lib/librte_eal/linuxapp/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 RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
  27 #include <numa.h>
  28 #include <numaif.h>
  29 #endif
  30 #include <linux/falloc.h>
  31
  32 #include <rte_common.h>
  33 #include <rte_log.h>
  34 #include <rte_eal_memconfig.h>
  35 #include <rte_eal.h>
  36 #include <rte_memory.h>
  37 #include <rte_spinlock.h>
  38
  39 #include "eal_filesystem.h"
  40 #include "eal_internal_cfg.h"
  41 #include "eal_memalloc.h"
  42
  43 /*
  44  * not all kernel version support fallocate on hugetlbfs, so fall back to
  45  * ftruncate and disallow deallocation if fallocate is not supported.
  46  */
  47 static int fallocate_supported = -1; /* unknown */
  48
  49 /*
  50  * If each page is in a separate file, we can close fd's since we need each fd
  51  * only once. However, in single file segments mode, we can get away with using
  52  * a single fd for entire segments, but we need to store them somewhere. Each
  53  * fd is different within each process, so we'll store them in a local tailq.
  54  */
  55 struct msl_entry {
  56         TAILQ_ENTRY(msl_entry) next;
  57         unsigned int msl_idx;
  58         int fd;
  59 };
  60
  61 /** Double linked list of memseg list fd's. */
  62 TAILQ_HEAD(msl_entry_list, msl_entry);
  63
  64 static struct msl_entry_list msl_entry_list =
  65                 TAILQ_HEAD_INITIALIZER(msl_entry_list);
  66 static rte_spinlock_t tailq_lock = RTE_SPINLOCK_INITIALIZER;
  67
  68 /** local copy of a memory map, used to synchronize memory hotplug in MP */
  69 static struct rte_memseg_list local_memsegs[RTE_MAX_MEMSEG_LISTS];
  70
  71 static sigjmp_buf huge_jmpenv;
  72
  73 static void __rte_unused huge_sigbus_handler(int signo __rte_unused)
  74 {
  75         siglongjmp(huge_jmpenv, 1);
  76 }
  77
  78 /* Put setjmp into a wrap method to avoid compiling error. Any non-volatile,
  79  * non-static local variable in the stack frame calling sigsetjmp might be
  80  * clobbered by a call to longjmp.
  81  */
  82 static int __rte_unused huge_wrap_sigsetjmp(void)
  83 {
  84         return sigsetjmp(huge_jmpenv, 1);
  85 }
  86
  87 static struct sigaction huge_action_old;
  88 static int huge_need_recover;
  89
  90 static void __rte_unused
  91 huge_register_sigbus(void)
  92 {
  93         sigset_t mask;
  94         struct sigaction action;
  95
  96         sigemptyset(&mask);
  97         sigaddset(&mask, SIGBUS);
  98         action.sa_flags = 0;
  99         action.sa_mask = mask;
 100         action.sa_handler = huge_sigbus_handler;
 101
 102         huge_need_recover = !sigaction(SIGBUS, &action, &huge_action_old);
 103 }
 104
 105 static void __rte_unused
 106 huge_recover_sigbus(void)
 107 {
 108         if (huge_need_recover) {
 109                 sigaction(SIGBUS, &huge_action_old, NULL);
 110                 huge_need_recover = 0;
 111         }
 112 }
 113
 114 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 115 static bool
 116 check_numa(void)
 117 {
 118         bool ret = true;
 119         /* Check if kernel supports NUMA. */
 120         if (numa_available() != 0) {
 121                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "NUMA is not supported.\n");
 122                 ret = false;
 123         }
 124         return ret;
 125 }
 126
 127 static void
 128 prepare_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask, int socket_id)
 129 {
 130         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Trying to obtain current memory policy.\n");
 131         if (get_mempolicy(oldpolicy, oldmask->maskp,
 132                           oldmask->size + 1, 0, 0) < 0) {
 133                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 134                         "Failed to get current mempolicy: %s. "
 135                         "Assuming MPOL_DEFAULT.\n", strerror(errno));
 136                 oldpolicy = MPOL_DEFAULT;
 137         }
 138         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 139                 "Setting policy MPOL_PREFERRED for socket %d\n",
 140                 socket_id);
 141         numa_set_preferred(socket_id);
 142 }
 143
 144 static void
 145 resotre_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask)
 146 {
 147         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 148                 "Restoring previous memory policy: %d\n", *oldpolicy);
 149         if (*oldpolicy == MPOL_DEFAULT) {
 150                 numa_set_localalloc();
 151         } else if (set_mempolicy(*oldpolicy, oldmask->maskp,
 152                                  oldmask->size + 1) < 0) {
 153                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Failed to restore mempolicy: %s\n",
 154                         strerror(errno));
 155                 numa_set_localalloc();
 156         }
 157         numa_free_cpumask(oldmask);
 158 }
 159 #endif
 160
 161 static struct msl_entry *
 162 get_msl_entry_by_idx(unsigned int list_idx)
 163 {
 164         struct msl_entry *te;
 165
 166         rte_spinlock_lock(&tailq_lock);
 167
 168         TAILQ_FOREACH(te, &msl_entry_list, next) {
 169                 if (te->msl_idx == list_idx)
 170                         break;
 171         }
 172         if (te == NULL) {
 173                 /* doesn't exist, so create it and set fd to -1 */
 174
 175                 te = malloc(sizeof(*te));
 176                 if (te == NULL) {
 177                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): cannot allocate tailq entry for memseg list\n",
 178                                 __func__);
 179                         goto unlock;
 180                 }
 181                 te->msl_idx = list_idx;
 182                 te->fd = -1;
 183                 TAILQ_INSERT_TAIL(&msl_entry_list, te, next);
 184         }
 185 unlock:
 186         rte_spinlock_unlock(&tailq_lock);
 187         return te;
 188 }
 189
 190 /*
 191  * uses fstat to report the size of a file on disk
 192  */
 193 static off_t
 194 get_file_size(int fd)
 195 {
 196         struct stat st;
 197         if (fstat(fd, &st) < 0)
 198                 return 0;
 199         return st.st_size;
 200 }
 201
 202 /*
 203  * uses fstat to check if file size on disk is zero (regular fstat won't show
 204  * true file size due to how fallocate works)
 205  */
 206 static bool
 207 is_zero_length(int fd)
 208 {
 209         struct stat st;
 210         if (fstat(fd, &st) < 0)
 211                 return false;
 212         return st.st_blocks == 0;
 213 }
 214
 215 /* we cannot use rte_memseg_list_walk() here because we will be holding a
 216  * write lock whenever we enter every function in this file, however copying
 217  * the same iteration code everywhere is not ideal as well. so, use a lockless
 218  * copy of memseg list walk here.
 219  */
 220 static int
 221 memseg_list_walk_thread_unsafe(rte_memseg_list_walk_t func, void *arg)
 222 {
 223         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 224         int i, ret = 0;
 225
 226         for (i = 0; i < RTE_MAX_MEMSEG_LISTS; i++) {
 227                 struct rte_memseg_list *msl = &mcfg->memsegs[i];
 228
 229                 if (msl->base_va == NULL)
 230                         continue;
 231
 232                 ret = func(msl, arg);
 233                 if (ret < 0)
 234                         return -1;
 235                 if (ret > 0)
 236                         return 1;
 237         }
 238         return 0;
 239 }
 240
 241 static int
 242 get_seg_fd(char *path, int buflen, struct hugepage_info *hi,
 243                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 244 {
 245         int fd;
 246
 247         if (internal_config.single_file_segments) {
 248                 /*
 249                  * try to find a tailq entry, for this memseg list, or create
 250                  * one if it doesn't exist.
 251                  */
 252                 struct msl_entry *te = get_msl_entry_by_idx(list_idx);
 253                 if (te == NULL) {
 254                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): cannot allocate tailq entry for memseg list\n",
 255                                 __func__);
 256                         return -1;
 257                 } else if (te->fd < 0) {
 258                         /* create a hugepage file */
 259                         eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir,
 260                                         list_idx);
 261                         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 262                         if (fd < 0) {
 263                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): open failed: %s\n",
 264                                         __func__, strerror(errno));
 265                                 return -1;
 266                         }
 267                         te->fd = fd;
 268                 } else {
 269                         fd = te->fd;
 270                 }
 271         } else {
 272                 /* one file per page, just create it */
 273                 eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir,
 274                                 list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 275                 fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 276                 if (fd < 0) {
 277                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): open failed: %s\n", __func__,
 278                                         strerror(errno));
 279                         return -1;
 280                 }
 281         }
 282         return fd;
 283 }
 284
 285 /* returns 1 on successful lock, 0 on unsuccessful lock, -1 on error */
 286 static int lock(int fd, uint64_t offset, uint64_t len, int type)
 287 {
 288         struct flock lck;
 289         int ret;
 290
 291         memset(&lck, 0, sizeof(lck));
 292
 293         lck.l_type = type;
 294         lck.l_whence = SEEK_SET;
 295         lck.l_start = offset;
 296         lck.l_len = len;
 297
 298         ret = fcntl(fd, F_SETLK, &lck);
 299
 300         if (ret && (errno == EAGAIN || errno == EACCES)) {
 301                 /* locked by another process, not an error */
 302                 return 0;
 303         } else if (ret) {
 304                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error calling fcntl(): %s\n",
 305                         __func__, strerror(errno));
 306                 /* we've encountered an unexpected error */
 307                 return -1;
 308         }
 309         return 1;
 310 }
 311
 312 static int
 313 resize_hugefile(int fd, uint64_t fa_offset, uint64_t page_sz,
 314                 bool grow)
 315 {
 316         bool again = false;
 317         do {
 318                 if (fallocate_supported == 0) {
 319                         /* we cannot deallocate memory if fallocate() is not
 320                          * supported, but locks are still needed to prevent
 321                          * primary process' initialization from clearing out
 322                          * huge pages used by this process.
 323                          */
 324
 325                         if (!grow) {
 326                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate not supported, not freeing page back to the system\n",
 327                                         __func__);
 328                                 return -1;
 329                         }
 330                         uint64_t new_size = fa_offset + page_sz;
 331                         uint64_t cur_size = get_file_size(fd);
 332
 333                         /* fallocate isn't supported, fall back to ftruncate */
 334                         if (new_size > cur_size &&
 335                                         ftruncate(fd, new_size) < 0) {
 336                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 337                                         __func__, strerror(errno));
 338                                 return -1;
 339                         }
 340                         /* not being able to take out a read lock is an error */
 341                         if (lock(fd, fa_offset, page_sz, F_RDLCK) != 1)
 342                                 return -1;
 343                 } else {
 344                         int flags = grow ? 0 : FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
 345                                         FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 346                         int ret;
 347
 348                         /* if fallocate() is supported, we need to take out a
 349                          * read lock on allocate (to prevent other processes
 350                          * from deallocating this page), and take out a write
 351                          * lock on deallocate (to ensure nobody else is using
 352                          * this page).
 353                          *
 354                          * we can't use flock() for this, as we actually need to
 355                          * lock part of the file, not the entire file.
 356                          */
 357
 358                         if (!grow) {
 359                                 ret = lock(fd, fa_offset, page_sz, F_WRLCK);
 360
 361                                 if (ret < 0)
 362                                         return -1;
 363                                 else if (ret == 0)
 364                                         /* failed to lock, not an error */
 365                                         return 0;
 366                         }
 367                         if (fallocate(fd, flags, fa_offset, page_sz) < 0) {
 368                                 if (fallocate_supported == -1 &&
 369                                                 errno == ENOTSUP) {
 370                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): fallocate() not supported, hugepage deallocation will be disabled\n",
 371                                                 __func__);
 372                                         again = true;
 373                                         fallocate_supported = 0;
 374                                 } else {
 375                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate() failed: %s\n",
 376                                                 __func__,
 377                                                 strerror(errno));
 378                                         return -1;
 379                                 }
 380                         } else {
 381                                 fallocate_supported = 1;
 382
 383                                 if (grow) {
 384                                         /* if can't read lock, it's an error */
 385                                         if (lock(fd, fa_offset, page_sz,
 386                                                         F_RDLCK) != 1)
 387                                                 return -1;
 388                                 } else {
 389                                         /* if can't unlock, it's an error */
 390                                         if (lock(fd, fa_offset, page_sz,
 391                                                         F_UNLCK) != 1)
 392                                                 return -1;
 393                                 }
 394                         }
 395                 }
 396         } while (again);
 397         return 0;
 398 }
 399
 400 static int
 401 alloc_seg(struct rte_memseg *ms, void *addr, int socket_id,
 402                 struct hugepage_info *hi, unsigned int list_idx,
 403                 unsigned int seg_idx)
 404 {
 405 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 406         int cur_socket_id = 0;
 407 #endif
 408         uint64_t map_offset;
 409         char path[PATH_MAX];
 410         int ret = 0;
 411         int fd;
 412         size_t alloc_sz;
 413
 414         fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 415         if (fd < 0)
 416                 return -1;
 417
 418         alloc_sz = hi->hugepage_sz;
 419         if (internal_config.single_file_segments) {
 420                 map_offset = seg_idx * alloc_sz;
 421                 ret = resize_hugefile(fd, map_offset, alloc_sz, true);
 422                 if (ret < 0)
 423                         goto resized;
 424         } else {
 425                 map_offset = 0;
 426                 if (ftruncate(fd, alloc_sz) < 0) {
 427                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 428                                 __func__, strerror(errno));
 429                         goto resized;
 430                 }
 431                 /* we've allocated a page - take out a read lock. we're using
 432                  * fcntl() locks rather than flock() here because doing that
 433                  * gives us one huge advantage - fcntl() locks are per-process,
 434                  * not per-file descriptor, which means that we don't have to
 435                  * keep the original fd's around to keep a lock on the file.
 436                  *
 437                  * this is useful, because when it comes to unmapping pages, we
 438                  * will have to take out a write lock (to figure out if another
 439                  * process still has this page mapped), and to do itwith flock()
 440                  * we'll have to use original fd, as lock is associated with
 441                  * that particular fd. with fcntl(), this is not necessary - we
 442                  * can open a new fd and use fcntl() on that.
 443                  */
 444                 ret = lock(fd, map_offset, alloc_sz, F_RDLCK);
 445
 446                 /* this should not fail */
 447                 if (ret != 1) {
 448                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error locking file: %s\n",
 449                                 __func__,
 450                                 strerror(errno));
 451                         goto resized;
 452                 }
 453         }
 454
 455         /*
 456          * map the segment, and populate page tables, the kernel fills this
 457          * segment with zeros if it's a new page.
 458          */
 459         void *va = mmap(addr, alloc_sz, PROT_READ | PROT_WRITE,
 460                         MAP_SHARED | MAP_POPULATE | MAP_FIXED, fd, map_offset);
 461
 462         if (va == MAP_FAILED) {
 463                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): mmap() failed: %s\n", __func__,
 464                         strerror(errno));
 465                 goto resized;
 466         }
 467         if (va != addr) {
 468                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): wrong mmap() address\n", __func__);
 469                 goto mapped;
 470         }
 471
 472         rte_iova_t iova = rte_mem_virt2iova(addr);
 473         if (iova == RTE_BAD_PHYS_ADDR) {
 474                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): can't get IOVA addr\n",
 475                         __func__);
 476                 goto mapped;
 477         }
 478
 479 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 480         move_pages(getpid(), 1, &addr, NULL, &cur_socket_id, 0);
 481
 482         if (cur_socket_id != socket_id) {
 483                 RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 484                                 "%s(): allocation happened on wrong socket (wanted %d, got %d)\n",
 485                         __func__, socket_id, cur_socket_id);
 486                 goto mapped;
 487         }
 488 #endif
 489
 490         /* In linux, hugetlb limitations, like cgroup, are
 491          * enforced at fault time instead of mmap(), even
 492          * with the option of MAP_POPULATE. Kernel will send
 493          * a SIGBUS signal. To avoid to be killed, save stack
 494          * environment here, if SIGBUS happens, we can jump
 495          * back here.
 496          */
 497         if (huge_wrap_sigsetjmp()) {
 498                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "SIGBUS: Cannot mmap more hugepages of size %uMB\n",
 499                         (unsigned int)(alloc_sz >> 20));
 500                 goto mapped;
 501         }
 502         /* for non-single file segments, we can close fd here */
 503         if (!internal_config.single_file_segments)
 504                 close(fd);
 505
 506         *(int *)addr = *(int *)addr;
 507
 508         ms->addr = addr;
 509         ms->hugepage_sz = alloc_sz;
 510         ms->len = alloc_sz;
 511         ms->nchannel = rte_memory_get_nchannel();
 512         ms->nrank = rte_memory_get_nrank();
 513         ms->iova = iova;
 514         ms->socket_id = socket_id;
 515
 516         return 0;
 517
 518 mapped:
 519         munmap(addr, alloc_sz);
 520 resized:
 521         if (internal_config.single_file_segments) {
 522                 resize_hugefile(fd, map_offset, alloc_sz, false);
 523                 if (is_zero_length(fd)) {
 524                         struct msl_entry *te = get_msl_entry_by_idx(list_idx);
 525                         /* te->fd is equivalent to fd */
 526                         if (te != NULL && te->fd >= 0)
 527                                 te->fd = -1;
 528                         /* ignore errors, can't make it any worse */
 529                         unlink(path);
 530                         close(fd);
 531                 }
 532                 /* if we're not removing the file, fd stays in the tailq */
 533         } else {
 534                 close(fd);
 535                 unlink(path);
 536         }
 537         return -1;
 538 }
 539
 540 static int
 541 free_seg(struct rte_memseg *ms, struct hugepage_info *hi,
 542                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 543 {
 544         uint64_t map_offset;
 545         char path[PATH_MAX];
 546         int fd, ret;
 547
 548         /* erase page data */
 549         memset(ms->addr, 0, ms->len);
 550
 551         if (mmap(ms->addr, ms->len, PROT_READ,
 552                         MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED, -1, 0) ==
 553                                 MAP_FAILED) {
 554                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "couldn't unmap page\n");
 555                 return -1;
 556         }
 557
 558         fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 559         if (fd < 0)
 560                 return -1;
 561
 562         if (internal_config.single_file_segments) {
 563                 map_offset = seg_idx * ms->len;
 564                 if (resize_hugefile(fd, map_offset, ms->len, false))
 565                         return -1;
 566                 /* if file is zero-length, we've already shrunk it, so it's
 567                  * safe to remove.
 568                  */
 569                 if (is_zero_length(fd)) {
 570                         struct msl_entry *te = get_msl_entry_by_idx(list_idx);
 571                         /* te->fd is equivalent to fd */
 572                         if (te != NULL && te->fd >= 0)
 573                                 te->fd = -1;
 574                         unlink(path);
 575                         close(fd);
 576                 }
 577                 /* if we're not removing the file, fd stays in the tailq */
 578                 ret = 0;
 579         } else {
 580                 /* if we're able to take out a write lock, we're the last one
 581                  * holding onto this page.
 582                  */
 583
 584                 ret = lock(fd, 0, ms->len, F_WRLCK);
 585                 if (ret >= 0) {
 586                         /* no one else is using this page */
 587                         if (ret == 1)
 588                                 unlink(path);
 589                         ret = lock(fd, 0, ms->len, F_UNLCK);
 590                         if (ret != 1)
 591                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): unable to unlock file %s\n",
 592                                         __func__, path);
 593                 }
 594                 close(fd);
 595         }
 596
 597         memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 598
 599         return ret;
 600 }
 601
 602 struct alloc_walk_param {
 603         struct hugepage_info *hi;
 604         struct rte_memseg **ms;
 605         size_t page_sz;
 606         unsigned int segs_allocated;
 607         unsigned int n_segs;
 608         int socket;
 609         bool exact;
 610 };
 611 static int
 612 alloc_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 613 {
 614         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 615         struct alloc_walk_param *wa = arg;
 616         struct rte_memseg_list *cur_msl;
 617         size_t page_sz;
 618         int cur_idx, start_idx, j;
 619         unsigned int msl_idx, need, i;
 620
 621         if (msl->page_sz != wa->page_sz)
 622                 return 0;
 623         if (msl->socket_id != wa->socket)
 624                 return 0;
 625
 626         page_sz = (size_t)msl->page_sz;
 627
 628         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 629         cur_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 630
 631         need = wa->n_segs;
 632
 633         /* try finding space in memseg list */
 634         cur_idx = rte_fbarray_find_next_n_free(&cur_msl->memseg_arr, 0, need);
 635         if (cur_idx < 0)
 636                 return 0;
 637         start_idx = cur_idx;
 638
 639         for (i = 0; i < need; i++, cur_idx++) {
 640                 struct rte_memseg *cur;
 641                 void *map_addr;
 642
 643                 cur = rte_fbarray_get(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 644                 map_addr = RTE_PTR_ADD(cur_msl->base_va,
 645                                 cur_idx * page_sz);
 646
 647                 if (alloc_seg(cur, map_addr, wa->socket, wa->hi,
 648                                 msl_idx, cur_idx)) {
 649                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "attempted to allocate %i segments, but only %i were allocated\n",
 650                                 need, i);
 651
 652                         /* if exact number wasn't requested, stop */
 653                         if (!wa->exact)
 654                                 goto out;
 655
 656                         /* clean up */
 657                         for (j = start_idx; j < cur_idx; j++) {
 658                                 struct rte_memseg *tmp;
 659                                 struct rte_fbarray *arr =
 660                                                 &cur_msl->memseg_arr;
 661
 662                                 tmp = rte_fbarray_get(arr, j);
 663                                 if (free_seg(tmp, wa->hi, msl_idx,
 664                                                 start_idx + j)) {
 665                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot free page\n");
 666                                         continue;
 667                                 }
 668
 669                                 rte_fbarray_set_free(arr, j);
 670                         }
 671                         /* clear the list */
 672                         if (wa->ms)
 673                                 memset(wa->ms, 0, sizeof(*wa->ms) * wa->n_segs);
 674                         return -1;
 675                 }
 676                 if (wa->ms)
 677                         wa->ms[i] = cur;
 678
 679                 rte_fbarray_set_used(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 680         }
 681 out:
 682         wa->segs_allocated = i;
 683         if (i > 0)
 684                 cur_msl->version++;
 685         return 1;
 686 }
 687
 688 struct free_walk_param {
 689         struct hugepage_info *hi;
 690         struct rte_memseg *ms;
 691 };
 692 static int
 693 free_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 694 {
 695         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 696         struct rte_memseg_list *found_msl;
 697         struct free_walk_param *wa = arg;
 698         uintptr_t start_addr, end_addr;
 699         int msl_idx, seg_idx;
 700
 701         start_addr = (uintptr_t) msl->base_va;
 702         end_addr = start_addr + msl->memseg_arr.len * (size_t)msl->page_sz;
 703
 704         if ((uintptr_t)wa->ms->addr < start_addr ||
 705                         (uintptr_t)wa->ms->addr >= end_addr)
 706                 return 0;
 707
 708         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 709         seg_idx = RTE_PTR_DIFF(wa->ms->addr, start_addr) / msl->page_sz;
 710
 711         /* msl is const */
 712         found_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 713
 714         found_msl->version++;
 715
 716         rte_fbarray_set_free(&found_msl->memseg_arr, seg_idx);
 717
 718         if (free_seg(wa->ms, wa->hi, msl_idx, seg_idx))
 719                 return -1;
 720
 721         return 1;
 722 }
 723
 724 int
 725 eal_memalloc_alloc_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs, size_t page_sz,
 726                 int socket, bool exact)
 727 {
 728         int i, ret = -1;
 729 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 730         bool have_numa = false;
 731         int oldpolicy;
 732         struct bitmask *oldmask;
 733 #endif
 734         struct alloc_walk_param wa;
 735         struct hugepage_info *hi = NULL;
 736
 737         memset(&wa, 0, sizeof(wa));
 738
 739         /* dynamic allocation not supported in legacy mode */
 740         if (internal_config.legacy_mem)
 741                 return -1;
 742
 743         for (i = 0; i < (int) RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
 744                 if (page_sz ==
 745                                 internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz) {
 746                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
 747                         break;
 748                 }
 749         }
 750         if (!hi) {
 751                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): can't find relevant hugepage_info entry\n",
 752                         __func__);
 753                 return -1;
 754         }
 755
 756 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 757         if (check_numa()) {
 758                 oldmask = numa_allocate_nodemask();
 759                 prepare_numa(&oldpolicy, oldmask, socket);
 760                 have_numa = true;
 761         }
 762 #endif
 763
 764         wa.exact = exact;
 765         wa.hi = hi;
 766         wa.ms = ms;
 767         wa.n_segs = n_segs;
 768         wa.page_sz = page_sz;
 769         wa.socket = socket;
 770         wa.segs_allocated = 0;
 771
 772         ret = memseg_list_walk_thread_unsafe(alloc_seg_walk, &wa);
 773         if (ret == 0) {
 774                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): couldn't find suitable memseg_list\n",
 775                         __func__);
 776                 ret = -1;
 777         } else if (ret > 0) {
 778                 ret = (int)wa.segs_allocated;
 779         }
 780
 781 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 782         if (have_numa)
 783                 resotre_numa(&oldpolicy, oldmask);
 784 #endif
 785         return ret;
 786 }
 787
 788 struct rte_memseg *
 789 eal_memalloc_alloc_seg(size_t page_sz, int socket)
 790 {
 791         struct rte_memseg *ms;
 792         if (eal_memalloc_alloc_seg_bulk(&ms, 1, page_sz, socket, true) < 0)
 793                 return NULL;
 794         /* return pointer to newly allocated memseg */
 795         return ms;
 796 }
 797
 798 int
 799 eal_memalloc_free_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs)
 800 {
 801         int seg, ret = 0;
 802
 803         /* dynamic free not supported in legacy mode */
 804         if (internal_config.legacy_mem)
 805                 return -1;
 806
 807         for (seg = 0; seg < n_segs; seg++) {
 808                 struct rte_memseg *cur = ms[seg];
 809                 struct hugepage_info *hi = NULL;
 810                 struct free_walk_param wa;
 811                 int i, walk_res;
 812
 813                 /* if this page is marked as unfreeable, fail */
 814                 if (cur->flags & RTE_MEMSEG_FLAG_DO_NOT_FREE) {
 815                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Page is not allowed to be freed\n");
 816                         ret = -1;
 817                         continue;
 818                 }
 819
 820                 memset(&wa, 0, sizeof(wa));
 821
 822                 for (i = 0; i < (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info);
 823                                 i++) {
 824                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
 825                         if (cur->hugepage_sz == hi->hugepage_sz)
 826                                 break;
 827                 }
 828                 if (i == (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info)) {
 829                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
 830                         ret = -1;
 831                         continue;
 832                 }
 833
 834                 wa.ms = cur;
 835                 wa.hi = hi;
 836
 837                 walk_res = memseg_list_walk_thread_unsafe(free_seg_walk, &wa);
 838                 if (walk_res == 1)
 839                         continue;
 840                 if (walk_res == 0)
 841                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't find memseg list\n");
 842                 ret = -1;
 843         }
 844         return ret;
 845 }
 846
 847 int
 848 eal_memalloc_free_seg(struct rte_memseg *ms)
 849 {
 850         /* dynamic free not supported in legacy mode */
 851         if (internal_config.legacy_mem)
 852                 return -1;
 853
 854         return eal_memalloc_free_seg_bulk(&ms, 1);
 855 }
 856
 857 static int
 858 sync_chunk(struct rte_memseg_list *primary_msl,
 859                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
 860                 unsigned int msl_idx, bool used, int start, int end)
 861 {
 862         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
 863         int i, ret, chunk_len, diff_len;
 864
 865         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
 866         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
 867
 868         /* we need to aggregate allocations/deallocations into bigger chunks,
 869          * as we don't want to spam the user with per-page callbacks.
 870          *
 871          * to avoid any potential issues, we also want to trigger
 872          * deallocation callbacks *before* we actually deallocate
 873          * memory, so that the user application could wrap up its use
 874          * before it goes away.
 875          */
 876
 877         chunk_len = end - start;
 878
 879         /* find how many contiguous pages we can map/unmap for this chunk */
 880         diff_len = used ?
 881                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start) :
 882                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start);
 883
 884         /* has to be at least one page */
 885         if (diff_len < 1)
 886                 return -1;
 887
 888         diff_len = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
 889
 890         /* if we are freeing memory, notify the application */
 891         if (!used) {
 892                 struct rte_memseg *ms;
 893                 void *start_va;
 894                 size_t len, page_sz;
 895
 896                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
 897                 start_va = ms->addr;
 898                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
 899                 len = page_sz * diff_len;
 900
 901                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_FREE,
 902                                 start_va, len);
 903         }
 904
 905         for (i = 0; i < diff_len; i++) {
 906                 struct rte_memseg *p_ms, *l_ms;
 907                 int seg_idx = start + i;
 908
 909                 l_ms = rte_fbarray_get(l_arr, seg_idx);
 910                 p_ms = rte_fbarray_get(p_arr, seg_idx);
 911
 912                 if (l_ms == NULL || p_ms == NULL)
 913                         return -1;
 914
 915                 if (used) {
 916                         ret = alloc_seg(l_ms, p_ms->addr,
 917                                         p_ms->socket_id, hi,
 918                                         msl_idx, seg_idx);
 919                         if (ret < 0)
 920                                 return -1;
 921                         rte_fbarray_set_used(l_arr, seg_idx);
 922                 } else {
 923                         ret = free_seg(l_ms, hi, msl_idx, seg_idx);
 924                         rte_fbarray_set_free(l_arr, seg_idx);
 925                         if (ret < 0)
 926                                 return -1;
 927                 }
 928         }
 929
 930         /* if we just allocated memory, notify the application */
 931         if (used) {
 932                 struct rte_memseg *ms;
 933                 void *start_va;
 934                 size_t len, page_sz;
 935
 936                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
 937                 start_va = ms->addr;
 938                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
 939                 len = page_sz * diff_len;
 940
 941                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_ALLOC,
 942                                 start_va, len);
 943         }
 944
 945         /* calculate how much we can advance until next chunk */
 946         diff_len = used ?
 947                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start) :
 948                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start);
 949         ret = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
 950
 951         return ret;
 952 }
 953
 954 static int
 955 sync_status(struct rte_memseg_list *primary_msl,
 956                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
 957                 unsigned int msl_idx, bool used)
 958 {
 959         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
 960         int p_idx, l_chunk_len, p_chunk_len, ret;
 961         int start, end;
 962
 963         /* this is a little bit tricky, but the basic idea is - walk both lists
 964          * and spot any places where there are discrepancies. walking both lists
 965          * and noting discrepancies in a single go is a hard problem, so we do
 966          * it in two passes - first we spot any places where allocated segments
 967          * mismatch (i.e. ensure that everything that's allocated in the primary
 968          * is also allocated in the secondary), and then we do it by looking at
 969          * free segments instead.
 970          *
 971          * we also need to aggregate changes into chunks, as we have to call
 972          * callbacks per allocation, not per page.
 973          */
 974         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
 975         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
 976
 977         if (used)
 978                 p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr, 0);
 979         else
 980                 p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr, 0);
 981
 982         while (p_idx >= 0) {
 983                 int next_chunk_search_idx;
 984
 985                 if (used) {
 986                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(p_arr,
 987                                         p_idx);
 988                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(l_arr,
 989                                         p_idx);
 990                 } else {
 991                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(p_arr,
 992                                         p_idx);
 993                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(l_arr,
 994                                         p_idx);
 995                 }
 996                 /* best case scenario - no differences (or bigger, which will be
 997                  * fixed during next iteration), look for next chunk
 998                  */
 999                 if (l_chunk_len >= p_chunk_len) {
1000                         next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1001                         goto next_chunk;
1002                 }
1003
1004                 /* if both chunks start at the same point, skip parts we know
1005                  * are identical, and sync the rest. each call to sync_chunk
1006                  * will only sync contiguous segments, so we need to call this
1007                  * until we are sure there are no more differences in this
1008                  * chunk.
1009                  */
1010                 start = p_idx + l_chunk_len;
1011                 end = p_idx + p_chunk_len;
1012                 do {
1013                         ret = sync_chunk(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx,
1014                                         used, start, end);
1015                         start += ret;
1016                 } while (start < end && ret >= 0);
1017                 /* if ret is negative, something went wrong */
1018                 if (ret < 0)
1019                         return -1;
1020
1021                 next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1022 next_chunk:
1023                 /* skip to end of this chunk */
1024                 if (used) {
1025                         p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr,
1026                                         next_chunk_search_idx);
1027                 } else {
1028                         p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr,
1029                                         next_chunk_search_idx);
1030                 }
1031         }
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 static int
1036 sync_existing(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1037                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1038                 unsigned int msl_idx)
1039 {
1040         int ret;
1041
1042         /* ensure all allocated space is the same in both lists */
1043         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, true);
1044         if (ret < 0)
1045                 return -1;
1046
1047         /* ensure all unallocated space is the same in both lists */
1048         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, false);
1049         if (ret < 0)
1050                 return -1;
1051
1052         /* update version number */
1053         local_msl->version = primary_msl->version;
1054
1055         return 0;
1056 }
1057
1058 static int
1059 sync_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg __rte_unused)
1060 {
1061         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1062         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1063         struct hugepage_info *hi = NULL;
1064         unsigned int i;
1065         int msl_idx;
1066         bool new_msl = false;
1067
1068         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1069         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1070         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1071
1072         /* check if secondary has this memseg list set up */
1073         if (local_msl->base_va == NULL) {
1074                 char name[PATH_MAX];
1075                 int ret;
1076                 new_msl = true;
1077
1078                 /* create distinct fbarrays for each secondary */
1079                 snprintf(name, RTE_FBARRAY_NAME_LEN, "%s_%i",
1080                         primary_msl->memseg_arr.name, getpid());
1081
1082                 ret = rte_fbarray_init(&local_msl->memseg_arr, name,
1083                         primary_msl->memseg_arr.len,
1084                         primary_msl->memseg_arr.elt_sz);
1085                 if (ret < 0) {
1086                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot initialize local memory map\n");
1087                         return -1;
1088                 }
1089
1090                 local_msl->base_va = primary_msl->base_va;
1091         }
1092
1093         for (i = 0; i < RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
1094                 uint64_t cur_sz =
1095                         internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz;
1096                 uint64_t msl_sz = primary_msl->page_sz;
1097                 if (msl_sz == cur_sz) {
1098                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1099                         break;
1100                 }
1101         }
1102         if (!hi) {
1103                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1104                 return -1;
1105         }
1106
1107         /* if versions don't match or if we have just allocated a new
1108          * memseg list, synchronize everything
1109          */
1110         if ((new_msl || local_msl->version != primary_msl->version) &&
1111                         sync_existing(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx))
1112                 return -1;
1113         return 0;
1114 }
1115
1116
1117 int
1118 eal_memalloc_sync_with_primary(void)
1119 {
1120         /* nothing to be done in primary */
1121         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY)
1122                 return 0;
1123
1124         if (memseg_list_walk_thread_unsafe(sync_walk, NULL))
1125                 return -1;
1126         return 0;
1127 }