lib/librte_eal/linux/eal/eal_memalloc.c

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