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                         if (te != NULL && te->fd >= 0) {
 526                                 close(te->fd);
 527                                 te->fd = -1;
 528                         }
 529                         /* ignore errors, can't make it any worse */
 530                         unlink(path);
 531                 }
 532         } else {
 533                 close(fd);
 534                 unlink(path);
 535         }
 536         return -1;
 537 }
 538
 539 static int
 540 free_seg(struct rte_memseg *ms, struct hugepage_info *hi,
 541                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 542 {
 543         uint64_t map_offset;
 544         char path[PATH_MAX];
 545         int fd, ret;
 546
 547         /* erase page data */
 548         memset(ms->addr, 0, ms->len);
 549
 550         if (mmap(ms->addr, ms->len, PROT_READ,
 551                         MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED, -1, 0) ==
 552                                 MAP_FAILED) {
 553                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "couldn't unmap page\n");
 554                 return -1;
 555         }
 556
 557         fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 558         if (fd < 0)
 559                 return -1;
 560
 561         if (internal_config.single_file_segments) {
 562                 map_offset = seg_idx * ms->len;
 563                 if (resize_hugefile(fd, map_offset, ms->len, false))
 564                         return -1;
 565                 /* if file is zero-length, we've already shrunk it, so it's
 566                  * safe to remove.
 567                  */
 568                 if (is_zero_length(fd)) {
 569                         struct msl_entry *te = get_msl_entry_by_idx(list_idx);
 570                         /* te->fd is equivalent to fd */
 571                         if (te != NULL && te->fd >= 0)
 572                                 te->fd = -1;
 573                         unlink(path);
 574                         close(fd);
 575                 }
 576                 /* if we're not removing the file, fd stays in the tailq */
 577                 ret = 0;
 578         } else {
 579                 /* if we're able to take out a write lock, we're the last one
 580                  * holding onto this page.
 581                  */
 582
 583                 ret = lock(fd, 0, ms->len, F_WRLCK);
 584                 if (ret >= 0) {
 585                         /* no one else is using this page */
 586                         if (ret == 1)
 587                                 unlink(path);
 588                         ret = lock(fd, 0, ms->len, F_UNLCK);
 589                         if (ret != 1)
 590                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): unable to unlock file %s\n",
 591                                         __func__, path);
 592                 }
 593                 close(fd);
 594         }
 595
 596         memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 597
 598         return ret;
 599 }
 600
 601 struct alloc_walk_param {
 602         struct hugepage_info *hi;
 603         struct rte_memseg **ms;
 604         size_t page_sz;
 605         unsigned int segs_allocated;
 606         unsigned int n_segs;
 607         int socket;
 608         bool exact;
 609 };
 610 static int
 611 alloc_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 612 {
 613         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 614         struct alloc_walk_param *wa = arg;
 615         struct rte_memseg_list *cur_msl;
 616         size_t page_sz;
 617         int cur_idx, start_idx, j;
 618         unsigned int msl_idx, need, i;
 619
 620         if (msl->page_sz != wa->page_sz)
 621                 return 0;
 622         if (msl->socket_id != wa->socket)
 623                 return 0;
 624
 625         page_sz = (size_t)msl->page_sz;
 626
 627         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 628         cur_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 629
 630         need = wa->n_segs;
 631
 632         /* try finding space in memseg list */
 633         cur_idx = rte_fbarray_find_next_n_free(&cur_msl->memseg_arr, 0, need);
 634         if (cur_idx < 0)
 635                 return 0;
 636         start_idx = cur_idx;
 637
 638         for (i = 0; i < need; i++, cur_idx++) {
 639                 struct rte_memseg *cur;
 640                 void *map_addr;
 641
 642                 cur = rte_fbarray_get(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 643                 map_addr = RTE_PTR_ADD(cur_msl->base_va,
 644                                 cur_idx * page_sz);
 645
 646                 if (alloc_seg(cur, map_addr, wa->socket, wa->hi,
 647                                 msl_idx, cur_idx)) {
 648                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "attempted to allocate %i segments, but only %i were allocated\n",
 649                                 need, i);
 650
 651                         /* if exact number wasn't requested, stop */
 652                         if (!wa->exact)
 653                                 goto out;
 654
 655                         /* clean up */
 656                         for (j = start_idx; j < cur_idx; j++) {
 657                                 struct rte_memseg *tmp;
 658                                 struct rte_fbarray *arr =
 659                                                 &cur_msl->memseg_arr;
 660
 661                                 tmp = rte_fbarray_get(arr, j);
 662                                 if (free_seg(tmp, wa->hi, msl_idx,
 663                                                 start_idx + j)) {
 664                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot free page\n");
 665                                         continue;
 666                                 }
 667
 668                                 rte_fbarray_set_free(arr, j);
 669                         }
 670                         /* clear the list */
 671                         if (wa->ms)
 672                                 memset(wa->ms, 0, sizeof(*wa->ms) * wa->n_segs);
 673                         return -1;
 674                 }
 675                 if (wa->ms)
 676                         wa->ms[i] = cur;
 677
 678                 rte_fbarray_set_used(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 679         }
 680 out:
 681         wa->segs_allocated = i;
 682         if (i > 0)
 683                 cur_msl->version++;
 684         return 1;
 685 }
 686
 687 struct free_walk_param {
 688         struct hugepage_info *hi;
 689         struct rte_memseg *ms;
 690 };
 691 static int
 692 free_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 693 {
 694         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 695         struct rte_memseg_list *found_msl;
 696         struct free_walk_param *wa = arg;
 697         uintptr_t start_addr, end_addr;
 698         int msl_idx, seg_idx;
 699
 700         start_addr = (uintptr_t) msl->base_va;
 701         end_addr = start_addr + msl->memseg_arr.len * (size_t)msl->page_sz;
 702
 703         if ((uintptr_t)wa->ms->addr < start_addr ||
 704                         (uintptr_t)wa->ms->addr >= end_addr)
 705                 return 0;
 706
 707         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 708         seg_idx = RTE_PTR_DIFF(wa->ms->addr, start_addr) / msl->page_sz;
 709
 710         /* msl is const */
 711         found_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 712
 713         found_msl->version++;
 714
 715         rte_fbarray_set_free(&found_msl->memseg_arr, seg_idx);
 716
 717         if (free_seg(wa->ms, wa->hi, msl_idx, seg_idx))
 718                 return -1;
 719
 720         return 1;
 721 }
 722
 723 int
 724 eal_memalloc_alloc_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs, size_t page_sz,
 725                 int socket, bool exact)
 726 {
 727         int i, ret = -1;
 728 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 729         bool have_numa = false;
 730         int oldpolicy;
 731         struct bitmask *oldmask;
 732 #endif
 733         struct alloc_walk_param wa;
 734         struct hugepage_info *hi = NULL;
 735
 736         memset(&wa, 0, sizeof(wa));
 737
 738         /* dynamic allocation not supported in legacy mode */
 739         if (internal_config.legacy_mem)
 740                 return -1;
 741
 742         for (i = 0; i < (int) RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
 743                 if (page_sz ==
 744                                 internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz) {
 745                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
 746                         break;
 747                 }
 748         }
 749         if (!hi) {
 750                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): can't find relevant hugepage_info entry\n",
 751                         __func__);
 752                 return -1;
 753         }
 754
 755 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 756         if (check_numa()) {
 757                 oldmask = numa_allocate_nodemask();
 758                 prepare_numa(&oldpolicy, oldmask, socket);
 759                 have_numa = true;
 760         }
 761 #endif
 762
 763         wa.exact = exact;
 764         wa.hi = hi;
 765         wa.ms = ms;
 766         wa.n_segs = n_segs;
 767         wa.page_sz = page_sz;
 768         wa.socket = socket;
 769         wa.segs_allocated = 0;
 770
 771         ret = memseg_list_walk_thread_unsafe(alloc_seg_walk, &wa);
 772         if (ret == 0) {
 773                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): couldn't find suitable memseg_list\n",
 774                         __func__);
 775                 ret = -1;
 776         } else if (ret > 0) {
 777                 ret = (int)wa.segs_allocated;
 778         }
 779
 780 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 781         if (have_numa)
 782                 resotre_numa(&oldpolicy, oldmask);
 783 #endif
 784         return ret;
 785 }
 786
 787 struct rte_memseg *
 788 eal_memalloc_alloc_seg(size_t page_sz, int socket)
 789 {
 790         struct rte_memseg *ms;
 791         if (eal_memalloc_alloc_seg_bulk(&ms, 1, page_sz, socket, true) < 0)
 792                 return NULL;
 793         /* return pointer to newly allocated memseg */
 794         return ms;
 795 }
 796
 797 int
 798 eal_memalloc_free_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs)
 799 {
 800         int seg, ret = 0;
 801
 802         /* dynamic free not supported in legacy mode */
 803         if (internal_config.legacy_mem)
 804                 return -1;
 805
 806         for (seg = 0; seg < n_segs; seg++) {
 807                 struct rte_memseg *cur = ms[seg];
 808                 struct hugepage_info *hi = NULL;
 809                 struct free_walk_param wa;
 810                 int i, walk_res;
 811
 812                 /* if this page is marked as unfreeable, fail */
 813                 if (cur->flags & RTE_MEMSEG_FLAG_DO_NOT_FREE) {
 814                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Page is not allowed to be freed\n");
 815                         ret = -1;
 816                         continue;
 817                 }
 818
 819                 memset(&wa, 0, sizeof(wa));
 820
 821                 for (i = 0; i < (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info);
 822                                 i++) {
 823                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
 824                         if (cur->hugepage_sz == hi->hugepage_sz)
 825                                 break;
 826                 }
 827                 if (i == (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info)) {
 828                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
 829                         ret = -1;
 830                         continue;
 831                 }
 832
 833                 wa.ms = cur;
 834                 wa.hi = hi;
 835
 836                 walk_res = memseg_list_walk_thread_unsafe(free_seg_walk, &wa);
 837                 if (walk_res == 1)
 838                         continue;
 839                 if (walk_res == 0)
 840                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't find memseg list\n");
 841                 ret = -1;
 842         }
 843         return ret;
 844 }
 845
 846 int
 847 eal_memalloc_free_seg(struct rte_memseg *ms)
 848 {
 849         /* dynamic free not supported in legacy mode */
 850         if (internal_config.legacy_mem)
 851                 return -1;
 852
 853         return eal_memalloc_free_seg_bulk(&ms, 1);
 854 }
 855
 856 static int
 857 sync_chunk(struct rte_memseg_list *primary_msl,
 858                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
 859                 unsigned int msl_idx, bool used, int start, int end)
 860 {
 861         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
 862         int i, ret, chunk_len, diff_len;
 863
 864         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
 865         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
 866
 867         /* we need to aggregate allocations/deallocations into bigger chunks,
 868          * as we don't want to spam the user with per-page callbacks.
 869          *
 870          * to avoid any potential issues, we also want to trigger
 871          * deallocation callbacks *before* we actually deallocate
 872          * memory, so that the user application could wrap up its use
 873          * before it goes away.
 874          */
 875
 876         chunk_len = end - start;
 877
 878         /* find how many contiguous pages we can map/unmap for this chunk */
 879         diff_len = used ?
 880                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start) :
 881                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start);
 882
 883         /* has to be at least one page */
 884         if (diff_len < 1)
 885                 return -1;
 886
 887         diff_len = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
 888
 889         /* if we are freeing memory, notify the application */
 890         if (!used) {
 891                 struct rte_memseg *ms;
 892                 void *start_va;
 893                 size_t len, page_sz;
 894
 895                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
 896                 start_va = ms->addr;
 897                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
 898                 len = page_sz * diff_len;
 899
 900                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_FREE,
 901                                 start_va, len);
 902         }
 903
 904         for (i = 0; i < diff_len; i++) {
 905                 struct rte_memseg *p_ms, *l_ms;
 906                 int seg_idx = start + i;
 907
 908                 l_ms = rte_fbarray_get(l_arr, seg_idx);
 909                 p_ms = rte_fbarray_get(p_arr, seg_idx);
 910
 911                 if (l_ms == NULL || p_ms == NULL)
 912                         return -1;
 913
 914                 if (used) {
 915                         ret = alloc_seg(l_ms, p_ms->addr,
 916                                         p_ms->socket_id, hi,
 917                                         msl_idx, seg_idx);
 918                         if (ret < 0)
 919                                 return -1;
 920                         rte_fbarray_set_used(l_arr, seg_idx);
 921                 } else {
 922                         ret = free_seg(l_ms, hi, msl_idx, seg_idx);
 923                         rte_fbarray_set_free(l_arr, seg_idx);
 924                         if (ret < 0)
 925                                 return -1;
 926                 }
 927         }
 928
 929         /* if we just allocated memory, notify the application */
 930         if (used) {
 931                 struct rte_memseg *ms;
 932                 void *start_va;
 933                 size_t len, page_sz;
 934
 935                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
 936                 start_va = ms->addr;
 937                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
 938                 len = page_sz * diff_len;
 939
 940                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_ALLOC,
 941                                 start_va, len);
 942         }
 943
 944         /* calculate how much we can advance until next chunk */
 945         diff_len = used ?
 946                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start) :
 947                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start);
 948         ret = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
 949
 950         return ret;
 951 }
 952
 953 static int
 954 sync_status(struct rte_memseg_list *primary_msl,
 955                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
 956                 unsigned int msl_idx, bool used)
 957 {
 958         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
 959         int p_idx, l_chunk_len, p_chunk_len, ret;
 960         int start, end;
 961
 962         /* this is a little bit tricky, but the basic idea is - walk both lists
 963          * and spot any places where there are discrepancies. walking both lists
 964          * and noting discrepancies in a single go is a hard problem, so we do
 965          * it in two passes - first we spot any places where allocated segments
 966          * mismatch (i.e. ensure that everything that's allocated in the primary
 967          * is also allocated in the secondary), and then we do it by looking at
 968          * free segments instead.
 969          *
 970          * we also need to aggregate changes into chunks, as we have to call
 971          * callbacks per allocation, not per page.
 972          */
 973         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
 974         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
 975
 976         if (used)
 977                 p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr, 0);
 978         else
 979                 p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr, 0);
 980
 981         while (p_idx >= 0) {
 982                 int next_chunk_search_idx;
 983
 984                 if (used) {
 985                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(p_arr,
 986                                         p_idx);
 987                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(l_arr,
 988                                         p_idx);
 989                 } else {
 990                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(p_arr,
 991                                         p_idx);
 992                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(l_arr,
 993                                         p_idx);
 994                 }
 995                 /* best case scenario - no differences (or bigger, which will be
 996                  * fixed during next iteration), look for next chunk
 997                  */
 998                 if (l_chunk_len >= p_chunk_len) {
 999                         next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1000                         goto next_chunk;
1001                 }
1002
1003                 /* if both chunks start at the same point, skip parts we know
1004                  * are identical, and sync the rest. each call to sync_chunk
1005                  * will only sync contiguous segments, so we need to call this
1006                  * until we are sure there are no more differences in this
1007                  * chunk.
1008                  */
1009                 start = p_idx + l_chunk_len;
1010                 end = p_idx + p_chunk_len;
1011                 do {
1012                         ret = sync_chunk(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx,
1013                                         used, start, end);
1014                         start += ret;
1015                 } while (start < end && ret >= 0);
1016                 /* if ret is negative, something went wrong */
1017                 if (ret < 0)
1018                         return -1;
1019
1020                 next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1021 next_chunk:
1022                 /* skip to end of this chunk */
1023                 if (used) {
1024                         p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr,
1025                                         next_chunk_search_idx);
1026                 } else {
1027                         p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr,
1028                                         next_chunk_search_idx);
1029                 }
1030         }
1031         return 0;
1032 }
1033
1034 static int
1035 sync_existing(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1036                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1037                 unsigned int msl_idx)
1038 {
1039         int ret;
1040
1041         /* ensure all allocated space is the same in both lists */
1042         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, true);
1043         if (ret < 0)
1044                 return -1;
1045
1046         /* ensure all unallocated space is the same in both lists */
1047         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, false);
1048         if (ret < 0)
1049                 return -1;
1050
1051         /* update version number */
1052         local_msl->version = primary_msl->version;
1053
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 static int
1058 sync_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg __rte_unused)
1059 {
1060         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1061         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1062         struct hugepage_info *hi = NULL;
1063         unsigned int i;
1064         int msl_idx;
1065         bool new_msl = false;
1066
1067         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1068         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1069         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1070
1071         /* check if secondary has this memseg list set up */
1072         if (local_msl->base_va == NULL) {
1073                 char name[PATH_MAX];
1074                 int ret;
1075                 new_msl = true;
1076
1077                 /* create distinct fbarrays for each secondary */
1078                 snprintf(name, RTE_FBARRAY_NAME_LEN, "%s_%i",
1079                         primary_msl->memseg_arr.name, getpid());
1080
1081                 ret = rte_fbarray_init(&local_msl->memseg_arr, name,
1082                         primary_msl->memseg_arr.len,
1083                         primary_msl->memseg_arr.elt_sz);
1084                 if (ret < 0) {
1085                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot initialize local memory map\n");
1086                         return -1;
1087                 }
1088
1089                 local_msl->base_va = primary_msl->base_va;
1090         }
1091
1092         for (i = 0; i < RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
1093                 uint64_t cur_sz =
1094                         internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz;
1095                 uint64_t msl_sz = primary_msl->page_sz;
1096                 if (msl_sz == cur_sz) {
1097                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1098                         break;
1099                 }
1100         }
1101         if (!hi) {
1102                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1103                 return -1;
1104         }
1105
1106         /* if versions don't match or if we have just allocated a new
1107          * memseg list, synchronize everything
1108          */
1109         if ((new_msl || local_msl->version != primary_msl->version) &&
1110                         sync_existing(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx))
1111                 return -1;
1112         return 0;
1113 }
1114
1115
1116 int
1117 eal_memalloc_sync_with_primary(void)
1118 {
1119         /* nothing to be done in primary */
1120         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY)
1121                 return 0;
1122
1123         if (memseg_list_walk_thread_unsafe(sync_walk, NULL))
1124                 return -1;
1125         return 0;
1126 }