src/svm/fifo_segment.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016-2019 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15
  16 #include <svm/fifo_segment.h>
  17
  18 /**
  19  * Fifo segment free space
  20  *
  21  * Queries the underlying memory manager, dlmalloc, for free space. Since this
  22  * ends up walking the internal data structures, it should not be called
  23  * indiscriminately.
  24  *
  25  * @param fs            fifo segment
  26  * @return              number of free bytes
  27  */
  28 static uword
  29 fsh_free_space (fifo_segment_header_t * fsh)
  30 {
  31   struct dlmallinfo dlminfo;
  32
  33   dlminfo = mspace_mallinfo (fsh->ssvm_sh->heap);
  34   return dlminfo.fordblks;
  35 }
  36
  37 static inline void
  38 fsh_free_bytes_sub (fifo_segment_header_t * fsh, int size)
  39 {
  40   clib_atomic_fetch_sub_rel (&fsh->n_free_bytes, size);
  41 }
  42
  43 static inline uword
  44 fsh_n_free_bytes (fifo_segment_header_t * fsh)
  45 {
  46   uword n_free = clib_atomic_load_relax_n (&fsh->n_free_bytes);
  47   return n_free > fsh->n_reserved_bytes ? n_free - fsh->n_reserved_bytes : 0;
  48 }
  49
  50 static inline void
  51 fsh_update_free_bytes (fifo_segment_header_t * fsh)
  52 {
  53   clib_atomic_store_rel_n (&fsh->n_free_bytes, fsh_free_space (fsh));
  54 }
  55
  56 static void
  57 fsh_check_mem (fifo_segment_header_t * fsh)
  58 {
  59   uword thresh;
  60
  61   if (fsh->flags & FIFO_SEGMENT_F_MEM_LIMIT)
  62     return;
  63
  64   thresh = clib_max (0.01 * fsh->ssvm_sh->ssvm_size,
  65                      2 * fsh->n_reserved_bytes);
  66   if (fsh->n_free_bytes > thresh)
  67     return;
  68
  69   fsh->flags |= FIFO_SEGMENT_F_MEM_LIMIT;
  70   fsh_update_free_bytes (fsh);
  71 }
  72
  73 static inline fifo_segment_slice_t *
  74 fsh_slice_get (fifo_segment_header_t * fsh, u32 slice_index)
  75 {
  76   return &fsh->slices[slice_index];
  77 }
  78
  79 static inline void
  80 fsh_active_fifos_update (fifo_segment_header_t * fsh, int inc)
  81 {
  82   clib_atomic_fetch_add_rel (&fsh->n_active_fifos, inc);
  83 }
  84
  85 /**
  86  * Initialize fifo segment shared header
  87  */
  88 int
  89 fifo_segment_init (fifo_segment_t * fs)
  90 {
  91   fifo_segment_header_t *fsh;
  92   fifo_segment_slice_t *fss;
  93   ssvm_shared_header_t *sh;
  94   u32 max_chunk_sz, max_chunks;
  95   uword max_fifo;
  96   void *oldheap;
  97   int i;
  98
  99   sh = fs->ssvm.sh;
 100   oldheap = ssvm_push_heap (sh);
 101
 102   /*
 103    * Manually align the fifo segment header to sizeof(uword) = 8 bytes.
 104    * Long story made short: the "process-private" fifo segment
 105    * is allocated from the main heap, not mmapped. dlmalloc
 106    * only guarantees 4-byte alignment, and on aarch64
 107    * the fsh can end up 4-byte but not 8-byte aligned.
 108    * That eventually causes the atomic op in fifo_segment_update_free_bytes
 109    * to backfire.
 110    */
 111   fsh = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*fsh), sizeof (uword));
 112   clib_memset (fsh, 0, sizeof (*fsh));
 113   fs->h = sh->opaque[0] = fsh;
 114   fs->n_slices = clib_max (fs->n_slices, 1);
 115
 116   fsh->ssvm_sh = fs->ssvm.sh;
 117   fsh->n_slices = fs->n_slices;
 118   max_fifo = clib_min ((fsh_free_space (fsh) - 4096) / 2,
 119                        FIFO_SEGMENT_MAX_FIFO_SIZE);
 120   fsh->max_log2_chunk_size = max_log2 (max_fifo);
 121
 122   fsh->slices = clib_mem_alloc (sizeof (*fss) * fs->n_slices);
 123   clib_memset (fsh->slices, 0, sizeof (*fss) * fs->n_slices);
 124   max_chunk_sz = fsh->max_log2_chunk_size - FIFO_SEGMENT_MIN_LOG2_FIFO_SIZE;
 125
 126   for (i = 0; i < fs->n_slices; i++)
 127     {
 128       fss = fsh_slice_get (fsh, i);
 129       vec_validate_init_empty (fss->free_chunks, max_chunk_sz, 0);
 130     }
 131
 132   ssvm_pop_heap (oldheap);
 133
 134   fsh->n_free_bytes = fsh_free_space (fsh);
 135   max_chunks = fsh->n_free_bytes / FIFO_SEGMENT_MIN_FIFO_SIZE;
 136   fsh->n_reserved_bytes = (max_chunks / 4) * sizeof (rb_node_t);
 137   sh->ready = 1;
 138   return (0);
 139 }
 140
 141 /**
 142  * Create a fifo segment and initialize as master
 143  */
 144 int
 145 fifo_segment_create (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_create_args_t * a)
 146 {
 147   fifo_segment_t *fs;
 148   uword baseva;
 149   int rv;
 150
 151   /* Allocate a fresh segment */
 152   pool_get_zero (sm->segments, fs);
 153
 154   baseva = a->segment_type == SSVM_SEGMENT_PRIVATE ? ~0ULL : sm->next_baseva;
 155   fs->ssvm.ssvm_size = a->segment_size;
 156   fs->ssvm.i_am_master = 1;
 157   fs->ssvm.my_pid = getpid ();
 158   fs->ssvm.name = format (0, "%s%c", a->segment_name, 0);
 159   fs->ssvm.requested_va = baseva;
 160
 161   if ((rv = ssvm_master_init (&fs->ssvm, a->segment_type)))
 162     {
 163       pool_put (sm->segments, fs);
 164       return (rv);
 165     }
 166
 167   /* Note: requested_va updated due to seg base addr randomization */
 168   sm->next_baseva = fs->ssvm.sh->ssvm_va + fs->ssvm.ssvm_size;
 169
 170   fifo_segment_init (fs);
 171   vec_add1 (a->new_segment_indices, fs - sm->segments);
 172   return (0);
 173 }
 174
 175 /**
 176  * Attach as slave to a fifo segment
 177  */
 178 int
 179 fifo_segment_attach (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_create_args_t * a)
 180 {
 181   fifo_segment_t *fs;
 182   int rv;
 183
 184   pool_get_zero (sm->segments, fs);
 185
 186   fs->ssvm.ssvm_size = a->segment_size;
 187   fs->ssvm.my_pid = getpid ();
 188   fs->ssvm.name = format (0, "%s%c", a->segment_name, 0);
 189   fs->ssvm.requested_va = sm->next_baseva;
 190   if (a->segment_type == SSVM_SEGMENT_MEMFD)
 191     fs->ssvm.fd = a->memfd_fd;
 192   else
 193     fs->ssvm.attach_timeout = sm->timeout_in_seconds;
 194
 195   if ((rv = ssvm_slave_init (&fs->ssvm, a->segment_type)))
 196     {
 197       _vec_len (fs) = vec_len (fs) - 1;
 198       return (rv);
 199     }
 200
 201   /* Fish the segment header */
 202   fs->h = fs->ssvm.sh->opaque[0];
 203
 204   vec_add1 (a->new_segment_indices, fs - sm->segments);
 205   return (0);
 206 }
 207
 208 void
 209 fifo_segment_delete (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_t * s)
 210 {
 211   ssvm_delete (&s->ssvm);
 212   clib_memset (s, 0xfe, sizeof (*s));
 213   pool_put (sm->segments, s);
 214 }
 215
 216 u32
 217 fifo_segment_index (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_t * s)
 218 {
 219   return s - sm->segments;
 220 }
 221
 222 fifo_segment_t *
 223 fifo_segment_get_segment (fifo_segment_main_t * sm, u32 segment_index)
 224 {
 225   return pool_elt_at_index (sm->segments, segment_index);
 226 }
 227
 228 void
 229 fifo_segment_info (fifo_segment_t * seg, char **address, size_t * size)
 230 {
 231   *address = (char *) seg->ssvm.sh->ssvm_va;
 232   *size = seg->ssvm.ssvm_size;
 233 }
 234
 235 void
 236 fifo_segment_main_init (fifo_segment_main_t * sm, u64 baseva,
 237                         u32 timeout_in_seconds)
 238 {
 239   sm->next_baseva = baseva;
 240   sm->timeout_in_seconds = timeout_in_seconds;
 241 }
 242
 243 static inline u32
 244 fs_freelist_for_size (u32 size)
 245 {
 246   return max_log2 (size) - FIFO_SEGMENT_MIN_LOG2_FIFO_SIZE;
 247 }
 248
 249 static inline u32
 250 fs_freelist_index_to_size (u32 fl_index)
 251 {
 252   return 1 << (fl_index + FIFO_SEGMENT_MIN_LOG2_FIFO_SIZE);
 253 }
 254
 255 static inline int
 256 fs_chunk_size_is_valid (fifo_segment_header_t * fsh, u32 size)
 257 {
 258   /*
 259    * 4K minimum. It's not likely that anything good will happen
 260    * with a smaller FIFO.
 261    */
 262   return size >= FIFO_SEGMENT_MIN_FIFO_SIZE
 263     && size <= (1 << fsh->max_log2_chunk_size);
 264 }
 265
 266 static svm_fifo_t *
 267 fs_try_alloc_fifo_freelist (fifo_segment_slice_t * fss,
 268                             u32 fl_index, u32 data_bytes)
 269 {
 270   svm_fifo_chunk_t *c;
 271   svm_fifo_t *f;
 272
 273   f = fss->free_fifos;
 274   c = fss->free_chunks[fl_index];
 275
 276   if (!f || !c)
 277     return 0;
 278
 279   fss->free_fifos = f->next;
 280   fss->free_chunks[fl_index] = c->next;
 281   c->next = c;
 282   c->start_byte = 0;
 283   c->length = data_bytes;
 284   memset (f, 0, sizeof (*f));
 285   f->start_chunk = c;
 286   f->end_chunk = c;
 287
 288   fss->n_fl_chunk_bytes -= fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 289   return f;
 290 }
 291
 292 static svm_fifo_t *
 293 fs_try_alloc_fifo_freelist_multi_chunk (fifo_segment_header_t * fsh,
 294                                         fifo_segment_slice_t * fss,
 295                                         u32 data_bytes)
 296 {
 297   svm_fifo_chunk_t *c, *first = 0, *last = 0;
 298   u32 fl_index, fl_size, n_alloc = 0;
 299   svm_fifo_t *f;
 300
 301   f = fss->free_fifos;
 302   if (!f)
 303     {
 304       void *oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 305       f = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*f), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 306       ssvm_pop_heap (oldheap);
 307       if (!f)
 308         return 0;
 309       memset (f, 0, sizeof (*f));
 310       fsh_free_bytes_sub (fsh, sizeof (*f));
 311     }
 312   else
 313     {
 314       fss->free_fifos = f->next;
 315     }
 316
 317   fl_index = fs_freelist_for_size (data_bytes);
 318   if (fl_index > 0)
 319     fl_index -= 1;
 320
 321   fl_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 322
 323   while (data_bytes)
 324     {
 325       c = fss->free_chunks[fl_index];
 326       if (c)
 327         {
 328           fss->free_chunks[fl_index] = c->next;
 329           if (!last)
 330             last = c;
 331           c->next = first;
 332           first = c;
 333           n_alloc += fl_size;
 334           c->length = clib_min (fl_size, data_bytes);
 335           data_bytes -= c->length;
 336         }
 337       else
 338         {
 339           /* Failed to allocate with smaller chunks */
 340           if (fl_index == 0)
 341             {
 342               /* free all chunks if any allocated */
 343               c = first;
 344               while (c)
 345                 {
 346                   fl_index = fs_freelist_for_size (c->length);
 347                   fl_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 348                   c->next = fss->free_chunks[fl_index];
 349                   fss->free_chunks[fl_index] = c;
 350                   fss->n_fl_chunk_bytes += fl_size;
 351                   data_bytes += fl_size;
 352                 }
 353               first = last = 0;
 354               fl_index = fs_freelist_for_size (data_bytes);
 355               if (fss->free_chunks[fl_index + 1])
 356                 {
 357                   fl_index += 1;
 358                   fl_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 359                   continue;
 360                 }
 361
 362               f->next = fss->free_fifos;
 363               fss->free_fifos = f;
 364               return 0;
 365             }
 366           fl_index -= 1;
 367           fl_size = fl_size >> 1;
 368         }
 369     }
 370
 371   f->start_chunk = first;
 372   f->end_chunk = last;
 373   last->next = first;
 374   fss->n_fl_chunk_bytes -= n_alloc;
 375   return f;
 376 }
 377
 378 static int
 379 fs_try_alloc_fifo_batch (fifo_segment_header_t * fsh,
 380                          fifo_segment_slice_t * fss,
 381                          u32 fl_index, u32 batch_size)
 382 {
 383   u32 size, hdrs, rounded_data_size;
 384   svm_fifo_chunk_t *c;
 385   svm_fifo_t *f;
 386   void *oldheap;
 387   u8 *fmem;
 388   int i;
 389
 390   rounded_data_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 391   hdrs = sizeof (*f) + sizeof (*c);
 392   size = (hdrs + rounded_data_size) * batch_size;
 393
 394   oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 395   fmem = clib_mem_alloc_aligned_at_offset (size, CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 396                                            0 /* align_offset */ ,
 397                                            0 /* os_out_of_memory */ );
 398   ssvm_pop_heap (oldheap);
 399
 400   /* Out of space.. */
 401   if (fmem == 0)
 402     return -1;
 403
 404   /* Carve fifo + chunk space */
 405   for (i = 0; i < batch_size; i++)
 406     {
 407       f = (svm_fifo_t *) fmem;
 408       memset (f, 0, sizeof (*f));
 409       f->next = fss->free_fifos;
 410       fss->free_fifos = f;
 411       c = (svm_fifo_chunk_t *) (fmem + sizeof (*f));
 412       c->start_byte = 0;
 413       c->length = rounded_data_size;
 414       c->next = fss->free_chunks[fl_index];
 415       fss->free_chunks[fl_index] = c;
 416       fmem += hdrs + rounded_data_size;
 417     }
 418
 419   fss->n_fl_chunk_bytes += batch_size * rounded_data_size;
 420   fsh_free_bytes_sub (fsh, size);
 421
 422   return 0;
 423 }
 424
 425 /**
 426  * Try to allocate new fifo
 427  *
 428  * Tries the following steps in order:
 429  * - grab fifo and chunk from freelists
 430  * - batch fifo and chunk allocation
 431  * - single fifo allocation
 432  * - grab multiple fifo chunks from freelists
 433  */
 434 static svm_fifo_t *
 435 fs_try_alloc_fifo (fifo_segment_header_t * fsh, fifo_segment_slice_t * fss,
 436                    u32 data_bytes)
 437 {
 438   u32 fifo_sz, fl_index;
 439   svm_fifo_t *f = 0;
 440   uword n_free_bytes;
 441
 442   fl_index = fs_freelist_for_size (data_bytes);
 443   fifo_sz = sizeof (svm_fifo_t) + sizeof (svm_fifo_chunk_t);
 444   fifo_sz += 1 << max_log2 (data_bytes);
 445
 446   if (fss->free_fifos && fss->free_chunks[fl_index])
 447     {
 448       f = fs_try_alloc_fifo_freelist (fss, fl_index, data_bytes);
 449       if (f)
 450         goto done;
 451     }
 452
 453   fsh_check_mem (fsh);
 454   n_free_bytes = fsh_n_free_bytes (fsh);
 455   if (fifo_sz * FIFO_SEGMENT_ALLOC_BATCH_SIZE < n_free_bytes)
 456     {
 457       if (fs_try_alloc_fifo_batch (fsh, fss, fl_index,
 458                                    FIFO_SEGMENT_ALLOC_BATCH_SIZE))
 459         goto done;
 460
 461       f = fs_try_alloc_fifo_freelist (fss, fl_index, data_bytes);
 462       goto done;
 463     }
 464   if (fifo_sz <= n_free_bytes)
 465     {
 466       void *oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 467       f = svm_fifo_create (data_bytes);
 468       ssvm_pop_heap (oldheap);
 469       if (f)
 470         {
 471           fsh_free_bytes_sub (fsh, fifo_sz);
 472           goto done;
 473         }
 474     }
 475   if (data_bytes <= fss->n_fl_chunk_bytes)
 476     f = fs_try_alloc_fifo_freelist_multi_chunk (fsh, fss, data_bytes);
 477
 478 done:
 479
 480   return f;
 481 }
 482
 483 /**
 484  * Allocate fifo in fifo segment
 485  */
 486 svm_fifo_t *
 487 fifo_segment_alloc_fifo_w_slice (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index,
 488                                  u32 data_bytes, fifo_segment_ftype_t ftype)
 489 {
 490   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 491   fifo_segment_slice_t *fss;
 492   svm_fifo_t *f = 0;
 493
 494   ASSERT (slice_index < fs->n_slices);
 495
 496   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 497   f = fs_try_alloc_fifo (fsh, fss, data_bytes);
 498   if (!f)
 499     goto done;
 500
 501   f->slice_index = slice_index;
 502
 503   /* (re)initialize the fifo, as in svm_fifo_create */
 504   svm_fifo_init (f, data_bytes);
 505
 506   /* Initialize chunks and rbtree for multi-chunk fifos */
 507   if (f->start_chunk->next != f->start_chunk)
 508     {
 509       void *oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 510       svm_fifo_init_chunks (f);
 511       ssvm_pop_heap (oldheap);
 512     }
 513
 514   /* If rx fifo type add to active fifos list. When cleaning up segment,
 515    * we need a list of active sessions that should be disconnected. Since
 516    * both rx and tx fifos keep pointers to the session, it's enough to track
 517    * only one. */
 518   if (ftype == FIFO_SEGMENT_RX_FIFO)
 519     {
 520       if (fss->fifos)
 521         {
 522           fss->fifos->prev = f;
 523           f->next = fss->fifos;
 524         }
 525       fss->fifos = f;
 526       f->flags |= SVM_FIFO_F_LL_TRACKED;
 527     }
 528   fsh_active_fifos_update (fsh, 1);
 529
 530 done:
 531   return (f);
 532 }
 533
 534 /**
 535  * Free fifo allocated in fifo segment
 536  */
 537 void
 538 fifo_segment_free_fifo (fifo_segment_t * fs, svm_fifo_t * f)
 539 {
 540   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 541   svm_fifo_chunk_t *cur, *next;
 542   fifo_segment_slice_t *fss;
 543   void *oldheap;
 544   int fl_index;
 545
 546   ASSERT (f->refcnt > 0);
 547
 548   if (--f->refcnt > 0)
 549     return;
 550
 551   fss = fsh_slice_get (fsh, f->slice_index);
 552
 553   /* Remove from active list. Only rx fifos are tracked */
 554   if (f->flags & SVM_FIFO_F_LL_TRACKED)
 555     {
 556       if (f->prev)
 557         f->prev->next = f->next;
 558       else
 559         fss->fifos = f->next;
 560       if (f->next)
 561         f->next->prev = f->prev;
 562       f->flags &= ~SVM_FIFO_F_LL_TRACKED;
 563     }
 564
 565   /* Add to free list */
 566   f->next = fss->free_fifos;
 567   f->prev = 0;
 568   fss->free_fifos = f;
 569
 570   /* Free fifo chunks */
 571   cur = f->start_chunk;
 572   do
 573     {
 574       next = cur->next;
 575       fl_index = fs_freelist_for_size (cur->length);
 576       ASSERT (fl_index < vec_len (fss->free_chunks));
 577       cur->next = fss->free_chunks[fl_index];
 578       fss->free_chunks[fl_index] = cur;
 579       fss->n_fl_chunk_bytes += fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 580       cur = next;
 581     }
 582   while (cur != f->start_chunk);
 583
 584   f->start_chunk = f->end_chunk = f->new_chunks = 0;
 585   f->head_chunk = f->tail_chunk = f->ooo_enq = f->ooo_deq = 0;
 586
 587   oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 588   svm_fifo_free_chunk_lookup (f);
 589   ssvm_pop_heap (oldheap);
 590
 591   /* not allocated on segment heap */
 592   svm_fifo_free_ooo_data (f);
 593
 594   if (CLIB_DEBUG)
 595     {
 596       f->master_session_index = ~0;
 597       f->master_thread_index = ~0;
 598     }
 599
 600   fsh_active_fifos_update (fsh, -1);
 601 }
 602
 603 int
 604 fifo_segment_prealloc_fifo_hdrs (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index,
 605                                  u32 batch_size)
 606 {
 607   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 608   fifo_segment_slice_t *fss;
 609   svm_fifo_t *f;
 610   void *oldheap;
 611   u32 size;
 612   u8 *fmem;
 613   int i;
 614
 615   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 616   size = (sizeof (*f)) * batch_size;
 617
 618   oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 619   fmem = clib_mem_alloc_aligned_at_offset (size, CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 620                                            0 /* align_offset */ ,
 621                                            0 /* os_out_of_memory */ );
 622   ssvm_pop_heap (oldheap);
 623
 624   /* Out of space.. */
 625   if (fmem == 0)
 626     return -1;
 627
 628   /* Carve fifo + chunk space */
 629   for (i = 0; i < batch_size; i++)
 630     {
 631       f = (svm_fifo_t *) fmem;
 632       memset (f, 0, sizeof (*f));
 633       f->next = fss->free_fifos;
 634       fss->free_fifos = f;
 635       fmem += sizeof (*f);
 636     }
 637
 638   fsh_free_bytes_sub (fsh, size);
 639
 640   return 0;
 641 }
 642
 643 int
 644 fifo_segment_prealloc_fifo_chunks (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index,
 645                                    u32 chunk_size, u32 batch_size)
 646 {
 647   u32 size, rounded_data_size, fl_index;
 648   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 649   fifo_segment_slice_t *fss;
 650   svm_fifo_chunk_t *c;
 651   void *oldheap;
 652   u8 *cmem;
 653   int i;
 654
 655   if (!fs_chunk_size_is_valid (fsh, chunk_size))
 656     {
 657       clib_warning ("chunk size out of range %d", chunk_size);
 658       return -1;
 659     }
 660
 661   fl_index = fs_freelist_for_size (chunk_size);
 662   rounded_data_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 663   size = (sizeof (*c) + rounded_data_size) * batch_size;
 664
 665   oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 666   cmem = clib_mem_alloc_aligned_at_offset (size, CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 667                                            0 /* align_offset */ ,
 668                                            0 /* os_out_of_memory */ );
 669   ssvm_pop_heap (oldheap);
 670
 671   /* Out of space.. */
 672   if (cmem == 0)
 673     return -1;
 674
 675   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 676
 677   /* Carve fifo + chunk space */
 678   for (i = 0; i < batch_size; i++)
 679     {
 680       c = (svm_fifo_chunk_t *) cmem;
 681       c->start_byte = 0;
 682       c->length = rounded_data_size;
 683       c->next = fss->free_chunks[fl_index];
 684       fss->free_chunks[fl_index] = c;
 685       cmem += sizeof (*c) + rounded_data_size;
 686     }
 687
 688   fss->n_fl_chunk_bytes += batch_size * rounded_data_size;
 689   fsh_free_bytes_sub (fsh, size);
 690
 691   return 0;
 692 }
 693
 694 /**
 695  * Pre-allocates fifo pairs in fifo segment
 696  */
 697 void
 698 fifo_segment_preallocate_fifo_pairs (fifo_segment_t * fs,
 699                                      u32 rx_fifo_size, u32 tx_fifo_size,
 700                                      u32 * n_fifo_pairs)
 701 {
 702   u32 rx_rounded_data_size, tx_rounded_data_size, pair_size, pairs_to_alloc;
 703   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 704   int rx_fl_index, tx_fl_index, i;
 705   fifo_segment_slice_t *fss;
 706   u32 hdrs, pairs_per_slice;
 707   uword space_available;
 708
 709   /* Parameter check */
 710   if (rx_fifo_size == 0 || tx_fifo_size == 0 || *n_fifo_pairs == 0)
 711     return;
 712
 713   if (!fs_chunk_size_is_valid (fsh, rx_fifo_size))
 714     {
 715       clib_warning ("rx fifo_size out of range %d", rx_fifo_size);
 716       return;
 717     }
 718
 719   if (!fs_chunk_size_is_valid (fsh, tx_fifo_size))
 720     {
 721       clib_warning ("tx fifo_size out of range %d", tx_fifo_size);
 722       return;
 723     }
 724
 725   rx_rounded_data_size = (1 << (max_log2 (rx_fifo_size)));
 726   rx_fl_index = fs_freelist_for_size (rx_fifo_size);
 727   tx_rounded_data_size = (1 << (max_log2 (tx_fifo_size)));
 728   tx_fl_index = fs_freelist_for_size (tx_fifo_size);
 729
 730   hdrs = sizeof (svm_fifo_t) + sizeof (svm_fifo_chunk_t);
 731
 732   /* Calculate space requirements */
 733   pair_size = 2 * hdrs + rx_rounded_data_size + tx_rounded_data_size;
 734   space_available = fsh_free_space (fsh);
 735   pairs_to_alloc = space_available / pair_size;
 736   pairs_to_alloc = clib_min (pairs_to_alloc, *n_fifo_pairs);
 737   pairs_per_slice = pairs_to_alloc / fs->n_slices;
 738
 739   if (!pairs_per_slice)
 740     return;
 741
 742   for (i = 0; i < fs->n_slices; i++)
 743     {
 744       fss = fsh_slice_get (fsh, i);
 745       if (fs_try_alloc_fifo_batch (fsh, fss, rx_fl_index, pairs_to_alloc))
 746         clib_warning ("rx prealloc failed: pairs %u", pairs_to_alloc);
 747       if (fs_try_alloc_fifo_batch (fsh, fss, tx_fl_index, pairs_to_alloc))
 748         clib_warning ("tx prealloc failed: pairs %u", pairs_to_alloc);
 749     }
 750
 751   /* Account for the pairs allocated */
 752   *n_fifo_pairs -= pairs_per_slice * fs->n_slices;
 753 }
 754
 755 int
 756 fifo_segment_grow_fifo (fifo_segment_t * fs, svm_fifo_t * f, u32 chunk_size)
 757 {
 758   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 759   fifo_segment_slice_t *fss;
 760   svm_fifo_chunk_t *c;
 761   void *oldheap;
 762   int fl_index;
 763
 764   fl_index = fs_freelist_for_size (chunk_size);
 765   fss = fsh_slice_get (fsh, f->slice_index);
 766
 767   oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 768
 769   c = fss->free_chunks[fl_index];
 770
 771   if (!c)
 772     {
 773       fsh_check_mem (fsh);
 774       if (fsh_n_free_bytes (fsh) < chunk_size)
 775         {
 776           ssvm_pop_heap (oldheap);
 777           return -1;
 778         }
 779
 780       c = svm_fifo_chunk_alloc (chunk_size);
 781       if (!c)
 782         {
 783           ssvm_pop_heap (oldheap);
 784           return -1;
 785         }
 786       fsh_free_bytes_sub (fsh, chunk_size + sizeof (*c));
 787     }
 788   else
 789     {
 790       fss->free_chunks[fl_index] = c->next;
 791       c->next = 0;
 792       fss->n_fl_chunk_bytes -= fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 793     }
 794
 795   svm_fifo_add_chunk (f, c);
 796
 797   ssvm_pop_heap (oldheap);
 798   return 0;
 799 }
 800
 801 int
 802 fifo_segment_collect_fifo_chunks (fifo_segment_t * fs, svm_fifo_t * f)
 803 {
 804   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 805   svm_fifo_chunk_t *cur, *next;
 806   fifo_segment_slice_t *fss;
 807   void *oldheap;
 808   int fl_index;
 809
 810   oldheap = ssvm_push_heap (fsh->ssvm_sh);
 811   cur = svm_fifo_collect_chunks (f);
 812
 813   fss = fsh_slice_get (fsh, f->slice_index);
 814
 815   while (cur)
 816     {
 817       next = cur->next;
 818       fl_index = fs_freelist_for_size (cur->length);
 819       cur->next = fss->free_chunks[fl_index];
 820       fss->free_chunks[fl_index] = cur;
 821       cur = next;
 822     }
 823
 824   ssvm_pop_heap (oldheap);
 825
 826   return 0;
 827 }
 828
 829 /**
 830  * Get number of active fifos
 831  */
 832 u32
 833 fifo_segment_num_fifos (fifo_segment_t * fs)
 834 {
 835   return clib_atomic_load_relax_n (&fs->h->n_active_fifos);
 836 }
 837
 838 static u32
 839 fs_slice_num_free_fifos (fifo_segment_slice_t * fss)
 840 {
 841   svm_fifo_t *f;
 842   u32 count = 0;
 843
 844   f = fss->free_fifos;
 845   if (f == 0)
 846     return 0;
 847
 848   while (f)
 849     {
 850       f = f->next;
 851       count++;
 852     }
 853   return count;
 854 }
 855
 856 u32
 857 fifo_segment_num_free_fifos (fifo_segment_t * fs)
 858 {
 859   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 860   fifo_segment_slice_t *fss;
 861   int slice_index;
 862   u32 count = 0;
 863
 864   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
 865     {
 866       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 867       count += fs_slice_num_free_fifos (fss);
 868     }
 869   return count;
 870 }
 871
 872 static u32
 873 fs_slice_num_free_chunks (fifo_segment_slice_t * fss, u32 size)
 874 {
 875   u32 count = 0, rounded_size, fl_index;
 876   svm_fifo_chunk_t *c;
 877   int i;
 878
 879   /* Count all free chunks? */
 880   if (size == ~0)
 881     {
 882       for (i = 0; i < vec_len (fss->free_chunks); i++)
 883         {
 884           c = fss->free_chunks[i];
 885           if (c == 0)
 886             continue;
 887
 888           while (c)
 889             {
 890               c = c->next;
 891               count++;
 892             }
 893         }
 894       return count;
 895     }
 896
 897   rounded_size = (1 << (max_log2 (size)));
 898   fl_index = fs_freelist_for_size (rounded_size);
 899
 900   if (fl_index >= vec_len (fss->free_chunks))
 901     return 0;
 902
 903   c = fss->free_chunks[fl_index];
 904   if (c == 0)
 905     return 0;
 906
 907   while (c)
 908     {
 909       c = c->next;
 910       count++;
 911     }
 912   return count;
 913 }
 914
 915 u32
 916 fifo_segment_num_free_chunks (fifo_segment_t * fs, u32 size)
 917 {
 918   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 919   fifo_segment_slice_t *fss;
 920   int slice_index;
 921   u32 count = 0;
 922
 923   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
 924     {
 925       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 926       count += fs_slice_num_free_chunks (fss, size);
 927     }
 928   return count;
 929 }
 930
 931 void
 932 fifo_segment_update_free_bytes (fifo_segment_t * fs)
 933 {
 934   fsh_update_free_bytes (fs->h);
 935 }
 936
 937 uword
 938 fifo_segment_free_bytes (fifo_segment_t * fs)
 939 {
 940   return fsh_n_free_bytes (fs->h);
 941 }
 942
 943 uword
 944 fifo_segment_fl_chunk_bytes (fifo_segment_t * fs)
 945 {
 946   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 947   fifo_segment_slice_t *fss;
 948   uword n_bytes = 0;
 949   int slice_index;
 950
 951   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
 952     {
 953       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 954       n_bytes += fss->n_fl_chunk_bytes;
 955     }
 956
 957   return n_bytes;
 958 }
 959
 960 u8
 961 fifo_segment_has_fifos (fifo_segment_t * fs)
 962 {
 963   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 964   fifo_segment_slice_t *fss;
 965   int slice_index;
 966
 967   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
 968     {
 969       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 970       if (fss->fifos)
 971         return 1;
 972     }
 973   return 0;
 974 }
 975
 976 svm_fifo_t *
 977 fifo_segment_get_slice_fifo_list (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index)
 978 {
 979   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 980   fifo_segment_slice_t *fss;
 981
 982   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 983   return fss->fifos;
 984 }
 985
 986 u8 *
 987 format_fifo_segment_type (u8 * s, va_list * args)
 988 {
 989   fifo_segment_t *sp;
 990   sp = va_arg (*args, fifo_segment_t *);
 991   ssvm_segment_type_t st = ssvm_type (&sp->ssvm);
 992
 993   if (st == SSVM_SEGMENT_PRIVATE)
 994     s = format (s, "%s", "private-heap");
 995   else if (st == SSVM_SEGMENT_MEMFD)
 996     s = format (s, "%s", "memfd");
 997   else if (st == SSVM_SEGMENT_SHM)
 998     s = format (s, "%s", "shm");
 999   else
1000     s = format (s, "%s", "unknown");
1001   return s;
1002 }
1003
1004 /**
1005  * Segment format function
1006  */
1007 u8 *
1008 format_fifo_segment (u8 * s, va_list * args)
1009 {
1010   u32 count, indent, active_fifos, free_fifos, fifo_hdr = 0;
1011   fifo_segment_t *fs = va_arg (*args, fifo_segment_t *);
1012   int verbose __attribute__ ((unused)) = va_arg (*args, int);
1013   uword est_chunk_bytes, est_free_seg_bytes, free_chunks;
1014   uword chunk_bytes = 0, free_seg_bytes, chunk_size;
1015   fifo_segment_header_t *fsh;
1016   fifo_segment_slice_t *fss;
1017   svm_fifo_chunk_t *c;
1018   u32 slice_index;
1019   char *address;
1020   size_t size;
1021   int i;
1022
1023   indent = format_get_indent (s) + 2;
1024 #if USE_DLMALLOC == 0
1025   s = format (s, "%U segment heap: %U\n", format_white_space, indent,
1026               format_mheap, fsh->ssvm_sh->heap, verbose);
1027   s = format (s, "%U segment has %u active fifos\n",
1028               format_white_space, indent, fifo_segment_num_fifos (fsh));
1029 #endif
1030
1031   if (fs == 0)
1032     {
1033       s = format (s, "%-15s%15s%15s%15s%15s%15s", "Name", "Type",
1034                   "HeapSize (M)", "ActiveFifos", "FreeFifos", "Address");
1035       return s;
1036     }
1037
1038   fifo_segment_info (fs, &address, &size);
1039   active_fifos = fifo_segment_num_fifos (fs);
1040   free_fifos = fifo_segment_num_free_fifos (fs);
1041
1042   s = format (s, "%-15v%15U%15llu%15u%15u%15llx", ssvm_name (&fs->ssvm),
1043               format_fifo_segment_type, fs, size >> 20ULL, active_fifos,
1044               free_fifos, address);
1045
1046   if (!verbose)
1047     return s;
1048
1049   fsh = fs->h;
1050
1051   free_chunks = fifo_segment_num_free_chunks (fs, ~0);
1052   if (free_chunks)
1053     s = format (s, "\n\n%UFree chunks by size:\n", format_white_space,
1054                 indent + 2);
1055   else
1056     s = format (s, "\n");
1057
1058   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
1059     {
1060       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
1061       for (i = 0; i < vec_len (fss->free_chunks); i++)
1062         {
1063           c = fss->free_chunks[i];
1064           if (c == 0)
1065             continue;
1066           count = 0;
1067           while (c)
1068             {
1069               c = c->next;
1070               count++;
1071             }
1072
1073           chunk_size = fs_freelist_index_to_size (i);
1074           s = format (s, "%U%-5u kB: %u\n", format_white_space, indent + 2,
1075                       chunk_size >> 10, count);
1076
1077           chunk_bytes += count * chunk_size;
1078         }
1079     }
1080
1081   fifo_hdr = free_fifos * sizeof (svm_fifo_t);
1082   est_chunk_bytes = fifo_segment_fl_chunk_bytes (fs);
1083   est_free_seg_bytes = fifo_segment_free_bytes (fs);
1084   fifo_segment_update_free_bytes (fs);
1085   free_seg_bytes = fifo_segment_free_bytes (fs);
1086
1087   s = format (s, "\n%Useg free bytes: %U (%lu) estimated: %U (%lu)\n",
1088               format_white_space, indent + 2, format_memory_size,
1089               free_seg_bytes, free_seg_bytes, format_memory_size,
1090               est_free_seg_bytes, est_free_seg_bytes);
1091   s = format (s, "%Uchunk free bytes: %U (%lu) estimated: %U (%lu)\n",
1092               format_white_space, indent + 2, format_memory_size, chunk_bytes,
1093               chunk_bytes, format_memory_size, est_chunk_bytes,
1094               est_chunk_bytes);
1095   s = format (s, "%Ufifo hdr free bytes: %U (%u) reserved %U (%lu)\n",
1096               format_white_space, indent + 2, format_memory_size, fifo_hdr,
1097               fifo_hdr, format_memory_size, fsh->n_reserved_bytes,
1098               fsh->n_reserved_bytes);
1099   s = format (s, "\n");
1100
1101   return s;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1106  *
1107  * Local Variables:
1108  * eval: (c-set-style "gnu")
1109  * End:
1110  */