Make the ASYNC code default libctx aware
[openssl.git] / crypto / async / async.c
index 5bf64afa226cb84803e8c9d9b94ff2ed1d5c4e4c..b985505309c5784e9b46cfb0bef572bfa04f42f5 100644 (file)
@@ -1,54 +1,10 @@
-/* crypto/async/async.c */
 /*
- * Written by Matt Caswell (matt@openssl.org) for the OpenSSL project.
- */
-/* ====================================================================
- * Copyright (c) 2015 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
- *
- * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
- * modification, are permitted provided that the following conditions
- * are met:
- *
- * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
- *
- * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
- *    the documentation and/or other materials provided with the
- *    distribution.
- *
- * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
- *    software must display the following acknowledgment:
- *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
- *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
- *
- * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
- *    endorse or promote products derived from this software without
- *    prior written permission. For written permission, please contact
- *    licensing@OpenSSL.org.
+ * Copyright 2015-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
  *
- * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
- *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
- *    permission of the OpenSSL Project.
- *
- * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
- *    acknowledgment:
- *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
- *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
- *
- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
- * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
- * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
- * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
- * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
- * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
- * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
- * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
- * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
- * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
- * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- * ====================================================================
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
  */
 
 /*
  */
 #undef _FORTIFY_SOURCE
 
+/* This must be the first #include file */
+#include "async_local.h"
+
 #include <openssl/err.h>
-#include <openssl/async.h>
+#include "crypto/cryptlib.h"
 #include <string.h>
-#include "async_locl.h"
 
 #define ASYNC_JOB_RUNNING   0
 #define ASYNC_JOB_PAUSING   1
 #define ASYNC_JOB_PAUSED    2
 #define ASYNC_JOB_STOPPING  3
 
+static CRYPTO_THREAD_LOCAL ctxkey;
+static CRYPTO_THREAD_LOCAL poolkey;
+
+static void async_delete_thread_state(void *arg);
+
 static async_ctx *async_ctx_new(void)
 {
-    async_ctx *nctx = NULL;
+    async_ctx *nctx;
 
-    nctx = OPENSSL_malloc(sizeof (async_ctx));
+    if (!ossl_init_thread_start(NULL, NULL, async_delete_thread_state))
+        return NULL;
+
+    nctx = OPENSSL_malloc(sizeof(*nctx));
     if (nctx == NULL) {
         ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_CTX_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
         goto err;
@@ -82,7 +48,7 @@ static async_ctx *async_ctx_new(void)
     async_fibre_init_dispatcher(&nctx->dispatcher);
     nctx->currjob = NULL;
     nctx->blocked = 0;
-    if (!async_set_ctx(nctx))
+    if (!CRYPTO_THREAD_set_local(&ctxkey, nctx))
         goto err;
 
     return nctx;
@@ -92,13 +58,18 @@ err:
     return NULL;
 }
 
+async_ctx *async_get_ctx(void)
+{
+    return (async_ctx *)CRYPTO_THREAD_get_local(&ctxkey);
+}
+
 static int async_ctx_free(void)
 {
     async_ctx *ctx;
 
     ctx = async_get_ctx();
 
-    if (!async_set_ctx(NULL))
+    if (!CRYPTO_THREAD_set_local(&ctxkey, NULL))
         return 0;
 
     OPENSSL_free(ctx);
@@ -109,26 +80,14 @@ static int async_ctx_free(void)
 static ASYNC_JOB *async_job_new(void)
 {
     ASYNC_JOB *job = NULL;
-    OSSL_ASYNC_FD pipefds[2];
 
-    job = OPENSSL_malloc(sizeof (ASYNC_JOB));
+    job = OPENSSL_zalloc(sizeof(*job));
     if (job == NULL) {
         ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_JOB_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
         return NULL;
     }
 
-    if (!async_pipe(pipefds)) {
-        OPENSSL_free(job);
-        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_JOB_NEW, ASYNC_R_CANNOT_CREATE_WAIT_PIPE);
-        return NULL;
-    }
-
-    job->wake_set = 0;
-    job->wait_fd = pipefds[0];
-    job->wake_fd = pipefds[1];
-
     job->status = ASYNC_JOB_RUNNING;
-    job->funcargs = NULL;
 
     return job;
 }
@@ -144,54 +103,60 @@ static void async_job_free(ASYNC_JOB *job)
 
 static ASYNC_JOB *async_get_pool_job(void) {
     ASYNC_JOB *job;
-    STACK_OF(ASYNC_JOB) *pool;
+    async_pool *pool;
 
-    pool = async_get_pool();
+    pool = (async_pool *)CRYPTO_THREAD_get_local(&poolkey);
     if (pool == NULL) {
         /*
          * Pool has not been initialised, so init with the defaults, i.e.
          * no max size and no pre-created jobs
          */
-        if (ASYNC_init_pool(0, 0) == 0)
+        if (ASYNC_init_thread(0, 0) == 0)
             return NULL;
-        pool = async_get_pool();
+        pool = (async_pool *)CRYPTO_THREAD_get_local(&poolkey);
     }
 
-    job = sk_ASYNC_JOB_pop(pool);
+    job = sk_ASYNC_JOB_pop(pool->jobs);
     if (job == NULL) {
         /* Pool is empty */
-        if (!async_pool_can_grow())
+        if ((pool->max_size != 0) && (pool->curr_size >= pool->max_size))
             return NULL;
 
         job = async_job_new();
-        if (job) {
-            async_fibre_makecontext(&job->fibrectx);
-            async_increment_pool_size();
+        if (job != NULL) {
+            if (! async_fibre_makecontext(&job->fibrectx)) {
+                async_job_free(job);
+                return NULL;
+            }
+            pool->curr_size++;
         }
     }
     return job;
 }
 
 static void async_release_job(ASYNC_JOB *job) {
+    async_pool *pool;
+
+    pool = (async_pool *)CRYPTO_THREAD_get_local(&poolkey);
     OPENSSL_free(job->funcargs);
     job->funcargs = NULL;
-    /* Ignore error return */
-    async_release_job_to_pool(job);
+    sk_ASYNC_JOB_push(pool->jobs, job);
 }
 
 void async_start_func(void)
 {
     ASYNC_JOB *job;
+    async_ctx *ctx = async_get_ctx();
 
     while (1) {
         /* Run the job */
-        job = async_get_ctx()->currjob;
+        job = ctx->currjob;
         job->ret = job->func(job->funcargs);
 
         /* Stop the job */
         job->status = ASYNC_JOB_STOPPING;
         if (!async_fibre_swapcontext(&job->fibrectx,
-                                     &async_get_ctx()->dispatcher, 1)) {
+                                     &ctx->dispatcher, 1)) {
             /*
              * Should not happen. Getting here will close the thread...can't do
              * much about it
@@ -201,95 +166,120 @@ void async_start_func(void)
     }
 }
 
-int ASYNC_start_job(ASYNC_JOB **job, int *ret, int (*func)(void *),
-                         void *args, size_t size)
+int ASYNC_start_job(ASYNC_JOB **job, ASYNC_WAIT_CTX *wctx, int *ret,
+                    int (*func)(void *), void *args, size_t size)
 {
-    if (async_get_ctx() == NULL && async_ctx_new() == NULL) {
+    async_ctx *ctx;
+    OPENSSL_CTX *libctx;
+
+    if (!OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_ASYNC, NULL))
         return ASYNC_ERR;
-    }
 
-    if (*job) {
-        async_get_ctx()->currjob = *job;
-    }
+    ctx = async_get_ctx();
+    if (ctx == NULL)
+        ctx = async_ctx_new();
+    if (ctx == NULL)
+        return ASYNC_ERR;
+
+    if (*job)
+        ctx->currjob = *job;
 
     for (;;) {
-        if (async_get_ctx()->currjob != NULL) {
-            if (async_get_ctx()->currjob->status == ASYNC_JOB_STOPPING) {
-                *ret = async_get_ctx()->currjob->ret;
-                async_release_job(async_get_ctx()->currjob);
-                async_get_ctx()->currjob = NULL;
+        if (ctx->currjob != NULL) {
+            if (ctx->currjob->status == ASYNC_JOB_STOPPING) {
+                *ret = ctx->currjob->ret;
+                ctx->currjob->waitctx = NULL;
+                async_release_job(ctx->currjob);
+                ctx->currjob = NULL;
                 *job = NULL;
                 return ASYNC_FINISH;
             }
 
-            if (async_get_ctx()->currjob->status == ASYNC_JOB_PAUSING) {
-                *job = async_get_ctx()->currjob;
-                async_get_ctx()->currjob->status = ASYNC_JOB_PAUSED;
-                async_get_ctx()->currjob = NULL;
+            if (ctx->currjob->status == ASYNC_JOB_PAUSING) {
+                *job = ctx->currjob;
+                ctx->currjob->status = ASYNC_JOB_PAUSED;
+                ctx->currjob = NULL;
                 return ASYNC_PAUSE;
             }
 
-            if (async_get_ctx()->currjob->status == ASYNC_JOB_PAUSED) {
-                async_get_ctx()->currjob = *job;
+            if (ctx->currjob->status == ASYNC_JOB_PAUSED) {
+                ctx->currjob = *job;
+                /*
+                 * Restore the default libctx to what it was the last time the
+                 * fibre ran
+                 */
+                libctx = OPENSSL_CTX_set0_default(ctx->currjob->libctx);
                 /* Resume previous job */
-                if (!async_fibre_swapcontext(&async_get_ctx()->dispatcher,
-                        &async_get_ctx()->currjob->fibrectx, 1)) {
+                if (!async_fibre_swapcontext(&ctx->dispatcher,
+                        &ctx->currjob->fibrectx, 1)) {
                     ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_START_JOB,
                              ASYNC_R_FAILED_TO_SWAP_CONTEXT);
                     goto err;
                 }
+                /*
+                 * In case the fibre changed the default libctx we set it back
+                 * again to what it was originally, and remember what it had
+                 * been changed to.
+                 */
+                ctx->currjob->libctx = OPENSSL_CTX_set0_default(libctx);
                 continue;
             }
 
             /* Should not happen */
             ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_START_JOB, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
-            async_release_job(async_get_ctx()->currjob);
-            async_get_ctx()->currjob = NULL;
+            async_release_job(ctx->currjob);
+            ctx->currjob = NULL;
             *job = NULL;
             return ASYNC_ERR;
         }
 
         /* Start a new job */
-        if ((async_get_ctx()->currjob = async_get_pool_job()) == NULL) {
+        if ((ctx->currjob = async_get_pool_job()) == NULL)
             return ASYNC_NO_JOBS;
-        }
 
         if (args != NULL) {
-            async_get_ctx()->currjob->funcargs = OPENSSL_malloc(size);
-            if (async_get_ctx()->currjob->funcargs == NULL) {
+            ctx->currjob->funcargs = OPENSSL_malloc(size);
+            if (ctx->currjob->funcargs == NULL) {
                 ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_START_JOB, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
-                async_release_job(async_get_ctx()->currjob);
-                async_get_ctx()->currjob = NULL;
+                async_release_job(ctx->currjob);
+                ctx->currjob = NULL;
                 return ASYNC_ERR;
             }
-            memcpy(async_get_ctx()->currjob->funcargs, args, size);
+            memcpy(ctx->currjob->funcargs, args, size);
         } else {
-            async_get_ctx()->currjob->funcargs = NULL;
+            ctx->currjob->funcargs = NULL;
         }
 
-        async_get_ctx()->currjob->func = func;
-        if (!async_fibre_swapcontext(&async_get_ctx()->dispatcher,
-                &async_get_ctx()->currjob->fibrectx, 1)) {
+        ctx->currjob->func = func;
+        ctx->currjob->waitctx = wctx;
+        libctx = openssl_ctx_get_concrete(NULL);
+        if (!async_fibre_swapcontext(&ctx->dispatcher,
+                &ctx->currjob->fibrectx, 1)) {
             ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_START_JOB, ASYNC_R_FAILED_TO_SWAP_CONTEXT);
             goto err;
         }
+        /*
+         * In case the fibre changed the default libctx we set it back again
+         * to what it was, and remember what it had been changed to.
+         */
+        ctx->currjob->libctx = OPENSSL_CTX_set0_default(libctx);
     }
 
 err:
-    async_release_job(async_get_ctx()->currjob);
-    async_get_ctx()->currjob = NULL;
+    async_release_job(ctx->currjob);
+    ctx->currjob = NULL;
     *job = NULL;
     return ASYNC_ERR;
 }
 
-
 int ASYNC_pause_job(void)
 {
     ASYNC_JOB *job;
+    async_ctx *ctx = async_get_ctx();
 
-    if (async_get_ctx() == NULL
-            || async_get_ctx()->currjob == NULL
-            || async_get_ctx()->blocked) {
+    if (ctx == NULL
+            || ctx->currjob == NULL
+            || ctx->blocked) {
         /*
          * Could be we've deliberately not been started within a job so this is
          * counted as success.
@@ -297,141 +287,186 @@ int ASYNC_pause_job(void)
         return 1;
     }
 
-    job = async_get_ctx()->currjob;
+    job = ctx->currjob;
     job->status = ASYNC_JOB_PAUSING;
 
     if (!async_fibre_swapcontext(&job->fibrectx,
-                                 &async_get_ctx()->dispatcher, 1)) {
+                                 &ctx->dispatcher, 1)) {
         ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_PAUSE_JOB, ASYNC_R_FAILED_TO_SWAP_CONTEXT);
         return 0;
     }
+    /* Reset counts of added and deleted fds */
+    async_wait_ctx_reset_counts(job->waitctx);
 
     return 1;
 }
 
-static void async_empty_pool(STACK_OF(ASYNC_JOB) *pool)
+static void async_empty_pool(async_pool *pool)
 {
     ASYNC_JOB *job;
 
+    if (pool == NULL || pool->jobs == NULL)
+        return;
+
     do {
-        job = sk_ASYNC_JOB_pop(pool);
+        job = sk_ASYNC_JOB_pop(pool->jobs);
         async_job_free(job);
     } while (job);
 }
 
-int ASYNC_init_pool(size_t max_size, size_t init_size)
+int async_init(void)
+{
+    if (!CRYPTO_THREAD_init_local(&ctxkey, NULL))
+        return 0;
+
+    if (!CRYPTO_THREAD_init_local(&poolkey, NULL)) {
+        CRYPTO_THREAD_cleanup_local(&ctxkey);
+        return 0;
+    }
+
+    return 1;
+}
+
+void async_deinit(void)
+{
+    CRYPTO_THREAD_cleanup_local(&ctxkey);
+    CRYPTO_THREAD_cleanup_local(&poolkey);
+}
+
+int ASYNC_init_thread(size_t max_size, size_t init_size)
 {
-    STACK_OF(ASYNC_JOB) *pool;
+    async_pool *pool;
     size_t curr_size = 0;
 
     if (init_size > max_size) {
-        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_INIT_POOL, ASYNC_R_INVALID_POOL_SIZE);
+        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_INIT_THREAD, ASYNC_R_INVALID_POOL_SIZE);
         return 0;
     }
 
-    pool = sk_ASYNC_JOB_new_null();
+    if (!OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_ASYNC, NULL))
+        return 0;
+
+    if (!ossl_init_thread_start(NULL, NULL, async_delete_thread_state))
+        return 0;
+
+    pool = OPENSSL_zalloc(sizeof(*pool));
     if (pool == NULL) {
-        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_INIT_POOL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_INIT_THREAD, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        return 0;
+    }
+
+    pool->jobs = sk_ASYNC_JOB_new_reserve(NULL, init_size);
+    if (pool->jobs == NULL) {
+        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_INIT_THREAD, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        OPENSSL_free(pool);
         return 0;
     }
+
+    pool->max_size = max_size;
+
     /* Pre-create jobs as required */
-    while (init_size) {
+    while (init_size--) {
         ASYNC_JOB *job;
         job = async_job_new();
-        if (job) {
-            async_fibre_makecontext(&job->fibrectx);
-            job->funcargs = NULL;
-            sk_ASYNC_JOB_push(pool, job);
-            curr_size++;
-            init_size--;
-        } else {
+        if (job == NULL || !async_fibre_makecontext(&job->fibrectx)) {
             /*
-             * Not actually fatal because we already created the pool, just skip
-             * creation of any more jobs
+             * Not actually fatal because we already created the pool, just
+             * skip creation of any more jobs
              */
-            init_size = 0;
+            async_job_free(job);
+            break;
         }
+        job->funcargs = NULL;
+        sk_ASYNC_JOB_push(pool->jobs, job); /* Cannot fail due to reserve */
+        curr_size++;
     }
-
-    if (!async_set_pool(pool, curr_size, max_size)) {
-        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_INIT_POOL, ASYNC_R_FAILED_TO_SET_POOL);
-        async_empty_pool(pool);
-        sk_ASYNC_JOB_free(pool);
-        return 0;
+    pool->curr_size = curr_size;
+    if (!CRYPTO_THREAD_set_local(&poolkey, pool)) {
+        ASYNCerr(ASYNC_F_ASYNC_INIT_THREAD, ASYNC_R_FAILED_TO_SET_POOL);
+        goto err;
     }
 
     return 1;
+err:
+    async_empty_pool(pool);
+    sk_ASYNC_JOB_free(pool->jobs);
+    OPENSSL_free(pool);
+    return 0;
 }
 
-void ASYNC_free_pool(void)
+/* TODO(3.0): arg ignored for now */
+static void async_delete_thread_state(void *arg)
 {
-    STACK_OF(ASYNC_JOB) *pool;
+    async_pool *pool = (async_pool *)CRYPTO_THREAD_get_local(&poolkey);
 
-    pool = async_get_pool();
-    if (pool == NULL)
+    if (pool != NULL) {
+        async_empty_pool(pool);
+        sk_ASYNC_JOB_free(pool->jobs);
+        OPENSSL_free(pool);
+        CRYPTO_THREAD_set_local(&poolkey, NULL);
+    }
+    async_local_cleanup();
+    async_ctx_free();
+}
+
+void ASYNC_cleanup_thread(void)
+{
+    if (!OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_ASYNC, NULL))
         return;
 
-    async_empty_pool(pool);
-    async_release_pool();
-    async_ctx_free();
+    async_delete_thread_state(NULL);
 }
 
 ASYNC_JOB *ASYNC_get_current_job(void)
 {
     async_ctx *ctx;
 
+    if (!OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_ASYNC, NULL))
+        return NULL;
+
     ctx = async_get_ctx();
-    if(ctx == NULL)
+    if (ctx == NULL)
         return NULL;
 
     return ctx->currjob;
 }
 
-OSSL_ASYNC_FD ASYNC_get_wait_fd(ASYNC_JOB *job)
+ASYNC_WAIT_CTX *ASYNC_get_wait_ctx(ASYNC_JOB *job)
 {
-    return job->wait_fd;
+    return job->waitctx;
 }
 
-void ASYNC_wake(ASYNC_JOB *job)
+void ASYNC_block_pause(void)
 {
-    char dummy = 0;
-
-    if (job->wake_set)
-        return;
-    async_write1(job->wake_fd, &dummy);
-    job->wake_set = 1;
-}
+    async_ctx *ctx;
 
-void ASYNC_clear_wake(ASYNC_JOB *job)
-{
-    char dummy = 0;
-    if (!job->wake_set)
+    if (!OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_ASYNC, NULL))
         return;
-    async_read1(job->wait_fd, &dummy);
-    job->wake_set = 0;
-}
 
-void ASYNC_block_pause(void)
-{
-    if (async_get_ctx() == NULL
-            || async_get_ctx()->currjob == NULL) {
+    ctx = async_get_ctx();
+    if (ctx == NULL || ctx->currjob == NULL) {
         /*
          * We're not in a job anyway so ignore this
          */
         return;
     }
-    async_get_ctx()->blocked++;
+    ctx->blocked++;
 }
 
 void ASYNC_unblock_pause(void)
 {
-    if (async_get_ctx() == NULL
-            || async_get_ctx()->currjob == NULL) {
+    async_ctx *ctx;
+
+    if (!OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_ASYNC, NULL))
+        return;
+
+    ctx = async_get_ctx();
+    if (ctx == NULL || ctx->currjob == NULL) {
         /*
          * We're not in a job anyway so ignore this
          */
         return;
     }
-    if(async_get_ctx()->blocked > 0)
-        async_get_ctx()->blocked--;
+    if (ctx->blocked > 0)
+        ctx->blocked--;
 }