Fix/allocate shm only when needed

[Koichi98]

Description

現状のAgnocastでは、agnocastを適用したプロセスのヒープ領域は全て共有メモリ (MAP_SHARED) 上に割り当てられるデザインになっているが、これはメモリ効率の観点で問題点がある：一度ヒープとして確保した共有メモリ物理ページが、今後再利用されなかったとしてもずっと解放されず、カーネルが再利用することができない。

madvise(MADV_REMOVE)を利用して、明示的にユーザレイヤから当該物理ページを破棄するように要求することは可能だが、
ミドルウェア (agnocast heaphook) から見える情報だけで MADV_REVOVE 発行タイミングの決定をするのは難しい。アプリケーションのコード上から、アプリケーションの知識に基づき MADV_REVOVE を発行する必要があるが、アプリケーションのプログラマにこのような低レイヤの操作を強いることはできない。

以上を踏まえ、そもそも共有メモリの使用を最低限に抑えるという方針を取ることとなった。これはborrow_loaned_message()からpublish()までの間で確保されるヒープ領域のみを共有メモリ上におくことで実現している。

本実装によって今後のAgnocast適用時には以下の2点に注意する必要がある。

• ipc_shared_ptrで送信するMessageT型を持つメッセージについて、そのMessage型の持つメンバ変数へのmoveによる代入。(共有メモリ上に存在しないオブジェクトの送信を防ぐため)
• borrow_loaned_message()からpublish()間で行う処理を必要最低限にする。(必要以上に共有メモリ上にオブジェクトを置かないようにするため。)

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TIER IV Internal Doc

How was this PR tested?

• sample application (required)
• Autoware (required)

上記に加えて、Eveにおけるmap_loader -> pose_initializer, ad_service_state_monitor, ndt_scan_matcherへの適用。

Notes for reviewers

borrow_loaned_messageからpublishするまでのみを共有メモリに配置するようになったことで、agnocast_heaphookにおけるTLSF変数の初期化が初回borrow時になるが、initialize_agnocastが呼ばれていないのでこれではcreate_publisherやcreate_subscriptionにおけるioctlすら呼べない。それゆえ、TLSFの初期化はプロセスのmain関数の実行よりも前に行う必要があり、__libc_start_main時に行うこととした。初回mallocではなく__libc_start_mainとした理由は以下。

• 単に初期化をしておきたいだけであって、初回malloc時にTLSFを利用して共有メモリ上に配置するわけではないのが可読性の観点でミスリーディング。
• 初回のみTLSFのロックを取得して初期化をさせるようなコードは、グローバル変数を必要とするため、実装面でバグが生じやすく細心の注意が必要。
• __libc_start_mainはUNIXにおいてユーザプロセスのmain関数実行前に必ず一回呼び出されるので初期化関数として最適なものの一つ。

[sykwer]

全てのコメントを反映したらLGTM

[atsushi421]

LGTM!

[veqcc]

@Koichi98
clang-tidy が失敗してるので、対応お願いします 👍

[github-actions]

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                           GCC Code Coverage Report
Directory: .
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File                                       Lines    Exec  Cover   Missing
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src/agnocastlib/include/agnocast.hpp           2       2   100%   
src/agnocastlib/include/agnocast_executor.hpp
                                               1       0     0%   38
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                                              35      27    77%   62,85-86,95-97,101-102
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                                              53      50    94%   77,80-81
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TOTAL                                        619     146    23%
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TOTAL                                        619     146    23%
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