chiark / gitweb /
sd-journal: verify that object start with the field name
[elogind.git] / src / journal / mmap-cache.c
1 /*-*- Mode: C; c-basic-offset: 8; indent-tabs-mode: nil -*-*/
2
3 /***
4   This file is part of systemd.
5
6   Copyright 2012 Lennart Poettering
7
8   systemd is free software; you can redistribute it and/or modify it
9   under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
10   the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
11   (at your option) any later version.
12
13   systemd is distributed in the hope that it will be useful, but
14   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
16   Lesser General Public License for more details.
17
18   You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
19   along with systemd; If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
20 ***/
21
22 #include <errno.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <sys/mman.h>
25 #include <string.h>
26
27 #include "hashmap.h"
28 #include "list.h"
29 #include "log.h"
30 #include "util.h"
31 #include "macro.h"
32 #include "mmap-cache.h"
33
34 typedef struct Window Window;
35 typedef struct Context Context;
36 typedef struct FileDescriptor FileDescriptor;
37
38 struct Window {
39         MMapCache *cache;
40
41         unsigned keep_always;
42         bool in_unused;
43
44         int prot;
45         void *ptr;
46         uint64_t offset;
47         size_t size;
48
49         FileDescriptor *fd;
50
51         LIST_FIELDS(Window, by_fd);
52         LIST_FIELDS(Window, unused);
53
54         LIST_HEAD(Context, contexts);
55 };
56
57 struct Context {
58         MMapCache *cache;
59         unsigned id;
60         Window *window;
61
62         LIST_FIELDS(Context, by_window);
63 };
64
65 struct FileDescriptor {
66         MMapCache *cache;
67         int fd;
68         LIST_HEAD(Window, windows);
69 };
70
71 struct MMapCache {
72         int n_ref;
73         unsigned n_windows;
74
75         unsigned n_hit, n_missed;
76
77
78         Hashmap *fds;
79         Hashmap *contexts;
80
81         LIST_HEAD(Window, unused);
82         Window *last_unused;
83 };
84
85 #define WINDOWS_MIN 64
86 #define WINDOW_SIZE (8ULL*1024ULL*1024ULL)
87
88 MMapCache* mmap_cache_new(void) {
89         MMapCache *m;
90
91         m = new0(MMapCache, 1);
92         if (!m)
93                 return NULL;
94
95         m->n_ref = 1;
96         return m;
97 }
98
99 MMapCache* mmap_cache_ref(MMapCache *m) {
100         assert(m);
101         assert(m->n_ref > 0);
102
103         m->n_ref ++;
104         return m;
105 }
106
107 static void window_unlink(Window *w) {
108         Context *c;
109
110         assert(w);
111
112         if (w->ptr)
113                 munmap(w->ptr, w->size);
114
115         if (w->fd)
116                 LIST_REMOVE(by_fd, w->fd->windows, w);
117
118         if (w->in_unused) {
119                 if (w->cache->last_unused == w)
120                         w->cache->last_unused = w->unused_prev;
121
122                 LIST_REMOVE(unused, w->cache->unused, w);
123         }
124
125         LIST_FOREACH(by_window, c, w->contexts) {
126                 assert(c->window == w);
127                 c->window = NULL;
128         }
129 }
130
131 static void window_free(Window *w) {
132         assert(w);
133
134         window_unlink(w);
135         w->cache->n_windows--;
136         free(w);
137 }
138
139 _pure_ static bool window_matches(Window *w, int fd, int prot, uint64_t offset, size_t size) {
140         assert(w);
141         assert(fd >= 0);
142         assert(size > 0);
143
144         return
145                 w->fd &&
146                 fd == w->fd->fd &&
147                 prot == w->prot &&
148                 offset >= w->offset &&
149                 offset + size <= w->offset + w->size;
150 }
151
152 static Window *window_add(MMapCache *m) {
153         Window *w;
154
155         assert(m);
156
157         if (!m->last_unused || m->n_windows <= WINDOWS_MIN) {
158
159                 /* Allocate a new window */
160                 w = new0(Window, 1);
161                 if (!w)
162                         return NULL;
163                 m->n_windows++;
164         } else {
165
166                 /* Reuse an existing one */
167                 w = m->last_unused;
168                 window_unlink(w);
169                 zero(*w);
170         }
171
172         w->cache = m;
173         return w;
174 }
175
176 static void context_detach_window(Context *c) {
177         Window *w;
178
179         assert(c);
180
181         if (!c->window)
182                 return;
183
184         w = c->window;
185         c->window = NULL;
186         LIST_REMOVE(by_window, w->contexts, c);
187
188         if (!w->contexts && w->keep_always == 0) {
189                 /* Not used anymore? */
190                 LIST_PREPEND(unused, c->cache->unused, w);
191                 if (!c->cache->last_unused)
192                         c->cache->last_unused = w;
193
194                 w->in_unused = true;
195         }
196 }
197
198 static void context_attach_window(Context *c, Window *w) {
199         assert(c);
200         assert(w);
201
202         if (c->window == w)
203                 return;
204
205         context_detach_window(c);
206
207         if (w->in_unused) {
208                 /* Used again? */
209                 LIST_REMOVE(unused, c->cache->unused, w);
210                 if (c->cache->last_unused == w)
211                         c->cache->last_unused = w->unused_prev;
212
213                 w->in_unused = false;
214         }
215
216         c->window = w;
217         LIST_PREPEND(by_window, w->contexts, c);
218 }
219
220 static Context *context_add(MMapCache *m, unsigned id) {
221         Context *c;
222         int r;
223
224         assert(m);
225
226         c = hashmap_get(m->contexts, UINT_TO_PTR(id + 1));
227         if (c)
228                 return c;
229
230         r = hashmap_ensure_allocated(&m->contexts, trivial_hash_func, trivial_compare_func);
231         if (r < 0)
232                 return NULL;
233
234         c = new0(Context, 1);
235         if (!c)
236                 return NULL;
237
238         c->cache = m;
239         c->id = id;
240
241         r = hashmap_put(m->contexts, UINT_TO_PTR(id + 1), c);
242         if (r < 0) {
243                 free(c);
244                 return NULL;
245         }
246
247         return c;
248 }
249
250 static void context_free(Context *c) {
251         assert(c);
252
253         context_detach_window(c);
254
255         if (c->cache)
256                 assert_se(hashmap_remove(c->cache->contexts, UINT_TO_PTR(c->id + 1)));
257
258         free(c);
259 }
260
261 static void fd_free(FileDescriptor *f) {
262         assert(f);
263
264         while (f->windows)
265                 window_free(f->windows);
266
267         if (f->cache)
268                 assert_se(hashmap_remove(f->cache->fds, INT_TO_PTR(f->fd + 1)));
269
270         free(f);
271 }
272
273 static FileDescriptor* fd_add(MMapCache *m, int fd) {
274         FileDescriptor *f;
275         int r;
276
277         assert(m);
278         assert(fd >= 0);
279
280         f = hashmap_get(m->fds, INT_TO_PTR(fd + 1));
281         if (f)
282                 return f;
283
284         r = hashmap_ensure_allocated(&m->fds, trivial_hash_func, trivial_compare_func);
285         if (r < 0)
286                 return NULL;
287
288         f = new0(FileDescriptor, 1);
289         if (!f)
290                 return NULL;
291
292         f->cache = m;
293         f->fd = fd;
294
295         r = hashmap_put(m->fds, UINT_TO_PTR(fd + 1), f);
296         if (r < 0) {
297                 free(f);
298                 return NULL;
299         }
300
301         return f;
302 }
303
304 static void mmap_cache_free(MMapCache *m) {
305         Context *c;
306         FileDescriptor *f;
307
308         assert(m);
309
310         while ((c = hashmap_first(m->contexts)))
311                 context_free(c);
312
313         hashmap_free(m->contexts);
314
315         while ((f = hashmap_first(m->fds)))
316                 fd_free(f);
317
318         hashmap_free(m->fds);
319
320         while (m->unused)
321                 window_free(m->unused);
322
323         free(m);
324 }
325
326 MMapCache* mmap_cache_unref(MMapCache *m) {
327         assert(m);
328         assert(m->n_ref > 0);
329
330         m->n_ref --;
331         if (m->n_ref == 0)
332                 mmap_cache_free(m);
333
334         return NULL;
335 }
336
337 static int make_room(MMapCache *m) {
338         assert(m);
339
340         if (!m->last_unused)
341                 return 0;
342
343         window_free(m->last_unused);
344         return 1;
345 }
346
347 static int try_context(
348                 MMapCache *m,
349                 int fd,
350                 int prot,
351                 unsigned context,
352                 bool keep_always,
353                 uint64_t offset,
354                 size_t size,
355                 void **ret) {
356
357         Context *c;
358
359         assert(m);
360         assert(m->n_ref > 0);
361         assert(fd >= 0);
362         assert(size > 0);
363
364         c = hashmap_get(m->contexts, UINT_TO_PTR(context+1));
365         if (!c)
366                 return 0;
367
368         assert(c->id == context);
369
370         if (!c->window)
371                 return 0;
372
373         if (!window_matches(c->window, fd, prot, offset, size)) {
374
375                 /* Drop the reference to the window, since it's unnecessary now */
376                 context_detach_window(c);
377                 return 0;
378         }
379
380         c->window->keep_always += keep_always;
381
382         if (ret)
383                 *ret = (uint8_t*) c->window->ptr + (offset - c->window->offset);
384         return 1;
385 }
386
387 static int find_mmap(
388                 MMapCache *m,
389                 int fd,
390                 int prot,
391                 unsigned context,
392                 bool keep_always,
393                 uint64_t offset,
394                 size_t size,
395                 void **ret) {
396
397         FileDescriptor *f;
398         Window *w;
399         Context *c;
400
401         assert(m);
402         assert(m->n_ref > 0);
403         assert(fd >= 0);
404         assert(size > 0);
405
406         f = hashmap_get(m->fds, INT_TO_PTR(fd + 1));
407         if (!f)
408                 return 0;
409
410         assert(f->fd == fd);
411
412         LIST_FOREACH(by_fd, w, f->windows)
413                 if (window_matches(w, fd, prot, offset, size))
414                         break;
415
416         if (!w)
417                 return 0;
418
419         c = context_add(m, context);
420         if (!c)
421                 return -ENOMEM;
422
423         context_attach_window(c, w);
424         w->keep_always += keep_always;
425
426         if (ret)
427                 *ret = (uint8_t*) w->ptr + (offset - w->offset);
428         return 1;
429 }
430
431 static int add_mmap(
432                 MMapCache *m,
433                 int fd,
434                 int prot,
435                 unsigned context,
436                 bool keep_always,
437                 uint64_t offset,
438                 size_t size,
439                 struct stat *st,
440                 void **ret) {
441
442         uint64_t woffset, wsize;
443         Context *c;
444         FileDescriptor *f;
445         Window *w;
446         void *d;
447         int r;
448
449         assert(m);
450         assert(m->n_ref > 0);
451         assert(fd >= 0);
452         assert(size > 0);
453
454         woffset = offset & ~((uint64_t) page_size() - 1ULL);
455         wsize = size + (offset - woffset);
456         wsize = PAGE_ALIGN(wsize);
457
458         if (wsize < WINDOW_SIZE) {
459                 uint64_t delta;
460
461                 delta = PAGE_ALIGN((WINDOW_SIZE - wsize) / 2);
462
463                 if (delta > offset)
464                         woffset = 0;
465                 else
466                         woffset -= delta;
467
468                 wsize = WINDOW_SIZE;
469         }
470
471         if (st) {
472                 /* Memory maps that are larger then the files
473                    underneath have undefined behavior. Hence, clamp
474                    things to the file size if we know it */
475
476                 if (woffset >= (uint64_t) st->st_size)
477                         return -EADDRNOTAVAIL;
478
479                 if (woffset + wsize > (uint64_t) st->st_size)
480                         wsize = PAGE_ALIGN(st->st_size - woffset);
481         }
482
483         for (;;) {
484                 d = mmap(NULL, wsize, prot, MAP_SHARED, fd, woffset);
485                 if (d != MAP_FAILED)
486                         break;
487                 if (errno != ENOMEM)
488                         return -errno;
489
490                 r = make_room(m);
491                 if (r < 0)
492                         return r;
493                 if (r == 0)
494                         return -ENOMEM;
495         }
496
497         c = context_add(m, context);
498         if (!c)
499                 return -ENOMEM;
500
501         f = fd_add(m, fd);
502         if (!f)
503                 return -ENOMEM;
504
505         w = window_add(m);
506         if (!w)
507                 return -ENOMEM;
508
509         w->keep_always = keep_always;
510         w->ptr = d;
511         w->offset = woffset;
512         w->prot = prot;
513         w->size = wsize;
514         w->fd = f;
515
516         LIST_PREPEND(by_fd, f->windows, w);
517
518         context_detach_window(c);
519         c->window = w;
520         LIST_PREPEND(by_window, w->contexts, c);
521
522         if (ret)
523                 *ret = (uint8_t*) w->ptr + (offset - w->offset);
524         return 1;
525 }
526
527 int mmap_cache_get(
528                 MMapCache *m,
529                 int fd,
530                 int prot,
531                 unsigned context,
532                 bool keep_always,
533                 uint64_t offset,
534                 size_t size,
535                 struct stat *st,
536                 void **ret) {
537
538         int r;
539
540         assert(m);
541         assert(m->n_ref > 0);
542         assert(fd >= 0);
543         assert(size > 0);
544
545         /* Check whether the current context is the right one already */
546         r = try_context(m, fd, prot, context, keep_always, offset, size, ret);
547         if (r != 0) {
548                 m->n_hit ++;
549                 return r;
550         }
551
552         /* Search for a matching mmap */
553         r = find_mmap(m, fd, prot, context, keep_always, offset, size, ret);
554         if (r != 0) {
555                 m->n_hit ++;
556                 return r;
557         }
558
559         m->n_missed++;
560
561         /* Create a new mmap */
562         return add_mmap(m, fd, prot, context, keep_always, offset, size, st, ret);
563 }
564
565 int mmap_cache_release(
566                 MMapCache *m,
567                 int fd,
568                 int prot,
569                 unsigned context,
570                 uint64_t offset,
571                 size_t size) {
572
573         FileDescriptor *f;
574         Window *w;
575
576         assert(m);
577         assert(m->n_ref > 0);
578         assert(fd >= 0);
579         assert(size > 0);
580
581         f = hashmap_get(m->fds, INT_TO_PTR(fd + 1));
582         if (!f)
583                 return -EBADF;
584
585         assert(f->fd == fd);
586
587         LIST_FOREACH(by_fd, w, f->windows)
588                 if (window_matches(w, fd, prot, offset, size))
589                         break;
590
591         if (!w)
592                 return -ENOENT;
593
594         if (w->keep_always == 0)
595                 return -ENOLCK;
596
597         w->keep_always -= 1;
598         return 0;
599 }
600
601 void mmap_cache_close_fd(MMapCache *m, int fd) {
602         FileDescriptor *f;
603
604         assert(m);
605         assert(fd >= 0);
606
607         f = hashmap_get(m->fds, INT_TO_PTR(fd + 1));
608         if (!f)
609                 return;
610
611         fd_free(f);
612 }
613
614 void mmap_cache_close_context(MMapCache *m, unsigned context) {
615         Context *c;
616
617         assert(m);
618
619         c = hashmap_get(m->contexts, UINT_TO_PTR(context + 1));
620         if (!c)
621                 return;
622
623         context_free(c);
624 }
625
626 unsigned mmap_cache_get_hit(MMapCache *m) {
627         assert(m);
628
629         return m->n_hit;
630 }
631
632 unsigned mmap_cache_get_missed(MMapCache *m) {
633         assert(m);
634
635         return m->n_missed;
636 }