lib/eal/linux/eal_memalloc.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2017-2018 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <errno.h>
   6 #include <stdarg.h>
   7 #include <stdbool.h>
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include <stdio.h>
  10 #include <stdint.h>
  11 #include <inttypes.h>
  12 #include <string.h>
  13 #include <sys/mman.h>
  14 #include <sys/types.h>
  15 #include <sys/stat.h>
  16 #include <sys/queue.h>
  17 #include <sys/file.h>
  18 #include <unistd.h>
  19 #include <limits.h>
  20 #include <fcntl.h>
  21 #include <sys/ioctl.h>
  22 #include <sys/time.h>
  23 #include <signal.h>
  24 #include <setjmp.h>
  25 #ifdef F_ADD_SEALS /* if file sealing is supported, so is memfd */
  26 #include <linux/memfd.h>
  27 #define MEMFD_SUPPORTED
  28 #endif
  29 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
  30 #include <numa.h>
  31 #include <numaif.h>
  32 #endif
  33 #include <linux/falloc.h>
  34 #include <linux/mman.h> /* for hugetlb-related mmap flags */
  35
  36 #include <rte_common.h>
  37 #include <rte_log.h>
  38 #include <rte_eal.h>
  39 #include <rte_errno.h>
  40 #include <rte_memory.h>
  41 #include <rte_spinlock.h>
  42
  43 #include "eal_filesystem.h"
  44 #include "eal_internal_cfg.h"
  45 #include "eal_memalloc.h"
  46 #include "eal_memcfg.h"
  47 #include "eal_private.h"
  48
  49 const int anonymous_hugepages_supported =
  50 #ifdef MAP_HUGE_SHIFT
  51                 1;
  52 #define RTE_MAP_HUGE_SHIFT MAP_HUGE_SHIFT
  53 #else
  54                 0;
  55 #define RTE_MAP_HUGE_SHIFT 26
  56 #endif
  57
  58 /*
  59  * we've already checked memfd support at compile-time, but we also need to
  60  * check if we can create hugepage files with memfd.
  61  *
  62  * also, this is not a constant, because while we may be *compiled* with memfd
  63  * hugetlbfs support, we might not be *running* on a system that supports memfd
  64  * and/or memfd with hugetlbfs, so we need to be able to adjust this flag at
  65  * runtime, and fall back to anonymous memory.
  66  */
  67 static int memfd_create_supported =
  68 #ifdef MFD_HUGETLB
  69                 1;
  70 #define RTE_MFD_HUGETLB MFD_HUGETLB
  71 #else
  72                 0;
  73 #define RTE_MFD_HUGETLB 4U
  74 #endif
  75
  76 /*
  77  * not all kernel version support fallocate on hugetlbfs, so fall back to
  78  * ftruncate and disallow deallocation if fallocate is not supported.
  79  */
  80 static int fallocate_supported = -1; /* unknown */
  81
  82 /*
  83  * we have two modes - single file segments, and file-per-page mode.
  84  *
  85  * for single-file segments, we use memseg_list_fd to store the segment fd,
  86  * while the fds[] will not be allocated, and len will be set to 0.
  87  *
  88  * for file-per-page mode, each page will have its own fd, so 'memseg_list_fd'
  89  * will be invalid (set to -1), and we'll use 'fds' to keep track of page fd's.
  90  *
  91  * we cannot know how many pages a system will have in advance, but we do know
  92  * that they come in lists, and we know lengths of these lists. so, simply store
  93  * a malloc'd array of fd's indexed by list and segment index.
  94  *
  95  * they will be initialized at startup, and filled as we allocate/deallocate
  96  * segments.
  97  */
  98 static struct {
  99         int *fds; /**< dynamically allocated array of segment lock fd's */
 100         int memseg_list_fd; /**< memseg list fd */
 101         int len; /**< total length of the array */
 102         int count; /**< entries used in an array */
 103 } fd_list[RTE_MAX_MEMSEG_LISTS];
 104
 105 /** local copy of a memory map, used to synchronize memory hotplug in MP */
 106 static struct rte_memseg_list local_memsegs[RTE_MAX_MEMSEG_LISTS];
 107
 108 static sigjmp_buf huge_jmpenv;
 109
 110 static void huge_sigbus_handler(int signo __rte_unused)
 111 {
 112         siglongjmp(huge_jmpenv, 1);
 113 }
 114
 115 /* Put setjmp into a wrap method to avoid compiling error. Any non-volatile,
 116  * non-static local variable in the stack frame calling sigsetjmp might be
 117  * clobbered by a call to longjmp.
 118  */
 119 static int huge_wrap_sigsetjmp(void)
 120 {
 121         return sigsetjmp(huge_jmpenv, 1);
 122 }
 123
 124 static struct sigaction huge_action_old;
 125 static int huge_need_recover;
 126
 127 static void
 128 huge_register_sigbus(void)
 129 {
 130         sigset_t mask;
 131         struct sigaction action;
 132
 133         sigemptyset(&mask);
 134         sigaddset(&mask, SIGBUS);
 135         action.sa_flags = 0;
 136         action.sa_mask = mask;
 137         action.sa_handler = huge_sigbus_handler;
 138
 139         huge_need_recover = !sigaction(SIGBUS, &action, &huge_action_old);
 140 }
 141
 142 static void
 143 huge_recover_sigbus(void)
 144 {
 145         if (huge_need_recover) {
 146                 sigaction(SIGBUS, &huge_action_old, NULL);
 147                 huge_need_recover = 0;
 148         }
 149 }
 150
 151 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 152 static bool
 153 check_numa(void)
 154 {
 155         bool ret = true;
 156         /* Check if kernel supports NUMA. */
 157         if (numa_available() != 0) {
 158                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "NUMA is not supported.\n");
 159                 ret = false;
 160         }
 161         return ret;
 162 }
 163
 164 static void
 165 prepare_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask, int socket_id)
 166 {
 167         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Trying to obtain current memory policy.\n");
 168         if (get_mempolicy(oldpolicy, oldmask->maskp,
 169                           oldmask->size + 1, 0, 0) < 0) {
 170                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 171                         "Failed to get current mempolicy: %s. "
 172                         "Assuming MPOL_DEFAULT.\n", strerror(errno));
 173                 *oldpolicy = MPOL_DEFAULT;
 174         }
 175         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 176                 "Setting policy MPOL_PREFERRED for socket %d\n",
 177                 socket_id);
 178         numa_set_preferred(socket_id);
 179 }
 180
 181 static void
 182 restore_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask)
 183 {
 184         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 185                 "Restoring previous memory policy: %d\n", *oldpolicy);
 186         if (*oldpolicy == MPOL_DEFAULT) {
 187                 numa_set_localalloc();
 188         } else if (set_mempolicy(*oldpolicy, oldmask->maskp,
 189                                  oldmask->size + 1) < 0) {
 190                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Failed to restore mempolicy: %s\n",
 191                         strerror(errno));
 192                 numa_set_localalloc();
 193         }
 194         numa_free_cpumask(oldmask);
 195 }
 196 #endif
 197
 198 /*
 199  * uses fstat to report the size of a file on disk
 200  */
 201 static off_t
 202 get_file_size(int fd)
 203 {
 204         struct stat st;
 205         if (fstat(fd, &st) < 0)
 206                 return 0;
 207         return st.st_size;
 208 }
 209
 210 static int
 211 pagesz_flags(uint64_t page_sz)
 212 {
 213         /* as per mmap() manpage, all page sizes are log2 of page size
 214          * shifted by MAP_HUGE_SHIFT
 215          */
 216         int log2 = rte_log2_u64(page_sz);
 217         return log2 << RTE_MAP_HUGE_SHIFT;
 218 }
 219
 220 /* returns 1 on successful lock, 0 on unsuccessful lock, -1 on error */
 221 static int lock(int fd, int type)
 222 {
 223         int ret;
 224
 225         /* flock may be interrupted */
 226         do {
 227                 ret = flock(fd, type | LOCK_NB);
 228         } while (ret && errno == EINTR);
 229
 230         if (ret && errno == EWOULDBLOCK) {
 231                 /* couldn't lock */
 232                 return 0;
 233         } else if (ret) {
 234                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error calling flock(): %s\n",
 235                         __func__, strerror(errno));
 236                 return -1;
 237         }
 238         /* lock was successful */
 239         return 1;
 240 }
 241
 242 static int
 243 get_seg_memfd(struct hugepage_info *hi __rte_unused,
 244                 unsigned int list_idx __rte_unused,
 245                 unsigned int seg_idx __rte_unused)
 246 {
 247 #ifdef MEMFD_SUPPORTED
 248         int fd;
 249         char segname[250]; /* as per manpage, limit is 249 bytes plus null */
 250
 251         int flags = RTE_MFD_HUGETLB | pagesz_flags(hi->hugepage_sz);
 252         const struct internal_config *internal_conf =
 253                 eal_get_internal_configuration();
 254
 255         if (internal_conf->single_file_segments) {
 256                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
 257
 258                 if (fd < 0) {
 259                         snprintf(segname, sizeof(segname), "seg_%i", list_idx);
 260                         fd = memfd_create(segname, flags);
 261                         if (fd < 0) {
 262                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memfd create failed: %s\n",
 263                                         __func__, strerror(errno));
 264                                 return -1;
 265                         }
 266                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
 267                 }
 268         } else {
 269                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 270
 271                 if (fd < 0) {
 272                         snprintf(segname, sizeof(segname), "seg_%i-%i",
 273                                         list_idx, seg_idx);
 274                         fd = memfd_create(segname, flags);
 275                         if (fd < 0) {
 276                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memfd create failed: %s\n",
 277                                         __func__, strerror(errno));
 278                                 return -1;
 279                         }
 280                         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 281                 }
 282         }
 283         return fd;
 284 #endif
 285         return -1;
 286 }
 287
 288 static int
 289 get_seg_fd(char *path, int buflen, struct hugepage_info *hi,
 290                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 291 {
 292         int fd;
 293         const struct internal_config *internal_conf =
 294                 eal_get_internal_configuration();
 295
 296         /* for in-memory mode, we only make it here when we're sure we support
 297          * memfd, and this is a special case.
 298          */
 299         if (internal_conf->in_memory)
 300                 return get_seg_memfd(hi, list_idx, seg_idx);
 301
 302         if (internal_conf->single_file_segments) {
 303                 /* create a hugepage file path */
 304                 eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir, list_idx);
 305
 306                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
 307
 308                 if (fd < 0) {
 309                         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 310                         if (fd < 0) {
 311                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): open failed: %s\n",
 312                                         __func__, strerror(errno));
 313                                 return -1;
 314                         }
 315                         /* take out a read lock and keep it indefinitely */
 316                         if (lock(fd, LOCK_SH) < 0) {
 317                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): lock failed: %s\n",
 318                                         __func__, strerror(errno));
 319                                 close(fd);
 320                                 return -1;
 321                         }
 322                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
 323                 }
 324         } else {
 325                 /* create a hugepage file path */
 326                 eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir,
 327                                 list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 328
 329                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 330
 331                 if (fd < 0) {
 332                         /* A primary process is the only one creating these
 333                          * files. If there is a leftover that was not cleaned
 334                          * by clear_hugedir(), we must *now* make sure to drop
 335                          * the file or we will remap old stuff while the rest
 336                          * of the code is built on the assumption that a new
 337                          * page is clean.
 338                          */
 339                         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY &&
 340                                         unlink(path) == -1 &&
 341                                         errno != ENOENT) {
 342                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): could not remove '%s': %s\n",
 343                                         __func__, path, strerror(errno));
 344                                 return -1;
 345                         }
 346
 347                         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 348                         if (fd < 0) {
 349                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): open failed: %s\n",
 350                                         __func__, strerror(errno));
 351                                 return -1;
 352                         }
 353                         /* take out a read lock */
 354                         if (lock(fd, LOCK_SH) < 0) {
 355                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): lock failed: %s\n",
 356                                         __func__, strerror(errno));
 357                                 close(fd);
 358                                 return -1;
 359                         }
 360                         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 361                 }
 362         }
 363         return fd;
 364 }
 365
 366 static int
 367 resize_hugefile_in_memory(int fd, uint64_t fa_offset,
 368                 uint64_t page_sz, bool grow)
 369 {
 370         int flags = grow ? 0 : FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
 371                         FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 372         int ret;
 373
 374         /* grow or shrink the file */
 375         ret = fallocate(fd, flags, fa_offset, page_sz);
 376
 377         if (ret < 0) {
 378                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate() failed: %s\n",
 379                                 __func__,
 380                                 strerror(errno));
 381                 return -1;
 382         }
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 static int
 387 resize_hugefile_in_filesystem(int fd, uint64_t fa_offset, uint64_t page_sz,
 388                 bool grow)
 389 {
 390         bool again = false;
 391
 392         do {
 393                 if (fallocate_supported == 0) {
 394                         /* we cannot deallocate memory if fallocate() is not
 395                          * supported, and hugepage file is already locked at
 396                          * creation, so no further synchronization needed.
 397                          */
 398
 399                         if (!grow) {
 400                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate not supported, not freeing page back to the system\n",
 401                                         __func__);
 402                                 return -1;
 403                         }
 404                         uint64_t new_size = fa_offset + page_sz;
 405                         uint64_t cur_size = get_file_size(fd);
 406
 407                         /* fallocate isn't supported, fall back to ftruncate */
 408                         if (new_size > cur_size &&
 409                                         ftruncate(fd, new_size) < 0) {
 410                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 411                                         __func__, strerror(errno));
 412                                 return -1;
 413                         }
 414                 } else {
 415                         int flags = grow ? 0 : FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
 416                                         FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 417                         int ret;
 418
 419                         /*
 420                          * technically, it is perfectly safe for both primary
 421                          * and secondary to grow and shrink the page files:
 422                          * growing the file repeatedly has no effect because
 423                          * a page can only be allocated once, while mmap ensures
 424                          * that secondaries hold on to the page even after the
 425                          * page itself is removed from the filesystem.
 426                          *
 427                          * however, leaving growing/shrinking to the primary
 428                          * tends to expose bugs in fdlist page count handling,
 429                          * so leave this here just in case.
 430                          */
 431                         if (rte_eal_process_type() != RTE_PROC_PRIMARY)
 432                                 return 0;
 433
 434                         /* grow or shrink the file */
 435                         ret = fallocate(fd, flags, fa_offset, page_sz);
 436
 437                         if (ret < 0) {
 438                                 if (fallocate_supported == -1 &&
 439                                                 errno == ENOTSUP) {
 440                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): fallocate() not supported, hugepage deallocation will be disabled\n",
 441                                                 __func__);
 442                                         again = true;
 443                                         fallocate_supported = 0;
 444                                 } else {
 445                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate() failed: %s\n",
 446                                                 __func__,
 447                                                 strerror(errno));
 448                                         return -1;
 449                                 }
 450                         } else
 451                                 fallocate_supported = 1;
 452                 }
 453         } while (again);
 454
 455         return 0;
 456 }
 457
 458 static void
 459 close_hugefile(int fd, char *path, int list_idx)
 460 {
 461         const struct internal_config *internal_conf =
 462                 eal_get_internal_configuration();
 463         /*
 464          * primary process must unlink the file, but only when not in in-memory
 465          * mode (as in that case there is no file to unlink).
 466          */
 467         if (!internal_conf->in_memory &&
 468                         rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY &&
 469                         unlink(path))
 470                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): unlinking '%s' failed: %s\n",
 471                         __func__, path, strerror(errno));
 472
 473         close(fd);
 474         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
 475 }
 476
 477 static int
 478 resize_hugefile(int fd, uint64_t fa_offset, uint64_t page_sz, bool grow)
 479 {
 480         /* in-memory mode is a special case, because we can be sure that
 481          * fallocate() is supported.
 482          */
 483         const struct internal_config *internal_conf =
 484                 eal_get_internal_configuration();
 485
 486         if (internal_conf->in_memory)
 487                 return resize_hugefile_in_memory(fd, fa_offset,
 488                                 page_sz, grow);
 489
 490         return resize_hugefile_in_filesystem(fd, fa_offset, page_sz,
 491                                 grow);
 492 }
 493
 494 static int
 495 alloc_seg(struct rte_memseg *ms, void *addr, int socket_id,
 496                 struct hugepage_info *hi, unsigned int list_idx,
 497                 unsigned int seg_idx)
 498 {
 499 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 500         int cur_socket_id = 0;
 501 #endif
 502         uint64_t map_offset;
 503         rte_iova_t iova;
 504         void *va;
 505         char path[PATH_MAX];
 506         int ret = 0;
 507         int fd;
 508         size_t alloc_sz;
 509         int flags;
 510         void *new_addr;
 511         const struct internal_config *internal_conf =
 512                 eal_get_internal_configuration();
 513
 514         alloc_sz = hi->hugepage_sz;
 515
 516         /* these are checked at init, but code analyzers don't know that */
 517         if (internal_conf->in_memory && !anonymous_hugepages_supported) {
 518                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Anonymous hugepages not supported, in-memory mode cannot allocate memory\n");
 519                 return -1;
 520         }
 521         if (internal_conf->in_memory && !memfd_create_supported &&
 522                         internal_conf->single_file_segments) {
 523                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Single-file segments are not supported without memfd support\n");
 524                 return -1;
 525         }
 526
 527         /* in-memory without memfd is a special case */
 528         int mmap_flags;
 529
 530         if (internal_conf->in_memory && !memfd_create_supported) {
 531                 const int in_memory_flags = MAP_HUGETLB | MAP_FIXED |
 532                                 MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
 533                 int pagesz_flag;
 534
 535                 pagesz_flag = pagesz_flags(alloc_sz);
 536                 fd = -1;
 537                 mmap_flags = in_memory_flags | pagesz_flag;
 538
 539                 /* single-file segments codepath will never be active
 540                  * here because in-memory mode is incompatible with the
 541                  * fallback path, and it's stopped at EAL initialization
 542                  * stage.
 543                  */
 544                 map_offset = 0;
 545         } else {
 546                 /* takes out a read lock on segment or segment list */
 547                 fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 548                 if (fd < 0) {
 549                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't get fd on hugepage file\n");
 550                         return -1;
 551                 }
 552
 553                 if (internal_conf->single_file_segments) {
 554                         map_offset = seg_idx * alloc_sz;
 555                         ret = resize_hugefile(fd, map_offset, alloc_sz, true);
 556                         if (ret < 0)
 557                                 goto resized;
 558
 559                         fd_list[list_idx].count++;
 560                 } else {
 561                         map_offset = 0;
 562                         if (ftruncate(fd, alloc_sz) < 0) {
 563                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 564                                         __func__, strerror(errno));
 565                                 goto resized;
 566                         }
 567                         if (internal_conf->hugepage_unlink &&
 568                                         !internal_conf->in_memory) {
 569                                 if (unlink(path)) {
 570                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): unlink() failed: %s\n",
 571                                                 __func__, strerror(errno));
 572                                         goto resized;
 573                                 }
 574                         }
 575                 }
 576                 mmap_flags = MAP_SHARED | MAP_POPULATE | MAP_FIXED;
 577         }
 578
 579         huge_register_sigbus();
 580
 581         /*
 582          * map the segment, and populate page tables, the kernel fills
 583          * this segment with zeros if it's a new page.
 584          */
 585         va = mmap(addr, alloc_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags, fd,
 586                         map_offset);
 587
 588         if (va == MAP_FAILED) {
 589                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): mmap() failed: %s\n", __func__,
 590                         strerror(errno));
 591                 /* mmap failed, but the previous region might have been
 592                  * unmapped anyway. try to remap it
 593                  */
 594                 goto unmapped;
 595         }
 596         if (va != addr) {
 597                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): wrong mmap() address\n", __func__);
 598                 munmap(va, alloc_sz);
 599                 goto resized;
 600         }
 601
 602         /* In linux, hugetlb limitations, like cgroup, are
 603          * enforced at fault time instead of mmap(), even
 604          * with the option of MAP_POPULATE. Kernel will send
 605          * a SIGBUS signal. To avoid to be killed, save stack
 606          * environment here, if SIGBUS happens, we can jump
 607          * back here.
 608          */
 609         if (huge_wrap_sigsetjmp()) {
 610                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "SIGBUS: Cannot mmap more hugepages of size %uMB\n",
 611                         (unsigned int)(alloc_sz >> 20));
 612                 goto mapped;
 613         }
 614
 615         /* we need to trigger a write to the page to enforce page fault and
 616          * ensure that page is accessible to us, but we can't overwrite value
 617          * that is already there, so read the old value, and write itback.
 618          * kernel populates the page with zeroes initially.
 619          */
 620         *(volatile int *)addr = *(volatile int *)addr;
 621
 622         iova = rte_mem_virt2iova(addr);
 623         if (iova == RTE_BAD_PHYS_ADDR) {
 624                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): can't get IOVA addr\n",
 625                         __func__);
 626                 goto mapped;
 627         }
 628
 629 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 630         /*
 631          * If the kernel has been built without NUMA support, get_mempolicy()
 632          * will return an error. If check_numa() returns false, memory
 633          * allocation is not NUMA aware and the socket_id should not be
 634          * checked.
 635          */
 636         if (check_numa()) {
 637                 ret = get_mempolicy(&cur_socket_id, NULL, 0, addr,
 638                                         MPOL_F_NODE | MPOL_F_ADDR);
 639                 if (ret < 0) {
 640                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): get_mempolicy: %s\n",
 641                                 __func__, strerror(errno));
 642                         goto mapped;
 643                 } else if (cur_socket_id != socket_id) {
 644                         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 645                                         "%s(): allocation happened on wrong socket (wanted %d, got %d)\n",
 646                                 __func__, socket_id, cur_socket_id);
 647                         goto mapped;
 648                 }
 649         }
 650 #else
 651         if (rte_socket_count() > 1)
 652                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): not checking hugepage NUMA node.\n",
 653                                 __func__);
 654 #endif
 655
 656         huge_recover_sigbus();
 657
 658         ms->addr = addr;
 659         ms->hugepage_sz = alloc_sz;
 660         ms->len = alloc_sz;
 661         ms->nchannel = rte_memory_get_nchannel();
 662         ms->nrank = rte_memory_get_nrank();
 663         ms->iova = iova;
 664         ms->socket_id = socket_id;
 665
 666         return 0;
 667
 668 mapped:
 669         munmap(addr, alloc_sz);
 670 unmapped:
 671         huge_recover_sigbus();
 672         flags = EAL_RESERVE_FORCE_ADDRESS;
 673         new_addr = eal_get_virtual_area(addr, &alloc_sz, alloc_sz, 0, flags);
 674         if (new_addr != addr) {
 675                 if (new_addr != NULL)
 676                         munmap(new_addr, alloc_sz);
 677                 /* we're leaving a hole in our virtual address space. if
 678                  * somebody else maps this hole now, we could accidentally
 679                  * override it in the future.
 680                  */
 681                 RTE_LOG(CRIT, EAL, "Can't mmap holes in our virtual address space\n");
 682         }
 683         /* roll back the ref count */
 684         if (internal_conf->single_file_segments)
 685                 fd_list[list_idx].count--;
 686 resized:
 687         /* some codepaths will return negative fd, so exit early */
 688         if (fd < 0)
 689                 return -1;
 690
 691         if (internal_conf->single_file_segments) {
 692                 resize_hugefile(fd, map_offset, alloc_sz, false);
 693                 /* ignore failure, can't make it any worse */
 694
 695                 /* if refcount is at zero, close the file */
 696                 if (fd_list[list_idx].count == 0)
 697                         close_hugefile(fd, path, list_idx);
 698         } else {
 699                 /* only remove file if we can take out a write lock */
 700                 if (internal_conf->hugepage_unlink == 0 &&
 701                                 internal_conf->in_memory == 0 &&
 702                                 lock(fd, LOCK_EX) == 1)
 703                         unlink(path);
 704                 close(fd);
 705                 fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 706         }
 707         return -1;
 708 }
 709
 710 static int
 711 free_seg(struct rte_memseg *ms, struct hugepage_info *hi,
 712                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 713 {
 714         uint64_t map_offset;
 715         char path[PATH_MAX];
 716         int fd, ret = 0;
 717         const struct internal_config *internal_conf =
 718                 eal_get_internal_configuration();
 719
 720         /* erase page data */
 721         memset(ms->addr, 0, ms->len);
 722
 723         if (mmap(ms->addr, ms->len, PROT_NONE,
 724                         MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED, -1, 0) ==
 725                                 MAP_FAILED) {
 726                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "couldn't unmap page\n");
 727                 return -1;
 728         }
 729
 730         eal_mem_set_dump(ms->addr, ms->len, false);
 731
 732         /* if we're using anonymous hugepages, nothing to be done */
 733         if (internal_conf->in_memory && !memfd_create_supported) {
 734                 memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 735                 return 0;
 736         }
 737
 738         /* if we are not in single file segments mode, we're going to unmap the
 739          * segment and thus drop the lock on original fd, but hugepage dir is
 740          * now locked so we can take out another one without races.
 741          */
 742         fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 743         if (fd < 0)
 744                 return -1;
 745
 746         if (internal_conf->single_file_segments) {
 747                 map_offset = seg_idx * ms->len;
 748                 if (resize_hugefile(fd, map_offset, ms->len, false))
 749                         return -1;
 750
 751                 if (--(fd_list[list_idx].count) == 0)
 752                         close_hugefile(fd, path, list_idx);
 753
 754                 ret = 0;
 755         } else {
 756                 /* if we're able to take out a write lock, we're the last one
 757                  * holding onto this page.
 758                  */
 759                 if (!internal_conf->in_memory && !internal_conf->hugepage_unlink) {
 760                         ret = lock(fd, LOCK_EX);
 761                         if (ret >= 0) {
 762                                 /* no one else is using this page */
 763                                 if (ret == 1)
 764                                         unlink(path);
 765                         }
 766                 }
 767                 /* closing fd will drop the lock */
 768                 close(fd);
 769                 fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 770         }
 771
 772         memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 773
 774         return ret < 0 ? -1 : 0;
 775 }
 776
 777 struct alloc_walk_param {
 778         struct hugepage_info *hi;
 779         struct rte_memseg **ms;
 780         size_t page_sz;
 781         unsigned int segs_allocated;
 782         unsigned int n_segs;
 783         int socket;
 784         bool exact;
 785 };
 786 static int
 787 alloc_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 788 {
 789         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 790         struct alloc_walk_param *wa = arg;
 791         struct rte_memseg_list *cur_msl;
 792         size_t page_sz;
 793         int cur_idx, start_idx, j, dir_fd = -1;
 794         unsigned int msl_idx, need, i;
 795         const struct internal_config *internal_conf =
 796                 eal_get_internal_configuration();
 797
 798         if (msl->page_sz != wa->page_sz)
 799                 return 0;
 800         if (msl->socket_id != wa->socket)
 801                 return 0;
 802
 803         page_sz = (size_t)msl->page_sz;
 804
 805         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 806         cur_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 807
 808         need = wa->n_segs;
 809
 810         /* try finding space in memseg list */
 811         if (wa->exact) {
 812                 /* if we require exact number of pages in a list, find them */
 813                 cur_idx = rte_fbarray_find_next_n_free(&cur_msl->memseg_arr, 0,
 814                                 need);
 815                 if (cur_idx < 0)
 816                         return 0;
 817                 start_idx = cur_idx;
 818         } else {
 819                 int cur_len;
 820
 821                 /* we don't require exact number of pages, so we're going to go
 822                  * for best-effort allocation. that means finding the biggest
 823                  * unused block, and going with that.
 824                  */
 825                 cur_idx = rte_fbarray_find_biggest_free(&cur_msl->memseg_arr,
 826                                 0);
 827                 if (cur_idx < 0)
 828                         return 0;
 829                 start_idx = cur_idx;
 830                 /* adjust the size to possibly be smaller than original
 831                  * request, but do not allow it to be bigger.
 832                  */
 833                 cur_len = rte_fbarray_find_contig_free(&cur_msl->memseg_arr,
 834                                 cur_idx);
 835                 need = RTE_MIN(need, (unsigned int)cur_len);
 836         }
 837
 838         /* do not allow any page allocations during the time we're allocating,
 839          * because file creation and locking operations are not atomic,
 840          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
 841          * so we need to ensure atomicity of every operation.
 842          *
 843          * during init, we already hold a write lock, so don't try to take out
 844          * another one.
 845          */
 846         if (wa->hi->lock_descriptor == -1 && !internal_conf->in_memory) {
 847                 dir_fd = open(wa->hi->hugedir, O_RDONLY);
 848                 if (dir_fd < 0) {
 849                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n",
 850                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 851                         return -1;
 852                 }
 853                 /* blocking writelock */
 854                 if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
 855                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n",
 856                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 857                         close(dir_fd);
 858                         return -1;
 859                 }
 860         }
 861
 862         for (i = 0; i < need; i++, cur_idx++) {
 863                 struct rte_memseg *cur;
 864                 void *map_addr;
 865
 866                 cur = rte_fbarray_get(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 867                 map_addr = RTE_PTR_ADD(cur_msl->base_va,
 868                                 cur_idx * page_sz);
 869
 870                 if (alloc_seg(cur, map_addr, wa->socket, wa->hi,
 871                                 msl_idx, cur_idx)) {
 872                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "attempted to allocate %i segments, but only %i were allocated\n",
 873                                 need, i);
 874
 875                         /* if exact number wasn't requested, stop */
 876                         if (!wa->exact)
 877                                 goto out;
 878
 879                         /* clean up */
 880                         for (j = start_idx; j < cur_idx; j++) {
 881                                 struct rte_memseg *tmp;
 882                                 struct rte_fbarray *arr =
 883                                                 &cur_msl->memseg_arr;
 884
 885                                 tmp = rte_fbarray_get(arr, j);
 886                                 rte_fbarray_set_free(arr, j);
 887
 888                                 /* free_seg may attempt to create a file, which
 889                                  * may fail.
 890                                  */
 891                                 if (free_seg(tmp, wa->hi, msl_idx, j))
 892                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Cannot free page\n");
 893                         }
 894                         /* clear the list */
 895                         if (wa->ms)
 896                                 memset(wa->ms, 0, sizeof(*wa->ms) * wa->n_segs);
 897
 898                         if (dir_fd >= 0)
 899                                 close(dir_fd);
 900                         return -1;
 901                 }
 902                 if (wa->ms)
 903                         wa->ms[i] = cur;
 904
 905                 rte_fbarray_set_used(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 906         }
 907 out:
 908         wa->segs_allocated = i;
 909         if (i > 0)
 910                 cur_msl->version++;
 911         if (dir_fd >= 0)
 912                 close(dir_fd);
 913         /* if we didn't allocate any segments, move on to the next list */
 914         return i > 0;
 915 }
 916
 917 struct free_walk_param {
 918         struct hugepage_info *hi;
 919         struct rte_memseg *ms;
 920 };
 921 static int
 922 free_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 923 {
 924         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 925         struct rte_memseg_list *found_msl;
 926         struct free_walk_param *wa = arg;
 927         uintptr_t start_addr, end_addr;
 928         int msl_idx, seg_idx, ret, dir_fd = -1;
 929         const struct internal_config *internal_conf =
 930                 eal_get_internal_configuration();
 931
 932         start_addr = (uintptr_t) msl->base_va;
 933         end_addr = start_addr + msl->len;
 934
 935         if ((uintptr_t)wa->ms->addr < start_addr ||
 936                         (uintptr_t)wa->ms->addr >= end_addr)
 937                 return 0;
 938
 939         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 940         seg_idx = RTE_PTR_DIFF(wa->ms->addr, start_addr) / msl->page_sz;
 941
 942         /* msl is const */
 943         found_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 944
 945         /* do not allow any page allocations during the time we're freeing,
 946          * because file creation and locking operations are not atomic,
 947          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
 948          * so we need to ensure atomicity of every operation.
 949          *
 950          * during init, we already hold a write lock, so don't try to take out
 951          * another one.
 952          */
 953         if (wa->hi->lock_descriptor == -1 && !internal_conf->in_memory) {
 954                 dir_fd = open(wa->hi->hugedir, O_RDONLY);
 955                 if (dir_fd < 0) {
 956                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n",
 957                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 958                         return -1;
 959                 }
 960                 /* blocking writelock */
 961                 if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
 962                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n",
 963                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 964                         close(dir_fd);
 965                         return -1;
 966                 }
 967         }
 968
 969         found_msl->version++;
 970
 971         rte_fbarray_set_free(&found_msl->memseg_arr, seg_idx);
 972
 973         ret = free_seg(wa->ms, wa->hi, msl_idx, seg_idx);
 974
 975         if (dir_fd >= 0)
 976                 close(dir_fd);
 977
 978         if (ret < 0)
 979                 return -1;
 980
 981         return 1;
 982 }
 983
 984 int
 985 eal_memalloc_alloc_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs, size_t page_sz,
 986                 int socket, bool exact)
 987 {
 988         int i, ret = -1;
 989 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 990         bool have_numa = false;
 991         int oldpolicy;
 992         struct bitmask *oldmask;
 993 #endif
 994         struct alloc_walk_param wa;
 995         struct hugepage_info *hi = NULL;
 996         struct internal_config *internal_conf =
 997                 eal_get_internal_configuration();
 998
 999         memset(&wa, 0, sizeof(wa));
1000
1001         /* dynamic allocation not supported in legacy mode */
1002         if (internal_conf->legacy_mem)
1003                 return -1;
1004
1005         for (i = 0; i < (int) RTE_DIM(internal_conf->hugepage_info); i++) {
1006                 if (page_sz ==
1007                                 internal_conf->hugepage_info[i].hugepage_sz) {
1008                         hi = &internal_conf->hugepage_info[i];
1009                         break;
1010                 }
1011         }
1012         if (!hi) {
1013                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): can't find relevant hugepage_info entry\n",
1014                         __func__);
1015                 return -1;
1016         }
1017
1018 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1019         if (check_numa()) {
1020                 oldmask = numa_allocate_nodemask();
1021                 prepare_numa(&oldpolicy, oldmask, socket);
1022                 have_numa = true;
1023         }
1024 #endif
1025
1026         wa.exact = exact;
1027         wa.hi = hi;
1028         wa.ms = ms;
1029         wa.n_segs = n_segs;
1030         wa.page_sz = page_sz;
1031         wa.socket = socket;
1032         wa.segs_allocated = 0;
1033
1034         /* memalloc is locked, so it's safe to use thread-unsafe version */
1035         ret = rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(alloc_seg_walk, &wa);
1036         if (ret == 0) {
1037                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): couldn't find suitable memseg_list\n",
1038                         __func__);
1039                 ret = -1;
1040         } else if (ret > 0) {
1041                 ret = (int)wa.segs_allocated;
1042         }
1043
1044 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1045         if (have_numa)
1046                 restore_numa(&oldpolicy, oldmask);
1047 #endif
1048         return ret;
1049 }
1050
1051 struct rte_memseg *
1052 eal_memalloc_alloc_seg(size_t page_sz, int socket)
1053 {
1054         struct rte_memseg *ms;
1055         if (eal_memalloc_alloc_seg_bulk(&ms, 1, page_sz, socket, true) < 0)
1056                 return NULL;
1057         /* return pointer to newly allocated memseg */
1058         return ms;
1059 }
1060
1061 int
1062 eal_memalloc_free_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs)
1063 {
1064         int seg, ret = 0;
1065         struct internal_config *internal_conf =
1066                 eal_get_internal_configuration();
1067
1068         /* dynamic free not supported in legacy mode */
1069         if (internal_conf->legacy_mem)
1070                 return -1;
1071
1072         for (seg = 0; seg < n_segs; seg++) {
1073                 struct rte_memseg *cur = ms[seg];
1074                 struct hugepage_info *hi = NULL;
1075                 struct free_walk_param wa;
1076                 int i, walk_res;
1077
1078                 /* if this page is marked as unfreeable, fail */
1079                 if (cur->flags & RTE_MEMSEG_FLAG_DO_NOT_FREE) {
1080                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Page is not allowed to be freed\n");
1081                         ret = -1;
1082                         continue;
1083                 }
1084
1085                 memset(&wa, 0, sizeof(wa));
1086
1087                 for (i = 0; i < (int)RTE_DIM(internal_conf->hugepage_info);
1088                                 i++) {
1089                         hi = &internal_conf->hugepage_info[i];
1090                         if (cur->hugepage_sz == hi->hugepage_sz)
1091                                 break;
1092                 }
1093                 if (i == (int)RTE_DIM(internal_conf->hugepage_info)) {
1094                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1095                         ret = -1;
1096                         continue;
1097                 }
1098
1099                 wa.ms = cur;
1100                 wa.hi = hi;
1101
1102                 /* memalloc is locked, so it's safe to use thread-unsafe version
1103                  */
1104                 walk_res = rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(free_seg_walk,
1105                                 &wa);
1106                 if (walk_res == 1)
1107                         continue;
1108                 if (walk_res == 0)
1109                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't find memseg list\n");
1110                 ret = -1;
1111         }
1112         return ret;
1113 }
1114
1115 int
1116 eal_memalloc_free_seg(struct rte_memseg *ms)
1117 {
1118         const struct internal_config *internal_conf =
1119                 eal_get_internal_configuration();
1120
1121         /* dynamic free not supported in legacy mode */
1122         if (internal_conf->legacy_mem)
1123                 return -1;
1124
1125         return eal_memalloc_free_seg_bulk(&ms, 1);
1126 }
1127
1128 static int
1129 sync_chunk(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1130                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1131                 unsigned int msl_idx, bool used, int start, int end)
1132 {
1133         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
1134         int i, ret, chunk_len, diff_len;
1135
1136         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
1137         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
1138
1139         /* we need to aggregate allocations/deallocations into bigger chunks,
1140          * as we don't want to spam the user with per-page callbacks.
1141          *
1142          * to avoid any potential issues, we also want to trigger
1143          * deallocation callbacks *before* we actually deallocate
1144          * memory, so that the user application could wrap up its use
1145          * before it goes away.
1146          */
1147
1148         chunk_len = end - start;
1149
1150         /* find how many contiguous pages we can map/unmap for this chunk */
1151         diff_len = used ?
1152                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start) :
1153                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start);
1154
1155         /* has to be at least one page */
1156         if (diff_len < 1)
1157                 return -1;
1158
1159         diff_len = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
1160
1161         /* if we are freeing memory, notify the application */
1162         if (!used) {
1163                 struct rte_memseg *ms;
1164                 void *start_va;
1165                 size_t len, page_sz;
1166
1167                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
1168                 start_va = ms->addr;
1169                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
1170                 len = page_sz * diff_len;
1171
1172                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_FREE,
1173                                 start_va, len);
1174         }
1175
1176         for (i = 0; i < diff_len; i++) {
1177                 struct rte_memseg *p_ms, *l_ms;
1178                 int seg_idx = start + i;
1179
1180                 l_ms = rte_fbarray_get(l_arr, seg_idx);
1181                 p_ms = rte_fbarray_get(p_arr, seg_idx);
1182
1183                 if (l_ms == NULL || p_ms == NULL)
1184                         return -1;
1185
1186                 if (used) {
1187                         ret = alloc_seg(l_ms, p_ms->addr,
1188                                         p_ms->socket_id, hi,
1189                                         msl_idx, seg_idx);
1190                         if (ret < 0)
1191                                 return -1;
1192                         rte_fbarray_set_used(l_arr, seg_idx);
1193                 } else {
1194                         ret = free_seg(l_ms, hi, msl_idx, seg_idx);
1195                         rte_fbarray_set_free(l_arr, seg_idx);
1196                         if (ret < 0)
1197                                 return -1;
1198                 }
1199         }
1200
1201         /* if we just allocated memory, notify the application */
1202         if (used) {
1203                 struct rte_memseg *ms;
1204                 void *start_va;
1205                 size_t len, page_sz;
1206
1207                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
1208                 start_va = ms->addr;
1209                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
1210                 len = page_sz * diff_len;
1211
1212                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_ALLOC,
1213                                 start_va, len);
1214         }
1215
1216         /* calculate how much we can advance until next chunk */
1217         diff_len = used ?
1218                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start) :
1219                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start);
1220         ret = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
1221
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 static int
1226 sync_status(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1227                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1228                 unsigned int msl_idx, bool used)
1229 {
1230         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
1231         int p_idx, l_chunk_len, p_chunk_len, ret;
1232         int start, end;
1233
1234         /* this is a little bit tricky, but the basic idea is - walk both lists
1235          * and spot any places where there are discrepancies. walking both lists
1236          * and noting discrepancies in a single go is a hard problem, so we do
1237          * it in two passes - first we spot any places where allocated segments
1238          * mismatch (i.e. ensure that everything that's allocated in the primary
1239          * is also allocated in the secondary), and then we do it by looking at
1240          * free segments instead.
1241          *
1242          * we also need to aggregate changes into chunks, as we have to call
1243          * callbacks per allocation, not per page.
1244          */
1245         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
1246         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
1247
1248         if (used)
1249                 p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr, 0);
1250         else
1251                 p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr, 0);
1252
1253         while (p_idx >= 0) {
1254                 int next_chunk_search_idx;
1255
1256                 if (used) {
1257                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(p_arr,
1258                                         p_idx);
1259                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(l_arr,
1260                                         p_idx);
1261                 } else {
1262                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(p_arr,
1263                                         p_idx);
1264                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(l_arr,
1265                                         p_idx);
1266                 }
1267                 /* best case scenario - no differences (or bigger, which will be
1268                  * fixed during next iteration), look for next chunk
1269                  */
1270                 if (l_chunk_len >= p_chunk_len) {
1271                         next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1272                         goto next_chunk;
1273                 }
1274
1275                 /* if both chunks start at the same point, skip parts we know
1276                  * are identical, and sync the rest. each call to sync_chunk
1277                  * will only sync contiguous segments, so we need to call this
1278                  * until we are sure there are no more differences in this
1279                  * chunk.
1280                  */
1281                 start = p_idx + l_chunk_len;
1282                 end = p_idx + p_chunk_len;
1283                 do {
1284                         ret = sync_chunk(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx,
1285                                         used, start, end);
1286                         start += ret;
1287                 } while (start < end && ret >= 0);
1288                 /* if ret is negative, something went wrong */
1289                 if (ret < 0)
1290                         return -1;
1291
1292                 next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1293 next_chunk:
1294                 /* skip to end of this chunk */
1295                 if (used) {
1296                         p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr,
1297                                         next_chunk_search_idx);
1298                 } else {
1299                         p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr,
1300                                         next_chunk_search_idx);
1301                 }
1302         }
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 static int
1307 sync_existing(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1308                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1309                 unsigned int msl_idx)
1310 {
1311         int ret, dir_fd;
1312
1313         /* do not allow any page allocations during the time we're allocating,
1314          * because file creation and locking operations are not atomic,
1315          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
1316          * so we need to ensure atomicity of every operation.
1317          */
1318         dir_fd = open(hi->hugedir, O_RDONLY);
1319         if (dir_fd < 0) {
1320                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n", __func__,
1321                         hi->hugedir, strerror(errno));
1322                 return -1;
1323         }
1324         /* blocking writelock */
1325         if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
1326                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n", __func__,
1327                         hi->hugedir, strerror(errno));
1328                 close(dir_fd);
1329                 return -1;
1330         }
1331
1332         /* ensure all allocated space is the same in both lists */
1333         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, true);
1334         if (ret < 0)
1335                 goto fail;
1336
1337         /* ensure all unallocated space is the same in both lists */
1338         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, false);
1339         if (ret < 0)
1340                 goto fail;
1341
1342         /* update version number */
1343         local_msl->version = primary_msl->version;
1344
1345         close(dir_fd);
1346
1347         return 0;
1348 fail:
1349         close(dir_fd);
1350         return -1;
1351 }
1352
1353 static int
1354 sync_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg __rte_unused)
1355 {
1356         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1357         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1358         struct hugepage_info *hi = NULL;
1359         unsigned int i;
1360         int msl_idx;
1361         struct internal_config *internal_conf =
1362                 eal_get_internal_configuration();
1363
1364         if (msl->external)
1365                 return 0;
1366
1367         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1368         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1369         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1370
1371         for (i = 0; i < RTE_DIM(internal_conf->hugepage_info); i++) {
1372                 uint64_t cur_sz =
1373                         internal_conf->hugepage_info[i].hugepage_sz;
1374                 uint64_t msl_sz = primary_msl->page_sz;
1375                 if (msl_sz == cur_sz) {
1376                         hi = &internal_conf->hugepage_info[i];
1377                         break;
1378                 }
1379         }
1380         if (!hi) {
1381                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1382                 return -1;
1383         }
1384
1385         /* if versions don't match, synchronize everything */
1386         if (local_msl->version != primary_msl->version &&
1387                         sync_existing(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx))
1388                 return -1;
1389         return 0;
1390 }
1391
1392
1393 int
1394 eal_memalloc_sync_with_primary(void)
1395 {
1396         /* nothing to be done in primary */
1397         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY)
1398                 return 0;
1399
1400         /* memalloc is locked, so it's safe to call thread-unsafe version */
1401         if (rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(sync_walk, NULL))
1402                 return -1;
1403         return 0;
1404 }
1405
1406 static int
1407 secondary_msl_create_walk(const struct rte_memseg_list *msl,
1408                 void *arg __rte_unused)
1409 {
1410         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1411         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1412         char name[PATH_MAX];
1413         int msl_idx, ret;
1414
1415         if (msl->external)
1416                 return 0;
1417
1418         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1419         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1420         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1421
1422         /* create distinct fbarrays for each secondary */
1423         snprintf(name, RTE_FBARRAY_NAME_LEN, "%s_%i",
1424                 primary_msl->memseg_arr.name, getpid());
1425
1426         ret = rte_fbarray_init(&local_msl->memseg_arr, name,
1427                 primary_msl->memseg_arr.len,
1428                 primary_msl->memseg_arr.elt_sz);
1429         if (ret < 0) {
1430                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot initialize local memory map\n");
1431                 return -1;
1432         }
1433         local_msl->base_va = primary_msl->base_va;
1434         local_msl->len = primary_msl->len;
1435
1436         return 0;
1437 }
1438
1439 static int
1440 secondary_msl_destroy_walk(const struct rte_memseg_list *msl,
1441                 void *arg __rte_unused)
1442 {
1443         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1444         struct rte_memseg_list *local_msl;
1445         int msl_idx, ret;
1446
1447         if (msl->external)
1448                 return 0;
1449
1450         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1451         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1452
1453         ret = rte_fbarray_destroy(&local_msl->memseg_arr);
1454         if (ret < 0) {
1455                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot destroy local memory map\n");
1456                 return -1;
1457         }
1458         local_msl->base_va = NULL;
1459         local_msl->len = 0;
1460
1461         return 0;
1462 }
1463
1464 static int
1465 alloc_list(int list_idx, int len)
1466 {
1467         int *data;
1468         int i;
1469         const struct internal_config *internal_conf =
1470                 eal_get_internal_configuration();
1471
1472         /* single-file segments mode does not need fd list */
1473         if (!internal_conf->single_file_segments) {
1474                 /* ensure we have space to store fd per each possible segment */
1475                 data = malloc(sizeof(int) * len);
1476                 if (data == NULL) {
1477                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Unable to allocate space for file descriptors\n");
1478                         return -1;
1479                 }
1480                 /* set all fd's as invalid */
1481                 for (i = 0; i < len; i++)
1482                         data[i] = -1;
1483                 fd_list[list_idx].fds = data;
1484                 fd_list[list_idx].len = len;
1485         } else {
1486                 fd_list[list_idx].fds = NULL;
1487                 fd_list[list_idx].len = 0;
1488         }
1489
1490         fd_list[list_idx].count = 0;
1491         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static int
1497 destroy_list(int list_idx)
1498 {
1499         const struct internal_config *internal_conf =
1500                         eal_get_internal_configuration();
1501
1502         /* single-file segments mode does not need fd list */
1503         if (!internal_conf->single_file_segments) {
1504                 int *fds = fd_list[list_idx].fds;
1505                 int i;
1506                 /* go through each fd and ensure it's closed */
1507                 for (i = 0; i < fd_list[list_idx].len; i++) {
1508                         if (fds[i] >= 0) {
1509                                 close(fds[i]);
1510                                 fds[i] = -1;
1511                         }
1512                 }
1513                 free(fds);
1514                 fd_list[list_idx].fds = NULL;
1515                 fd_list[list_idx].len = 0;
1516         } else if (fd_list[list_idx].memseg_list_fd >= 0) {
1517                 close(fd_list[list_idx].memseg_list_fd);
1518                 fd_list[list_idx].count = 0;
1519                 fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
1520         }
1521         return 0;
1522 }
1523
1524 static int
1525 fd_list_create_walk(const struct rte_memseg_list *msl,
1526                 void *arg __rte_unused)
1527 {
1528         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1529         unsigned int len;
1530         int msl_idx;
1531
1532         if (msl->external)
1533                 return 0;
1534
1535         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1536         len = msl->memseg_arr.len;
1537
1538         return alloc_list(msl_idx, len);
1539 }
1540
1541 static int
1542 fd_list_destroy_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg __rte_unused)
1543 {
1544         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1545         int msl_idx;
1546
1547         if (msl->external)
1548                 return 0;
1549
1550         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1551
1552         return destroy_list(msl_idx);
1553 }
1554
1555 int
1556 eal_memalloc_set_seg_fd(int list_idx, int seg_idx, int fd)
1557 {
1558         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1559         const struct internal_config *internal_conf =
1560                 eal_get_internal_configuration();
1561
1562         /* single file segments mode doesn't support individual segment fd's */
1563         if (internal_conf->single_file_segments)
1564                 return -ENOTSUP;
1565
1566         /* if list is not allocated, allocate it */
1567         if (fd_list[list_idx].len == 0) {
1568                 int len = mcfg->memsegs[list_idx].memseg_arr.len;
1569
1570                 if (alloc_list(list_idx, len) < 0)
1571                         return -ENOMEM;
1572         }
1573         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
1574
1575         return 0;
1576 }
1577
1578 int
1579 eal_memalloc_set_seg_list_fd(int list_idx, int fd)
1580 {
1581         const struct internal_config *internal_conf =
1582                 eal_get_internal_configuration();
1583
1584         /* non-single file segment mode doesn't support segment list fd's */
1585         if (!internal_conf->single_file_segments)
1586                 return -ENOTSUP;
1587
1588         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
1589
1590         return 0;
1591 }
1592
1593 int
1594 eal_memalloc_get_seg_fd(int list_idx, int seg_idx)
1595 {
1596         int fd;
1597         const struct internal_config *internal_conf =
1598                 eal_get_internal_configuration();
1599
1600         if (internal_conf->in_memory || internal_conf->no_hugetlbfs) {
1601 #ifndef MEMFD_SUPPORTED
1602                 /* in in-memory or no-huge mode, we rely on memfd support */
1603                 return -ENOTSUP;
1604 #endif
1605                 /* memfd supported, but hugetlbfs memfd may not be */
1606                 if (!internal_conf->no_hugetlbfs && !memfd_create_supported)
1607                         return -ENOTSUP;
1608         }
1609
1610         if (internal_conf->single_file_segments) {
1611                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
1612         } else if (fd_list[list_idx].len == 0) {
1613                 /* list not initialized */
1614                 fd = -1;
1615         } else {
1616                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
1617         }
1618         if (fd < 0)
1619                 return -ENODEV;
1620         return fd;
1621 }
1622
1623 static int
1624 test_memfd_create(void)
1625 {
1626 #ifdef MEMFD_SUPPORTED
1627         const struct internal_config *internal_conf =
1628                 eal_get_internal_configuration();
1629         unsigned int i;
1630         for (i = 0; i < internal_conf->num_hugepage_sizes; i++) {
1631                 uint64_t pagesz = internal_conf->hugepage_info[i].hugepage_sz;
1632                 int pagesz_flag = pagesz_flags(pagesz);
1633                 int flags;
1634
1635                 flags = pagesz_flag | RTE_MFD_HUGETLB;
1636                 int fd = memfd_create("test", flags);
1637                 if (fd < 0) {
1638                         /* we failed - let memalloc know this isn't working */
1639                         if (errno == EINVAL) {
1640                                 memfd_create_supported = 0;
1641                                 return 0; /* not supported */
1642                         }
1643
1644                         /* we got other error - something's wrong */
1645                         return -1; /* error */
1646                 }
1647                 close(fd);
1648                 return 1; /* supported */
1649         }
1650 #endif
1651         return 0; /* not supported */
1652 }
1653
1654 int
1655 eal_memalloc_get_seg_fd_offset(int list_idx, int seg_idx, size_t *offset)
1656 {
1657         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1658         const struct internal_config *internal_conf =
1659                 eal_get_internal_configuration();
1660
1661         if (internal_conf->in_memory || internal_conf->no_hugetlbfs) {
1662 #ifndef MEMFD_SUPPORTED
1663                 /* in in-memory or no-huge mode, we rely on memfd support */
1664                 return -ENOTSUP;
1665 #endif
1666                 /* memfd supported, but hugetlbfs memfd may not be */
1667                 if (!internal_conf->no_hugetlbfs && !memfd_create_supported)
1668                         return -ENOTSUP;
1669         }
1670
1671         if (internal_conf->single_file_segments) {
1672                 size_t pgsz = mcfg->memsegs[list_idx].page_sz;
1673
1674                 /* segment not active? */
1675                 if (fd_list[list_idx].memseg_list_fd < 0)
1676                         return -ENOENT;
1677                 *offset = pgsz * seg_idx;
1678         } else {
1679                 /* fd_list not initialized? */
1680                 if (fd_list[list_idx].len == 0)
1681                         return -ENODEV;
1682
1683                 /* segment not active? */
1684                 if (fd_list[list_idx].fds[seg_idx] < 0)
1685                         return -ENOENT;
1686                 *offset = 0;
1687         }
1688         return 0;
1689 }
1690
1691 int
1692 eal_memalloc_cleanup(void)
1693 {
1694         /* close all remaining fd's - these are per-process, so it's safe */
1695         if (rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(fd_list_destroy_walk, NULL))
1696                 return -1;
1697
1698         /* destroy the shadow page table if we're a secondary process */
1699         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY)
1700                 return 0;
1701
1702         if (rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(secondary_msl_destroy_walk,
1703                         NULL))
1704                 return -1;
1705
1706         return 0;
1707 }
1708
1709 int
1710 eal_memalloc_init(void)
1711 {
1712         const struct internal_config *internal_conf =
1713                 eal_get_internal_configuration();
1714
1715         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_SECONDARY)
1716                 if (rte_memseg_list_walk(secondary_msl_create_walk, NULL) < 0)
1717                         return -1;
1718         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY &&
1719                         internal_conf->in_memory) {
1720                 int mfd_res = test_memfd_create();
1721
1722                 if (mfd_res < 0) {
1723                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Unable to check if memfd is supported\n");
1724                         return -1;
1725                 }
1726                 if (mfd_res == 1)
1727                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Using memfd for anonymous memory\n");
1728                 else
1729                         RTE_LOG(INFO, EAL, "Using memfd is not supported, falling back to anonymous hugepages\n");
1730
1731                 /* we only support single-file segments mode with in-memory mode
1732                  * if we support hugetlbfs with memfd_create. this code will
1733                  * test if we do.
1734                  */
1735                 if (internal_conf->single_file_segments &&
1736                                 mfd_res != 1) {
1737                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Single-file segments mode cannot be used without memfd support\n");
1738                         return -1;
1739                 }
1740                 /* this cannot ever happen but better safe than sorry */
1741                 if (!anonymous_hugepages_supported) {
1742                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Using anonymous memory is not supported\n");
1743                         return -1;
1744                 }
1745         }
1746
1747         /* initialize all of the fd lists */
1748         if (rte_memseg_list_walk(fd_list_create_walk, NULL))
1749                 return -1;
1750         return 0;
1751 }