doc/crypto/ASYNC_start_job.pod

   1 =pod
   2
   3 =head1 NAME
   4
   5 ASYNC_init_thread, ASYNC_cleanup_thread, ASYNC_start_job, ASYNC_pause_job,
   6 ASYNC_in_job, ASYNC_get_wait_fd, ASYNC_set_wait_fd, ASYNC_clear_wait_fd,
   7 ASYNC_get_current_job, ASYNC_block_pause, ASYNC_unblock_pause, ASYNC_is_capable
   8 - asynchronous job management functions
   9
  10 =head1 SYNOPSIS
  11
  12  #include <openssl/async.h>
  13
  14  int ASYNC_init_thread(size_t max_size, size_t init_size);
  15  void ASYNC_cleanup_thread(void);
  16
  17  int ASYNC_start_job(ASYNC_JOB **job, ASYNC_WAIT_CTX *ctx, int *ret,
  18                      int (*func)(void *), void *args, size_t size);
  19  int ASYNC_pause_job(void);
  20
  21  ASYNC_JOB *ASYNC_get_current_job(void);
  22  ASYNC_WAIT_CTX *ASYNC_get_wait_ctx(ASYNC_JOB *job);
  23  void ASYNC_block_pause(void);
  24  void ASYNC_unblock_pause(void);
  25
  26  int ASYNC_is_capable(void);
  27
  28 =head1 DESCRIPTION
  29
  30 OpenSSL implements asynchronous capabilities through an ASYNC_JOB. This
  31 represents code that can be started and executes until some event occurs. At
  32 that point the code can be paused and control returns to user code until some
  33 subsequent event indicates that the job can be resumed.
  34
  35 The creation of an ASYNC_JOB is a relatively expensive operation. Therefore, for
  36 efficiency reasons, jobs can be created up front and reused many times. They are
  37 held in a pool until they are needed, at which point they are removed from the
  38 pool, used, and then returned to the pool when the job completes. If the user
  39 application is multi-threaded, then ASYNC_init_thread() may be called for each
  40 thread that will initiate asynchronous jobs. Before
  41 user code exits per-thread resources need to be cleaned up. This will normally
  42 occur automatically (see L<OPENSSL_init_crypto(3)>) but may be explicitly
  43 initiated by using ASYNC_cleanup_thread(). No asynchronous jobs must be
  44 outstanding for the thread when ASYNC_cleanup_thread() is called. Failing to
  45 ensure this will result in memory leaks.
  46
  47 The B<max_size> argument limits the number of ASYNC_JOBs that will be held in
  48 the pool. If B<max_size> is set to 0 then no upper limit is set. When an
  49 ASYNC_JOB is needed but there are none available in the pool already then one
  50 will be automatically created, as long as the total of ASYNC_JOBs managed by the
  51 pool does not exceed B<max_size>. When the pool is first initialised
  52 B<init_size> ASYNC_JOBs will be created immediately. If ASYNC_init_thread() is
  53 not called before the pool is first used then it will be called automatically
  54 with a B<max_size> of 0 (no upper limit) and an B<init_size> of 0 (no ASYNC_JOBs
  55 created up front).
  56
  57 An asynchronous job is started by calling the ASYNC_start_job() function.
  58 Initially B<*job> should be NULL. B<ctx> should point to an ASYNC_WAIT_CTX
  59 object created through the L<ASYNC_WAIT_CTX_new(3)> function. B<ret> should
  60 point to a location where the return value of the asynchronous function should
  61 be stored on completion of the job. B<func> represents the function that should
  62 be started asynchronously. The data pointed to by B<args> and of size B<size>
  63 will be copied and then passed as an argument to B<func> when the job starts.
  64 ASYNC_start_job will return one of the following values:
  65
  66 =over 4
  67
  68 =item B<ASYNC_ERR>
  69
  70 An error occurred trying to start the job. Check the OpenSSL error queue (e.g.
  71 see L<ERR_print_errors(3)>) for more details.
  72
  73 =item B<ASYNC_NO_JOBS>
  74
  75 There are no jobs currently available in the pool. This call can be retried
  76 again at a later time.
  77
  78 =item B<ASYNC_PAUSE>
  79
  80 The job was successfully started but was "paused" before it completed (see
  81 ASYNC_pause_job() below). A handle to the job is placed in B<*job>. Other work
  82 can be performed (if desired) and the job restarted at a later time. To restart
  83 a job call ASYNC_start_job() again passing the job handle in B<*job>. The
  84 B<func>, B<args> and B<size> parameters will be ignored when restarting a job.
  85 When restarting a job ASYNC_start_job() B<must> be called from the same thread
  86 that the job was originally started from.
  87
  88 =item B<ASYNC_FINISH>
  89
  90 The job completed. B<*job> will be NULL and the return value from B<func> will
  91 be placed in B<*ret>.
  92
  93 =back
  94
  95 At any one time there can be a maximum of one job actively running per thread
  96 (you can have many that are paused). ASYNC_get_current_job() can be used to get
  97 a pointer to the currently executing ASYNC_JOB. If no job is currently executing
  98 then this will return NULL.
  99
 100 If executing within the context of a job (i.e. having been called directly or
 101 indirectly by the function "func" passed as an argument to ASYNC_start_job())
 102 then ASYNC_pause_job() will immediately return control to the calling
 103 application with ASYNC_PAUSE returned from the ASYNC_start_job() call. A
 104 subsequent call to ASYNC_start_job passing in the relevant ASYNC_JOB in the
 105 B<*job> parameter will resume execution from the ASYNC_pause_job() call. If
 106 ASYNC_pause_job() is called whilst not within the context of a job then no
 107 action is taken and ASYNC_pause_job() returns immediately.
 108
 109 ASYNC_get_wait_ctx() can be used to get a pointer to the ASYNC_WAIT_CTX
 110 for the B<job>. ASYNC_WAIT_CTXs can have a "wait" file descriptor associated
 111 with them. Applications can wait for the file descriptor to be ready for "read"
 112 using a system function call such as select or poll (being ready for "read"
 113 indicates that the job should be resumed). If no file descriptor is made
 114 available then an application will have to priodically "poll" the job by
 115 attempting to restart it to see if it is ready to continue.
 116
 117 An example of typical usage might be an async capable engine. User code would
 118 initiate cryptographic operations. The engine would initiate those operations
 119 asynchronously and then call L<ASYNC_WAIT_CTX_set_wait_fd(3)> followed by
 120 ASYNC_pause_job() to return control to the user code. The user code can then
 121 perform other tasks or wait for the job to be ready by calling "select" or other
 122 similar function on the wait file descriptor. The engine can signal to the user
 123 code that the job should be resumed by making the wait file descriptor
 124 "readable". Once resumed the engine should clear the wake signal on the wait
 125 file descriptor.
 126
 127 The ASYNC_block_pause() function will prevent the currently active job from
 128 pausing. The block will remain in place until a subsequent call to
 129 ASYNC_unblock_pause(). These functions can be nested, e.g. if you call
 130 ASYNC_block_pause() twice then you must call ASYNC_unblock_pause() twice in
 131 order to reenable pausing. If these functions are called while there is no
 132 currently active job then they have no effect. This functionality can be useful
 133 to avoid deadlock scenarios. For example during the execution of an ASYNC_JOB an
 134 application acquires a lock. It then calls some cryptographic function which
 135 invokes ASYNC_pause_job(). This returns control back to the code that created
 136 the ASYNC_JOB. If that code then attempts to acquire the same lock before
 137 resuming the original job then a deadlock can occur. By calling
 138 ASYNC_block_pause() immediately after aquiring the lock and
 139 ASYNC_unblock_pause() immediately before releasing it then this situation cannot
 140 occur.
 141
 142 Some platforms cannot support async operations. The ASYNC_is_capable() function
 143 can be used to detect whether the current platform is async capable or not.
 144
 145 =head1 RETURN VALUES
 146
 147 ASYNC_init_thread returns 1 on success or 0 otherwise.
 148
 149 ASYNC_start_job returns one of ASYNC_ERR, ASYNC_NO_JOBS, ASYNC_PAUSE or
 150 ASYNC_FINISH as described above.
 151
 152 ASYNC_pause_job returns 0 if an error occurred or 1 on success. If called when
 153 not within the context of an ASYNC_JOB then this is counted as success so 1 is
 154 returned.
 155
 156 ASYNC_get_current_job returns a pointer to the currently executing ASYNC_JOB or
 157 NULL if not within the context of a job.
 158
 159 ASYNC_get_wait_ctx() returns a pointer to the ASYNC_WAIT_CTX for the job.
 160
 161 ASYNC_is_capable() returns 1 if the current platform is async capable or 0
 162 otherwise.
 163
 164 =head1 EXAMPLE
 165
 166 The following example demonstrates how to use most of the core async APIs:
 167
 168  #include <stdio.h>
 169  #include <unistd.h>
 170  #include <openssl/async.h>
 171  #include <openssl/crypto.h>
 172
 173  #define WAIT_SIGNAL_CHAR   'X'
 174
 175  int unique = 0;
 176
 177  void cleanup(ASYNC_WAIT_CTX *ctx, const void *key, OSSL_ASYNC_FD r, void *vw)
 178  {
 179      OSSL_ASYNC_FD *w = (OSSL_ASYNC_FD *)vw;
 180      close(r);
 181      close(*w);
 182      OPENSSL_free(w);
 183  }
 184
 185  int jobfunc(void *arg)
 186  {
 187      ASYNC_JOB *currjob;
 188      unsigned char *msg;
 189      int pipefds[2] = {0, 0};
 190      OSSL_ASYNC_FD *wptr;
 191      char buf = WAIT_SIGNAL_CHAR;
 192
 193      currjob = ASYNC_get_current_job();
 194      if (currjob != NULL) {
 195          printf("Executing within a job\n");
 196      } else {
 197          printf("Not executing within a job - should not happen\n");
 198          return 0;
 199      }
 200
 201      msg = (unsigned char *)arg;
 202      printf("Passed in message is: %s\n", msg);
 203
 204      if (pipe(pipefds) != 0) {
 205          printf("Failed to create pipe\n");
 206          return 0;
 207      }
 208      wptr = OPENSSL_malloc(sizeof(OSSL_ASYNC_FD));
 209      if (wptr == NULL) {
 210          printf("Failed to malloc\n");
 211          return 0;
 212      }
 213      *wptr = pipefds[1];
 214      ASYNC_WAIT_CTX_set_wait_fd(ASYNC_get_wait_ctx(currjob), &unique,
 215                                 pipefds[0], wptr, cleanup);
 216
 217      /*
 218       * Normally some external event would cause this to happen at some
 219       * later point - but we do it here for demo purposes, i.e.
 220       * immediately signalling that the job is ready to be woken up after
 221       * we return to main via ASYNC_pause_job().
 222       */
 223      write(pipefds[1], &buf, 1);
 224
 225      /* Return control back to main */
 226      ASYNC_pause_job();
 227
 228      /* Clear the wake signal */
 229      read(pipefds[0], &buf, 1);
 230
 231      printf ("Resumed the job after a pause\n");
 232
 233      return 1;
 234  }
 235
 236  int main(void)
 237  {
 238      ASYNC_JOB *job = NULL;
 239      ASYNC_WAIT_CTX *ctx = NULL;
 240      int ret;
 241      OSSL_ASYNC_FD waitfd;
 242      fd_set waitfdset;
 243      size_t numfds;
 244      unsigned char msg[13] = "Hello world!";
 245
 246      printf("Starting...\n");
 247
 248      ctx = ASYNC_WAIT_CTX_new();
 249      if (ctx == NULL) {
 250          printf("Failed to create ASYNC_WAIT_CTX\n");
 251          abort();
 252      }
 253
 254      for (;;) {
 255          switch(ASYNC_start_job(&job, ctx, &ret, jobfunc, msg, sizeof(msg))) {
 256          case ASYNC_ERR:
 257          case ASYNC_NO_JOBS:
 258                  printf("An error occurred\n");
 259                  goto end;
 260          case ASYNC_PAUSE:
 261                  printf("Job was paused\n");
 262                  break;
 263          case ASYNC_FINISH:
 264                  printf("Job finished with return value %d\n", ret);
 265                  goto end;
 266          }
 267
 268          /* Wait for the job to be woken */
 269          printf("Waiting for the job to be woken up\n");
 270
 271          if (!ASYNC_WAIT_CTX_get_all_fds(ctx, NULL, &numfds)
 272                  || numfds > 1) {
 273              printf("Unexpected number of fds\n");
 274              abort();
 275          }
 276          ASYNC_WAIT_CTX_get_all_fds(ctx, &waitfd, &numfds);
 277          FD_ZERO(&waitfdset);
 278          FD_SET(waitfd, &waitfdset);
 279          select(waitfd + 1, &waitfdset, NULL, NULL, NULL);
 280      }
 281
 282  end:
 283      ASYNC_WAIT_CTX_free(ctx);
 284      printf("Finishing\n");
 285
 286      return 0;
 287  }
 288
 289 The expected output from executing the above example program is:
 290
 291  Starting...
 292  Executing within a job
 293  Passed in message is: Hello world!
 294  Job was paused
 295  Waiting for the job to be woken up
 296  Resumed the job after a pause
 297  Job finished with return value 1
 298  Finishing
 299
 300 =head1 SEE ALSO
 301
 302 L<crypto(3)>, L<ERR_print_errors(3)>
 303
 304 =head1 HISTORY
 305
 306 ASYNC_init_thread, ASYNC_cleanup_thread,
 307 ASYNC_start_job, ASYNC_pause_job, ASYNC_get_current_job, ASYNC_get_wait_ctx(),
 308 ASYNC_block_pause(), ASYNC_unblock_pause() and ASYNC_is_capable() were first
 309 added to OpenSSL 1.1.0.
 310
 311 =cut