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 need some kind of mechanism to keep track of
  87  * which hugepages can be freed back to the system, and which cannot. we cannot
  88  * use flock() because they don't allow locking parts of a file, and we cannot
  89  * use fcntl() due to issues with their semantics, so we will have to rely on a
  90  * bunch of lockfiles for each page. so, we will use 'fds' array to keep track
  91  * of per-page lockfiles. we will store the actual segment list fd in the
  92  * 'memseg_list_fd' field.
  93  *
  94  * for file-per-page mode, each page will have its own fd, so 'memseg_list_fd'
  95  * will be invalid (set to -1), and we'll use 'fds' to keep track of page fd's.
  96  *
  97  * we cannot know how many pages a system will have in advance, but we do know
  98  * that they come in lists, and we know lengths of these lists. so, simply store
  99  * a malloc'd array of fd's indexed by list and segment index.
 100  *
 101  * they will be initialized at startup, and filled as we allocate/deallocate
 102  * segments.
 103  */
 104 static struct {
 105         int *fds; /**< dynamically allocated array of segment lock fd's */
 106         int memseg_list_fd; /**< memseg list fd */
 107         int len; /**< total length of the array */
 108         int count; /**< entries used in an array */
 109 } fd_list[RTE_MAX_MEMSEG_LISTS];
 110
 111 /** local copy of a memory map, used to synchronize memory hotplug in MP */
 112 static struct rte_memseg_list local_memsegs[RTE_MAX_MEMSEG_LISTS];
 113
 114 static sigjmp_buf huge_jmpenv;
 115
 116 static void __rte_unused huge_sigbus_handler(int signo __rte_unused)
 117 {
 118         siglongjmp(huge_jmpenv, 1);
 119 }
 120
 121 /* Put setjmp into a wrap method to avoid compiling error. Any non-volatile,
 122  * non-static local variable in the stack frame calling sigsetjmp might be
 123  * clobbered by a call to longjmp.
 124  */
 125 static int __rte_unused huge_wrap_sigsetjmp(void)
 126 {
 127         return sigsetjmp(huge_jmpenv, 1);
 128 }
 129
 130 static struct sigaction huge_action_old;
 131 static int huge_need_recover;
 132
 133 static void __rte_unused
 134 huge_register_sigbus(void)
 135 {
 136         sigset_t mask;
 137         struct sigaction action;
 138
 139         sigemptyset(&mask);
 140         sigaddset(&mask, SIGBUS);
 141         action.sa_flags = 0;
 142         action.sa_mask = mask;
 143         action.sa_handler = huge_sigbus_handler;
 144
 145         huge_need_recover = !sigaction(SIGBUS, &action, &huge_action_old);
 146 }
 147
 148 static void __rte_unused
 149 huge_recover_sigbus(void)
 150 {
 151         if (huge_need_recover) {
 152                 sigaction(SIGBUS, &huge_action_old, NULL);
 153                 huge_need_recover = 0;
 154         }
 155 }
 156
 157 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 158 static bool
 159 check_numa(void)
 160 {
 161         bool ret = true;
 162         /* Check if kernel supports NUMA. */
 163         if (numa_available() != 0) {
 164                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "NUMA is not supported.\n");
 165                 ret = false;
 166         }
 167         return ret;
 168 }
 169
 170 static void
 171 prepare_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask, int socket_id)
 172 {
 173         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Trying to obtain current memory policy.\n");
 174         if (get_mempolicy(oldpolicy, oldmask->maskp,
 175                           oldmask->size + 1, 0, 0) < 0) {
 176                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 177                         "Failed to get current mempolicy: %s. "
 178                         "Assuming MPOL_DEFAULT.\n", strerror(errno));
 179                 *oldpolicy = MPOL_DEFAULT;
 180         }
 181         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 182                 "Setting policy MPOL_PREFERRED for socket %d\n",
 183                 socket_id);
 184         numa_set_preferred(socket_id);
 185 }
 186
 187 static void
 188 restore_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask)
 189 {
 190         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 191                 "Restoring previous memory policy: %d\n", *oldpolicy);
 192         if (*oldpolicy == MPOL_DEFAULT) {
 193                 numa_set_localalloc();
 194         } else if (set_mempolicy(*oldpolicy, oldmask->maskp,
 195                                  oldmask->size + 1) < 0) {
 196                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Failed to restore mempolicy: %s\n",
 197                         strerror(errno));
 198                 numa_set_localalloc();
 199         }
 200         numa_free_cpumask(oldmask);
 201 }
 202 #endif
 203
 204 /*
 205  * uses fstat to report the size of a file on disk
 206  */
 207 static off_t
 208 get_file_size(int fd)
 209 {
 210         struct stat st;
 211         if (fstat(fd, &st) < 0)
 212                 return 0;
 213         return st.st_size;
 214 }
 215
 216 static int
 217 pagesz_flags(uint64_t page_sz)
 218 {
 219         /* as per mmap() manpage, all page sizes are log2 of page size
 220          * shifted by MAP_HUGE_SHIFT
 221          */
 222         int log2 = rte_log2_u64(page_sz);
 223         return log2 << RTE_MAP_HUGE_SHIFT;
 224 }
 225
 226 /* returns 1 on successful lock, 0 on unsuccessful lock, -1 on error */
 227 static int lock(int fd, int type)
 228 {
 229         int ret;
 230
 231         /* flock may be interrupted */
 232         do {
 233                 ret = flock(fd, type | LOCK_NB);
 234         } while (ret && errno == EINTR);
 235
 236         if (ret && errno == EWOULDBLOCK) {
 237                 /* couldn't lock */
 238                 return 0;
 239         } else if (ret) {
 240                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error calling flock(): %s\n",
 241                         __func__, strerror(errno));
 242                 return -1;
 243         }
 244         /* lock was successful */
 245         return 1;
 246 }
 247
 248 static int get_segment_lock_fd(int list_idx, int seg_idx)
 249 {
 250         char path[PATH_MAX] = {0};
 251         int fd;
 252
 253         if (list_idx < 0 || list_idx >= (int)RTE_DIM(fd_list))
 254                 return -1;
 255         if (seg_idx < 0 || seg_idx >= fd_list[list_idx].len)
 256                 return -1;
 257
 258         fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 259         /* does this lock already exist? */
 260         if (fd >= 0)
 261                 return fd;
 262
 263         eal_get_hugefile_lock_path(path, sizeof(path),
 264                         list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 265
 266         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0660);
 267         if (fd < 0) {
 268                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error creating lockfile '%s': %s\n",
 269                         __func__, path, strerror(errno));
 270                 return -1;
 271         }
 272         /* take out a read lock */
 273         if (lock(fd, LOCK_SH) != 1) {
 274                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): failed to take out a readlock on '%s': %s\n",
 275                         __func__, path, strerror(errno));
 276                 close(fd);
 277                 return -1;
 278         }
 279         /* store it for future reference */
 280         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 281         fd_list[list_idx].count++;
 282         return fd;
 283 }
 284
 285 static int unlock_segment(int list_idx, int seg_idx)
 286 {
 287         int fd, ret;
 288
 289         if (list_idx < 0 || list_idx >= (int)RTE_DIM(fd_list))
 290                 return -1;
 291         if (seg_idx < 0 || seg_idx >= fd_list[list_idx].len)
 292                 return -1;
 293
 294         fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 295
 296         /* upgrade lock to exclusive to see if we can remove the lockfile */
 297         ret = lock(fd, LOCK_EX);
 298         if (ret == 1) {
 299                 /* we've succeeded in taking exclusive lock, this lockfile may
 300                  * be removed.
 301                  */
 302                 char path[PATH_MAX] = {0};
 303                 eal_get_hugefile_lock_path(path, sizeof(path),
 304                                 list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 305                 if (unlink(path)) {
 306                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error removing lockfile '%s': %s\n",
 307                                         __func__, path, strerror(errno));
 308                 }
 309         }
 310         /* we don't want to leak the fd, so even if we fail to lock, close fd
 311          * and remove it from list anyway.
 312          */
 313         close(fd);
 314         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 315         fd_list[list_idx].count--;
 316
 317         if (ret < 0)
 318                 return -1;
 319         return 0;
 320 }
 321
 322 static int
 323 get_seg_memfd(struct hugepage_info *hi __rte_unused,
 324                 unsigned int list_idx __rte_unused,
 325                 unsigned int seg_idx __rte_unused)
 326 {
 327 #ifdef MEMFD_SUPPORTED
 328         int fd;
 329         char segname[250]; /* as per manpage, limit is 249 bytes plus null */
 330
 331         int flags = RTE_MFD_HUGETLB | pagesz_flags(hi->hugepage_sz);
 332
 333         if (internal_config.single_file_segments) {
 334                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
 335
 336                 if (fd < 0) {
 337                         snprintf(segname, sizeof(segname), "seg_%i", list_idx);
 338                         fd = memfd_create(segname, flags);
 339                         if (fd < 0) {
 340                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memfd create failed: %s\n",
 341                                         __func__, strerror(errno));
 342                                 return -1;
 343                         }
 344                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
 345                 }
 346         } else {
 347                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 348
 349                 if (fd < 0) {
 350                         snprintf(segname, sizeof(segname), "seg_%i-%i",
 351                                         list_idx, seg_idx);
 352                         fd = memfd_create(segname, flags);
 353                         if (fd < 0) {
 354                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memfd create failed: %s\n",
 355                                         __func__, strerror(errno));
 356                                 return -1;
 357                         }
 358                         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 359                 }
 360         }
 361         return fd;
 362 #endif
 363         return -1;
 364 }
 365
 366 static int
 367 get_seg_fd(char *path, int buflen, struct hugepage_info *hi,
 368                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 369 {
 370         int fd;
 371
 372         /* for in-memory mode, we only make it here when we're sure we support
 373          * memfd, and this is a special case.
 374          */
 375         if (internal_config.in_memory)
 376                 return get_seg_memfd(hi, list_idx, seg_idx);
 377
 378         if (internal_config.single_file_segments) {
 379                 /* create a hugepage file path */
 380                 eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir, list_idx);
 381
 382                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
 383
 384                 if (fd < 0) {
 385                         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 386                         if (fd < 0) {
 387                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): open failed: %s\n",
 388                                         __func__, strerror(errno));
 389                                 return -1;
 390                         }
 391                         /* take out a read lock and keep it indefinitely */
 392                         if (lock(fd, LOCK_SH) < 0) {
 393                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): lock failed: %s\n",
 394                                         __func__, strerror(errno));
 395                                 close(fd);
 396                                 return -1;
 397                         }
 398                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
 399                 }
 400         } else {
 401                 /* create a hugepage file path */
 402                 eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir,
 403                                 list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 404
 405                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 406
 407                 if (fd < 0) {
 408                         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 409                         if (fd < 0) {
 410                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): open failed: %s\n",
 411                                         __func__, strerror(errno));
 412                                 return -1;
 413                         }
 414                         /* take out a read lock */
 415                         if (lock(fd, LOCK_SH) < 0) {
 416                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): lock failed: %s\n",
 417                                         __func__, strerror(errno));
 418                                 close(fd);
 419                                 return -1;
 420                         }
 421                         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 422                 }
 423         }
 424         return fd;
 425 }
 426
 427 static int
 428 resize_hugefile_in_memory(int fd, int list_idx, uint64_t fa_offset,
 429                 uint64_t page_sz, bool grow)
 430 {
 431         int flags = grow ? 0 : FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
 432                         FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 433         int ret;
 434
 435         /* grow or shrink the file */
 436         ret = fallocate(fd, flags, fa_offset, page_sz);
 437
 438         if (ret < 0) {
 439                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate() failed: %s\n",
 440                                 __func__,
 441                                 strerror(errno));
 442                 return -1;
 443         }
 444         /* increase/decrease total segment count */
 445         fd_list[list_idx].count += (grow ? 1 : -1);
 446         if (!grow && fd_list[list_idx].count == 0) {
 447                 close(fd_list[list_idx].memseg_list_fd);
 448                 fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
 449         }
 450         return 0;
 451 }
 452
 453 static int
 454 resize_hugefile_in_filesystem(int fd, char *path, int list_idx, int seg_idx,
 455                 uint64_t fa_offset, uint64_t page_sz, bool grow)
 456 {
 457         bool again = false;
 458
 459         do {
 460                 if (fallocate_supported == 0) {
 461                         /* we cannot deallocate memory if fallocate() is not
 462                          * supported, and hugepage file is already locked at
 463                          * creation, so no further synchronization needed.
 464                          */
 465
 466                         if (!grow) {
 467                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate not supported, not freeing page back to the system\n",
 468                                         __func__);
 469                                 return -1;
 470                         }
 471                         uint64_t new_size = fa_offset + page_sz;
 472                         uint64_t cur_size = get_file_size(fd);
 473
 474                         /* fallocate isn't supported, fall back to ftruncate */
 475                         if (new_size > cur_size &&
 476                                         ftruncate(fd, new_size) < 0) {
 477                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 478                                         __func__, strerror(errno));
 479                                 return -1;
 480                         }
 481                 } else {
 482                         int flags = grow ? 0 : FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
 483                                         FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 484                         int ret, lock_fd;
 485
 486                         /* if fallocate() is supported, we need to take out a
 487                          * read lock on allocate (to prevent other processes
 488                          * from deallocating this page), and take out a write
 489                          * lock on deallocate (to ensure nobody else is using
 490                          * this page).
 491                          *
 492                          * read locks on page itself are already taken out at
 493                          * file creation, in get_seg_fd().
 494                          *
 495                          * we cannot rely on simple use of flock() call, because
 496                          * we need to be able to lock a section of the file,
 497                          * and we cannot use fcntl() locks, because of numerous
 498                          * problems with their semantics, so we will use
 499                          * deterministically named lock files for each section
 500                          * of the file.
 501                          *
 502                          * if we're shrinking the file, we want to upgrade our
 503                          * lock from shared to exclusive.
 504                          *
 505                          * lock_fd is an fd for a lockfile, not for the segment
 506                          * list.
 507                          */
 508                         lock_fd = get_segment_lock_fd(list_idx, seg_idx);
 509
 510                         if (!grow) {
 511                                 /* we are using this lockfile to determine
 512                                  * whether this particular page is locked, as we
 513                                  * are in single file segments mode and thus
 514                                  * cannot use regular flock() to get this info.
 515                                  *
 516                                  * we want to try and take out an exclusive lock
 517                                  * on the lock file to determine if we're the
 518                                  * last ones using this page, and if not, we
 519                                  * won't be shrinking it, and will instead exit
 520                                  * prematurely.
 521                                  */
 522                                 ret = lock(lock_fd, LOCK_EX);
 523
 524                                 /* drop the lock on the lockfile, so that even
 525                                  * if we couldn't shrink the file ourselves, we
 526                                  * are signalling to other processes that we're
 527                                  * no longer using this page.
 528                                  */
 529                                 if (unlock_segment(list_idx, seg_idx))
 530                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Could not unlock segment\n");
 531
 532                                 /* additionally, if this was the last lock on
 533                                  * this segment list, we can safely close the
 534                                  * page file fd, so that one of the processes
 535                                  * could then delete the file after shrinking.
 536                                  */
 537                                 if (ret < 1 && fd_list[list_idx].count == 0) {
 538                                         close(fd);
 539                                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
 540                                 }
 541
 542                                 if (ret < 0) {
 543                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Could not lock segment\n");
 544                                         return -1;
 545                                 }
 546                                 if (ret == 0)
 547                                         /* failed to lock, not an error. */
 548                                         return 0;
 549                         }
 550
 551                         /* grow or shrink the file */
 552                         ret = fallocate(fd, flags, fa_offset, page_sz);
 553
 554                         if (ret < 0) {
 555                                 if (fallocate_supported == -1 &&
 556                                                 errno == ENOTSUP) {
 557                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): fallocate() not supported, hugepage deallocation will be disabled\n",
 558                                                 __func__);
 559                                         again = true;
 560                                         fallocate_supported = 0;
 561                                 } else {
 562                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate() failed: %s\n",
 563                                                 __func__,
 564                                                 strerror(errno));
 565                                         return -1;
 566                                 }
 567                         } else {
 568                                 fallocate_supported = 1;
 569
 570                                 /* we've grew/shrunk the file, and we hold an
 571                                  * exclusive lock now. check if there are no
 572                                  * more segments active in this segment list,
 573                                  * and remove the file if there aren't.
 574                                  */
 575                                 if (fd_list[list_idx].count == 0) {
 576                                         if (unlink(path))
 577                                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): unlinking '%s' failed: %s\n",
 578                                                         __func__, path,
 579                                                         strerror(errno));
 580                                         close(fd);
 581                                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
 582                                 }
 583                         }
 584                 }
 585         } while (again);
 586
 587         return 0;
 588 }
 589
 590
 591 static int
 592 resize_hugefile(int fd, char *path, int list_idx, int seg_idx,
 593                 uint64_t fa_offset, uint64_t page_sz, bool grow)
 594 {
 595
 596         /* in-memory mode is a special case, because we don't need to perform
 597          * any locking, and we can be sure that fallocate() is supported.
 598          */
 599         if (internal_config.in_memory)
 600                 return resize_hugefile_in_memory(fd, list_idx, fa_offset,
 601                                 page_sz, grow);
 602
 603         return resize_hugefile_in_filesystem(fd, path, list_idx, seg_idx,
 604                         fa_offset, page_sz, grow);
 605 }
 606
 607 static int
 608 alloc_seg(struct rte_memseg *ms, void *addr, int socket_id,
 609                 struct hugepage_info *hi, unsigned int list_idx,
 610                 unsigned int seg_idx)
 611 {
 612 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 613         int cur_socket_id = 0;
 614 #endif
 615         uint64_t map_offset;
 616         rte_iova_t iova;
 617         void *va;
 618         char path[PATH_MAX];
 619         int ret = 0;
 620         int fd;
 621         size_t alloc_sz;
 622         int flags;
 623         void *new_addr;
 624
 625         alloc_sz = hi->hugepage_sz;
 626
 627         /* these are checked at init, but code analyzers don't know that */
 628         if (internal_config.in_memory && !anonymous_hugepages_supported) {
 629                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Anonymous hugepages not supported, in-memory mode cannot allocate memory\n");
 630                 return -1;
 631         }
 632         if (internal_config.in_memory && !memfd_create_supported &&
 633                         internal_config.single_file_segments) {
 634                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Single-file segments are not supported without memfd support\n");
 635                 return -1;
 636         }
 637
 638         /* in-memory without memfd is a special case */
 639         int mmap_flags;
 640
 641         if (internal_config.in_memory && !memfd_create_supported) {
 642                 const int in_memory_flags = MAP_HUGETLB | MAP_FIXED |
 643                                 MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
 644                 int pagesz_flag;
 645
 646                 pagesz_flag = pagesz_flags(alloc_sz);
 647                 fd = -1;
 648                 mmap_flags = in_memory_flags | pagesz_flag;
 649
 650                 /* single-file segments codepath will never be active
 651                  * here because in-memory mode is incompatible with the
 652                  * fallback path, and it's stopped at EAL initialization
 653                  * stage.
 654                  */
 655                 map_offset = 0;
 656         } else {
 657                 /* takes out a read lock on segment or segment list */
 658                 fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 659                 if (fd < 0) {
 660                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't get fd on hugepage file\n");
 661                         return -1;
 662                 }
 663
 664                 if (internal_config.single_file_segments) {
 665                         map_offset = seg_idx * alloc_sz;
 666                         ret = resize_hugefile(fd, path, list_idx, seg_idx,
 667                                         map_offset, alloc_sz, true);
 668                         if (ret < 0)
 669                                 goto resized;
 670                 } else {
 671                         map_offset = 0;
 672                         if (ftruncate(fd, alloc_sz) < 0) {
 673                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 674                                         __func__, strerror(errno));
 675                                 goto resized;
 676                         }
 677                         if (internal_config.hugepage_unlink &&
 678                                         !internal_config.in_memory) {
 679                                 if (unlink(path)) {
 680                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): unlink() failed: %s\n",
 681                                                 __func__, strerror(errno));
 682                                         goto resized;
 683                                 }
 684                         }
 685                 }
 686                 mmap_flags = MAP_SHARED | MAP_POPULATE | MAP_FIXED;
 687         }
 688
 689         /*
 690          * map the segment, and populate page tables, the kernel fills
 691          * this segment with zeros if it's a new page.
 692          */
 693         va = mmap(addr, alloc_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags, fd,
 694                         map_offset);
 695
 696         if (va == MAP_FAILED) {
 697                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): mmap() failed: %s\n", __func__,
 698                         strerror(errno));
 699                 /* mmap failed, but the previous region might have been
 700                  * unmapped anyway. try to remap it
 701                  */
 702                 goto unmapped;
 703         }
 704         if (va != addr) {
 705                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): wrong mmap() address\n", __func__);
 706                 munmap(va, alloc_sz);
 707                 goto resized;
 708         }
 709
 710         /* In linux, hugetlb limitations, like cgroup, are
 711          * enforced at fault time instead of mmap(), even
 712          * with the option of MAP_POPULATE. Kernel will send
 713          * a SIGBUS signal. To avoid to be killed, save stack
 714          * environment here, if SIGBUS happens, we can jump
 715          * back here.
 716          */
 717         if (huge_wrap_sigsetjmp()) {
 718                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "SIGBUS: Cannot mmap more hugepages of size %uMB\n",
 719                         (unsigned int)(alloc_sz >> 20));
 720                 goto mapped;
 721         }
 722
 723         /* we need to trigger a write to the page to enforce page fault and
 724          * ensure that page is accessible to us, but we can't overwrite value
 725          * that is already there, so read the old value, and write itback.
 726          * kernel populates the page with zeroes initially.
 727          */
 728         *(volatile int *)addr = *(volatile int *)addr;
 729
 730         iova = rte_mem_virt2iova(addr);
 731         if (iova == RTE_BAD_PHYS_ADDR) {
 732                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): can't get IOVA addr\n",
 733                         __func__);
 734                 goto mapped;
 735         }
 736
 737 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 738         move_pages(getpid(), 1, &addr, NULL, &cur_socket_id, 0);
 739
 740         if (cur_socket_id != socket_id) {
 741                 RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 742                                 "%s(): allocation happened on wrong socket (wanted %d, got %d)\n",
 743                         __func__, socket_id, cur_socket_id);
 744                 goto mapped;
 745         }
 746 #else
 747         if (rte_socket_count() > 1)
 748                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): not checking hugepage NUMA node.\n",
 749                                 __func__);
 750 #endif
 751
 752         ms->addr = addr;
 753         ms->hugepage_sz = alloc_sz;
 754         ms->len = alloc_sz;
 755         ms->nchannel = rte_memory_get_nchannel();
 756         ms->nrank = rte_memory_get_nrank();
 757         ms->iova = iova;
 758         ms->socket_id = socket_id;
 759
 760         return 0;
 761
 762 mapped:
 763         munmap(addr, alloc_sz);
 764 unmapped:
 765         flags = MAP_FIXED;
 766         new_addr = eal_get_virtual_area(addr, &alloc_sz, alloc_sz, 0, flags);
 767         if (new_addr != addr) {
 768                 if (new_addr != NULL)
 769                         munmap(new_addr, alloc_sz);
 770                 /* we're leaving a hole in our virtual address space. if
 771                  * somebody else maps this hole now, we could accidentally
 772                  * override it in the future.
 773                  */
 774                 RTE_LOG(CRIT, EAL, "Can't mmap holes in our virtual address space\n");
 775         }
 776 resized:
 777         /* some codepaths will return negative fd, so exit early */
 778         if (fd < 0)
 779                 return -1;
 780
 781         if (internal_config.single_file_segments) {
 782                 resize_hugefile(fd, path, list_idx, seg_idx, map_offset,
 783                                 alloc_sz, false);
 784                 /* ignore failure, can't make it any worse */
 785         } else {
 786                 /* only remove file if we can take out a write lock */
 787                 if (internal_config.hugepage_unlink == 0 &&
 788                                 internal_config.in_memory == 0 &&
 789                                 lock(fd, LOCK_EX) == 1)
 790                         unlink(path);
 791                 close(fd);
 792                 fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 793         }
 794         return -1;
 795 }
 796
 797 static int
 798 free_seg(struct rte_memseg *ms, struct hugepage_info *hi,
 799                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 800 {
 801         uint64_t map_offset;
 802         char path[PATH_MAX];
 803         int fd, ret = 0;
 804         bool exit_early;
 805
 806         /* erase page data */
 807         memset(ms->addr, 0, ms->len);
 808
 809         if (mmap(ms->addr, ms->len, PROT_READ,
 810                         MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED, -1, 0) ==
 811                                 MAP_FAILED) {
 812                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "couldn't unmap page\n");
 813                 return -1;
 814         }
 815
 816         exit_early = false;
 817
 818         /* if we're using anonymous hugepages, nothing to be done */
 819         if (internal_config.in_memory && !memfd_create_supported)
 820                 exit_early = true;
 821
 822         /* if we've already unlinked the page, nothing needs to be done */
 823         if (!internal_config.in_memory && internal_config.hugepage_unlink)
 824                 exit_early = true;
 825
 826         if (exit_early) {
 827                 memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 828                 return 0;
 829         }
 830
 831         /* if we are not in single file segments mode, we're going to unmap the
 832          * segment and thus drop the lock on original fd, but hugepage dir is
 833          * now locked so we can take out another one without races.
 834          */
 835         fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 836         if (fd < 0)
 837                 return -1;
 838
 839         if (internal_config.single_file_segments) {
 840                 map_offset = seg_idx * ms->len;
 841                 if (resize_hugefile(fd, path, list_idx, seg_idx, map_offset,
 842                                 ms->len, false))
 843                         return -1;
 844                 ret = 0;
 845         } else {
 846                 /* if we're able to take out a write lock, we're the last one
 847                  * holding onto this page.
 848                  */
 849                 if (!internal_config.in_memory) {
 850                         ret = lock(fd, LOCK_EX);
 851                         if (ret >= 0) {
 852                                 /* no one else is using this page */
 853                                 if (ret == 1)
 854                                         unlink(path);
 855                         }
 856                 }
 857                 /* closing fd will drop the lock */
 858                 close(fd);
 859                 fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 860         }
 861
 862         memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 863
 864         return ret < 0 ? -1 : 0;
 865 }
 866
 867 struct alloc_walk_param {
 868         struct hugepage_info *hi;
 869         struct rte_memseg **ms;
 870         size_t page_sz;
 871         unsigned int segs_allocated;
 872         unsigned int n_segs;
 873         int socket;
 874         bool exact;
 875 };
 876 static int
 877 alloc_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 878 {
 879         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 880         struct alloc_walk_param *wa = arg;
 881         struct rte_memseg_list *cur_msl;
 882         size_t page_sz;
 883         int cur_idx, start_idx, j, dir_fd = -1;
 884         unsigned int msl_idx, need, i;
 885
 886         if (msl->page_sz != wa->page_sz)
 887                 return 0;
 888         if (msl->socket_id != wa->socket)
 889                 return 0;
 890
 891         page_sz = (size_t)msl->page_sz;
 892
 893         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 894         cur_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 895
 896         need = wa->n_segs;
 897
 898         /* try finding space in memseg list */
 899         if (wa->exact) {
 900                 /* if we require exact number of pages in a list, find them */
 901                 cur_idx = rte_fbarray_find_next_n_free(&cur_msl->memseg_arr, 0,
 902                                 need);
 903                 if (cur_idx < 0)
 904                         return 0;
 905                 start_idx = cur_idx;
 906         } else {
 907                 int cur_len;
 908
 909                 /* we don't require exact number of pages, so we're going to go
 910                  * for best-effort allocation. that means finding the biggest
 911                  * unused block, and going with that.
 912                  */
 913                 cur_idx = rte_fbarray_find_biggest_free(&cur_msl->memseg_arr,
 914                                 0);
 915                 if (cur_idx < 0)
 916                         return 0;
 917                 start_idx = cur_idx;
 918                 /* adjust the size to possibly be smaller than original
 919                  * request, but do not allow it to be bigger.
 920                  */
 921                 cur_len = rte_fbarray_find_contig_free(&cur_msl->memseg_arr,
 922                                 cur_idx);
 923                 need = RTE_MIN(need, (unsigned int)cur_len);
 924         }
 925
 926         /* do not allow any page allocations during the time we're allocating,
 927          * because file creation and locking operations are not atomic,
 928          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
 929          * so we need to ensure atomicity of every operation.
 930          *
 931          * during init, we already hold a write lock, so don't try to take out
 932          * another one.
 933          */
 934         if (wa->hi->lock_descriptor == -1 && !internal_config.in_memory) {
 935                 dir_fd = open(wa->hi->hugedir, O_RDONLY);
 936                 if (dir_fd < 0) {
 937                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n",
 938                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 939                         return -1;
 940                 }
 941                 /* blocking writelock */
 942                 if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
 943                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n",
 944                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 945                         close(dir_fd);
 946                         return -1;
 947                 }
 948         }
 949
 950         for (i = 0; i < need; i++, cur_idx++) {
 951                 struct rte_memseg *cur;
 952                 void *map_addr;
 953
 954                 cur = rte_fbarray_get(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 955                 map_addr = RTE_PTR_ADD(cur_msl->base_va,
 956                                 cur_idx * page_sz);
 957
 958                 if (alloc_seg(cur, map_addr, wa->socket, wa->hi,
 959                                 msl_idx, cur_idx)) {
 960                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "attempted to allocate %i segments, but only %i were allocated\n",
 961                                 need, i);
 962
 963                         /* if exact number wasn't requested, stop */
 964                         if (!wa->exact)
 965                                 goto out;
 966
 967                         /* clean up */
 968                         for (j = start_idx; j < cur_idx; j++) {
 969                                 struct rte_memseg *tmp;
 970                                 struct rte_fbarray *arr =
 971                                                 &cur_msl->memseg_arr;
 972
 973                                 tmp = rte_fbarray_get(arr, j);
 974                                 rte_fbarray_set_free(arr, j);
 975
 976                                 /* free_seg may attempt to create a file, which
 977                                  * may fail.
 978                                  */
 979                                 if (free_seg(tmp, wa->hi, msl_idx, j))
 980                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Cannot free page\n");
 981                         }
 982                         /* clear the list */
 983                         if (wa->ms)
 984                                 memset(wa->ms, 0, sizeof(*wa->ms) * wa->n_segs);
 985
 986                         if (dir_fd >= 0)
 987                                 close(dir_fd);
 988                         return -1;
 989                 }
 990                 if (wa->ms)
 991                         wa->ms[i] = cur;
 992
 993                 rte_fbarray_set_used(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 994         }
 995 out:
 996         wa->segs_allocated = i;
 997         if (i > 0)
 998                 cur_msl->version++;
 999         if (dir_fd >= 0)
1000                 close(dir_fd);
1001         /* if we didn't allocate any segments, move on to the next list */
1002         return i > 0;
1003 }
1004
1005 struct free_walk_param {
1006         struct hugepage_info *hi;
1007         struct rte_memseg *ms;
1008 };
1009 static int
1010 free_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
1011 {
1012         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1013         struct rte_memseg_list *found_msl;
1014         struct free_walk_param *wa = arg;
1015         uintptr_t start_addr, end_addr;
1016         int msl_idx, seg_idx, ret, dir_fd = -1;
1017
1018         start_addr = (uintptr_t) msl->base_va;
1019         end_addr = start_addr + msl->len;
1020
1021         if ((uintptr_t)wa->ms->addr < start_addr ||
1022                         (uintptr_t)wa->ms->addr >= end_addr)
1023                 return 0;
1024
1025         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1026         seg_idx = RTE_PTR_DIFF(wa->ms->addr, start_addr) / msl->page_sz;
1027
1028         /* msl is const */
1029         found_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1030
1031         /* do not allow any page allocations during the time we're freeing,
1032          * because file creation and locking operations are not atomic,
1033          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
1034          * so we need to ensure atomicity of every operation.
1035          *
1036          * during init, we already hold a write lock, so don't try to take out
1037          * another one.
1038          */
1039         if (wa->hi->lock_descriptor == -1 && !internal_config.in_memory) {
1040                 dir_fd = open(wa->hi->hugedir, O_RDONLY);
1041                 if (dir_fd < 0) {
1042                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n",
1043                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
1044                         return -1;
1045                 }
1046                 /* blocking writelock */
1047                 if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
1048                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n",
1049                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
1050                         close(dir_fd);
1051                         return -1;
1052                 }
1053         }
1054
1055         found_msl->version++;
1056
1057         rte_fbarray_set_free(&found_msl->memseg_arr, seg_idx);
1058
1059         ret = free_seg(wa->ms, wa->hi, msl_idx, seg_idx);
1060
1061         if (dir_fd >= 0)
1062                 close(dir_fd);
1063
1064         if (ret < 0)
1065                 return -1;
1066
1067         return 1;
1068 }
1069
1070 int
1071 eal_memalloc_alloc_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs, size_t page_sz,
1072                 int socket, bool exact)
1073 {
1074         int i, ret = -1;
1075 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1076         bool have_numa = false;
1077         int oldpolicy;
1078         struct bitmask *oldmask;
1079 #endif
1080         struct alloc_walk_param wa;
1081         struct hugepage_info *hi = NULL;
1082
1083         memset(&wa, 0, sizeof(wa));
1084
1085         /* dynamic allocation not supported in legacy mode */
1086         if (internal_config.legacy_mem)
1087                 return -1;
1088
1089         for (i = 0; i < (int) RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
1090                 if (page_sz ==
1091                                 internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz) {
1092                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1093                         break;
1094                 }
1095         }
1096         if (!hi) {
1097                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): can't find relevant hugepage_info entry\n",
1098                         __func__);
1099                 return -1;
1100         }
1101
1102 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1103         if (check_numa()) {
1104                 oldmask = numa_allocate_nodemask();
1105                 prepare_numa(&oldpolicy, oldmask, socket);
1106                 have_numa = true;
1107         }
1108 #endif
1109
1110         wa.exact = exact;
1111         wa.hi = hi;
1112         wa.ms = ms;
1113         wa.n_segs = n_segs;
1114         wa.page_sz = page_sz;
1115         wa.socket = socket;
1116         wa.segs_allocated = 0;
1117
1118         /* memalloc is locked, so it's safe to use thread-unsafe version */
1119         ret = rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(alloc_seg_walk, &wa);
1120         if (ret == 0) {
1121                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): couldn't find suitable memseg_list\n",
1122                         __func__);
1123                 ret = -1;
1124         } else if (ret > 0) {
1125                 ret = (int)wa.segs_allocated;
1126         }
1127
1128 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1129         if (have_numa)
1130                 restore_numa(&oldpolicy, oldmask);
1131 #endif
1132         return ret;
1133 }
1134
1135 struct rte_memseg *
1136 eal_memalloc_alloc_seg(size_t page_sz, int socket)
1137 {
1138         struct rte_memseg *ms;
1139         if (eal_memalloc_alloc_seg_bulk(&ms, 1, page_sz, socket, true) < 0)
1140                 return NULL;
1141         /* return pointer to newly allocated memseg */
1142         return ms;
1143 }
1144
1145 int
1146 eal_memalloc_free_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs)
1147 {
1148         int seg, ret = 0;
1149
1150         /* dynamic free not supported in legacy mode */
1151         if (internal_config.legacy_mem)
1152                 return -1;
1153
1154         for (seg = 0; seg < n_segs; seg++) {
1155                 struct rte_memseg *cur = ms[seg];
1156                 struct hugepage_info *hi = NULL;
1157                 struct free_walk_param wa;
1158                 int i, walk_res;
1159
1160                 /* if this page is marked as unfreeable, fail */
1161                 if (cur->flags & RTE_MEMSEG_FLAG_DO_NOT_FREE) {
1162                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Page is not allowed to be freed\n");
1163                         ret = -1;
1164                         continue;
1165                 }
1166
1167                 memset(&wa, 0, sizeof(wa));
1168
1169                 for (i = 0; i < (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info);
1170                                 i++) {
1171                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1172                         if (cur->hugepage_sz == hi->hugepage_sz)
1173                                 break;
1174                 }
1175                 if (i == (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info)) {
1176                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1177                         ret = -1;
1178                         continue;
1179                 }
1180
1181                 wa.ms = cur;
1182                 wa.hi = hi;
1183
1184                 /* memalloc is locked, so it's safe to use thread-unsafe version
1185                  */
1186                 walk_res = rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(free_seg_walk,
1187                                 &wa);
1188                 if (walk_res == 1)
1189                         continue;
1190                 if (walk_res == 0)
1191                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't find memseg list\n");
1192                 ret = -1;
1193         }
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 int
1198 eal_memalloc_free_seg(struct rte_memseg *ms)
1199 {
1200         /* dynamic free not supported in legacy mode */
1201         if (internal_config.legacy_mem)
1202                 return -1;
1203
1204         return eal_memalloc_free_seg_bulk(&ms, 1);
1205 }
1206
1207 static int
1208 sync_chunk(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1209                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1210                 unsigned int msl_idx, bool used, int start, int end)
1211 {
1212         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
1213         int i, ret, chunk_len, diff_len;
1214
1215         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
1216         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
1217
1218         /* we need to aggregate allocations/deallocations into bigger chunks,
1219          * as we don't want to spam the user with per-page callbacks.
1220          *
1221          * to avoid any potential issues, we also want to trigger
1222          * deallocation callbacks *before* we actually deallocate
1223          * memory, so that the user application could wrap up its use
1224          * before it goes away.
1225          */
1226
1227         chunk_len = end - start;
1228
1229         /* find how many contiguous pages we can map/unmap for this chunk */
1230         diff_len = used ?
1231                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start) :
1232                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start);
1233
1234         /* has to be at least one page */
1235         if (diff_len < 1)
1236                 return -1;
1237
1238         diff_len = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
1239
1240         /* if we are freeing memory, notify the application */
1241         if (!used) {
1242                 struct rte_memseg *ms;
1243                 void *start_va;
1244                 size_t len, page_sz;
1245
1246                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
1247                 start_va = ms->addr;
1248                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
1249                 len = page_sz * diff_len;
1250
1251                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_FREE,
1252                                 start_va, len);
1253         }
1254
1255         for (i = 0; i < diff_len; i++) {
1256                 struct rte_memseg *p_ms, *l_ms;
1257                 int seg_idx = start + i;
1258
1259                 l_ms = rte_fbarray_get(l_arr, seg_idx);
1260                 p_ms = rte_fbarray_get(p_arr, seg_idx);
1261
1262                 if (l_ms == NULL || p_ms == NULL)
1263                         return -1;
1264
1265                 if (used) {
1266                         ret = alloc_seg(l_ms, p_ms->addr,
1267                                         p_ms->socket_id, hi,
1268                                         msl_idx, seg_idx);
1269                         if (ret < 0)
1270                                 return -1;
1271                         rte_fbarray_set_used(l_arr, seg_idx);
1272                 } else {
1273                         ret = free_seg(l_ms, hi, msl_idx, seg_idx);
1274                         rte_fbarray_set_free(l_arr, seg_idx);
1275                         if (ret < 0)
1276                                 return -1;
1277                 }
1278         }
1279
1280         /* if we just allocated memory, notify the application */
1281         if (used) {
1282                 struct rte_memseg *ms;
1283                 void *start_va;
1284                 size_t len, page_sz;
1285
1286                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
1287                 start_va = ms->addr;
1288                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
1289                 len = page_sz * diff_len;
1290
1291                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_ALLOC,
1292                                 start_va, len);
1293         }
1294
1295         /* calculate how much we can advance until next chunk */
1296         diff_len = used ?
1297                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start) :
1298                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start);
1299         ret = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
1300
1301         return ret;
1302 }
1303
1304 static int
1305 sync_status(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1306                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1307                 unsigned int msl_idx, bool used)
1308 {
1309         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
1310         int p_idx, l_chunk_len, p_chunk_len, ret;
1311         int start, end;
1312
1313         /* this is a little bit tricky, but the basic idea is - walk both lists
1314          * and spot any places where there are discrepancies. walking both lists
1315          * and noting discrepancies in a single go is a hard problem, so we do
1316          * it in two passes - first we spot any places where allocated segments
1317          * mismatch (i.e. ensure that everything that's allocated in the primary
1318          * is also allocated in the secondary), and then we do it by looking at
1319          * free segments instead.
1320          *
1321          * we also need to aggregate changes into chunks, as we have to call
1322          * callbacks per allocation, not per page.
1323          */
1324         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
1325         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
1326
1327         if (used)
1328                 p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr, 0);
1329         else
1330                 p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr, 0);
1331
1332         while (p_idx >= 0) {
1333                 int next_chunk_search_idx;
1334
1335                 if (used) {
1336                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(p_arr,
1337                                         p_idx);
1338                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(l_arr,
1339                                         p_idx);
1340                 } else {
1341                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(p_arr,
1342                                         p_idx);
1343                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(l_arr,
1344                                         p_idx);
1345                 }
1346                 /* best case scenario - no differences (or bigger, which will be
1347                  * fixed during next iteration), look for next chunk
1348                  */
1349                 if (l_chunk_len >= p_chunk_len) {
1350                         next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1351                         goto next_chunk;
1352                 }
1353
1354                 /* if both chunks start at the same point, skip parts we know
1355                  * are identical, and sync the rest. each call to sync_chunk
1356                  * will only sync contiguous segments, so we need to call this
1357                  * until we are sure there are no more differences in this
1358                  * chunk.
1359                  */
1360                 start = p_idx + l_chunk_len;
1361                 end = p_idx + p_chunk_len;
1362                 do {
1363                         ret = sync_chunk(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx,
1364                                         used, start, end);
1365                         start += ret;
1366                 } while (start < end && ret >= 0);
1367                 /* if ret is negative, something went wrong */
1368                 if (ret < 0)
1369                         return -1;
1370
1371                 next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1372 next_chunk:
1373                 /* skip to end of this chunk */
1374                 if (used) {
1375                         p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr,
1376                                         next_chunk_search_idx);
1377                 } else {
1378                         p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr,
1379                                         next_chunk_search_idx);
1380                 }
1381         }
1382         return 0;
1383 }
1384
1385 static int
1386 sync_existing(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1387                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1388                 unsigned int msl_idx)
1389 {
1390         int ret, dir_fd;
1391
1392         /* do not allow any page allocations during the time we're allocating,
1393          * because file creation and locking operations are not atomic,
1394          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
1395          * so we need to ensure atomicity of every operation.
1396          */
1397         dir_fd = open(hi->hugedir, O_RDONLY);
1398         if (dir_fd < 0) {
1399                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n", __func__,
1400                         hi->hugedir, strerror(errno));
1401                 return -1;
1402         }
1403         /* blocking writelock */
1404         if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
1405                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n", __func__,
1406                         hi->hugedir, strerror(errno));
1407                 close(dir_fd);
1408                 return -1;
1409         }
1410
1411         /* ensure all allocated space is the same in both lists */
1412         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, true);
1413         if (ret < 0)
1414                 goto fail;
1415
1416         /* ensure all unallocated space is the same in both lists */
1417         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, false);
1418         if (ret < 0)
1419                 goto fail;
1420
1421         /* update version number */
1422         local_msl->version = primary_msl->version;
1423
1424         close(dir_fd);
1425
1426         return 0;
1427 fail:
1428         close(dir_fd);
1429         return -1;
1430 }
1431
1432 static int
1433 sync_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg __rte_unused)
1434 {
1435         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1436         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1437         struct hugepage_info *hi = NULL;
1438         unsigned int i;
1439         int msl_idx;
1440
1441         if (msl->external)
1442                 return 0;
1443
1444         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1445         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1446         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1447
1448         for (i = 0; i < RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
1449                 uint64_t cur_sz =
1450                         internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz;
1451                 uint64_t msl_sz = primary_msl->page_sz;
1452                 if (msl_sz == cur_sz) {
1453                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1454                         break;
1455                 }
1456         }
1457         if (!hi) {
1458                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1459                 return -1;
1460         }
1461
1462         /* if versions don't match, synchronize everything */
1463         if (local_msl->version != primary_msl->version &&
1464                         sync_existing(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx))
1465                 return -1;
1466         return 0;
1467 }
1468
1469
1470 int
1471 eal_memalloc_sync_with_primary(void)
1472 {
1473         /* nothing to be done in primary */
1474         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY)
1475                 return 0;
1476
1477         /* memalloc is locked, so it's safe to call thread-unsafe version */
1478         if (rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(sync_walk, NULL))
1479                 return -1;
1480         return 0;
1481 }
1482
1483 static int
1484 secondary_msl_create_walk(const struct rte_memseg_list *msl,
1485                 void *arg __rte_unused)
1486 {
1487         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1488         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1489         char name[PATH_MAX];
1490         int msl_idx, ret;
1491
1492         if (msl->external)
1493                 return 0;
1494
1495         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1496         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1497         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1498
1499         /* create distinct fbarrays for each secondary */
1500         snprintf(name, RTE_FBARRAY_NAME_LEN, "%s_%i",
1501                 primary_msl->memseg_arr.name, getpid());
1502
1503         ret = rte_fbarray_init(&local_msl->memseg_arr, name,
1504                 primary_msl->memseg_arr.len,
1505                 primary_msl->memseg_arr.elt_sz);
1506         if (ret < 0) {
1507                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot initialize local memory map\n");
1508                 return -1;
1509         }
1510         local_msl->base_va = primary_msl->base_va;
1511         local_msl->len = primary_msl->len;
1512
1513         return 0;
1514 }
1515
1516 static int
1517 alloc_list(int list_idx, int len)
1518 {
1519         int *data;
1520         int i;
1521
1522         /* ensure we have space to store fd per each possible segment */
1523         data = malloc(sizeof(int) * len);
1524         if (data == NULL) {
1525                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Unable to allocate space for file descriptors\n");
1526                 return -1;
1527         }
1528         /* set all fd's as invalid */
1529         for (i = 0; i < len; i++)
1530                 data[i] = -1;
1531
1532         fd_list[list_idx].fds = data;
1533         fd_list[list_idx].len = len;
1534         fd_list[list_idx].count = 0;
1535         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
1536
1537         return 0;
1538 }
1539
1540 static int
1541 fd_list_create_walk(const struct rte_memseg_list *msl,
1542                 void *arg __rte_unused)
1543 {
1544         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1545         unsigned int len;
1546         int msl_idx;
1547
1548         if (msl->external)
1549                 return 0;
1550
1551         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1552         len = msl->memseg_arr.len;
1553
1554         return alloc_list(msl_idx, len);
1555 }
1556
1557 int
1558 eal_memalloc_set_seg_fd(int list_idx, int seg_idx, int fd)
1559 {
1560         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1561
1562         /* single file segments mode doesn't support individual segment fd's */
1563         if (internal_config.single_file_segments)
1564                 return -ENOTSUP;
1565
1566         /* if list is not allocated, allocate it */
1567         if (fd_list[list_idx].len == 0) {
1568                 int len = mcfg->memsegs[list_idx].memseg_arr.len;
1569
1570                 if (alloc_list(list_idx, len) < 0)
1571                         return -ENOMEM;
1572         }
1573         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
1574
1575         return 0;
1576 }
1577
1578 int
1579 eal_memalloc_set_seg_list_fd(int list_idx, int fd)
1580 {
1581         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1582
1583         /* non-single file segment mode doesn't support segment list fd's */
1584         if (!internal_config.single_file_segments)
1585                 return -ENOTSUP;
1586
1587         /* if list is not allocated, allocate it */
1588         if (fd_list[list_idx].len == 0) {
1589                 int len = mcfg->memsegs[list_idx].memseg_arr.len;
1590
1591                 if (alloc_list(list_idx, len) < 0)
1592                         return -ENOMEM;
1593         }
1594
1595         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
1596
1597         return 0;
1598 }
1599
1600 int
1601 eal_memalloc_get_seg_fd(int list_idx, int seg_idx)
1602 {
1603         int fd;
1604
1605         if (internal_config.in_memory || internal_config.no_hugetlbfs) {
1606 #ifndef MEMFD_SUPPORTED
1607                 /* in in-memory or no-huge mode, we rely on memfd support */
1608                 return -ENOTSUP;
1609 #endif
1610                 /* memfd supported, but hugetlbfs memfd may not be */
1611                 if (!internal_config.no_hugetlbfs && !memfd_create_supported)
1612                         return -ENOTSUP;
1613         }
1614
1615         if (internal_config.single_file_segments) {
1616                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
1617         } else if (fd_list[list_idx].len == 0) {
1618                 /* list not initialized */
1619                 fd = -1;
1620         } else {
1621                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
1622         }
1623         if (fd < 0)
1624                 return -ENODEV;
1625         return fd;
1626 }
1627
1628 static int
1629 test_memfd_create(void)
1630 {
1631 #ifdef MEMFD_SUPPORTED
1632         unsigned int i;
1633         for (i = 0; i < internal_config.num_hugepage_sizes; i++) {
1634                 uint64_t pagesz = internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz;
1635                 int pagesz_flag = pagesz_flags(pagesz);
1636                 int flags;
1637
1638                 flags = pagesz_flag | RTE_MFD_HUGETLB;
1639                 int fd = memfd_create("test", flags);
1640                 if (fd < 0) {
1641                         /* we failed - let memalloc know this isn't working */
1642                         if (errno == EINVAL) {
1643                                 memfd_create_supported = 0;
1644                                 return 0; /* not supported */
1645                         }
1646
1647                         /* we got other error - something's wrong */
1648                         return -1; /* error */
1649                 }
1650                 close(fd);
1651                 return 1; /* supported */
1652         }
1653 #endif
1654         return 0; /* not supported */
1655 }
1656
1657 int
1658 eal_memalloc_get_seg_fd_offset(int list_idx, int seg_idx, size_t *offset)
1659 {
1660         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1661
1662         if (internal_config.in_memory || internal_config.no_hugetlbfs) {
1663 #ifndef MEMFD_SUPPORTED
1664                 /* in in-memory or no-huge mode, we rely on memfd support */
1665                 return -ENOTSUP;
1666 #endif
1667                 /* memfd supported, but hugetlbfs memfd may not be */
1668                 if (!internal_config.no_hugetlbfs && !memfd_create_supported)
1669                         return -ENOTSUP;
1670         }
1671
1672         /* fd_list not initialized? */
1673         if (fd_list[list_idx].len == 0)
1674                 return -ENODEV;
1675         if (internal_config.single_file_segments) {
1676                 size_t pgsz = mcfg->memsegs[list_idx].page_sz;
1677
1678                 /* segment not active? */
1679                 if (fd_list[list_idx].memseg_list_fd < 0)
1680                         return -ENOENT;
1681                 *offset = pgsz * seg_idx;
1682         } else {
1683                 /* segment not active? */
1684                 if (fd_list[list_idx].fds[seg_idx] < 0)
1685                         return -ENOENT;
1686                 *offset = 0;
1687         }
1688         return 0;
1689 }
1690
1691 int
1692 eal_memalloc_init(void)
1693 {
1694         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_SECONDARY)
1695                 if (rte_memseg_list_walk(secondary_msl_create_walk, NULL) < 0)
1696                         return -1;
1697         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY &&
1698                         internal_config.in_memory) {
1699                 int mfd_res = test_memfd_create();
1700
1701                 if (mfd_res < 0) {
1702                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Unable to check if memfd is supported\n");
1703                         return -1;
1704                 }
1705                 if (mfd_res == 1)
1706                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Using memfd for anonymous memory\n");
1707                 else
1708                         RTE_LOG(INFO, EAL, "Using memfd is not supported, falling back to anonymous hugepages\n");
1709
1710                 /* we only support single-file segments mode with in-memory mode
1711                  * if we support hugetlbfs with memfd_create. this code will
1712                  * test if we do.
1713                  */
1714                 if (internal_config.single_file_segments &&
1715                                 mfd_res != 1) {
1716                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Single-file segments mode cannot be used without memfd support\n");
1717                         return -1;
1718                 }
1719                 /* this cannot ever happen but better safe than sorry */
1720                 if (!anonymous_hugepages_supported) {
1721                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Using anonymous memory is not supported\n");
1722                         return -1;
1723                 }
1724         }
1725
1726         /* initialize all of the fd lists */
1727         if (rte_memseg_list_walk(fd_list_create_walk, NULL))
1728                 return -1;
1729         return 0;
1730 }