License.
  18  *------------------------------------------------------------------
  19  */
  20
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <sys/types.h>
  24 #include <sys/mman.h>
  25 #include <sys/stat.h>
  26 #include <netinet/in.h>
  27 #include <signal.h>
  28 #include <pthread.h>
  29 #include <unistd.h>
  30 #include <time.h>
  31 #include <fcntl.h>
  32 #include <string.h>
  33 #include <vppinfra/clib.h>
  34 #include <vppinfra/vec.h>
  35 #include <vppinfra/hash.h>
  36 #include <vppinfra/bitmap.h>
  37 #include <vppinfra/fifo.h>
  38 #include <vppinfra/time.h>
  39 #include <vppinfra/mheap.h>
  40 #include <vppinfra/heap.h>
  41 #include <vppinfra/pool.h>
  42 #include <vppinfra/format.h>
  43
  44 #include "svm.h"
  45
  46 static svm_region_t *root_rp;
  47 static int root_rp_refcount;
  48
  49 #define MAXLOCK 2
  50 static pthread_mutex_t *mutexes_held[MAXLOCK];
  51 static int nheld;
  52
  53 svm_region_t *
  54 svm_get_root_rp (void)
  55 {
  56   return root_rp;
  57 }
  58
  59 #define MUTEX_DEBUG
  60
  61 u64
  62 svm_get_global_region_base_va ()
  63 {
  64 #if __aarch64__
  65   /* On AArch64 VA space can have different size, from 36 to 48 bits.
  66      Here we are trying to detect VA bits by parsing /proc/self/maps
  67      address ranges */
  68   int fd;
  69   unformat_input_t input;
  70   u64 start, end = 0;
  71   u8 bits = 0;
  72
  73   if ((fd = open ("/proc/self/maps", 0)) < 0)
  74     clib_unix_error ("open '/proc/self/maps'");
  75
  76   unformat_init_clib_file (&input, fd);
  77   while (unformat_check_input (&input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
  78     {
  79       if (unformat (&input, "%llx-%llx", &start, &end))
  80         end--;
  81       unformat_skip_line (&input);
  82     }
  83   unformat_free (&input);
  84   close (fd);
  85
  86   bits = count_leading_zeros (end);
  87   bits = 64 - bits;
  88   if (bits >= 36 && bits <= 48)
  89     return ((1ul << bits) / 4) - (2 * SVM_GLOBAL_REGION_SIZE);
  90   else
  91     clib_unix_error ("unexpected va bits '%u'", bits);
  92 #endif
  93
  94   /* default value */
  95   return 0x130000000ULL;
  96 }
  97
  98 static void
  99 region_lock (svm_region_t * rp, int tag)
 100 {
 101   pthread_mutex_lock (&rp->mutex);
 102 #ifdef MUTEX_DEBUG
 103   rp->mutex_owner_pid = getpid ();
 104   rp->mutex_owner_tag = tag;
 105 #endif
 106   ASSERT (nheld < MAXLOCK);
 107   /*
 108    * Keep score of held mutexes so we can try to exit
 109    * cleanly if the world comes to an end at the worst possible
 110    * moment
 111    */
 112   mutexes_held[nheld++] = &rp->mutex;
 113 }
 114
 115 static void
 116 region_unlock (svm_region_t * rp)
 117 {
 118   int i, j;
 119 #ifdef MUTEX_DEBUG
 120   rp->mutex_owner_pid = 0;
 121   rp->mutex_owner_tag = 0;
 122 #endif
 123
 124   for (i = nheld - 1; i >= 0; i--)
 125     {
 126       if (mutexes_held[i] == &rp->mutex)
 127         {
 128           for (j = i; j < MAXLOCK - 1; j++)
 129             mutexes_held[j] = mutexes_held[j + 1];
 130           nheld--;
 131           goto found;
 132         }
 133     }
 134   ASSERT (0);
 135
 136 found:
 137   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
 138   pthread_mutex_unlock (&rp->mutex);
 139 }
 140
 141
 142 static u8 *
 143 format_svm_flags (u8 * s, va_list * args)
 144 {
 145   uword f = va_arg (*args, uword);
 146
 147   if (f & SVM_FLAGS_MHEAP)
 148     s = format (s, "MHEAP ");
 149   if (f & SVM_FLAGS_FILE)
 150     s = format (s, "FILE ");
 151   if (f & SVM_FLAGS_NODATA)
 152     s = format (s, "NODATA ");
 153   if (f & SVM_FLAGS_NEED_DATA_INIT)
 154     s = format (s, "INIT ");
 155
 156   return (s);
 157 }
 158
 159 static u8 *
 160 format_svm_size (u8 * s, va_list * args)
 161 {
 162   uword size = va_arg (*args, uword);
 163
 164   if (size >= (1 << 20))
 165     {
 166       s = format (s, "(%d mb)", size >> 20);
 167     }
 168   else if (size >= (1 << 10))
 169     {
 170       s = format (s, "(%d kb)", size >> 10);
 171     }
 172   else
 173     {
 174       s = format (s, "(%d bytes)", size);
 175     }
 176   return (s);
 177 }
 178
 179 u8 *
 180 format_svm_region (u8 * s, va_list * args)
 181 {
 182   svm_region_t *rp = va_arg (*args, svm_region_t *);
 183   int verbose = va_arg (*args, int);
 184   int i;
 185   uword lo, hi;
 186
 187   s = format (s, "%s: base va 0x%x size 0x%x %U\n",
 188               rp->region_name, rp->virtual_base,
 189               rp->virtual_size, format_svm_size, rp->virtual_size);
 190   s = format (s, "  user_ctx 0x%x, bitmap_size %d\n",
 191               rp->user_ctx, rp->bitmap_size);
 192
 193   if (verbose)
 194     {
 195       s = format (s, "  flags: 0x%x %U\n", rp->flags,
 196                   format_svm_flags, rp->flags);
 197       s = format (s,
 198                   "  region_heap 0x%x data_base 0x%x data_heap 0x%x\n",
 199                   rp->region_heap, rp->data_base, rp->data_heap);
 200     }
 201
 202   s = format (s, "  %d clients, pids: ", vec_len (rp->client_pids));
 203
 204   for (i = 0; i < vec_len (rp->client_pids); i++)
 205     s = format (s, "%d ", rp->client_pids[i]);
 206
 207   s = format (s, "\n");
 208
 209   if (verbose)
 210     {
 211       lo = hi = ~0;
 212
 213       s = format (s, "  VM in use: ");
 214
 215       for (i = 0; i < rp->bitmap_size; i++)
 216         {
 217           if (clib_bitmap_get_no_check (rp->bitmap, i) != 0)
 218             {
 219               if (lo == ~0)
 220                 {
 221                   hi = lo = rp->virtual_base + i * MMAP_PAGESIZE;
 222                 }
 223               else
 224                 {
 225                   hi = rp->virtual_base + i * MMAP_PAGESIZE;
 226                 }
 227             }
 228           else
 229             {
 230               if (lo != ~0)
 231                 {
 232                   hi = rp->virtual_base + i * MMAP_PAGESIZE - 1;
 233                   s = format (s, "   0x%x - 0x%x (%dk)\n", lo, hi,
 234                               (hi - lo) >> 10);
 235                   lo = hi = ~0;
 236                 }
 237             }
 238         }
 239 #if USE_DLMALLOC == 0
 240       s = format (s, "  rgn heap stats: %U", format_mheap,
 241                   rp->region_heap, 0);
 242       if ((rp->flags & SVM_FLAGS_MHEAP) && rp->data_heap)
 243         {
 244           s = format (s, "\n  data heap stats: %U", format_mheap,
 245                       rp->data_heap, 1);
 246         }
 247       s = format (s, "\n");
 248 #endif
 249     }
 250
 251   return (s);
 252 }
 253
 254 /*
 255  * rnd_pagesize
 256  * Round to a pagesize multiple, presumably 4k works
 257  */
 258 static u64
 259 rnd_pagesize (u64 size)
 260 {
 261   u64 rv;
 262
 263   rv = (size + (MMAP_PAGESIZE - 1)) & ~(MMAP_PAGESIZE - 1);
 264   return (rv);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * svm_data_region_setup
 269  */
 270 static int
 271 svm_data_region_create (svm_map_region_args_t * a, svm_region_t * rp)
 272 {
 273   int fd;
 274   u8 junk = 0;
 275   uword map_size;
 276
 277   map_size = rp->virtual_size - (MMAP_PAGESIZE +
 278                                  (a->pvt_heap_size ? a->pvt_heap_size :
 279                                   SVM_PVT_MHEAP_SIZE));
 280
 281   if (a->flags & SVM_FLAGS_FILE)
 282     {
 283       struct stat statb;
 284
 285       fd = open (a->backing_file, O_RDWR | O_CREAT, 0777);
 286
 287       if (fd < 0)
 288         {
 289           clib_unix_warning ("open");
 290           return -1;
 291         }
 292
 293       if (fstat (fd, &statb) < 0)
 294         {
 295           clib_unix_warning ("fstat");
 296           close (fd);
 297           return -2;
 298         }
 299
 300       if (statb.st_mode & S_IFREG)
 301         {
 302           if (statb.st_size == 0)
 303             {
 304               if (lseek (fd, map_size, SEEK_SET) == (off_t) - 1)
 305                 {
 306                   clib_unix_warning ("seek region size");
 307                   close (fd);
 308                   return -3;
 309                 }
 310               if (write (fd, &junk, 1) != 1)
 311                 {
 312                   clib_unix_warning ("set region size");
 313                   close (fd);
 314                   return -3;
 315                 }
 316             }
 317           else
 318             {
 319               map_size = rnd_pagesize (statb.st_size);
 320             }
 321         }
 322       else
 323         {
 324           map_size = a->backing_mmap_size;
 325         }
 326
 327       ASSERT (map_size <= rp->virtual_size -
 328               (MMAP_PAGESIZE + SVM_PVT_MHEAP_SIZE));
 329
 330       if (mmap (rp->data_base, map_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
 331                 MAP_SHARED | MAP_FIXED, fd, 0) == MAP_FAILED)
 332         {
 333           clib_unix_warning ("mmap");
 334           close (fd);
 335           return -3;
 336         }
 337       close (fd);
 338       rp->backing_file = (char *) format (0, "%s\0", a->backing_file);
 339       rp->flags |= SVM_FLAGS_FILE;
 340     }
 341
 342   if (a->flags & SVM_FLAGS_MHEAP)
 343     {
 344 #if USE_DLMALLOC == 0
 345       mheap_t *heap_header;
 346       rp->data_heap =
 347         mheap_alloc_with_flags ((void *) (rp->data_base), map_size,
 348                                 MHEAP_FLAG_DISABLE_VM);
 349       heap_header = mheap_header (rp->data_heap);
 350       heap_header->flags |= MHEAP_FLAG_THREAD_SAFE;
 351 #else
 352       rp->data_heap = create_mspace_with_base (rp->data_base,
 353                                                map_size, 1 /* locked */ );
 354       mspace_disable_expand (rp->data_heap);
 355 #endif
 356
 357       rp->flags |= SVM_FLAGS_MHEAP;
 358     }
 359   return 0;
 360 }
 361
 362 static int
 363 svm_data_region_map (svm_map_region_args_t * a, svm_region_t * rp)
 364 {
 365   int fd;
 366   u8 junk = 0;
 367   uword map_size;
 368   struct stat statb;
 369
 370   map_size = rp->virtual_size -
 371     (MMAP_PAGESIZE
 372      + (a->pvt_heap_size ? a->pvt_heap_size : SVM_PVT_MHEAP_SIZE));
 373
 374   if (a->flags & SVM_FLAGS_FILE)
 375     {
 376
 377       fd = open (a->backing_file, O_RDWR, 0777);
 378
 379       if (fd < 0)
 380         {
 381           clib_unix_warning ("open");
 382           return -1;
 383         }
 384
 385       if (fstat (fd, &statb) < 0)
 386         {
 387           clib_unix_warning ("fstat");
 388           close (fd);
 389           return -2;
 390         }
 391
 392       if (statb.st_mode & S_IFREG)
 393         {
 394           if (statb.st_size == 0)
 395             {
 396               if (lseek (fd, map_size, SEEK_SET) == (off_t) - 1)
 397                 {
 398                   clib_unix_warning ("seek region size");
 399                   close (fd);
 400                   return -3;
 401                 }
 402               if (write (fd, &junk, 1) != 1)
 403                 {
 404                   clib_unix_warning ("set region size");
 405                   close (fd);
 406                   return -3;
 407                 }
 408             }
 409           else
 410             {
 411               map_size = rnd_pagesize (statb.st_size);
 412             }
 413         }
 414       else
 415         {
 416           map_size = a->backing_mmap_size;
 417         }
 418
 419       ASSERT (map_size <= rp->virtual_size
 420               - (MMAP_PAGESIZE
 421                  +
 422                  (a->pvt_heap_size ? a->pvt_heap_size : SVM_PVT_MHEAP_SIZE)));
 423
 424       if (mmap (rp->data_base, map_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
 425                 MAP_SHARED | MAP_FIXED, fd, 0) == MAP_FAILED)
 426         {
 427           clib_unix_warning ("mmap");
 428           close (fd);
 429           return -3;
 430         }
 431       close (fd);
 432     }
 433   return 0;
 434 }
 435
 436 u8 *
 437 shm_name_from_svm_map_region_args (svm_map_region_args_t * a)
 438 {
 439   u8 *shm_name;
 440   int root_path_offset = 0;
 441   int name_offset = 0;
 442
 443   if (a->root_path)
 444     {
 445       /* Tolerate present or absent slashes */
 446       if (a->root_path[0] == '/')
 447         root_path_offset++;
 448
 449       if (a->name[0] == '/')
 450         name_offset = 1;
 451
 452       shm_name = format (0, "/%s-%s%c", &a->root_path[root_path_offset],
 453                          &a->name[name_offset], 0);
 454     }
 455   else
 456     shm_name = format (0, "%s%c", a->name, 0);
 457   return (shm_name);
 458 }
 459
 460 void
 461 svm_region_init_mapped_region (svm_map_region_args_t * a, svm_region_t * rp)
 462 {
 463   pthread_mutexattr_t attr;
 464   pthread_condattr_t cattr;
 465   int nbits, words, bit;
 466   int overhead_space;
 467   void *oldheap;
 468   uword data_base;
 469   ASSERT (rp);
 470   int rv;
 471
 472   clib_memset (rp, 0, sizeof (*rp));
 473
 474   if (pthread_mutexattr_init (&attr))
 475     clib_unix_warning ("mutexattr_init");
 476
 477   if (pthread_mutexattr_setpshared (&attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED))
 478     clib_unix_warning ("mutexattr_setpshared");
 479
 480   if (pthread_mutex_init (&rp->mutex, &attr))
 481     clib_unix_warning ("mutex_init");
 482
 483   if (pthread_mutexattr_destroy (&attr))
 484     clib_unix_warning ("mutexattr_destroy");
 485
 486   if (pthread_condattr_init (&cattr))
 487     clib_unix_warning ("condattr_init");
 488
 489   if (pthread_condattr_setpshared (&cattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED))
 490     clib_unix_warning ("condattr_setpshared");
 491
 492   if (pthread_cond_init (&rp->condvar, &cattr))
 493     clib_unix_warning ("cond_init");
 494
 495   if (pthread_condattr_destroy (&cattr))
 496     clib_unix_warning ("condattr_destroy");
 497
 498   region_lock (rp, 1);
 499
 500   rp->virtual_base = a->baseva;
 501   rp->virtual_size = a->size;
 502
 503 #if USE_DLMALLOC == 0
 504   rp->region_heap =
 505     mheap_alloc_with_flags (uword_to_pointer
 506                             (a->baseva + MMAP_PAGESIZE, void *),
 507                             (a->pvt_heap_size !=
 508                              0) ? a->pvt_heap_size : SVM_PVT_MHEAP_SIZE,
 509                             MHEAP_FLAG_DISABLE_VM);
 510 #else
 511   rp->region_heap = create_mspace_with_base
 512     (uword_to_pointer (a->baseva + MMAP_PAGESIZE, void *),
 513      (a->pvt_heap_size !=
 514       0) ? a->pvt_heap_size : SVM_PVT_MHEAP_SIZE, 1 /* locked */ );
 515
 516   mspace_disable_expand (rp->region_heap);
 517 #endif
 518
 519   oldheap = svm_push_pvt_heap (rp);
 520
 521   rp->region_name = (char *) format (0, "%s%c", a->name, 0);
 522   vec_add1 (rp->client_pids, getpid ());
 523
 524   nbits = rp->virtual_size / MMAP_PAGESIZE;
 525
 526   ASSERT (nbits > 0);
 527   rp->bitmap_size = nbits;
 528   words = (nbits + BITS (uword) - 1) / BITS (uword);
 529   vec_validate (rp->bitmap, words - 1);
 530
 531   overhead_space = MMAP_PAGESIZE /* header */  +
 532     ((a->pvt_heap_size != 0) ? a->pvt_heap_size : SVM_PVT_MHEAP_SIZE);
 533
 534   bit = 0;
 535   data_base = (uword) rp->virtual_base;
 536
 537   if (a->flags & SVM_FLAGS_NODATA)
 538     rp->flags |= SVM_FLAGS_NEED_DATA_INIT;
 539
 540   do
 541     {
 542       clib_bitmap_set_no_check (rp->bitmap, bit, 1);
 543       bit++;
 544       overhead_space -= MMAP_PAGESIZE;
 545       data_base += MMAP_PAGESIZE;
 546     }
 547   while (overhead_space > 0);
 548
 549   rp->data_base = (void *) data_base;
 550
 551   /*
 552    * Note: although the POSIX spec guarantees that only one
 553    * process enters this block, we have to play games
 554    * to hold off clients until e.g. the mutex is ready
 555    */
 556   rp->version = SVM_VERSION;
 557
 558   /* setup the data portion of the region */
 559
 560   rv = svm_data_region_create (a, rp);
 561   if (rv)
 562     {
 563       clib_warning ("data_region_create: %d", rv);
 564     }
 565
 566   region_unlock (rp);
 567
 568   svm_pop_heap (oldheap);
 569 }
 570
 571 /*
 572  * svm_map_region
 573  */
 574 void *
 575 svm_map_region (svm_map_region_args_t * a)
 576 {
 577   int svm_fd;
 578   svm_region_t *rp;
 579   int deadman = 0;
 580   u8 junk = 0;
 581   void *oldheap;
 582   int rv;
 583   int pid_holding_region_lock;
 584   u8 *shm_name;
 585   int dead_region_recovery = 0;
 586   int time_left;
 587   struct stat stat;
 588   struct timespec ts, tsrem;
 589
 590   ASSERT ((a->size & ~(MMAP_PAGESIZE - 1)) == a->size);
 591   ASSERT (a->name);
 592
 593   shm_name = shm_name_from_svm_map_region_args (a);
 594
 595   if (CLIB_DEBUG > 1)
 596     clib_warning ("[%d] map region %s: shm_open (%s)",
 597                   getpid (), a->name, shm_name);
 598
 599   svm_fd = shm_open ((char *) shm_name, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0777);
 600
 601   if (svm_fd >= 0)
 602     {
 603       if (fchmod (svm_fd, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP) < 0)
 604         clib_unix_warning ("segment chmod");
 605       /* This turns out to fail harmlessly if the client starts first */
 606       if (fchown (svm_fd, a->uid, a->gid) < 0)
 607         clib_unix_warning ("segment chown [ok if client starts first]");
 608
 609       vec_free (shm_name);
 610
 611       if (lseek (svm_fd, a->size, SEEK_SET) == (off_t) - 1)
 612         {
 613           clib_warning ("seek region size");
 614           close (svm_fd);
 615           return (0);
 616         }
 617       if (write (svm_fd, &junk, 1) != 1)
 618         {
 619           clib_warning ("set region size");
 620           close (svm_fd);
 621           return (0);
 622         }
 623
 624       rp = mmap (uword_to_pointer (a->baseva, void *), a->size,
 625                  PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_FIXED, svm_fd, 0);
 626
 627       if (rp == (svm_region_t *) MAP_FAILED)
 628         {
 629           clib_unix_warning ("mmap create");
 630           close (svm_fd);
 631           return (0);
 632         }
 633       close (svm_fd);
 634
 635       svm_region_init_mapped_region (a, rp);
 636
 637       return ((void *) rp);
 638     }
 639   else
 640     {
 641       svm_fd = shm_open ((char *) shm_name, O_RDWR, 0777);
 642
 643       vec_free (shm_name);
 644
 645       if (svm_fd < 0)
 646         {
 647           perror ("svm_region_map(mmap open)");
 648           return (0);
 649         }
 650
 651       /* Reset ownership in case the client started first */
 652       if (fchown (svm_fd, a->uid, a->gid) < 0)
 653         clib_unix_warning ("segment chown [ok if client starts first]");
 654
 655       time_left = 20;
 656       while (1)
 657         {
 658           if (0 != fstat (svm_fd, &stat))
 659             {
 660               clib_warning ("fstat failed: %d", errno);
 661               close (svm_fd);
 662               return (0);
 663             }
 664           if (stat.st_size > 0)
 665             {
 666               break;
 667             }
 668           if (0 == time_left)
 669             {
 670               clib_warning ("waiting for resize of shm file timed out");
 671               close (svm_fd);
 672               return (0);
 673             }
 674           ts.tv_sec = 0;
 675           ts.tv_nsec = 100000000;
 676           while (nanosleep (&ts, &tsrem) < 0)
 677             ts = tsrem;
 678           time_left--;
 679         }
 680
 681       rp = mmap (0, MMAP_PAGESIZE,
 682                  PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, svm_fd, 0);
 683
 684       if (rp == (svm_region_t *) MAP_FAILED)
 685         {
 686           close (svm_fd);
 687           clib_warning ("mmap");
 688           return (0);
 689         }
 690       /*
 691        * We lost the footrace to create this region; make sure
 692        * the winner has crossed the finish line.
 693        */
 694       while (rp->version == 0 && deadman++ < 5)
 695         {
 696           sleep (1);
 697         }
 698
 699       /*
 700        * <bleep>-ed?
 701        */
 702       if (rp->version == 0)
 703         {
 704           clib_warning ("rp->version %d not %d", rp->version, SVM_VERSION);
 705           close (svm_fd);
 706           munmap (rp, a->size);
 707           return (0);
 708         }
 709       /* Remap now that the region has been placed */
 710       a->baseva = rp->virtual_base;
 711       a->size = rp->virtual_size;
 712       munmap (rp, MMAP_PAGESIZE);
 713
 714       rp = (void *) mmap (uword_to_pointer (a->baseva, void *), a->size,
 715                           PROT_READ | PROT_WRITE,
 716                           MAP_SHARED | MAP_FIXED, svm_fd, 0);
 717       if ((uword) rp == (uword) MAP_FAILED)
 718         {
 719           clib_unix_warning ("mmap");
 720           close (svm_fd);
 721           return (0);
 722         }
 723
 724       close (svm_fd);
 725
 726       if ((uword) rp != rp->virtual_base)
 727         {
 728           clib_warning ("mmap botch");
 729         }
 730
 731       /*
 732        * Try to fix the region mutex if it is held by
 733        * a dead process
 734        */
 735       pid_holding_region_lock = rp->mutex_owner_pid;
 736       if (pid_holding_region_lock && kill (pid_holding_region_lock, 0) < 0)
 737         {
 738           clib_warning
 739             ("region %s mutex held by dead pid %d, tag %d, force unlock",
 740              rp->region_name, pid_holding_region_lock, rp->mutex_owner_tag);
 741           /* owner pid is nonexistent */
 742           rp->mutex.__data.__owner = 0;
 743           rp->mutex.__data.__lock = 0;
 744           dead_region_recovery = 1;
 745         }
 746
 747       if (dead_region_recovery)
 748         clib_warning ("recovery: attempt to re-lock region");
 749
 750       region_lock (rp, 2);
 751       oldheap = svm_push_pvt_heap (rp);
 752       vec_add1 (rp->client_pids, getpid ());
 753
 754       if (dead_region_recovery)
 755         clib_warning ("recovery: attempt svm_data_region_map");
 756
 757       rv = svm_data_region_map (a, rp);
 758       if (rv)
 759         {
 760           clib_warning ("data_region_map: %d", rv);
 761         }
 762
 763       if (dead_region_recovery)
 764         clib_warning ("unlock and continue");
 765
 766       region_unlock (rp);
 767
 768       svm_pop_heap (oldheap);
 769
 770       return ((void *) rp);
 771
 772     }
 773   return 0;                     /* NOTREACHED */
 774 }
 775
 776 static void
 777 svm_mutex_cleanup (void)
 778 {
 779   int i;
 780   for (i = 0; i < nheld; i++)
 781     {
 782       pthread_mutex_unlock (mutexes_held[i]);
 783     }
 784 }
 785
 786 static int
 787 svm_region_init_internal (svm_map_region_args_t * a)
 788 {
 789   svm_region_t *rp;
 790   u64 ticks = clib_cpu_time_now ();
 791   uword randomize_baseva;
 792
 793   /* guard against klutz calls */
 794   if (root_rp)
 795     return -1;
 796
 797   root_rp_refcount++;
 798
 799   atexit (svm_mutex_cleanup);
 800
 801   /* Randomize the shared-VM base at init time */
 802   if (MMAP_PAGESIZE <= (4 << 10))
 803     randomize_baseva = (ticks & 15) * MMAP_PAGESIZE;
 804   else
 805     randomize_baseva = (ticks & 3) * MMAP_PAGESIZE;
 806
 807   a->baseva += randomize_baseva;
 808
 809   rp = svm_map_region (a);
 810   if (!rp)
 811     return -1;
 812
 813   region_lock (rp, 3);
 814
 815   /* Set up the main region data structures */
 816   if (rp->flags & SVM_FLAGS_NEED_DATA_INIT)
 817     {
 818       svm_main_region_t *mp = 0;
 819       void *oldheap;
 820
 821       rp->flags &= ~(SVM_FLAGS_NEED_DATA_INIT);
 822
 823       oldheap = svm_push_pvt_heap (rp);
 824       vec_validate (mp, 0);
 825       mp->name_hash = hash_create_string (0, sizeof (uword));
 826       mp->root_path = a->root_path ? format (0, "%s%c", a->root_path, 0) : 0;
 827       mp->uid = a->uid;
 828       mp->gid = a->gid;
 829       rp->data_base = mp;
 830       svm_pop_heap (oldheap);
 831     }
 832   region_unlock (rp);
 833   root_rp = rp;
 834
 835   return 0;
 836 }
 837
 838 void
 839 svm_region_init (void)
 840 {
 841   svm_map_region_args_t _a, *a = &_a;
 842
 843   clib_memset (a, 0, sizeof (*a));
 844   a->root_path = 0;
 845   a->name = SVM_GLOBAL_REGION_NAME;
 846   a->baseva = svm_get_global_region_base_va ();
 847   a->size = SVM_GLOBAL_REGION_SIZE;
 848   a->flags = SVM_FLAGS_NODATA;
 849   a->uid = 0;
 850   a->gid = 0;
 851
 852   svm_region_init_internal (a);
 853 }
 854
 855 int
 856 svm_region_init_chroot (const char *root_path)
 857 {
 858   svm_map_region_args_t _a, *a = &_a;
 859
 860   clib_memset (a, 0, sizeof (*a));
 861   a->root_path = root_path;
 862   a->name = SVM_GLOBAL_REGION_NAME;
 863   a->baseva = svm_get_global_region_base_va ();
 864   a->size = SVM_GLOBAL_REGION_SIZE;
 865   a->flags = SVM_FLAGS_NODATA;
 866   a->uid = 0;
 867   a->gid = 0;
 868
 869   return svm_region_init_internal (a);
 870 }
 871
 872 void
 873 svm_region_init_chroot_uid_gid (const char *root_path, int uid, int gid)
 874 {
 875   svm_map_region_args_t _a, *a = &_a;
 876
 877   clib_memset (a, 0, sizeof (*a));
 878   a->root_path = root_path;
 879   a->name = SVM_GLOBAL_REGION_NAME;
 880   a->baseva = svm_get_global_region_base_va ();
 881   a->size = SVM_GLOBAL_REGION_SIZE;
 882   a->flags = SVM_FLAGS_NODATA;
 883   a->uid = uid;
 884   a->gid = gid;
 885
 886   svm_region_init_internal (a);
 887 }
 888
 889 void
 890 svm_region_init_args (svm_map_region_args_t * a)
 891 {
 892   svm_region_init_internal (a);
 893 }
 894
 895 void *
 896 svm_region_find_or_create (svm_map_region_args_t * a)
 897 {
 898   svm_main_region_t *mp;
 899   svm_region_t *rp;
 900   uword need_nbits;
 901   int index, i;
 902   void *oldheap;
 903   uword *p;
 904   u8 *name;
 905   svm_subregion_t *subp;
 906
 907   ASSERT (root_rp);
 908
 909   a->size += MMAP_PAGESIZE +
 910     ((a->pvt_heap_size != 0) ? a->pvt_heap_size : SVM_PVT_MHEAP_SIZE);
 911   a->size = rnd_pagesize (a->size);
 912
 913   region_lock (root_rp, 4);
 914   oldheap = svm_push_pvt_heap (root_rp);
 915   mp = root_rp->data_base;
 916
 917   ASSERT (mp);
 918
 919   /* Map the named region from the correct chroot environment */
 920   if (a->root_path == NULL)
 921     a->root_path = (char *) mp->root_path;
 922
 923   /*
 924    * See if this region is already known. If it is, we're
 925    * almost done...
 926    */
 927   p = hash_get_mem (mp->name_hash, a->name);
 928
 929   if (p)
 930     {
 931       rp = svm_map_region (a);
 932       region_unlock (root_rp);
 933       svm_pop_heap (oldheap);
 934       return rp;
 935     }
 936
 937   /* Create the region. */
 938   ASSERT ((a->size & ~(MMAP_PAGESIZE - 1)) == a->size);
 939
 940   need_nbits = a->size / MMAP_PAGESIZE;
 941
 942   index = 1;                    /* $$$ fixme, figure out how many bit to really skip */
 943
 944   /*
 945    * Scan the virtual space allocation bitmap, looking for a large
 946    * enough chunk
 947    */
 948   do
 949     {
 950       if (clib_bitmap_get_no_check (root_rp->bitmap, index) == 0)
 951         {
 952           for (i = 0; i < (need_nbits - 1); i++)
 953             {
 954               if (clib_bitmap_get_no_check (root_rp->bitmap, index + i) == 1)
 955                 {
 956                   index = index + i;
 957                   goto next;
 958                 }
 959             }
 960           break;
 961         }
 962       index++;
 963     next:;
 964     }
 965   while (index < root_rp->bitmap_size);
 966
 967   /* Completely out of VM? */
 968   if (index >= root_rp->bitmap_size)
 969     {
 970       clib_warning ("region %s: not enough VM to allocate 0x%llx (%lld)",
 971                     root_rp->region_name, a->size, a->size);
 972       svm_pop_heap (oldheap);
 973       region_unlock (root_rp);
 974       return 0;
 975     }
 976
 977   /*
 978    * Mark virtual space allocated
 979    */
 980 #if CLIB_DEBUG > 1
 981   clib_warning ("set %d bits at index %d", need_nbits, index);
 982 #endif
 983
 984   for (i = 0; i < need_nbits; i++)
 985     {
 986       clib_bitmap_set_no_check (root_rp->bitmap, index + i, 1);
 987     }
 988
 989   /* Place this region where it goes... */
 990   a->baseva = root_rp->virtual_base + index * MMAP_PAGESIZE;
 991
 992   rp = svm_map_region (a);
 993
 994   pool_get (mp->subregions, subp);
 995   name = format (0, "%s%c", a->name, 0);
 996   subp->subregion_name = name;
 997
 998   hash_set_mem (mp->name_hash, name, subp - mp->subregions);
 999
1000   svm_pop_heap (oldheap);
1001
1002   region_unlock (root_rp);
1003
1004   return (rp);
1005 }
1006
1007 void
1008 svm_region_unlink (svm_region_t * rp)
1009 {
1010   svm_map_region_args_t _a, *a = &_a;
1011   svm_main_region_t *mp;
1012   u8 *shm_name;
1013
1014   ASSERT (root_rp);
1015   ASSERT (rp);
1016   ASSERT (vec_c_string_is_terminated (rp->region_name));
1017
1018   mp = root_rp->data_base;
1019   ASSERT (mp);
1020
1021   a->root_path = (char *) mp->root_path;
1022   a->name = rp->region_name;
1023   shm_name = shm_name_from_svm_map_region_args (a);
1024   if (CLIB_DEBUG > 1)
1025     clib_warning ("[%d] shm_unlink (%s)", getpid (), shm_name);
1026   shm_unlink ((const char *) shm_name);
1027   vec_free (shm_name);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * svm_region_unmap
1032  *
1033  * Let go of the indicated region. If the calling process
1034  * is the last customer, throw it away completely.
1035  * The root region mutex guarantees atomicity with respect to
1036  * a new region client showing up at the wrong moment.
1037  */
1038 void
1039 svm_region_unmap_internal (void *rp_arg, u8 is_client)
1040 {
1041   int i, mypid = getpid ();
1042   int nclients_left;
1043   void *oldheap;
1044   uword virtual_base, virtual_size;
1045   svm_region_t *rp = rp_arg;
1046   char *name;
1047
1048   /*
1049    * If we take a signal while holding one or more shared-memory
1050    * mutexes, we may end up back here from an otherwise
1051    * benign exit handler. Bail out to avoid a recursive
1052    * mutex screw-up.
1053    */
1054   if (nheld)
1055     return;
1056
1057   ASSERT (rp);
1058   ASSERT (root_rp);
1059
1060   if (CLIB_DEBUG > 1)
1061     clib_warning ("[%d] unmap region %s", getpid (), rp->region_name);
1062
1063   region_lock (root_rp, 5);
1064   region_lock (rp, 6);
1065
1066   oldheap = svm_push_pvt_heap (rp);     /* nb vec_delete() in the loop */
1067
1068   /* Remove the caller from the list of mappers */
1069   for (i = 0; i < vec_len (rp->client_pids); i++)
1070     {
1071       if (rp->client_pids[i] == mypid)
1072         {
1073           vec_delete (rp->client_pids, 1, i);
1074           goto found;
1075         }
1076     }
1077   clib_warning ("pid %d AWOL", mypid);
1078
1079 found:
1080
1081   svm_pop_heap (oldheap);
1082
1083   nclients_left = vec_len (rp->client_pids);
1084   virtual_base = rp->virtual_base;
1085   virtual_size = rp->virtual_size;
1086
1087   if (nclients_left == 0)
1088     {
1089       int index, nbits, i;
1090       svm_main_region_t *mp;
1091       uword *p;
1092       svm_subregion_t *subp;
1093
1094       /* Kill the region, last guy on his way out */
1095
1096       oldheap = svm_push_pvt_heap (root_rp);
1097       name = vec_dup (rp->region_name);
1098
1099       virtual_base = rp->virtual_base;
1100       virtual_size = rp->virtual_size;
1101
1102       /* Figure out which bits to clear in the root region bitmap */
1103       index = (virtual_base - root_rp->virtual_base) / MMAP_PAGESIZE;
1104
1105       nbits = (virtual_size + MMAP_PAGESIZE - 1) / MMAP_PAGESIZE;
1106
1107 #if CLIB_DEBUG > 1
1108       clib_warning ("clear %d bits at index %d", nbits, index);
1109 #endif
1110       /* Give back the allocated VM */
1111       for (i = 0; i < nbits; i++)
1112         {
1113           clib_bitmap_set_no_check (root_rp->bitmap, index + i, 0);
1114         }
1115
1116       mp = root_rp->data_base;
1117
1118       p = hash_get_mem (mp->name_hash, name);
1119
1120       /* Better never happen ... */
1121       if (p == NULL)
1122         {
1123           region_unlock (rp);
1124           region_unlock (root_rp);
1125           svm_pop_heap (oldheap);
1126           clib_warning ("Region name '%s' not found?", name);
1127           return;
1128         }
1129
1130       /* Remove from the root region subregion pool */
1131       subp = mp->subregions + p[0];
1132       pool_put (mp->subregions, subp);
1133
1134       hash_unset_mem (mp->name_hash, name);
1135
1136       vec_free (name);
1137
1138       region_unlock (rp);
1139
1140       /* If a client asks for the cleanup, don't unlink the backing
1141        * file since we can't tell if it has been recreated. */
1142       if (!is_client)
1143         svm_region_unlink (rp);
1144
1145       munmap ((void *) virtual_base, virtual_size);
1146       region_unlock (root_rp);
1147       svm_pop_heap (oldheap);
1148       return;
1149     }
1150
1151   region_unlock (rp);
1152   region_unlock (root_rp);
1153
1154   munmap ((void *) virtual_base, virtual_size);
1155 }
1156
1157 void
1158 svm_region_unmap (void *rp_arg)
1159 {
1160   svm_region_unmap_internal (rp_arg, 0 /* is_client */ );
1161 }
1162
1163 void
1164 svm_region_unmap_client (void *rp_arg)
1165 {
1166   svm_region_unmap_internal (rp_arg, 1 /* is_client */ );
1167 }
1168
1169 /*
1170  * svm_region_exit
1171  */
1172 static void
1173 svm_region_exit_internal (u8 is_client)
1174 {
1175   void *oldheap;
1176   int i, mypid = getpid ();
1177   uword virtual_base, virtual_size;
1178
1179   /* It felt so nice we did it twice... */
1180   if (root_rp == 0)
1181     return;
1182
1183   if (--root_rp_refcount > 0)
1184     return;
1185
1186   /*
1187    * If we take a signal while holding one or more shared-memory
1188    * mutexes, we may end up back here from an otherwise
1189    * benign exit handler. Bail out to avoid a recursive
1190    * mutex screw-up.
1191    */
1192   if (nheld)
1193     return;
1194
1195   region_lock (root_rp, 7);
1196   oldheap = svm_push_pvt_heap (root_rp);
1197
1198   virtual_base = root_rp->virtual_base;
1199   virtual_size = root_rp->virtual_size;
1200
1201   for (i = 0; i < vec_len (root_rp->client_pids); i++)
1202     {
1203       if (root_rp->client_pids[i] == mypid)
1204         {
1205           vec_delete (root_rp->client_pids, 1, i);
1206           goto found;
1207         }
1208     }
1209   clib_warning ("pid %d AWOL", mypid);
1210
1211 found:
1212
1213   if (!is_client && vec_len (root_rp->client_pids) == 0)
1214     svm_region_unlink (root_rp);
1215
1216   region_unlock (root_rp);
1217   svm_pop_heap (oldheap);
1218
1219   root_rp = 0;
1220   munmap ((void *) virtual_base, virtual_size);
1221 }
1222
1223 void
1224 svm_region_exit (void)
1225 {
1226   svm_region_exit_internal (0 /* is_client */ );
1227 }
1228
1229 void
1230 svm_region_exit_client (void)
1231 {
1232   svm_region_exit_internal (1 /* is_client */ );
1233 }
1234
1235 void
1236 svm_client_scan_this_region_nolock (svm_region_t * rp)
1237 {
1238   int j;
1239   int mypid = getpid ();
1240   void *oldheap;
1241
1242   for (j = 0; j < vec_len (rp->client_pids); j++)
1243     {
1244       if (mypid == rp->client_pids[j])
1245         continue;
1246       if (rp->client_pids[j] && (kill (rp->client_pids[j], 0) < 0))
1247         {
1248           clib_warning ("%s: cleanup ghost pid %d",
1249                         rp->region_name, rp->client_pids[j]);
1250           /* nb: client vec in rp->region_heap */
1251           oldheap = svm_push_pvt_heap (rp);
1252           vec_delete (rp->client_pids, 1, j);
1253           j--;
1254           svm_pop_heap (oldheap);
1255         }
1256     }
1257 }
1258
1259
1260 /*
1261  * Scan svm regions for dead clients
1262  */
1263 void
1264 svm_client_scan (const char *root_path)
1265 {
1266   int i, j;
1267   svm_main_region_t *mp;
1268   svm_map_region_args_t *a = 0;
1269   svm_region_t *root_rp;
1270   svm_region_t *rp;
1271   svm_subregion_t *subp;
1272   u8 *name = 0;
1273   u8 **svm_names = 0;
1274   void *oldheap;
1275   int mypid = getpid ();
1276
1277   vec_validate (a, 0);
1278
1279   svm_region_init_chroot (root_path);
1280
1281   root_rp = svm_get_root_rp ();
1282
1283   pthread_mutex_lock (&root_rp->mutex);
1284
1285   mp = root_rp->data_base;
1286
1287   for (j = 0; j < vec_len (root_rp->client_pids); j++)
1288     {
1289       if (mypid == root_rp->client_pids[j])
1290         continue;
1291       if (root_rp->client_pids[j] && (kill (root_rp->client_pids[j], 0) < 0))
1292         {
1293           clib_warning ("%s: cleanup ghost pid %d",
1294                         root_rp->region_name, root_rp->client_pids[j]);
1295           /* nb: client vec in root_rp->region_heap */
1296           oldheap = svm_push_pvt_heap (root_rp);
1297           vec_delete (root_rp->client_pids, 1, j);
1298           j--;
1299           svm_pop_heap (oldheap);
1300         }
1301     }
1302
1303   /*
1304    * Snapshoot names, can't hold root rp mutex across
1305    * find_or_create.
1306    */
1307   /* *INDENT-OFF* */
1308   pool_foreach (subp, mp->subregions, ({
1309         name = vec_dup (subp->subregion_name);
1310         vec_add1(svm_names, name);
1311       }));
1312   /* *INDENT-ON* */
1313
1314   pthread_mutex_unlock (&root_rp->mutex);
1315
1316   for (i = 0; i < vec_len (svm_names); i++)
1317     {
1318       vec_validate (a, 0);
1319       a->root_path = root_path;
1320       a->name = (char *) svm_names[i];
1321       rp = svm_region_find_or_create (a);
1322       if (rp)
1323         {
1324           pthread_mutex_lock (&rp->mutex);
1325
1326           svm_client_scan_this_region_nolock (rp);
1327
1328           pthread_mutex_unlock (&rp->mutex);
1329           svm_region_unmap (rp);
1330           vec_free (svm_names[i]);
1331         }
1332       vec_free (a);
1333     }
1334   vec_free (svm_names);
1335
1336   svm_region_exit ();
1337
1338   vec_free (a);
1339 }
1340
1341 /*
1342  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1343  *
1344  * Local Variables:
1345  * eval: (c-set-style "gnu")
1346  * End:
1347  */