01894faecf5d833dab952364cd883c9a80b00d93
[dpdk.git] / drivers / net / mlx4 / mlx4_mr.c
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright 2017 6WIND S.A.
3  * Copyright 2017 Mellanox Technologies, Ltd
4  */
5
6 /**
7  * @file
8  * Memory management functions for mlx4 driver.
9  */
10
11 #include <assert.h>
12 #include <errno.h>
13 #include <inttypes.h>
14 #include <stddef.h>
15 #include <stdint.h>
16 #include <string.h>
17
18 /* Verbs headers do not support -pedantic. */
19 #ifdef PEDANTIC
20 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wpedantic"
21 #endif
22 #include <infiniband/verbs.h>
23 #ifdef PEDANTIC
24 #pragma GCC diagnostic error "-Wpedantic"
25 #endif
26
27 #include <rte_branch_prediction.h>
28 #include <rte_common.h>
29 #include <rte_errno.h>
30 #include <rte_malloc.h>
31 #include <rte_memory.h>
32 #include <rte_mempool.h>
33 #include <rte_rwlock.h>
34
35 #include "mlx4_glue.h"
36 #include "mlx4_mr.h"
37 #include "mlx4_rxtx.h"
38 #include "mlx4_utils.h"
39
40 struct mr_find_contig_memsegs_data {
41         uintptr_t addr;
42         uintptr_t start;
43         uintptr_t end;
44         const struct rte_memseg_list *msl;
45 };
46
47 struct mr_update_mp_data {
48         struct rte_eth_dev *dev;
49         struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl;
50         int ret;
51 };
52
53 /**
54  * Expand B-tree table to a given size. Can't be called with holding
55  * memory_hotplug_lock or priv->mr.rwlock due to rte_realloc().
56  *
57  * @param bt
58  *   Pointer to B-tree structure.
59  * @param n
60  *   Number of entries for expansion.
61  *
62  * @return
63  *   0 on success, -1 on failure.
64  */
65 static int
66 mr_btree_expand(struct mlx4_mr_btree *bt, int n)
67 {
68         void *mem;
69         int ret = 0;
70
71         if (n <= bt->size)
72                 return ret;
73         /*
74          * Downside of directly using rte_realloc() is that SOCKET_ID_ANY is
75          * used inside if there's no room to expand. Because this is a quite
76          * rare case and a part of very slow path, it is very acceptable.
77          * Initially cache_bh[] will be given practically enough space and once
78          * it is expanded, expansion wouldn't be needed again ever.
79          */
80         mem = rte_realloc(bt->table, n * sizeof(struct mlx4_mr_cache), 0);
81         if (mem == NULL) {
82                 /* Not an error, B-tree search will be skipped. */
83                 WARN("failed to expand MR B-tree (%p) table", (void *)bt);
84                 ret = -1;
85         } else {
86                 DEBUG("expanded MR B-tree table (size=%u)", n);
87                 bt->table = mem;
88                 bt->size = n;
89         }
90         return ret;
91 }
92
93 /**
94  * Look up LKey from given B-tree lookup table, store the last index and return
95  * searched LKey.
96  *
97  * @param bt
98  *   Pointer to B-tree structure.
99  * @param[out] idx
100  *   Pointer to index. Even on search failure, returns index where it stops
101  *   searching so that index can be used when inserting a new entry.
102  * @param addr
103  *   Search key.
104  *
105  * @return
106  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on no match.
107  */
108 static uint32_t
109 mr_btree_lookup(struct mlx4_mr_btree *bt, uint16_t *idx, uintptr_t addr)
110 {
111         struct mlx4_mr_cache *lkp_tbl;
112         uint16_t n;
113         uint16_t base = 0;
114
115         assert(bt != NULL);
116         lkp_tbl = *bt->table;
117         n = bt->len;
118         /* First entry must be NULL for comparison. */
119         assert(bt->len > 0 || (lkp_tbl[0].start == 0 &&
120                                lkp_tbl[0].lkey == UINT32_MAX));
121         /* Binary search. */
122         do {
123                 register uint16_t delta = n >> 1;
124
125                 if (addr < lkp_tbl[base + delta].start) {
126                         n = delta;
127                 } else {
128                         base += delta;
129                         n -= delta;
130                 }
131         } while (n > 1);
132         assert(addr >= lkp_tbl[base].start);
133         *idx = base;
134         if (addr < lkp_tbl[base].end)
135                 return lkp_tbl[base].lkey;
136         /* Not found. */
137         return UINT32_MAX;
138 }
139
140 /**
141  * Insert an entry to B-tree lookup table.
142  *
143  * @param bt
144  *   Pointer to B-tree structure.
145  * @param entry
146  *   Pointer to new entry to insert.
147  *
148  * @return
149  *   0 on success, -1 on failure.
150  */
151 static int
152 mr_btree_insert(struct mlx4_mr_btree *bt, struct mlx4_mr_cache *entry)
153 {
154         struct mlx4_mr_cache *lkp_tbl;
155         uint16_t idx = 0;
156         size_t shift;
157
158         assert(bt != NULL);
159         assert(bt->len <= bt->size);
160         assert(bt->len > 0);
161         lkp_tbl = *bt->table;
162         /* Find out the slot for insertion. */
163         if (mr_btree_lookup(bt, &idx, entry->start) != UINT32_MAX) {
164                 DEBUG("abort insertion to B-tree(%p): already exist at"
165                       " idx=%u [0x%" PRIxPTR ", 0x%" PRIxPTR ") lkey=0x%x",
166                       (void *)bt, idx, entry->start, entry->end, entry->lkey);
167                 /* Already exist, return. */
168                 return 0;
169         }
170         /* If table is full, return error. */
171         if (unlikely(bt->len == bt->size)) {
172                 bt->overflow = 1;
173                 return -1;
174         }
175         /* Insert entry. */
176         ++idx;
177         shift = (bt->len - idx) * sizeof(struct mlx4_mr_cache);
178         if (shift)
179                 memmove(&lkp_tbl[idx + 1], &lkp_tbl[idx], shift);
180         lkp_tbl[idx] = *entry;
181         bt->len++;
182         DEBUG("inserted B-tree(%p)[%u],"
183               " [0x%" PRIxPTR ", 0x%" PRIxPTR ") lkey=0x%x",
184               (void *)bt, idx, entry->start, entry->end, entry->lkey);
185         return 0;
186 }
187
188 /**
189  * Initialize B-tree and allocate memory for lookup table.
190  *
191  * @param bt
192  *   Pointer to B-tree structure.
193  * @param n
194  *   Number of entries to allocate.
195  * @param socket
196  *   NUMA socket on which memory must be allocated.
197  *
198  * @return
199  *   0 on success, a negative errno value otherwise and rte_errno is set.
200  */
201 int
202 mlx4_mr_btree_init(struct mlx4_mr_btree *bt, int n, int socket)
203 {
204         if (bt == NULL) {
205                 rte_errno = EINVAL;
206                 return -rte_errno;
207         }
208         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
209         bt->table = rte_calloc_socket("B-tree table",
210                                       n, sizeof(struct mlx4_mr_cache),
211                                       0, socket);
212         if (bt->table == NULL) {
213                 rte_errno = ENOMEM;
214                 ERROR("failed to allocate memory for btree cache on socket %d",
215                       socket);
216                 return -rte_errno;
217         }
218         bt->size = n;
219         /* First entry must be NULL for binary search. */
220         (*bt->table)[bt->len++] = (struct mlx4_mr_cache) {
221                 .lkey = UINT32_MAX,
222         };
223         DEBUG("initialized B-tree %p with table %p",
224               (void *)bt, (void *)bt->table);
225         return 0;
226 }
227
228 /**
229  * Free B-tree resources.
230  *
231  * @param bt
232  *   Pointer to B-tree structure.
233  */
234 void
235 mlx4_mr_btree_free(struct mlx4_mr_btree *bt)
236 {
237         if (bt == NULL)
238                 return;
239         DEBUG("freeing B-tree %p with table %p", (void *)bt, (void *)bt->table);
240         rte_free(bt->table);
241         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
242 }
243
244 #ifndef NDEBUG
245 /**
246  * Dump all the entries in a B-tree
247  *
248  * @param bt
249  *   Pointer to B-tree structure.
250  */
251 void
252 mlx4_mr_btree_dump(struct mlx4_mr_btree *bt)
253 {
254         int idx;
255         struct mlx4_mr_cache *lkp_tbl;
256
257         if (bt == NULL)
258                 return;
259         lkp_tbl = *bt->table;
260         for (idx = 0; idx < bt->len; ++idx) {
261                 struct mlx4_mr_cache *entry = &lkp_tbl[idx];
262
263                 DEBUG("B-tree(%p)[%u],"
264                       " [0x%" PRIxPTR ", 0x%" PRIxPTR ") lkey=0x%x",
265                       (void *)bt, idx, entry->start, entry->end, entry->lkey);
266         }
267 }
268 #endif
269
270 /**
271  * Find virtually contiguous memory chunk in a given MR.
272  *
273  * @param dev
274  *   Pointer to MR structure.
275  * @param[out] entry
276  *   Pointer to returning MR cache entry. If not found, this will not be
277  *   updated.
278  * @param start_idx
279  *   Start index of the memseg bitmap.
280  *
281  * @return
282  *   Next index to go on lookup.
283  */
284 static int
285 mr_find_next_chunk(struct mlx4_mr *mr, struct mlx4_mr_cache *entry,
286                    int base_idx)
287 {
288         uintptr_t start = 0;
289         uintptr_t end = 0;
290         uint32_t idx = 0;
291
292         /* MR for external memory doesn't have memseg list. */
293         if (mr->msl == NULL) {
294                 struct ibv_mr *ibv_mr = mr->ibv_mr;
295
296                 assert(mr->ms_bmp_n == 1);
297                 assert(mr->ms_n == 1);
298                 assert(base_idx == 0);
299                 /*
300                  * Can't search it from memseg list but get it directly from
301                  * verbs MR as there's only one chunk.
302                  */
303                 entry->start = (uintptr_t)ibv_mr->addr;
304                 entry->end = (uintptr_t)ibv_mr->addr + mr->ibv_mr->length;
305                 entry->lkey = rte_cpu_to_be_32(mr->ibv_mr->lkey);
306                 /* Returning 1 ends iteration. */
307                 return 1;
308         }
309         for (idx = base_idx; idx < mr->ms_bmp_n; ++idx) {
310                 if (rte_bitmap_get(mr->ms_bmp, idx)) {
311                         const struct rte_memseg_list *msl;
312                         const struct rte_memseg *ms;
313
314                         msl = mr->msl;
315                         ms = rte_fbarray_get(&msl->memseg_arr,
316                                              mr->ms_base_idx + idx);
317                         assert(msl->page_sz == ms->hugepage_sz);
318                         if (!start)
319                                 start = ms->addr_64;
320                         end = ms->addr_64 + ms->hugepage_sz;
321                 } else if (start) {
322                         /* Passed the end of a fragment. */
323                         break;
324                 }
325         }
326         if (start) {
327                 /* Found one chunk. */
328                 entry->start = start;
329                 entry->end = end;
330                 entry->lkey = rte_cpu_to_be_32(mr->ibv_mr->lkey);
331         }
332         return idx;
333 }
334
335 /**
336  * Insert a MR to the global B-tree cache. It may fail due to low-on-memory.
337  * Then, this entry will have to be searched by mr_lookup_dev_list() in
338  * mlx4_mr_create() on miss.
339  *
340  * @param dev
341  *   Pointer to Ethernet device.
342  * @param mr
343  *   Pointer to MR to insert.
344  *
345  * @return
346  *   0 on success, -1 on failure.
347  */
348 static int
349 mr_insert_dev_cache(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr *mr)
350 {
351         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
352         unsigned int n;
353
354         DEBUG("port %u inserting MR(%p) to global cache",
355               dev->data->port_id, (void *)mr);
356         for (n = 0; n < mr->ms_bmp_n; ) {
357                 struct mlx4_mr_cache entry;
358
359                 memset(&entry, 0, sizeof(entry));
360                 /* Find a contiguous chunk and advance the index. */
361                 n = mr_find_next_chunk(mr, &entry, n);
362                 if (!entry.end)
363                         break;
364                 if (mr_btree_insert(&priv->mr.cache, &entry) < 0) {
365                         /*
366                          * Overflowed, but the global table cannot be expanded
367                          * because of deadlock.
368                          */
369                         return -1;
370                 }
371         }
372         return 0;
373 }
374
375 /**
376  * Look up address in the original global MR list.
377  *
378  * @param dev
379  *   Pointer to Ethernet device.
380  * @param[out] entry
381  *   Pointer to returning MR cache entry. If no match, this will not be updated.
382  * @param addr
383  *   Search key.
384  *
385  * @return
386  *   Found MR on match, NULL otherwise.
387  */
388 static struct mlx4_mr *
389 mr_lookup_dev_list(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr_cache *entry,
390                    uintptr_t addr)
391 {
392         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
393         struct mlx4_mr *mr;
394
395         /* Iterate all the existing MRs. */
396         LIST_FOREACH(mr, &priv->mr.mr_list, mr) {
397                 unsigned int n;
398
399                 if (mr->ms_n == 0)
400                         continue;
401                 for (n = 0; n < mr->ms_bmp_n; ) {
402                         struct mlx4_mr_cache ret;
403
404                         memset(&ret, 0, sizeof(ret));
405                         n = mr_find_next_chunk(mr, &ret, n);
406                         if (addr >= ret.start && addr < ret.end) {
407                                 /* Found. */
408                                 *entry = ret;
409                                 return mr;
410                         }
411                 }
412         }
413         return NULL;
414 }
415
416 /**
417  * Look up address on device.
418  *
419  * @param dev
420  *   Pointer to Ethernet device.
421  * @param[out] entry
422  *   Pointer to returning MR cache entry. If no match, this will not be updated.
423  * @param addr
424  *   Search key.
425  *
426  * @return
427  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on failure and rte_errno is set.
428  */
429 static uint32_t
430 mr_lookup_dev(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr_cache *entry,
431               uintptr_t addr)
432 {
433         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
434         uint16_t idx;
435         uint32_t lkey = UINT32_MAX;
436         struct mlx4_mr *mr;
437
438         /*
439          * If the global cache has overflowed since it failed to expand the
440          * B-tree table, it can't have all the existing MRs. Then, the address
441          * has to be searched by traversing the original MR list instead, which
442          * is very slow path. Otherwise, the global cache is all inclusive.
443          */
444         if (!unlikely(priv->mr.cache.overflow)) {
445                 lkey = mr_btree_lookup(&priv->mr.cache, &idx, addr);
446                 if (lkey != UINT32_MAX)
447                         *entry = (*priv->mr.cache.table)[idx];
448         } else {
449                 /* Falling back to the slowest path. */
450                 mr = mr_lookup_dev_list(dev, entry, addr);
451                 if (mr != NULL)
452                         lkey = entry->lkey;
453         }
454         assert(lkey == UINT32_MAX || (addr >= entry->start &&
455                                       addr < entry->end));
456         return lkey;
457 }
458
459 /**
460  * Free MR resources. MR lock must not be held to avoid a deadlock. rte_free()
461  * can raise memory free event and the callback function will spin on the lock.
462  *
463  * @param mr
464  *   Pointer to MR to free.
465  */
466 static void
467 mr_free(struct mlx4_mr *mr)
468 {
469         if (mr == NULL)
470                 return;
471         DEBUG("freeing MR(%p):", (void *)mr);
472         if (mr->ibv_mr != NULL)
473                 claim_zero(mlx4_glue->dereg_mr(mr->ibv_mr));
474         if (mr->ms_bmp != NULL)
475                 rte_bitmap_free(mr->ms_bmp);
476         rte_free(mr);
477 }
478
479 /**
480  * Releass resources of detached MR having no online entry.
481  *
482  * @param dev
483  *   Pointer to Ethernet device.
484  */
485 static void
486 mlx4_mr_garbage_collect(struct rte_eth_dev *dev)
487 {
488         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
489         struct mlx4_mr *mr_next;
490         struct mlx4_mr_list free_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(free_list);
491
492         /* Must be called from the primary process. */
493         assert(rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY);
494         /*
495          * MR can't be freed with holding the lock because rte_free() could call
496          * memory free callback function. This will be a deadlock situation.
497          */
498         rte_rwlock_write_lock(&priv->mr.rwlock);
499         /* Detach the whole free list and release it after unlocking. */
500         free_list = priv->mr.mr_free_list;
501         LIST_INIT(&priv->mr.mr_free_list);
502         rte_rwlock_write_unlock(&priv->mr.rwlock);
503         /* Release resources. */
504         mr_next = LIST_FIRST(&free_list);
505         while (mr_next != NULL) {
506                 struct mlx4_mr *mr = mr_next;
507
508                 mr_next = LIST_NEXT(mr, mr);
509                 mr_free(mr);
510         }
511 }
512
513 /* Called during rte_memseg_contig_walk() by mlx4_mr_create(). */
514 static int
515 mr_find_contig_memsegs_cb(const struct rte_memseg_list *msl,
516                           const struct rte_memseg *ms, size_t len, void *arg)
517 {
518         struct mr_find_contig_memsegs_data *data = arg;
519
520         if (data->addr < ms->addr_64 || data->addr >= ms->addr_64 + len)
521                 return 0;
522         /* Found, save it and stop walking. */
523         data->start = ms->addr_64;
524         data->end = ms->addr_64 + len;
525         data->msl = msl;
526         return 1;
527 }
528
529 /**
530  * Create a new global Memroy Region (MR) for a missing virtual address.
531  * Register entire virtually contiguous memory chunk around the address.
532  *
533  * @param dev
534  *   Pointer to Ethernet device.
535  * @param[out] entry
536  *   Pointer to returning MR cache entry, found in the global cache or newly
537  *   created. If failed to create one, this will not be updated.
538  * @param addr
539  *   Target virtual address to register.
540  *
541  * @return
542  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on failure and rte_errno is set.
543  */
544 static uint32_t
545 mlx4_mr_create(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr_cache *entry,
546                uintptr_t addr)
547 {
548         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
549         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
550         const struct rte_memseg_list *msl;
551         const struct rte_memseg *ms;
552         struct mlx4_mr *mr = NULL;
553         size_t len;
554         uint32_t ms_n;
555         uint32_t bmp_size;
556         void *bmp_mem;
557         int ms_idx_shift = -1;
558         unsigned int n;
559         struct mr_find_contig_memsegs_data data = {
560                 .addr = addr,
561         };
562         struct mr_find_contig_memsegs_data data_re;
563
564         DEBUG("port %u creating a MR using address (%p)",
565               dev->data->port_id, (void *)addr);
566         if (rte_eal_process_type() != RTE_PROC_PRIMARY) {
567                 WARN("port %u using address (%p) of unregistered mempool"
568                      " in secondary process, please create mempool"
569                      " before rte_eth_dev_start()",
570                      dev->data->port_id, (void *)addr);
571                 rte_errno = EPERM;
572                 goto err_nolock;
573         }
574         /*
575          * Release detached MRs if any. This can't be called with holding either
576          * memory_hotplug_lock or priv->mr.rwlock. MRs on the free list have
577          * been detached by the memory free event but it couldn't be released
578          * inside the callback due to deadlock. As a result, releasing resources
579          * is quite opportunistic.
580          */
581         mlx4_mr_garbage_collect(dev);
582         /*
583          * Find out a contiguous virtual address chunk in use, to which the
584          * given address belongs, in order to register maximum range. In the
585          * best case where mempools are not dynamically recreated and
586          * '--socket-mem' is specified as an EAL option, it is very likely to
587          * have only one MR(LKey) per a socket and per a hugepage-size even
588          * though the system memory is highly fragmented.
589          */
590         if (!rte_memseg_contig_walk(mr_find_contig_memsegs_cb, &data)) {
591                 WARN("port %u unable to find virtually contiguous"
592                      " chunk for address (%p)."
593                      " rte_memseg_contig_walk() failed.",
594                      dev->data->port_id, (void *)addr);
595                 rte_errno = ENXIO;
596                 goto err_nolock;
597         }
598 alloc_resources:
599         /* Addresses must be page-aligned. */
600         assert(rte_is_aligned((void *)data.start, data.msl->page_sz));
601         assert(rte_is_aligned((void *)data.end, data.msl->page_sz));
602         msl = data.msl;
603         ms = rte_mem_virt2memseg((void *)data.start, msl);
604         len = data.end - data.start;
605         assert(msl->page_sz == ms->hugepage_sz);
606         /* Number of memsegs in the range. */
607         ms_n = len / msl->page_sz;
608         DEBUG("port %u extending %p to [0x%" PRIxPTR ", 0x%" PRIxPTR "),"
609               " page_sz=0x%" PRIx64 ", ms_n=%u",
610               dev->data->port_id, (void *)addr,
611               data.start, data.end, msl->page_sz, ms_n);
612         /* Size of memory for bitmap. */
613         bmp_size = rte_bitmap_get_memory_footprint(ms_n);
614         mr = rte_zmalloc_socket(NULL,
615                                 RTE_ALIGN_CEIL(sizeof(*mr),
616                                                RTE_CACHE_LINE_SIZE) +
617                                 bmp_size,
618                                 RTE_CACHE_LINE_SIZE, msl->socket_id);
619         if (mr == NULL) {
620                 WARN("port %u unable to allocate memory for a new MR of"
621                      " address (%p).",
622                      dev->data->port_id, (void *)addr);
623                 rte_errno = ENOMEM;
624                 goto err_nolock;
625         }
626         mr->msl = msl;
627         /*
628          * Save the index of the first memseg and initialize memseg bitmap. To
629          * see if a memseg of ms_idx in the memseg-list is still valid, check:
630          *      rte_bitmap_get(mr->bmp, ms_idx - mr->ms_base_idx)
631          */
632         mr->ms_base_idx = rte_fbarray_find_idx(&msl->memseg_arr, ms);
633         bmp_mem = RTE_PTR_ALIGN_CEIL(mr + 1, RTE_CACHE_LINE_SIZE);
634         mr->ms_bmp = rte_bitmap_init(ms_n, bmp_mem, bmp_size);
635         if (mr->ms_bmp == NULL) {
636                 WARN("port %u unable to initialize bitamp for a new MR of"
637                      " address (%p).",
638                      dev->data->port_id, (void *)addr);
639                 rte_errno = EINVAL;
640                 goto err_nolock;
641         }
642         /*
643          * Should recheck whether the extended contiguous chunk is still valid.
644          * Because memory_hotplug_lock can't be held if there's any memory
645          * related calls in a critical path, resource allocation above can't be
646          * locked. If the memory has been changed at this point, try again with
647          * just single page. If not, go on with the big chunk atomically from
648          * here.
649          */
650         rte_rwlock_read_lock(&mcfg->memory_hotplug_lock);
651         data_re = data;
652         if (len > msl->page_sz &&
653             !rte_memseg_contig_walk(mr_find_contig_memsegs_cb, &data_re)) {
654                 WARN("port %u unable to find virtually contiguous"
655                      " chunk for address (%p)."
656                      " rte_memseg_contig_walk() failed.",
657                      dev->data->port_id, (void *)addr);
658                 rte_errno = ENXIO;
659                 goto err_memlock;
660         }
661         if (data.start != data_re.start || data.end != data_re.end) {
662                 /*
663                  * The extended contiguous chunk has been changed. Try again
664                  * with single memseg instead.
665                  */
666                 data.start = RTE_ALIGN_FLOOR(addr, msl->page_sz);
667                 data.end = data.start + msl->page_sz;
668                 rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->memory_hotplug_lock);
669                 mr_free(mr);
670                 goto alloc_resources;
671         }
672         assert(data.msl == data_re.msl);
673         rte_rwlock_write_lock(&priv->mr.rwlock);
674         /*
675          * Check the address is really missing. If other thread already created
676          * one or it is not found due to overflow, abort and return.
677          */
678         if (mr_lookup_dev(dev, entry, addr) != UINT32_MAX) {
679                 /*
680                  * Insert to the global cache table. It may fail due to
681                  * low-on-memory. Then, this entry will have to be searched
682                  * here again.
683                  */
684                 mr_btree_insert(&priv->mr.cache, entry);
685                 DEBUG("port %u found MR for %p on final lookup, abort",
686                       dev->data->port_id, (void *)addr);
687                 rte_rwlock_write_unlock(&priv->mr.rwlock);
688                 rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->memory_hotplug_lock);
689                 /*
690                  * Must be unlocked before calling rte_free() because
691                  * mlx4_mr_mem_event_free_cb() can be called inside.
692                  */
693                 mr_free(mr);
694                 return entry->lkey;
695         }
696         /*
697          * Trim start and end addresses for verbs MR. Set bits for registering
698          * memsegs but exclude already registered ones. Bitmap can be
699          * fragmented.
700          */
701         for (n = 0; n < ms_n; ++n) {
702                 uintptr_t start;
703                 struct mlx4_mr_cache ret;
704
705                 memset(&ret, 0, sizeof(ret));
706                 start = data_re.start + n * msl->page_sz;
707                 /* Exclude memsegs already registered by other MRs. */
708                 if (mr_lookup_dev(dev, &ret, start) == UINT32_MAX) {
709                         /*
710                          * Start from the first unregistered memseg in the
711                          * extended range.
712                          */
713                         if (ms_idx_shift == -1) {
714                                 mr->ms_base_idx += n;
715                                 data.start = start;
716                                 ms_idx_shift = n;
717                         }
718                         data.end = start + msl->page_sz;
719                         rte_bitmap_set(mr->ms_bmp, n - ms_idx_shift);
720                         ++mr->ms_n;
721                 }
722         }
723         len = data.end - data.start;
724         mr->ms_bmp_n = len / msl->page_sz;
725         assert(ms_idx_shift + mr->ms_bmp_n <= ms_n);
726         /*
727          * Finally create a verbs MR for the memory chunk. ibv_reg_mr() can be
728          * called with holding the memory lock because it doesn't use
729          * mlx4_alloc_buf_extern() which eventually calls rte_malloc_socket()
730          * through mlx4_alloc_verbs_buf().
731          */
732         mr->ibv_mr = mlx4_glue->reg_mr(priv->pd, (void *)data.start, len,
733                                        IBV_ACCESS_LOCAL_WRITE);
734         if (mr->ibv_mr == NULL) {
735                 WARN("port %u fail to create a verbs MR for address (%p)",
736                      dev->data->port_id, (void *)addr);
737                 rte_errno = EINVAL;
738                 goto err_mrlock;
739         }
740         assert((uintptr_t)mr->ibv_mr->addr == data.start);
741         assert(mr->ibv_mr->length == len);
742         LIST_INSERT_HEAD(&priv->mr.mr_list, mr, mr);
743         DEBUG("port %u MR CREATED (%p) for %p:\n"
744               "  [0x%" PRIxPTR ", 0x%" PRIxPTR "),"
745               " lkey=0x%x base_idx=%u ms_n=%u, ms_bmp_n=%u",
746               dev->data->port_id, (void *)mr, (void *)addr,
747               data.start, data.end, rte_cpu_to_be_32(mr->ibv_mr->lkey),
748               mr->ms_base_idx, mr->ms_n, mr->ms_bmp_n);
749         /* Insert to the global cache table. */
750         mr_insert_dev_cache(dev, mr);
751         /* Fill in output data. */
752         mr_lookup_dev(dev, entry, addr);
753         /* Lookup can't fail. */
754         assert(entry->lkey != UINT32_MAX);
755         rte_rwlock_write_unlock(&priv->mr.rwlock);
756         rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->memory_hotplug_lock);
757         return entry->lkey;
758 err_mrlock:
759         rte_rwlock_write_unlock(&priv->mr.rwlock);
760 err_memlock:
761         rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->memory_hotplug_lock);
762 err_nolock:
763         /*
764          * In case of error, as this can be called in a datapath, a warning
765          * message per an error is preferable instead. Must be unlocked before
766          * calling rte_free() because mlx4_mr_mem_event_free_cb() can be called
767          * inside.
768          */
769         mr_free(mr);
770         return UINT32_MAX;
771 }
772
773 /**
774  * Rebuild the global B-tree cache of device from the original MR list.
775  *
776  * @param dev
777  *   Pointer to Ethernet device.
778  */
779 static void
780 mr_rebuild_dev_cache(struct rte_eth_dev *dev)
781 {
782         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
783         struct mlx4_mr *mr;
784
785         DEBUG("port %u rebuild dev cache[]", dev->data->port_id);
786         /* Flush cache to rebuild. */
787         priv->mr.cache.len = 1;
788         priv->mr.cache.overflow = 0;
789         /* Iterate all the existing MRs. */
790         LIST_FOREACH(mr, &priv->mr.mr_list, mr)
791                 if (mr_insert_dev_cache(dev, mr) < 0)
792                         return;
793 }
794
795 /**
796  * Callback for memory free event. Iterate freed memsegs and check whether it
797  * belongs to an existing MR. If found, clear the bit from bitmap of MR. As a
798  * result, the MR would be fragmented. If it becomes empty, the MR will be freed
799  * later by mlx4_mr_garbage_collect().
800  *
801  * The global cache must be rebuilt if there's any change and this event has to
802  * be propagated to dataplane threads to flush the local caches.
803  *
804  * @param dev
805  *   Pointer to Ethernet device.
806  * @param addr
807  *   Address of freed memory.
808  * @param len
809  *   Size of freed memory.
810  */
811 static void
812 mlx4_mr_mem_event_free_cb(struct rte_eth_dev *dev, const void *addr, size_t len)
813 {
814         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
815         const struct rte_memseg_list *msl;
816         struct mlx4_mr *mr;
817         int ms_n;
818         int i;
819         int rebuild = 0;
820
821         DEBUG("port %u free callback: addr=%p, len=%zu",
822               dev->data->port_id, addr, len);
823         msl = rte_mem_virt2memseg_list(addr);
824         /* addr and len must be page-aligned. */
825         assert((uintptr_t)addr == RTE_ALIGN((uintptr_t)addr, msl->page_sz));
826         assert(len == RTE_ALIGN(len, msl->page_sz));
827         ms_n = len / msl->page_sz;
828         rte_rwlock_write_lock(&priv->mr.rwlock);
829         /* Clear bits of freed memsegs from MR. */
830         for (i = 0; i < ms_n; ++i) {
831                 const struct rte_memseg *ms;
832                 struct mlx4_mr_cache entry;
833                 uintptr_t start;
834                 int ms_idx;
835                 uint32_t pos;
836
837                 /* Find MR having this memseg. */
838                 start = (uintptr_t)addr + i * msl->page_sz;
839                 mr = mr_lookup_dev_list(dev, &entry, start);
840                 if (mr == NULL)
841                         continue;
842                 assert(mr->msl); /* Can't be external memory. */
843                 ms = rte_mem_virt2memseg((void *)start, msl);
844                 assert(ms != NULL);
845                 assert(msl->page_sz == ms->hugepage_sz);
846                 ms_idx = rte_fbarray_find_idx(&msl->memseg_arr, ms);
847                 pos = ms_idx - mr->ms_base_idx;
848                 assert(rte_bitmap_get(mr->ms_bmp, pos));
849                 assert(pos < mr->ms_bmp_n);
850                 DEBUG("port %u MR(%p): clear bitmap[%u] for addr %p",
851                       dev->data->port_id, (void *)mr, pos, (void *)start);
852                 rte_bitmap_clear(mr->ms_bmp, pos);
853                 if (--mr->ms_n == 0) {
854                         LIST_REMOVE(mr, mr);
855                         LIST_INSERT_HEAD(&priv->mr.mr_free_list, mr, mr);
856                         DEBUG("port %u remove MR(%p) from list",
857                               dev->data->port_id, (void *)mr);
858                 }
859                 /*
860                  * MR is fragmented or will be freed. the global cache must be
861                  * rebuilt.
862                  */
863                 rebuild = 1;
864         }
865         if (rebuild) {
866                 mr_rebuild_dev_cache(dev);
867                 /*
868                  * Flush local caches by propagating invalidation across cores.
869                  * rte_smp_wmb() is enough to synchronize this event. If one of
870                  * freed memsegs is seen by other core, that means the memseg
871                  * has been allocated by allocator, which will come after this
872                  * free call. Therefore, this store instruction (incrementing
873                  * generation below) will be guaranteed to be seen by other core
874                  * before the core sees the newly allocated memory.
875                  */
876                 ++priv->mr.dev_gen;
877                 DEBUG("broadcasting local cache flush, gen=%d",
878                       priv->mr.dev_gen);
879                 rte_smp_wmb();
880         }
881         rte_rwlock_write_unlock(&priv->mr.rwlock);
882 #ifndef NDEBUG
883         if (rebuild)
884                 mlx4_mr_dump_dev(dev);
885 #endif
886 }
887
888 /**
889  * Callback for memory event.
890  *
891  * @param event_type
892  *   Memory event type.
893  * @param addr
894  *   Address of memory.
895  * @param len
896  *   Size of memory.
897  */
898 void
899 mlx4_mr_mem_event_cb(enum rte_mem_event event_type, const void *addr,
900                      size_t len, void *arg __rte_unused)
901 {
902         struct mlx4_priv *priv;
903         struct mlx4_dev_list *dev_list = &mlx4_shared_data->mem_event_cb_list;
904
905         /* Must be called from the primary process. */
906         assert(rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY);
907         switch (event_type) {
908         case RTE_MEM_EVENT_FREE:
909                 rte_rwlock_read_lock(&mlx4_shared_data->mem_event_rwlock);
910                 /* Iterate all the existing mlx4 devices. */
911                 LIST_FOREACH(priv, dev_list, mem_event_cb)
912                         mlx4_mr_mem_event_free_cb(ETH_DEV(priv), addr, len);
913                 rte_rwlock_read_unlock(&mlx4_shared_data->mem_event_rwlock);
914                 break;
915         case RTE_MEM_EVENT_ALLOC:
916         default:
917                 break;
918         }
919 }
920
921 /**
922  * Look up address in the global MR cache table. If not found, create a new MR.
923  * Insert the found/created entry to local bottom-half cache table.
924  *
925  * @param dev
926  *   Pointer to Ethernet device.
927  * @param mr_ctrl
928  *   Pointer to per-queue MR control structure.
929  * @param[out] entry
930  *   Pointer to returning MR cache entry, found in the global cache or newly
931  *   created. If failed to create one, this is not written.
932  * @param addr
933  *   Search key.
934  *
935  * @return
936  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on no match.
937  */
938 static uint32_t
939 mlx4_mr_lookup_dev(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl,
940                    struct mlx4_mr_cache *entry, uintptr_t addr)
941 {
942         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
943         struct mlx4_mr_btree *bt = &mr_ctrl->cache_bh;
944         uint16_t idx;
945         uint32_t lkey;
946
947         /* If local cache table is full, try to double it. */
948         if (unlikely(bt->len == bt->size))
949                 mr_btree_expand(bt, bt->size << 1);
950         /* Look up in the global cache. */
951         rte_rwlock_read_lock(&priv->mr.rwlock);
952         lkey = mr_btree_lookup(&priv->mr.cache, &idx, addr);
953         if (lkey != UINT32_MAX) {
954                 /* Found. */
955                 *entry = (*priv->mr.cache.table)[idx];
956                 rte_rwlock_read_unlock(&priv->mr.rwlock);
957                 /*
958                  * Update local cache. Even if it fails, return the found entry
959                  * to update top-half cache. Next time, this entry will be found
960                  * in the global cache.
961                  */
962                 mr_btree_insert(bt, entry);
963                 return lkey;
964         }
965         rte_rwlock_read_unlock(&priv->mr.rwlock);
966         /* First time to see the address? Create a new MR. */
967         lkey = mlx4_mr_create(dev, entry, addr);
968         /*
969          * Update the local cache if successfully created a new global MR. Even
970          * if failed to create one, there's no action to take in this datapath
971          * code. As returning LKey is invalid, this will eventually make HW
972          * fail.
973          */
974         if (lkey != UINT32_MAX)
975                 mr_btree_insert(bt, entry);
976         return lkey;
977 }
978
979 /**
980  * Bottom-half of LKey search on datapath. Firstly search in cache_bh[] and if
981  * misses, search in the global MR cache table and update the new entry to
982  * per-queue local caches.
983  *
984  * @param dev
985  *   Pointer to Ethernet device.
986  * @param mr_ctrl
987  *   Pointer to per-queue MR control structure.
988  * @param addr
989  *   Search key.
990  *
991  * @return
992  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on no match.
993  */
994 static uint32_t
995 mlx4_mr_addr2mr_bh(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl,
996                    uintptr_t addr)
997 {
998         uint32_t lkey;
999         uint16_t bh_idx = 0;
1000         /* Victim in top-half cache to replace with new entry. */
1001         struct mlx4_mr_cache *repl = &mr_ctrl->cache[mr_ctrl->head];
1002
1003         /* Binary-search MR translation table. */
1004         lkey = mr_btree_lookup(&mr_ctrl->cache_bh, &bh_idx, addr);
1005         /* Update top-half cache. */
1006         if (likely(lkey != UINT32_MAX)) {
1007                 *repl = (*mr_ctrl->cache_bh.table)[bh_idx];
1008         } else {
1009                 /*
1010                  * If missed in local lookup table, search in the global cache
1011                  * and local cache_bh[] will be updated inside if possible.
1012                  * Top-half cache entry will also be updated.
1013                  */
1014                 lkey = mlx4_mr_lookup_dev(dev, mr_ctrl, repl, addr);
1015                 if (unlikely(lkey == UINT32_MAX))
1016                         return UINT32_MAX;
1017         }
1018         /* Update the most recently used entry. */
1019         mr_ctrl->mru = mr_ctrl->head;
1020         /* Point to the next victim, the oldest. */
1021         mr_ctrl->head = (mr_ctrl->head + 1) % MLX4_MR_CACHE_N;
1022         return lkey;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Bottom-half of LKey search on Rx.
1027  *
1028  * @param rxq
1029  *   Pointer to Rx queue structure.
1030  * @param addr
1031  *   Search key.
1032  *
1033  * @return
1034  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on no match.
1035  */
1036 uint32_t
1037 mlx4_rx_addr2mr_bh(struct rxq *rxq, uintptr_t addr)
1038 {
1039         struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl = &rxq->mr_ctrl;
1040         struct mlx4_priv *priv = rxq->priv;
1041
1042         DEBUG("Rx queue %u: miss on top-half, mru=%u, head=%u, addr=%p",
1043               rxq->stats.idx, mr_ctrl->mru, mr_ctrl->head, (void *)addr);
1044         return mlx4_mr_addr2mr_bh(ETH_DEV(priv), mr_ctrl, addr);
1045 }
1046
1047 /**
1048  * Bottom-half of LKey search on Tx.
1049  *
1050  * @param txq
1051  *   Pointer to Tx queue structure.
1052  * @param addr
1053  *   Search key.
1054  *
1055  * @return
1056  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on no match.
1057  */
1058 static uint32_t
1059 mlx4_tx_addr2mr_bh(struct txq *txq, uintptr_t addr)
1060 {
1061         struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl = &txq->mr_ctrl;
1062         struct mlx4_priv *priv = txq->priv;
1063
1064         DEBUG("Tx queue %u: miss on top-half, mru=%u, head=%u, addr=%p",
1065               txq->stats.idx, mr_ctrl->mru, mr_ctrl->head, (void *)addr);
1066         return mlx4_mr_addr2mr_bh(ETH_DEV(priv), mr_ctrl, addr);
1067 }
1068
1069 /**
1070  * Bottom-half of LKey search on Tx. If it can't be searched in the memseg
1071  * list, register the mempool of the mbuf as externally allocated memory.
1072  *
1073  * @param txq
1074  *   Pointer to Tx queue structure.
1075  * @param mb
1076  *   Pointer to mbuf.
1077  *
1078  * @return
1079  *   Searched LKey on success, UINT32_MAX on no match.
1080  */
1081 uint32_t
1082 mlx4_tx_mb2mr_bh(struct txq *txq, struct rte_mbuf *mb)
1083 {
1084         uintptr_t addr = (uintptr_t)mb->buf_addr;
1085         uint32_t lkey;
1086
1087         lkey = mlx4_tx_addr2mr_bh(txq, addr);
1088         if (lkey == UINT32_MAX && rte_errno == ENXIO) {
1089                 /* Mempool may have externally allocated memory. */
1090                 return mlx4_tx_update_ext_mp(txq, addr, mlx4_mb2mp(mb));
1091         }
1092         return lkey;
1093 }
1094
1095 /**
1096  * Flush all of the local cache entries.
1097  *
1098  * @param mr_ctrl
1099  *   Pointer to per-queue MR control structure.
1100  */
1101 void
1102 mlx4_mr_flush_local_cache(struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl)
1103 {
1104         /* Reset the most-recently-used index. */
1105         mr_ctrl->mru = 0;
1106         /* Reset the linear search array. */
1107         mr_ctrl->head = 0;
1108         memset(mr_ctrl->cache, 0, sizeof(mr_ctrl->cache));
1109         /* Reset the B-tree table. */
1110         mr_ctrl->cache_bh.len = 1;
1111         mr_ctrl->cache_bh.overflow = 0;
1112         /* Update the generation number. */
1113         mr_ctrl->cur_gen = *mr_ctrl->dev_gen_ptr;
1114         DEBUG("mr_ctrl(%p): flushed, cur_gen=%d",
1115               (void *)mr_ctrl, mr_ctrl->cur_gen);
1116 }
1117
1118 /**
1119  * Called during rte_mempool_mem_iter() by mlx4_mr_update_ext_mp().
1120  *
1121  * Externally allocated chunk is registered and a MR is created for the chunk.
1122  * The MR object is added to the global list. If memseg list of a MR object
1123  * (mr->msl) is null, the MR object can be regarded as externally allocated
1124  * memory.
1125  *
1126  * Once external memory is registered, it should be static. If the memory is
1127  * freed and the virtual address range has different physical memory mapped
1128  * again, it may cause crash on device due to the wrong translation entry. PMD
1129  * can't track the free event of the external memory for now.
1130  */
1131 static void
1132 mlx4_mr_update_ext_mp_cb(struct rte_mempool *mp, void *opaque,
1133                          struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
1134                          unsigned mem_idx __rte_unused)
1135 {
1136         struct mr_update_mp_data *data = opaque;
1137         struct rte_eth_dev *dev = data->dev;
1138         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
1139         struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl = data->mr_ctrl;
1140         struct mlx4_mr *mr = NULL;
1141         uintptr_t addr = (uintptr_t)memhdr->addr;
1142         size_t len = memhdr->len;
1143         struct mlx4_mr_cache entry;
1144         uint32_t lkey;
1145
1146         assert(rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY);
1147         /* If already registered, it should return. */
1148         rte_rwlock_read_lock(&priv->mr.rwlock);
1149         lkey = mr_lookup_dev(dev, &entry, addr);
1150         rte_rwlock_read_unlock(&priv->mr.rwlock);
1151         if (lkey != UINT32_MAX)
1152                 return;
1153         mr = rte_zmalloc_socket(NULL,
1154                                 RTE_ALIGN_CEIL(sizeof(*mr),
1155                                                RTE_CACHE_LINE_SIZE),
1156                                 RTE_CACHE_LINE_SIZE, mp->socket_id);
1157         if (mr == NULL) {
1158                 WARN("port %u unable to allocate memory for a new MR of"
1159                      " mempool (%s).",
1160                      dev->data->port_id, mp->name);
1161                 data->ret = -1;
1162                 return;
1163         }
1164         DEBUG("port %u register MR for chunk #%d of mempool (%s)",
1165               dev->data->port_id, mem_idx, mp->name);
1166         mr->ibv_mr = mlx4_glue->reg_mr(priv->pd, (void *)addr, len,
1167                                        IBV_ACCESS_LOCAL_WRITE);
1168         if (mr->ibv_mr == NULL) {
1169                 WARN("port %u fail to create a verbs MR for address (%p)",
1170                      dev->data->port_id, (void *)addr);
1171                 rte_free(mr);
1172                 data->ret = -1;
1173                 return;
1174         }
1175         mr->msl = NULL; /* Mark it is external memory. */
1176         mr->ms_bmp = NULL;
1177         mr->ms_n = 1;
1178         mr->ms_bmp_n = 1;
1179         rte_rwlock_write_lock(&priv->mr.rwlock);
1180         LIST_INSERT_HEAD(&priv->mr.mr_list, mr, mr);
1181         DEBUG("port %u MR CREATED (%p) for external memory %p:\n"
1182               "  [0x%" PRIxPTR ", 0x%" PRIxPTR "),"
1183               " lkey=0x%x base_idx=%u ms_n=%u, ms_bmp_n=%u",
1184               dev->data->port_id, (void *)mr, (void *)addr,
1185               addr, addr + len, rte_cpu_to_be_32(mr->ibv_mr->lkey),
1186               mr->ms_base_idx, mr->ms_n, mr->ms_bmp_n);
1187         /* Insert to the global cache table. */
1188         mr_insert_dev_cache(dev, mr);
1189         rte_rwlock_write_unlock(&priv->mr.rwlock);
1190         /* Insert to the local cache table */
1191         mlx4_mr_addr2mr_bh(dev, mr_ctrl, addr);
1192 }
1193
1194 /**
1195  * Register MR for entire memory chunks in a Mempool having externally allocated
1196  * memory and fill in local cache.
1197  *
1198  * @param dev
1199  *   Pointer to Ethernet device.
1200  * @param mr_ctrl
1201  *   Pointer to per-queue MR control structure.
1202  * @param mp
1203  *   Pointer to registering Mempool.
1204  *
1205  * @return
1206  *   0 on success, -1 on failure.
1207  */
1208 static uint32_t
1209 mlx4_mr_update_ext_mp(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl,
1210                       struct rte_mempool *mp)
1211 {
1212         struct mr_update_mp_data data = {
1213                 .dev = dev,
1214                 .mr_ctrl = mr_ctrl,
1215                 .ret = 0,
1216         };
1217
1218         rte_mempool_mem_iter(mp, mlx4_mr_update_ext_mp_cb, &data);
1219         return data.ret;
1220 }
1221
1222 /**
1223  * Register MR entire memory chunks in a Mempool having externally allocated
1224  * memory and search LKey of the address to return.
1225  *
1226  * @param dev
1227  *   Pointer to Ethernet device.
1228  * @param addr
1229  *   Search key.
1230  * @param mp
1231  *   Pointer to registering Mempool where addr belongs.
1232  *
1233  * @return
1234  *   LKey for address on success, UINT32_MAX on failure.
1235  */
1236 uint32_t
1237 mlx4_tx_update_ext_mp(struct txq *txq, uintptr_t addr, struct rte_mempool *mp)
1238 {
1239         struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl = &txq->mr_ctrl;
1240         struct mlx4_priv *priv = txq->priv;
1241
1242         if (rte_eal_process_type() != RTE_PROC_PRIMARY) {
1243                 WARN("port %u using address (%p) from unregistered mempool"
1244                      " having externally allocated memory"
1245                      " in secondary process, please create mempool"
1246                      " prior to rte_eth_dev_start()",
1247                      PORT_ID(priv), (void *)addr);
1248                 return UINT32_MAX;
1249         }
1250         mlx4_mr_update_ext_mp(ETH_DEV(priv), mr_ctrl, mp);
1251         return mlx4_tx_addr2mr_bh(txq, addr);
1252 }
1253
1254 /* Called during rte_mempool_mem_iter() by mlx4_mr_update_mp(). */
1255 static void
1256 mlx4_mr_update_mp_cb(struct rte_mempool *mp __rte_unused, void *opaque,
1257                      struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
1258                      unsigned mem_idx __rte_unused)
1259 {
1260         struct mr_update_mp_data *data = opaque;
1261         uint32_t lkey;
1262
1263         /* Stop iteration if failed in the previous walk. */
1264         if (data->ret < 0)
1265                 return;
1266         /* Register address of the chunk and update local caches. */
1267         lkey = mlx4_mr_addr2mr_bh(data->dev, data->mr_ctrl,
1268                                   (uintptr_t)memhdr->addr);
1269         if (lkey == UINT32_MAX)
1270                 data->ret = -1;
1271 }
1272
1273 /**
1274  * Register entire memory chunks in a Mempool.
1275  *
1276  * @param dev
1277  *   Pointer to Ethernet device.
1278  * @param mr_ctrl
1279  *   Pointer to per-queue MR control structure.
1280  * @param mp
1281  *   Pointer to registering Mempool.
1282  *
1283  * @return
1284  *   0 on success, -1 on failure.
1285  */
1286 int
1287 mlx4_mr_update_mp(struct rte_eth_dev *dev, struct mlx4_mr_ctrl *mr_ctrl,
1288                   struct rte_mempool *mp)
1289 {
1290         struct mr_update_mp_data data = {
1291                 .dev = dev,
1292                 .mr_ctrl = mr_ctrl,
1293                 .ret = 0,
1294         };
1295
1296         rte_mempool_mem_iter(mp, mlx4_mr_update_mp_cb, &data);
1297         if (data.ret < 0 && rte_errno == ENXIO) {
1298                 /* Mempool may have externally allocated memory. */
1299                 return mlx4_mr_update_ext_mp(dev, mr_ctrl, mp);
1300         }
1301         return data.ret;
1302 }
1303
1304 #ifndef NDEBUG
1305 /**
1306  * Dump all the created MRs and the global cache entries.
1307  *
1308  * @param dev
1309  *   Pointer to Ethernet device.
1310  */
1311 void
1312 mlx4_mr_dump_dev(struct rte_eth_dev *dev)
1313 {
1314         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
1315         struct mlx4_mr *mr;
1316         int mr_n = 0;
1317         int chunk_n = 0;
1318
1319         rte_rwlock_read_lock(&priv->mr.rwlock);
1320         /* Iterate all the existing MRs. */
1321         LIST_FOREACH(mr, &priv->mr.mr_list, mr) {
1322                 unsigned int n;
1323
1324                 DEBUG("port %u MR[%u], LKey = 0x%x, ms_n = %u, ms_bmp_n = %u",
1325                       dev->data->port_id, mr_n++,
1326                       rte_cpu_to_be_32(mr->ibv_mr->lkey),
1327                       mr->ms_n, mr->ms_bmp_n);
1328                 if (mr->ms_n == 0)
1329                         continue;
1330                 for (n = 0; n < mr->ms_bmp_n; ) {
1331                         struct mlx4_mr_cache ret;
1332
1333                         memset(&ret, 0, sizeof(ret));
1334                         n = mr_find_next_chunk(mr, &ret, n);
1335                         if (!ret.end)
1336                                 break;
1337                         DEBUG("  chunk[%u], [0x%" PRIxPTR ", 0x%" PRIxPTR ")",
1338                               chunk_n++, ret.start, ret.end);
1339                 }
1340         }
1341         DEBUG("port %u dumping global cache", dev->data->port_id);
1342         mlx4_mr_btree_dump(&priv->mr.cache);
1343         rte_rwlock_read_unlock(&priv->mr.rwlock);
1344 }
1345 #endif
1346
1347 /**
1348  * Release all the created MRs and resources. Remove device from memory callback
1349  * list.
1350  *
1351  * @param dev
1352  *   Pointer to Ethernet device.
1353  */
1354 void
1355 mlx4_mr_release(struct rte_eth_dev *dev)
1356 {
1357         struct mlx4_priv *priv = dev->data->dev_private;
1358         struct mlx4_mr *mr_next = LIST_FIRST(&priv->mr.mr_list);
1359
1360         /* Remove from memory callback device list. */
1361         rte_rwlock_write_lock(&mlx4_shared_data->mem_event_rwlock);
1362         LIST_REMOVE(priv, mem_event_cb);
1363         rte_rwlock_write_unlock(&mlx4_shared_data->mem_event_rwlock);
1364 #ifndef NDEBUG
1365         mlx4_mr_dump_dev(dev);
1366 #endif
1367         rte_rwlock_write_lock(&priv->mr.rwlock);
1368         /* Detach from MR list and move to free list. */
1369         while (mr_next != NULL) {
1370                 struct mlx4_mr *mr = mr_next;
1371
1372                 mr_next = LIST_NEXT(mr, mr);
1373                 LIST_REMOVE(mr, mr);
1374                 LIST_INSERT_HEAD(&priv->mr.mr_free_list, mr, mr);
1375         }
1376         LIST_INIT(&priv->mr.mr_list);
1377         /* Free global cache. */
1378         mlx4_mr_btree_free(&priv->mr.cache);
1379         rte_rwlock_write_unlock(&priv->mr.rwlock);
1380         /* Free all remaining MRs. */
1381         mlx4_mr_garbage_collect(dev);
1382 }