lib/librte_eal/common/eal_common_memzone.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stdlib.h>
   6 #include <stdio.h>
   7 #include <stdint.h>
   8 #include <stdarg.h>
   9 #include <inttypes.h>
  10 #include <string.h>
  11 #include <errno.h>
  12 #include <sys/queue.h>
  13
  14 #include <rte_log.h>
  15 #include <rte_memory.h>
  16 #include <rte_memzone.h>
  17 #include <rte_eal.h>
  18 #include <rte_eal_memconfig.h>
  19 #include <rte_per_lcore.h>
  20 #include <rte_errno.h>
  21 #include <rte_string_fns.h>
  22 #include <rte_common.h>
  23
  24 #include "malloc_heap.h"
  25 #include "malloc_elem.h"
  26 #include "eal_private.h"
  27
  28 static inline const struct rte_memzone *
  29 memzone_lookup_thread_unsafe(const char *name)
  30 {
  31         struct rte_mem_config *mcfg;
  32         struct rte_fbarray *arr;
  33         const struct rte_memzone *mz;
  34         int i = 0;
  35
  36         /* get pointer to global configuration */
  37         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
  38         arr = &mcfg->memzones;
  39
  40         /*
  41          * the algorithm is not optimal (linear), but there are few
  42          * zones and this function should be called at init only
  43          */
  44         i = rte_fbarray_find_next_used(arr, 0);
  45         while (i >= 0) {
  46                 mz = rte_fbarray_get(arr, i);
  47                 if (mz->addr != NULL &&
  48                                 !strncmp(name, mz->name, RTE_MEMZONE_NAMESIZE))
  49                         return mz;
  50                 i = rte_fbarray_find_next_used(arr, i + 1);
  51         }
  52         return NULL;
  53 }
  54
  55
  56 /* This function will return the greatest free block if a heap has been
  57  * specified. If no heap has been specified, it will return the heap and
  58  * length of the greatest free block available in all heaps */
  59 static size_t
  60 find_heap_max_free_elem(int *s, unsigned align)
  61 {
  62         struct rte_mem_config *mcfg;
  63         struct rte_malloc_socket_stats stats;
  64         int i, socket = *s;
  65         size_t len = 0;
  66
  67         /* get pointer to global configuration */
  68         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
  69
  70         for (i = 0; i < RTE_MAX_NUMA_NODES; i++) {
  71                 if ((socket != SOCKET_ID_ANY) && (socket != i))
  72                         continue;
  73
  74                 malloc_heap_get_stats(&mcfg->malloc_heaps[i], &stats);
  75                 if (stats.greatest_free_size > len) {
  76                         len = stats.greatest_free_size;
  77                         *s = i;
  78                 }
  79         }
  80
  81         if (len < MALLOC_ELEM_OVERHEAD + align)
  82                 return 0;
  83
  84         return len - MALLOC_ELEM_OVERHEAD - align;
  85 }
  86
  87 static const struct rte_memzone *
  88 memzone_reserve_aligned_thread_unsafe(const char *name, size_t len,
  89                 int socket_id, unsigned int flags, unsigned int align,
  90                 unsigned int bound)
  91 {
  92         struct rte_memzone *mz;
  93         struct rte_mem_config *mcfg;
  94         struct rte_fbarray *arr;
  95         size_t requested_len;
  96         int socket, i, mz_idx;
  97         bool contig;
  98
  99         /* get pointer to global configuration */
 100         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 101         arr = &mcfg->memzones;
 102
 103         /* no more room in config */
 104         if (arr->count >= arr->len) {
 105                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): No more room in config\n", __func__);
 106                 rte_errno = ENOSPC;
 107                 return NULL;
 108         }
 109
 110         if (strlen(name) > sizeof(mz->name) - 1) {
 111                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memzone <%s>: name too long\n",
 112                         __func__, name);
 113                 rte_errno = ENAMETOOLONG;
 114                 return NULL;
 115         }
 116
 117         /* zone already exist */
 118         if ((memzone_lookup_thread_unsafe(name)) != NULL) {
 119                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memzone <%s> already exists\n",
 120                         __func__, name);
 121                 rte_errno = EEXIST;
 122                 return NULL;
 123         }
 124
 125         /* if alignment is not a power of two */
 126         if (align && !rte_is_power_of_2(align)) {
 127                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Invalid alignment: %u\n", __func__,
 128                                 align);
 129                 rte_errno = EINVAL;
 130                 return NULL;
 131         }
 132
 133         /* alignment less than cache size is not allowed */
 134         if (align < RTE_CACHE_LINE_SIZE)
 135                 align = RTE_CACHE_LINE_SIZE;
 136
 137         /* align length on cache boundary. Check for overflow before doing so */
 138         if (len > SIZE_MAX - RTE_CACHE_LINE_MASK) {
 139                 rte_errno = EINVAL; /* requested size too big */
 140                 return NULL;
 141         }
 142
 143         len += RTE_CACHE_LINE_MASK;
 144         len &= ~((size_t) RTE_CACHE_LINE_MASK);
 145
 146         /* save minimal requested  length */
 147         requested_len = RTE_MAX((size_t)RTE_CACHE_LINE_SIZE,  len);
 148
 149         /* check that boundary condition is valid */
 150         if (bound != 0 && (requested_len > bound || !rte_is_power_of_2(bound))) {
 151                 rte_errno = EINVAL;
 152                 return NULL;
 153         }
 154
 155         if ((socket_id != SOCKET_ID_ANY) &&
 156             (socket_id >= RTE_MAX_NUMA_NODES || socket_id < 0)) {
 157                 rte_errno = EINVAL;
 158                 return NULL;
 159         }
 160
 161         if (!rte_eal_has_hugepages())
 162                 socket_id = SOCKET_ID_ANY;
 163
 164         contig = (flags & RTE_MEMZONE_IOVA_CONTIG) != 0;
 165         /* malloc only cares about size flags, remove contig flag from flags */
 166         flags &= ~RTE_MEMZONE_IOVA_CONTIG;
 167
 168         if (len == 0) {
 169                 /* len == 0 is only allowed for non-contiguous zones */
 170                 if (contig) {
 171                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Reserving zero-length contiguous memzones is not supported\n");
 172                         rte_errno = EINVAL;
 173                         return NULL;
 174                 }
 175                 if (bound != 0)
 176                         requested_len = bound;
 177                 else {
 178                         requested_len = find_heap_max_free_elem(&socket_id, align);
 179                         if (requested_len == 0) {
 180                                 rte_errno = ENOMEM;
 181                                 return NULL;
 182                         }
 183                 }
 184         }
 185
 186         if (socket_id == SOCKET_ID_ANY)
 187                 socket = malloc_get_numa_socket();
 188         else
 189                 socket = socket_id;
 190
 191         /* allocate memory on heap */
 192         void *mz_addr = malloc_heap_alloc(&mcfg->malloc_heaps[socket], NULL,
 193                         requested_len, flags, align, bound, contig);
 194
 195         if ((mz_addr == NULL) && (socket_id == SOCKET_ID_ANY)) {
 196                 /* try other heaps */
 197                 for (i = 0; i < RTE_MAX_NUMA_NODES; i++) {
 198                         if (socket == i)
 199                                 continue;
 200
 201                         mz_addr = malloc_heap_alloc(&mcfg->malloc_heaps[i],
 202                                         NULL, requested_len, flags, align,
 203                                         bound, contig);
 204                         if (mz_addr != NULL)
 205                                 break;
 206                 }
 207         }
 208
 209         if (mz_addr == NULL) {
 210                 rte_errno = ENOMEM;
 211                 return NULL;
 212         }
 213
 214         struct malloc_elem *elem = malloc_elem_from_data(mz_addr);
 215
 216         /* fill the zone in config */
 217         mz_idx = rte_fbarray_find_next_free(arr, 0);
 218
 219         if (mz_idx < 0) {
 220                 mz = NULL;
 221         } else {
 222                 rte_fbarray_set_used(arr, mz_idx);
 223                 mz = rte_fbarray_get(arr, mz_idx);
 224         }
 225
 226         if (mz == NULL) {
 227                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot find free memzone\n", __func__);
 228                 malloc_elem_free(elem);
 229                 rte_errno = ENOSPC;
 230                 return NULL;
 231         }
 232
 233         snprintf(mz->name, sizeof(mz->name), "%s", name);
 234         mz->iova = rte_malloc_virt2iova(mz_addr);
 235         mz->addr = mz_addr;
 236         mz->len = (requested_len == 0 ? elem->size : requested_len);
 237         mz->hugepage_sz = elem->msl->page_sz;
 238         mz->socket_id = elem->msl->socket_id;
 239         mz->flags = 0;
 240
 241         return mz;
 242 }
 243
 244 static const struct rte_memzone *
 245 rte_memzone_reserve_thread_safe(const char *name, size_t len, int socket_id,
 246                 unsigned int flags, unsigned int align, unsigned int bound)
 247 {
 248         struct rte_mem_config *mcfg;
 249         const struct rte_memzone *mz = NULL;
 250
 251         /* get pointer to global configuration */
 252         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 253
 254         rte_rwlock_write_lock(&mcfg->mlock);
 255
 256         mz = memzone_reserve_aligned_thread_unsafe(
 257                 name, len, socket_id, flags, align, bound);
 258
 259         rte_rwlock_write_unlock(&mcfg->mlock);
 260
 261         return mz;
 262 }
 263
 264 /*
 265  * Return a pointer to a correctly filled memzone descriptor (with a
 266  * specified alignment and boundary). If the allocation cannot be done,
 267  * return NULL.
 268  */
 269 const struct rte_memzone *
 270 rte_memzone_reserve_bounded(const char *name, size_t len, int socket_id,
 271                             unsigned flags, unsigned align, unsigned bound)
 272 {
 273         return rte_memzone_reserve_thread_safe(name, len, socket_id, flags,
 274                                                align, bound);
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Return a pointer to a correctly filled memzone descriptor (with a
 279  * specified alignment). If the allocation cannot be done, return NULL.
 280  */
 281 const struct rte_memzone *
 282 rte_memzone_reserve_aligned(const char *name, size_t len, int socket_id,
 283                             unsigned flags, unsigned align)
 284 {
 285         return rte_memzone_reserve_thread_safe(name, len, socket_id, flags,
 286                                                align, 0);
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Return a pointer to a correctly filled memzone descriptor. If the
 291  * allocation cannot be done, return NULL.
 292  */
 293 const struct rte_memzone *
 294 rte_memzone_reserve(const char *name, size_t len, int socket_id,
 295                     unsigned flags)
 296 {
 297         return rte_memzone_reserve_thread_safe(name, len, socket_id,
 298                                                flags, RTE_CACHE_LINE_SIZE, 0);
 299 }
 300
 301 int
 302 rte_memzone_free(const struct rte_memzone *mz)
 303 {
 304         struct rte_mem_config *mcfg;
 305         struct rte_fbarray *arr;
 306         struct rte_memzone *found_mz;
 307         int ret = 0;
 308         void *addr = NULL;
 309         unsigned idx;
 310
 311         if (mz == NULL)
 312                 return -EINVAL;
 313
 314         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 315         arr = &mcfg->memzones;
 316
 317         rte_rwlock_write_lock(&mcfg->mlock);
 318
 319         idx = rte_fbarray_find_idx(arr, mz);
 320         found_mz = rte_fbarray_get(arr, idx);
 321
 322         if (found_mz == NULL) {
 323                 ret = -EINVAL;
 324         } else if (found_mz->addr == NULL) {
 325                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Memzone is not allocated\n");
 326                 ret = -EINVAL;
 327         } else {
 328                 addr = found_mz->addr;
 329                 memset(found_mz, 0, sizeof(*found_mz));
 330                 rte_fbarray_set_free(arr, idx);
 331         }
 332
 333         rte_rwlock_write_unlock(&mcfg->mlock);
 334
 335         if (addr != NULL)
 336                 rte_free(addr);
 337
 338         return ret;
 339 }
 340
 341 /*
 342  * Lookup for the memzone identified by the given name
 343  */
 344 const struct rte_memzone *
 345 rte_memzone_lookup(const char *name)
 346 {
 347         struct rte_mem_config *mcfg;
 348         const struct rte_memzone *memzone = NULL;
 349
 350         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 351
 352         rte_rwlock_read_lock(&mcfg->mlock);
 353
 354         memzone = memzone_lookup_thread_unsafe(name);
 355
 356         rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->mlock);
 357
 358         return memzone;
 359 }
 360
 361 static void
 362 dump_memzone(const struct rte_memzone *mz, void *arg)
 363 {
 364         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 365         struct rte_memseg_list *msl = NULL;
 366         void *cur_addr, *mz_end;
 367         struct rte_memseg *ms;
 368         int mz_idx, ms_idx;
 369         size_t page_sz;
 370         FILE *f = arg;
 371
 372         mz_idx = rte_fbarray_find_idx(&mcfg->memzones, mz);
 373
 374         fprintf(f, "Zone %u: name:<%s>, len:0x%zx, virt:%p, "
 375                                 "socket_id:%"PRId32", flags:%"PRIx32"\n",
 376                         mz_idx,
 377                         mz->name,
 378                         mz->len,
 379                         mz->addr,
 380                         mz->socket_id,
 381                         mz->flags);
 382
 383         /* go through each page occupied by this memzone */
 384         msl = rte_mem_virt2memseg_list(mz->addr);
 385         if (!msl) {
 386                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Skipping bad memzone\n");
 387                 return;
 388         }
 389         page_sz = (size_t)mz->hugepage_sz;
 390         cur_addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(mz->addr, page_sz);
 391         mz_end = RTE_PTR_ADD(cur_addr, mz->len);
 392
 393         fprintf(f, "physical segments used:\n");
 394         ms_idx = RTE_PTR_DIFF(mz->addr, msl->base_va) / page_sz;
 395         ms = rte_fbarray_get(&msl->memseg_arr, ms_idx);
 396
 397         do {
 398                 fprintf(f, "  addr: %p iova: 0x%" PRIx64 " "
 399                                 "len: 0x%zx "
 400                                 "pagesz: 0x%zx\n",
 401                         cur_addr, ms->iova, ms->len, page_sz);
 402
 403                 /* advance VA to next page */
 404                 cur_addr = RTE_PTR_ADD(cur_addr, page_sz);
 405
 406                 /* memzones occupy contiguous segments */
 407                 ++ms;
 408         } while (cur_addr < mz_end);
 409 }
 410
 411 /* Dump all reserved memory zones on console */
 412 void
 413 rte_memzone_dump(FILE *f)
 414 {
 415         rte_memzone_walk(dump_memzone, f);
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Init the memzone subsystem
 420  */
 421 int
 422 rte_eal_memzone_init(void)
 423 {
 424         struct rte_mem_config *mcfg;
 425
 426         /* get pointer to global configuration */
 427         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 428
 429         rte_rwlock_write_lock(&mcfg->mlock);
 430
 431         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY &&
 432                         rte_fbarray_init(&mcfg->memzones, "memzone",
 433                         RTE_MAX_MEMZONE, sizeof(struct rte_memzone))) {
 434                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot allocate memzone list\n");
 435                 return -1;
 436         } else if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_SECONDARY &&
 437                         rte_fbarray_attach(&mcfg->memzones)) {
 438                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot attach to memzone list\n");
 439                 rte_rwlock_write_unlock(&mcfg->mlock);
 440                 return -1;
 441         }
 442
 443         rte_rwlock_write_unlock(&mcfg->mlock);
 444
 445         return 0;
 446 }
 447
 448 /* Walk all reserved memory zones */
 449 void rte_memzone_walk(void (*func)(const struct rte_memzone *, void *),
 450                       void *arg)
 451 {
 452         struct rte_mem_config *mcfg;
 453         struct rte_fbarray *arr;
 454         int i;
 455
 456         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 457         arr = &mcfg->memzones;
 458
 459         rte_rwlock_read_lock(&mcfg->mlock);
 460         i = rte_fbarray_find_next_used(arr, 0);
 461         while (i >= 0) {
 462                 struct rte_memzone *mz = rte_fbarray_get(arr, i);
 463                 (*func)(mz, arg);
 464                 i = rte_fbarray_find_next_used(arr, i + 1);
 465         }
 466         rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->mlock);
 467 }