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 #include <vppinfra/mem.h>
  18
  19 static inline void *
  20 fsh_alloc_aligned (fifo_segment_header_t *fsh, uword size, uword align)
  21 {
  22   uword cur_pos, cur_pos_align, new_pos;
  23
  24   cur_pos = clib_atomic_load_relax_n (&fsh->byte_index);
  25   cur_pos_align = round_pow2_u64 (cur_pos, align);
  26   size = round_pow2_u64 (size, align);
  27   new_pos = cur_pos_align + size;
  28
  29   if (new_pos >= fsh->max_byte_index)
  30     return 0;
  31
  32   while (!clib_atomic_cmp_and_swap_acq_relax (&fsh->byte_index, &cur_pos,
  33                                               &new_pos, 1 /* weak */))
  34     {
  35       cur_pos_align = round_pow2_u64 (cur_pos, align);
  36       new_pos = cur_pos_align + size;
  37       if (new_pos >= fsh->max_byte_index)
  38         return 0;
  39     }
  40   return uword_to_pointer ((u8 *) fsh + cur_pos_align, void *);
  41 }
  42
  43 static inline void *
  44 fsh_alloc (fifo_segment_header_t *fsh, uword size)
  45 {
  46   return fsh_alloc_aligned (fsh, size, 8);
  47 }
  48
  49 static inline fifo_segment_slice_t *
  50 fsh_slice_get (fifo_segment_header_t * fsh, u32 slice_index)
  51 {
  52   return &fsh->slices[slice_index];
  53 }
  54
  55 static inline fifo_slice_private_t *
  56 fs_slice_private_get (fifo_segment_t *fs, u32 slice_index)
  57 {
  58   ASSERT (slice_index < fs->n_slices);
  59   return &fs->slices[slice_index];
  60 }
  61
  62 static char *fifo_segment_mem_status_strings[] = {
  63 #define _(sym,str) str,
  64   foreach_segment_mem_status
  65 #undef _
  66 };
  67
  68 static inline uword
  69 fsh_n_free_bytes (fifo_segment_header_t * fsh)
  70 {
  71   uword cur_pos = clib_atomic_load_relax_n (&fsh->byte_index);
  72   ASSERT (fsh->max_byte_index > cur_pos);
  73   return fsh->max_byte_index - cur_pos;
  74 }
  75
  76 static inline void
  77 fsh_cached_bytes_add (fifo_segment_header_t * fsh, uword size)
  78 {
  79   clib_atomic_fetch_add_rel (&fsh->n_cached_bytes, size);
  80 }
  81
  82 static inline void
  83 fsh_cached_bytes_sub (fifo_segment_header_t * fsh, uword size)
  84 {
  85   clib_atomic_fetch_sub_rel (&fsh->n_cached_bytes, size);
  86 }
  87
  88 static inline uword
  89 fsh_n_cached_bytes (fifo_segment_header_t * fsh)
  90 {
  91   uword n_cached = clib_atomic_load_relax_n (&fsh->n_cached_bytes);
  92   return n_cached;
  93 }
  94
  95 static inline void
  96 fsh_active_fifos_update (fifo_segment_header_t * fsh, int inc)
  97 {
  98   clib_atomic_fetch_add_rel (&fsh->n_active_fifos, inc);
  99 }
 100
 101 static inline u32
 102 fsh_n_active_fifos (fifo_segment_header_t * fsh)
 103 {
 104   return clib_atomic_load_relax_n (&fsh->n_active_fifos);
 105 }
 106
 107 static inline uword
 108 fsh_virtual_mem (fifo_segment_header_t * fsh)
 109 {
 110   fifo_segment_slice_t *fss;
 111   uword total_vm = 0;
 112   int i;
 113
 114   for (i = 0; i < fsh->n_slices; i++)
 115     {
 116       fss = fsh_slice_get (fsh, i);
 117       total_vm += clib_atomic_load_relax_n (&fss->virtual_mem);
 118     }
 119   return total_vm;
 120 }
 121
 122 void
 123 fsh_virtual_mem_update (fifo_segment_header_t * fsh, u32 slice_index,
 124                         int n_bytes)
 125 {
 126   fifo_segment_slice_t *fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 127   fss->virtual_mem += n_bytes;
 128 }
 129
 130 static inline void
 131 fss_chunk_freelist_lock (fifo_segment_slice_t *fss)
 132 {
 133   u32 free = 0;
 134   while (!clib_atomic_cmp_and_swap_acq_relax_n (&fss->chunk_lock, &free, 1, 0))
 135     {
 136       /* atomic load limits number of compare_exchange executions */
 137       while (clib_atomic_load_relax_n (&fss->chunk_lock))
 138         CLIB_PAUSE ();
 139       /* on failure, compare_exchange writes (*p)->lock into free */
 140       free = 0;
 141     }
 142 }
 143
 144 static inline void
 145 fss_chunk_freelist_unlock (fifo_segment_slice_t *fss)
 146 {
 147   /* Make sure all reads/writes are complete before releasing the lock */
 148   clib_atomic_release (&fss->chunk_lock);
 149 }
 150
 151 static inline int
 152 fss_chunk_fl_index_is_valid (fifo_segment_slice_t * fss, u32 fl_index)
 153 {
 154   return (fl_index < FS_CHUNK_VEC_LEN);
 155 }
 156
 157 static void
 158 fss_chunk_free_list_push (fifo_segment_header_t *fsh,
 159                           fifo_segment_slice_t *fss, u32 fl_index,
 160                           svm_fifo_chunk_t *c)
 161 {
 162   fss_chunk_freelist_lock (fss);
 163   c->next = fss->free_chunks[fl_index];
 164   fss->free_chunks[fl_index] = fs_chunk_sptr (fsh, c);
 165   fss_chunk_freelist_unlock (fss);
 166 }
 167
 168 static void
 169 fss_chunk_free_list_push_list (fifo_segment_header_t *fsh,
 170                                fifo_segment_slice_t *fss, u32 fl_index,
 171                                svm_fifo_chunk_t *head, svm_fifo_chunk_t *tail)
 172 {
 173   fss_chunk_freelist_lock (fss);
 174   tail->next = fss->free_chunks[fl_index];
 175   fss->free_chunks[fl_index] = fs_chunk_sptr (fsh, head);
 176   fss_chunk_freelist_unlock (fss);
 177 }
 178
 179 static svm_fifo_chunk_t *
 180 fss_chunk_free_list_pop (fifo_segment_header_t *fsh, fifo_segment_slice_t *fss,
 181                          u32 fl_index)
 182 {
 183   svm_fifo_chunk_t *c;
 184
 185   ASSERT (fss_chunk_fl_index_is_valid (fss, fl_index));
 186
 187   fss_chunk_freelist_lock (fss);
 188
 189   if (!fss->free_chunks[fl_index])
 190     {
 191       fss_chunk_freelist_unlock (fss);
 192       return 0;
 193     }
 194
 195   c = fs_chunk_ptr (fsh, fss->free_chunks[fl_index]);
 196   fss->free_chunks[fl_index] = c->next;
 197
 198   fss_chunk_freelist_unlock (fss);
 199
 200   return c;
 201 }
 202
 203 static void
 204 fss_fifo_free_list_push (fifo_segment_header_t *fsh, fifo_segment_slice_t *fss,
 205                          svm_fifo_shared_t *sf)
 206 {
 207   sf->next = fss->free_fifos;
 208   fss->free_fifos = fs_sptr (fsh, sf);
 209 }
 210
 211 static void
 212 fss_fifo_free_list_push_list (fifo_segment_header_t *fsh,
 213                               fifo_segment_slice_t *fss,
 214                               svm_fifo_shared_t *head, svm_fifo_shared_t *tail)
 215 {
 216   tail->next = fss->free_fifos;
 217   fss->free_fifos = fs_sptr (fsh, head);
 218 }
 219
 220 svm_fifo_shared_t *
 221 fss_fifo_free_list_pop (fifo_segment_header_t *fsh, fifo_segment_slice_t *fss)
 222 {
 223   svm_fifo_shared_t *sf;
 224   sf = fs_ptr (fsh, fss->free_fifos);
 225   fss->free_fifos = sf->next;
 226   return sf;
 227 }
 228
 229 static inline void
 230 pfss_fifo_add_active_list (fifo_slice_private_t *pfss, svm_fifo_t *f)
 231 {
 232   if (pfss->active_fifos)
 233     {
 234       pfss->active_fifos->prev = f;
 235       f->next = pfss->active_fifos;
 236     }
 237   pfss->active_fifos = f;
 238 }
 239
 240 static inline void
 241 pfss_fifo_del_active_list (fifo_slice_private_t *pfss, svm_fifo_t *f)
 242 {
 243   if (f->flags & SVM_FIFO_F_LL_TRACKED)
 244     {
 245       if (f->prev)
 246         f->prev->next = f->next;
 247       else
 248         pfss->active_fifos = f->next;
 249       if (f->next)
 250         f->next->prev = f->prev;
 251     }
 252 }
 253
 254 static inline uword
 255 fss_fl_chunk_bytes (fifo_segment_slice_t * fss)
 256 {
 257   return clib_atomic_load_relax_n (&fss->n_fl_chunk_bytes);
 258 }
 259
 260 static inline void
 261 fss_fl_chunk_bytes_add (fifo_segment_slice_t * fss, uword size)
 262 {
 263   clib_atomic_fetch_add_relax (&fss->n_fl_chunk_bytes, size);
 264 }
 265
 266 static inline void
 267 fss_fl_chunk_bytes_sub (fifo_segment_slice_t * fss, uword size)
 268 {
 269   clib_atomic_fetch_sub_relax (&fss->n_fl_chunk_bytes, size);
 270 }
 271
 272 /**
 273  * Initialize fifo segment shared header
 274  */
 275 int
 276 fifo_segment_init (fifo_segment_t * fs)
 277 {
 278   u32 align = 8, offset = 2 * 4096, slices_sz, i;
 279   uword max_fifo, seg_start, seg_sz;
 280   fifo_segment_header_t *fsh;
 281   ssvm_shared_header_t *sh;
 282   void *seg_data;
 283
 284   /* TODO remove ssvm heap entirely */
 285   sh = fs->ssvm.sh;
 286
 287   seg_data = (u8 *) sh + offset;
 288   seg_sz = sh->ssvm_size - offset;
 289
 290   fs->n_slices = clib_max (fs->n_slices, 1);
 291   slices_sz = sizeof (fifo_segment_slice_t) * fs->n_slices;
 292
 293   seg_start = round_pow2_u64 (pointer_to_uword (seg_data), align);
 294   fsh = uword_to_pointer (seg_start, void *);
 295   memset (fsh, 0, sizeof (*fsh) + slices_sz);
 296
 297   fsh->byte_index = sizeof (*fsh) + slices_sz;
 298   fsh->max_byte_index = seg_sz;
 299   fsh->n_slices = fs->n_slices;
 300   max_fifo = clib_min ((seg_sz - slices_sz) / 2, FIFO_SEGMENT_MAX_FIFO_SIZE);
 301   fsh->max_log2_fifo_size = min_log2 (max_fifo);
 302   fsh->n_cached_bytes = 0;
 303   fsh->n_reserved_bytes = fsh->byte_index;
 304   ASSERT (fsh->max_byte_index <= sh->ssvm_size - offset);
 305
 306   fs->max_byte_index = fsh->max_byte_index;
 307   fs->h = fsh;
 308   sh->opaque[0] = (void *) ((u8 *) fsh - (u8 *) fs->ssvm.sh);
 309
 310   /* Allow random offsets */
 311   fs->ssvm.sh->ssvm_va = 0;
 312
 313   vec_validate (fs->slices, fs->n_slices - 1);
 314   for (i = 0; i < fs->n_slices; i++)
 315     fs->slices[i].fifos =
 316       clib_mem_bulk_init (sizeof (svm_fifo_t), CLIB_CACHE_LINE_BYTES, 32);
 317
 318   sh->ready = 1;
 319   return (0);
 320 }
 321
 322 /**
 323  * Create a fifo segment and initialize as master
 324  */
 325 int
 326 fifo_segment_create (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_create_args_t * a)
 327 {
 328   fifo_segment_t *fs;
 329   uword baseva;
 330   int rv;
 331
 332   /* Allocate a fresh segment */
 333   pool_get_zero (sm->segments, fs);
 334
 335   baseva = a->segment_type == SSVM_SEGMENT_PRIVATE ? ~0ULL : sm->next_baseva;
 336   fs->ssvm.ssvm_size = a->segment_size;
 337   fs->ssvm.is_server = 1;
 338   fs->ssvm.my_pid = getpid ();
 339   fs->ssvm.name = format (0, "%s%c", a->segment_name, 0);
 340   fs->ssvm.requested_va = baseva;
 341
 342   if ((rv = ssvm_server_init (&fs->ssvm, a->segment_type)))
 343     {
 344       pool_put (sm->segments, fs);
 345       return (rv);
 346     }
 347
 348   /* Note: requested_va updated due to seg base addr randomization */
 349   sm->next_baseva = fs->ssvm.sh->ssvm_va + fs->ssvm.ssvm_size;
 350
 351   fifo_segment_init (fs);
 352   vec_add1 (a->new_segment_indices, fs - sm->segments);
 353   return (0);
 354 }
 355
 356 /**
 357  * Attach as slave to a fifo segment
 358  */
 359 int
 360 fifo_segment_attach (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_create_args_t * a)
 361 {
 362   fifo_segment_header_t *fsh;
 363   fifo_segment_t *fs;
 364   int rv;
 365
 366   pool_get_zero (sm->segments, fs);
 367
 368   fs->ssvm.ssvm_size = a->segment_size;
 369   fs->ssvm.my_pid = getpid ();
 370   fs->ssvm.name = format (0, "%s%c", a->segment_name, 0);
 371   fs->ssvm.requested_va = 0;
 372   if (a->segment_type == SSVM_SEGMENT_MEMFD)
 373     fs->ssvm.fd = a->memfd_fd;
 374   else
 375     fs->ssvm.attach_timeout = sm->timeout_in_seconds;
 376
 377   if ((rv = ssvm_client_init (&fs->ssvm, a->segment_type)))
 378     {
 379       pool_put (sm->segments, fs);
 380       return (rv);
 381     }
 382
 383   /* Probably a segment without fifos */
 384   if (!fs->ssvm.sh->opaque[0])
 385     goto done;
 386
 387   fsh = fs->h = (void *) fs->ssvm.sh + (uword) fs->ssvm.sh->opaque[0];
 388   fs->max_byte_index = fsh->max_byte_index;
 389   vec_validate (fs->slices, 0);
 390   fs->slices[0].fifos =
 391     clib_mem_bulk_init (sizeof (svm_fifo_t), CLIB_CACHE_LINE_BYTES, 32);
 392
 393 done:
 394   vec_add1 (a->new_segment_indices, fs - sm->segments);
 395   return (0);
 396 }
 397
 398 void
 399 fifo_segment_delete (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_t * s)
 400 {
 401   fifo_segment_cleanup (s);
 402   ssvm_delete (&s->ssvm);
 403   clib_memset (s, 0xfe, sizeof (*s));
 404   pool_put (sm->segments, s);
 405 }
 406
 407 u32
 408 fifo_segment_index (fifo_segment_main_t * sm, fifo_segment_t * s)
 409 {
 410   return s - sm->segments;
 411 }
 412
 413 fifo_segment_t *
 414 fifo_segment_get_segment (fifo_segment_main_t * sm, u32 segment_index)
 415 {
 416   return pool_elt_at_index (sm->segments, segment_index);
 417 }
 418
 419 void
 420 fifo_segment_info (fifo_segment_t * seg, char **address, size_t * size)
 421 {
 422   *address = (char *) seg->ssvm.sh->ssvm_va;
 423   *size = seg->ssvm.ssvm_size;
 424 }
 425
 426 void
 427 fifo_segment_main_init (fifo_segment_main_t * sm, u64 baseva,
 428                         u32 timeout_in_seconds)
 429 {
 430   sm->next_baseva = baseva;
 431   sm->timeout_in_seconds = timeout_in_seconds;
 432 }
 433
 434 static inline u32
 435 fs_freelist_for_size (u32 size)
 436 {
 437   if (PREDICT_FALSE (size < FIFO_SEGMENT_MIN_FIFO_SIZE))
 438     return 0;
 439   return clib_min (max_log2 (size) - FIFO_SEGMENT_MIN_LOG2_FIFO_SIZE,
 440                    FS_CHUNK_VEC_LEN - 1);
 441 }
 442
 443 static inline u32
 444 fs_freelist_index_to_size (u32 fl_index)
 445 {
 446   return 1 << (fl_index + FIFO_SEGMENT_MIN_LOG2_FIFO_SIZE);
 447 }
 448
 449 static inline int
 450 fs_chunk_size_is_valid (fifo_segment_header_t * fsh, u32 size)
 451 {
 452   /*
 453    * 4K minimum. It's not likely that anything good will happen
 454    * with a smaller FIFO.
 455    */
 456   return size >= FIFO_SEGMENT_MIN_FIFO_SIZE &&
 457          size <= (1ULL << fsh->max_log2_fifo_size);
 458 }
 459
 460 svm_fifo_chunk_t *
 461 fs_try_alloc_multi_chunk (fifo_segment_header_t * fsh,
 462                           fifo_segment_slice_t * fss, u32 data_bytes)
 463 {
 464   u32 fl_index, fl_size, n_alloc = 0, req_bytes = data_bytes;
 465   svm_fifo_chunk_t *c, *first = 0, *next;
 466
 467   fl_index = fs_freelist_for_size (req_bytes);
 468   if (fl_index > 0)
 469     fl_index -= 1;
 470
 471   fl_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 472
 473   while (req_bytes)
 474     {
 475       c = fss_chunk_free_list_pop (fsh, fss, fl_index);
 476       if (c)
 477         {
 478           c->next = fs_chunk_sptr (fsh, first);
 479           first = c;
 480           n_alloc += fl_size;
 481           req_bytes -= clib_min (fl_size, req_bytes);
 482         }
 483       else
 484         {
 485           /* Failed to allocate with smaller chunks */
 486           if (fl_index == 0)
 487             {
 488               /* Free all chunks if any allocated */
 489               c = first;
 490               while (c)
 491                 {
 492                   fl_index = fs_freelist_for_size (c->length);
 493                   next = fs_chunk_ptr (fsh, c->next);
 494                   fss_chunk_free_list_push (fsh, fss, fl_index, c);
 495                   c = next;
 496                 }
 497               n_alloc = 0;
 498               first = 0;
 499               /* As last attempt, try allocating a chunk larger than
 500                * the requested size, if possible */
 501               fl_index = fs_freelist_for_size (data_bytes) + 1;
 502               if (!fss_chunk_fl_index_is_valid (fss, fl_index))
 503                 return 0;
 504               first = fss_chunk_free_list_pop (fsh, fss, fl_index);
 505               if (first)
 506                 {
 507                   first->next = 0;
 508                   n_alloc = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 509                   goto done;
 510                 }
 511               return 0;
 512             }
 513           fl_index -= 1;
 514           fl_size = fl_size >> 1;
 515         }
 516     }
 517
 518 done:
 519   fss_fl_chunk_bytes_sub (fss, n_alloc);
 520   fsh_cached_bytes_sub (fsh, n_alloc);
 521   return first;
 522 }
 523
 524 static int
 525 fsh_try_alloc_fifo_hdr_batch (fifo_segment_header_t * fsh,
 526                               fifo_segment_slice_t * fss, u32 batch_size)
 527 {
 528   svm_fifo_shared_t *f, *head = 0, *tail;
 529   uword size;
 530   u8 *fmem;
 531   int i;
 532
 533   ASSERT (batch_size != 0);
 534
 535   size = (uword) sizeof (*f) * batch_size;
 536
 537   fmem = fsh_alloc_aligned (fsh, size, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 538   if (fmem == 0)
 539     return -1;
 540
 541   /* Carve fifo hdr space */
 542   tail = f = (svm_fifo_shared_t *) fmem;
 543   for (i = 0; i < batch_size; i++)
 544     {
 545       clib_memset (f, 0, sizeof (*f));
 546       f->next = fs_sptr (fsh, head);
 547       head = f;
 548       fmem += sizeof (*f);
 549       f = (svm_fifo_shared_t *) fmem;
 550     }
 551
 552   fss_fifo_free_list_push_list (fsh, fss, head, tail);
 553
 554   return 0;
 555 }
 556
 557 static int
 558 fsh_try_alloc_chunk_batch (fifo_segment_header_t * fsh,
 559                            fifo_segment_slice_t * fss,
 560                            u32 fl_index, u32 batch_size)
 561 {
 562   svm_fifo_chunk_t *c, *head = 0, *tail;
 563   uword size, total_chunk_bytes;
 564   u32 rounded_data_size;
 565   u8 *cmem;
 566   int i;
 567
 568   ASSERT (batch_size != 0);
 569
 570   rounded_data_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 571   total_chunk_bytes = (uword) batch_size *rounded_data_size;
 572   size = (uword) (sizeof (*c) + rounded_data_size) * batch_size;
 573
 574   cmem = fsh_alloc_aligned (fsh, size, 8 /* chunk hdr is 24B */);
 575   if (cmem == 0)
 576     return -1;
 577
 578   /* Carve fifo + chunk space */
 579   tail = c = (svm_fifo_chunk_t *) cmem;
 580   for (i = 0; i < batch_size; i++)
 581     {
 582       c->start_byte = 0;
 583       c->length = rounded_data_size;
 584       c->next = fs_chunk_sptr (fsh, head);
 585       head = c;
 586       cmem += sizeof (*c) + rounded_data_size;
 587       c = (svm_fifo_chunk_t *) cmem;
 588     }
 589
 590   fss_chunk_free_list_push_list (fsh, fss, fl_index, head, tail);
 591   fss->num_chunks[fl_index] += batch_size;
 592   fss_fl_chunk_bytes_add (fss, total_chunk_bytes);
 593   fsh_cached_bytes_add (fsh, total_chunk_bytes);
 594
 595   return 0;
 596 }
 597
 598 static int
 599 fs_try_alloc_fifo_batch (fifo_segment_header_t * fsh,
 600                          fifo_segment_slice_t * fss,
 601                          u32 fl_index, u32 batch_size)
 602 {
 603   if (fsh_try_alloc_fifo_hdr_batch (fsh, fss, batch_size))
 604     return 0;
 605   return fsh_try_alloc_chunk_batch (fsh, fss, fl_index, batch_size);
 606 }
 607
 608 static svm_fifo_shared_t *
 609 fsh_try_alloc_fifo_hdr (fifo_segment_header_t *fsh, fifo_segment_slice_t *fss)
 610 {
 611   svm_fifo_shared_t *sf;
 612
 613   if (!fss->free_fifos)
 614     {
 615       if (fsh_try_alloc_fifo_hdr_batch (fsh, fss,
 616                                         FIFO_SEGMENT_ALLOC_BATCH_SIZE))
 617         return 0;
 618     }
 619
 620   sf = fss_fifo_free_list_pop (fsh, fss);
 621   clib_memset (sf, 0, sizeof (*sf));
 622
 623   return sf;
 624 }
 625
 626 static svm_fifo_chunk_t *
 627 fsh_try_alloc_chunk (fifo_segment_header_t * fsh,
 628                      fifo_segment_slice_t * fss, u32 data_bytes)
 629 {
 630   svm_fifo_chunk_t *c;
 631   u32 fl_index;
 632
 633   fl_index = fs_freelist_for_size (data_bytes);
 634
 635 free_list:
 636   c = fss_chunk_free_list_pop (fsh, fss, fl_index);
 637   if (c)
 638     {
 639       c->next = 0;
 640       fss_fl_chunk_bytes_sub (fss, fs_freelist_index_to_size (fl_index));
 641       fsh_cached_bytes_sub (fsh, fs_freelist_index_to_size (fl_index));
 642     }
 643   else
 644     {
 645       u32 chunk_size, batch = FIFO_SEGMENT_ALLOC_BATCH_SIZE;
 646       uword n_free;
 647
 648       chunk_size = fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 649       n_free = fsh_n_free_bytes (fsh);
 650
 651       if (chunk_size <= n_free)
 652         {
 653           batch = chunk_size * batch <= n_free ? batch : 1;
 654           if (!fsh_try_alloc_chunk_batch (fsh, fss, fl_index, batch))
 655             goto free_list;
 656         }
 657       /* Failed to allocate larger chunk, try to allocate multi-chunk
 658        * that is close to what was actually requested */
 659       if (data_bytes <= fss_fl_chunk_bytes (fss))
 660         {
 661           c = fs_try_alloc_multi_chunk (fsh, fss, data_bytes);
 662           if (c)
 663             goto done;
 664           batch = n_free / FIFO_SEGMENT_MIN_FIFO_SIZE;
 665           if (!batch || fsh_try_alloc_chunk_batch (fsh, fss, 0, batch))
 666             goto done;
 667         }
 668       if (data_bytes <= fss_fl_chunk_bytes (fss) + n_free)
 669         {
 670           u32 min_size = FIFO_SEGMENT_MIN_FIFO_SIZE;
 671
 672           batch = (data_bytes - fss_fl_chunk_bytes (fss)) / min_size;
 673           batch = clib_min (batch + 1, n_free / min_size);
 674           if (fsh_try_alloc_chunk_batch (fsh, fss, 0, batch))
 675             goto done;
 676           c = fs_try_alloc_multi_chunk (fsh, fss, data_bytes);
 677         }
 678     }
 679
 680 done:
 681
 682   return c;
 683 }
 684
 685 /**
 686  * Try to allocate new fifo
 687  *
 688  * Tries the following steps in order:
 689  * - grab fifo and chunk from freelists
 690  * - batch fifo and chunk allocation
 691  * - single fifo allocation
 692  * - grab multiple fifo chunks from freelists
 693  */
 694 static svm_fifo_shared_t *
 695 fs_try_alloc_fifo (fifo_segment_header_t *fsh, u32 slice_index, u32 data_bytes)
 696 {
 697   fifo_segment_slice_t *fss;
 698   u32 fl_index, min_size;
 699   svm_fifo_chunk_t *c;
 700   svm_fifo_shared_t *sf = 0;
 701
 702   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 703   min_size = clib_max ((fsh->pct_first_alloc * data_bytes) / 100, 4096);
 704   fl_index = fs_freelist_for_size (min_size);
 705
 706   if (!fss_chunk_fl_index_is_valid (fss, fl_index))
 707     return 0;
 708
 709   sf = fsh_try_alloc_fifo_hdr (fsh, fss);
 710   if (!sf)
 711     return 0;
 712
 713   c = fsh_try_alloc_chunk (fsh, fss, min_size);
 714   if (!c)
 715     {
 716       fss_fifo_free_list_push (fsh, fss, sf);
 717       return 0;
 718     }
 719
 720   sf->start_chunk = fs_chunk_sptr (fsh, c);
 721   while (c->next)
 722     c = fs_chunk_ptr (fsh, c->next);
 723   sf->end_chunk = fs_chunk_sptr (fsh, c);
 724   sf->size = data_bytes;
 725   sf->slice_index = slice_index;
 726
 727   return sf;
 728 }
 729
 730 svm_fifo_chunk_t *
 731 fsh_alloc_chunk (fifo_segment_header_t * fsh, u32 slice_index, u32 chunk_size)
 732 {
 733   fifo_segment_slice_t *fss;
 734   svm_fifo_chunk_t *c;
 735
 736   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 737   c = fsh_try_alloc_chunk (fsh, fss, chunk_size);
 738
 739   return c;
 740 }
 741
 742 static void
 743 fsh_slice_collect_chunks (fifo_segment_header_t * fsh,
 744                           fifo_segment_slice_t * fss, svm_fifo_chunk_t * c)
 745 {
 746   u32 n_collect = 0, fl_index;
 747   svm_fifo_chunk_t *next;
 748
 749   while (c)
 750     {
 751       CLIB_MEM_UNPOISON (c, sizeof (*c));
 752       next = fs_chunk_ptr (fsh, c->next);
 753       fl_index = fs_freelist_for_size (c->length);
 754       fss_chunk_free_list_push (fsh, fss, fl_index, c);
 755       n_collect += fs_freelist_index_to_size (fl_index);
 756       c = next;
 757     }
 758
 759   fss_fl_chunk_bytes_add (fss, n_collect);
 760   fsh_cached_bytes_add (fsh, n_collect);
 761 }
 762
 763 void
 764 fsh_collect_chunks (fifo_segment_header_t * fsh, u32 slice_index,
 765                     svm_fifo_chunk_t * c)
 766 {
 767   fifo_segment_slice_t *fss;
 768   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 769   fsh_slice_collect_chunks (fsh, fss, c);
 770 }
 771
 772 svm_fifo_t *
 773 fs_fifo_alloc (fifo_segment_t *fs, u32 slice_index)
 774 {
 775   fifo_slice_private_t *pfss = &fs->slices[slice_index];
 776   svm_fifo_t *f;
 777
 778   f = clib_mem_bulk_alloc (pfss->fifos);
 779   clib_memset (f, 0, sizeof (*f));
 780   return f;
 781 }
 782
 783 void
 784 fs_fifo_free (fifo_segment_t *fs, svm_fifo_t *f)
 785 {
 786   u32 slice_index = f->shr->slice_index;
 787   fifo_slice_private_t *pfss;
 788
 789   pfss = &fs->slices[slice_index];
 790   clib_mem_bulk_free (pfss->fifos, f);
 791 }
 792
 793 void
 794 fifo_segment_cleanup (fifo_segment_t *fs)
 795 {
 796   int slice_index;
 797   svm_msg_q_t *mq = 0;
 798
 799   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
 800     clib_mem_bulk_destroy (fs->slices[slice_index].fifos);
 801
 802   vec_foreach (fs->mqs, mq)
 803     vec_free (mq->rings);
 804
 805   vec_free (fs->mqs);
 806 }
 807
 808 /**
 809  * Allocate fifo in fifo segment
 810  */
 811 svm_fifo_t *
 812 fifo_segment_alloc_fifo_w_slice (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index,
 813                                  u32 data_bytes, fifo_segment_ftype_t ftype)
 814 {
 815   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 816   fifo_slice_private_t *pfss;
 817   fifo_segment_slice_t *fss;
 818   svm_fifo_shared_t *sf;
 819   svm_fifo_t *f = 0;
 820
 821   ASSERT (slice_index < fs->n_slices);
 822
 823   if (PREDICT_FALSE (data_bytes > 1 << fsh->max_log2_fifo_size))
 824     return 0;
 825
 826   sf = fs_try_alloc_fifo (fsh, slice_index, data_bytes);
 827   if (!sf)
 828     goto done;
 829
 830   f = fs_fifo_alloc (fs, slice_index);
 831   f->fs_hdr = fsh;
 832   f->shr = sf;
 833
 834   svm_fifo_init (f, data_bytes);
 835
 836   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
 837   pfss = fs_slice_private_get (fs, slice_index);
 838
 839   /* If rx fifo type add to active fifos list. When cleaning up segment,
 840    * we need a list of active sessions that should be disconnected. Since
 841    * both rx and tx fifos keep pointers to the session, it's enough to track
 842    * only one. */
 843   if (ftype == FIFO_SEGMENT_RX_FIFO)
 844     {
 845       pfss_fifo_add_active_list (pfss, f);
 846       f->flags |= SVM_FIFO_F_LL_TRACKED;
 847     }
 848
 849   fsh_active_fifos_update (fsh, 1);
 850   fss->virtual_mem += svm_fifo_size (f);
 851
 852 done:
 853   return (f);
 854 }
 855
 856 svm_fifo_t *
 857 fifo_segment_alloc_fifo_w_offset (fifo_segment_t *fs, uword offset)
 858 {
 859   svm_fifo_t *f = fs_fifo_alloc (fs, 0);
 860   svm_fifo_shared_t *sf;
 861
 862   sf = (svm_fifo_shared_t *) ((u8 *) fs->h + offset);
 863   f->fs_hdr = fs->h;
 864   f->shr = sf;
 865
 866   f->ooos_list_head = OOO_SEGMENT_INVALID_INDEX;
 867   f->segment_index = SVM_FIFO_INVALID_INDEX;
 868   f->refcnt = 1;
 869   return f;
 870 }
 871
 872 /**
 873  * Free fifo allocated in fifo segment
 874  */
 875 void
 876 fifo_segment_free_fifo (fifo_segment_t * fs, svm_fifo_t * f)
 877 {
 878   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
 879   fifo_slice_private_t *pfss;
 880   fifo_segment_slice_t *fss;
 881   svm_fifo_shared_t *sf;
 882
 883   ASSERT (f->refcnt > 0);
 884
 885   if (--f->refcnt > 0)
 886     return;
 887
 888   /*
 889    * Cleanup shared state
 890    */
 891
 892   sf = f->shr;
 893   fss = fsh_slice_get (fsh, sf->slice_index);
 894   pfss = fs_slice_private_get (fs, sf->slice_index);
 895
 896   /* Free fifo chunks */
 897   fsh_slice_collect_chunks (fsh, fss, fs_chunk_ptr (fsh, f->shr->start_chunk));
 898
 899   sf->start_chunk = sf->end_chunk = 0;
 900   sf->head_chunk = sf->tail_chunk = 0;
 901
 902   /* Add to free list */
 903   fss_fifo_free_list_push (fsh, fss, sf);
 904
 905   fss->virtual_mem -= svm_fifo_size (f);
 906
 907   /*
 908    *  Cleanup private state
 909    */
 910
 911   /* Remove from active list. Only rx fifos are tracked */
 912   if (f->flags & SVM_FIFO_F_LL_TRACKED)
 913     {
 914       pfss_fifo_del_active_list (pfss, f);
 915       f->flags &= ~SVM_FIFO_F_LL_TRACKED;
 916     }
 917
 918   svm_fifo_free_chunk_lookup (f);
 919   svm_fifo_free_ooo_data (f);
 920
 921   if (CLIB_DEBUG)
 922     {
 923       sf->master_session_index = ~0;
 924       f->master_thread_index = ~0;
 925     }
 926
 927   f->ooo_enq = f->ooo_deq = 0;
 928   f->prev = 0;
 929
 930   fs_fifo_free (fs, f);
 931
 932   fsh_active_fifos_update (fsh, -1);
 933 }
 934
 935 void
 936 fifo_segment_detach_fifo (fifo_segment_t *fs, svm_fifo_t **f)
 937 {
 938   fifo_slice_private_t *pfss;
 939   fifo_segment_slice_t *fss;
 940   u32 fl_index, slice_index;
 941   svm_fifo_chunk_t **c;
 942   svm_fifo_t *of = *f;
 943
 944   slice_index = of->master_thread_index;
 945   fss = fsh_slice_get (fs->h, slice_index);
 946   pfss = fs_slice_private_get (fs, slice_index);
 947   fss->virtual_mem -= svm_fifo_size (of);
 948   if (of->flags & SVM_FIFO_F_LL_TRACKED)
 949     pfss_fifo_del_active_list (pfss, of);
 950
 951   /* Update slice counts for chunks that were detached */
 952   vec_foreach (c, of->chunks_at_attach)
 953     {
 954       fl_index = fs_freelist_for_size ((*c)->length);
 955       clib_atomic_fetch_sub_rel (&fss->num_chunks[fl_index], 1);
 956     }
 957   vec_free (of->chunks_at_attach);
 958
 959   clib_mem_bulk_free (pfss->fifos, *f);
 960   *f = 0;
 961 }
 962
 963 void
 964 fifo_segment_attach_fifo (fifo_segment_t *fs, svm_fifo_t **f, u32 slice_index)
 965 {
 966   fifo_slice_private_t *pfss;
 967   fifo_segment_slice_t *fss;
 968   svm_fifo_chunk_t *c;
 969   svm_fifo_t *nf, *of;
 970   u32 fl_index;
 971
 972   nf = fs_fifo_alloc (fs, slice_index);
 973   clib_memcpy_fast (nf, *f, sizeof (*nf));
 974
 975   fss = fsh_slice_get (fs->h, slice_index);
 976   pfss = fs_slice_private_get (fs, slice_index);
 977   fss->virtual_mem += svm_fifo_size (nf);
 978   if (nf->flags & SVM_FIFO_F_LL_TRACKED)
 979     pfss_fifo_add_active_list (pfss, nf);
 980
 981   /* Update allocated chunks for fifo segment and build list
 982    * of chunks to be freed at detach */
 983   of = *f;
 984   of->chunks_at_attach = 0;
 985
 986   c = fs_chunk_ptr (fs->h, nf->shr->start_chunk);
 987   while (c)
 988     {
 989       fl_index = fs_freelist_for_size (c->length);
 990       clib_atomic_fetch_add_rel (&fss->num_chunks[fl_index], 1);
 991       vec_add1 (of->chunks_at_attach, c);
 992       c = fs_chunk_ptr (fs->h, c->next);
 993     }
 994
 995   nf->shr->slice_index = slice_index;
 996   *f = nf;
 997 }
 998
 999 uword
1000 fifo_segment_fifo_offset (svm_fifo_t *f)
1001 {
1002   return (u8 *) f->shr - (u8 *) f->fs_hdr;
1003 }
1004
1005 svm_msg_q_t *
1006 fifo_segment_msg_q_alloc (fifo_segment_t *fs, u32 mq_index,
1007                           svm_msg_q_cfg_t *cfg)
1008 {
1009   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1010   svm_msg_q_shared_t *smq;
1011   svm_msg_q_t *mq;
1012   void *base;
1013   u32 size;
1014
1015   if (!fs->mqs)
1016     {
1017       u32 n_mqs = clib_max (fs->h->n_mqs, 1);
1018       vec_validate (fs->mqs, n_mqs - 1);
1019     }
1020
1021   size = svm_msg_q_size_to_alloc (cfg);
1022   base = fsh_alloc_aligned (fsh, size, 8);
1023   fsh->n_reserved_bytes += size;
1024
1025   smq = svm_msg_q_init (base, cfg);
1026   mq = vec_elt_at_index (fs->mqs, mq_index);
1027   svm_msg_q_attach (mq, smq);
1028
1029   return mq;
1030 }
1031
1032 svm_msg_q_t *
1033 fifo_segment_msg_q_attach (fifo_segment_t *fs, uword offset, u32 mq_index)
1034 {
1035   svm_msg_q_t *mq;
1036
1037   if (!fs->mqs)
1038     {
1039       u32 n_mqs = clib_max (fs->h->n_mqs, 1);
1040       vec_validate (fs->mqs, n_mqs - 1);
1041     }
1042
1043   mq = vec_elt_at_index (fs->mqs, mq_index);
1044
1045   if (!mq->q.shr)
1046     {
1047       svm_msg_q_shared_t *smq;
1048       smq = (svm_msg_q_shared_t *) ((u8 *) fs->h + offset);
1049       svm_msg_q_attach (mq, smq);
1050     }
1051
1052   ASSERT (fifo_segment_msg_q_offset (fs, mq_index) == offset);
1053
1054   return mq;
1055 }
1056
1057 uword
1058 fifo_segment_msg_q_offset (fifo_segment_t *fs, u32 mq_index)
1059 {
1060   svm_msg_q_t *mq = vec_elt_at_index (fs->mqs, mq_index);
1061
1062   if (mq->q.shr == 0)
1063     return ~0ULL;
1064
1065   return (uword) ((u8 *) mq->q.shr - (u8 *) fs->h) -
1066          sizeof (svm_msg_q_shared_t);
1067 }
1068
1069 int
1070 fifo_segment_prealloc_fifo_hdrs (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index,
1071                                  u32 batch_size)
1072 {
1073   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1074   fifo_segment_slice_t *fss;
1075
1076   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
1077   return fsh_try_alloc_fifo_hdr_batch (fsh, fss, batch_size);
1078 }
1079
1080 int
1081 fifo_segment_prealloc_fifo_chunks (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index,
1082                                    u32 chunk_size, u32 batch_size)
1083 {
1084   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1085   fifo_segment_slice_t *fss;
1086   u32 fl_index;
1087
1088   if (!fs_chunk_size_is_valid (fsh, chunk_size))
1089     {
1090       clib_warning ("chunk size out of range %d", chunk_size);
1091       return -1;
1092     }
1093
1094   fl_index = fs_freelist_for_size (chunk_size);
1095   fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
1096
1097   return fsh_try_alloc_chunk_batch (fsh, fss, fl_index, batch_size);
1098 }
1099
1100 /**
1101  * Pre-allocates fifo pairs in fifo segment
1102  */
1103 void
1104 fifo_segment_preallocate_fifo_pairs (fifo_segment_t * fs,
1105                                      u32 rx_fifo_size, u32 tx_fifo_size,
1106                                      u32 * n_fifo_pairs)
1107 {
1108   u32 rx_rounded_data_size, tx_rounded_data_size, pair_size, pairs_to_alloc;
1109   u32 hdrs, pairs_per_slice, alloc_now;
1110   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1111   int rx_fl_index, tx_fl_index, i;
1112   fifo_segment_slice_t *fss;
1113   uword space_available;
1114
1115   /* Parameter check */
1116   if (rx_fifo_size == 0 || tx_fifo_size == 0 || *n_fifo_pairs == 0)
1117     return;
1118
1119   if (!fs_chunk_size_is_valid (fsh, rx_fifo_size))
1120     {
1121       clib_warning ("rx fifo_size out of range %d", rx_fifo_size);
1122       return;
1123     }
1124
1125   if (!fs_chunk_size_is_valid (fsh, tx_fifo_size))
1126     {
1127       clib_warning ("tx fifo_size out of range %d", tx_fifo_size);
1128       return;
1129     }
1130
1131   rx_rounded_data_size = (1 << (max_log2 (rx_fifo_size)));
1132   rx_fl_index = fs_freelist_for_size (rx_fifo_size);
1133   tx_rounded_data_size = (1 << (max_log2 (tx_fifo_size)));
1134   tx_fl_index = fs_freelist_for_size (tx_fifo_size);
1135
1136   hdrs = sizeof (svm_fifo_t) + sizeof (svm_fifo_chunk_t);
1137
1138   /* Calculate space requirements */
1139   pair_size = 2 * hdrs + rx_rounded_data_size + tx_rounded_data_size;
1140   space_available = fsh_n_free_bytes (fsh);
1141   pairs_to_alloc = space_available / pair_size;
1142   pairs_to_alloc = clib_min (pairs_to_alloc, *n_fifo_pairs);
1143   pairs_per_slice = pairs_to_alloc / fs->n_slices;
1144   pairs_per_slice += pairs_to_alloc % fs->n_slices ? 1 : 0;
1145
1146   if (!pairs_per_slice)
1147     return;
1148
1149   for (i = 0; i < fs->n_slices; i++)
1150     {
1151       alloc_now = clib_min (pairs_per_slice, *n_fifo_pairs);
1152       if (0 == alloc_now)
1153         break;
1154
1155       fss = fsh_slice_get (fsh, i);
1156       if (fs_try_alloc_fifo_batch (fsh, fss, rx_fl_index, alloc_now))
1157         clib_warning ("rx prealloc failed: pairs %u", alloc_now);
1158       if (fs_try_alloc_fifo_batch (fsh, fss, tx_fl_index, alloc_now))
1159         clib_warning ("tx prealloc failed: pairs %u", alloc_now);
1160
1161       /* Account for the pairs allocated */
1162       *n_fifo_pairs -= alloc_now;
1163     }
1164 }
1165
1166 /**
1167  * Get number of active fifos
1168  */
1169 u32
1170 fifo_segment_num_fifos (fifo_segment_t * fs)
1171 {
1172   return fsh_n_active_fifos (fs->h);
1173 }
1174
1175 static u32
1176 fs_slice_num_free_fifos (fifo_segment_header_t *fsh, fifo_segment_slice_t *fss)
1177 {
1178   svm_fifo_shared_t *f;
1179   u32 count = 0;
1180
1181   f = fs_ptr (fsh, fss->free_fifos);
1182   if (f == 0)
1183     return 0;
1184
1185   while (f)
1186     {
1187       f = fs_ptr (fsh, f->next);
1188       count++;
1189     }
1190   return count;
1191 }
1192
1193 u32
1194 fifo_segment_num_free_fifos (fifo_segment_t * fs)
1195 {
1196   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1197   fifo_segment_slice_t *fss;
1198   int slice_index;
1199   u32 count = 0;
1200
1201   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
1202     {
1203       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
1204       count += fs_slice_num_free_fifos (fsh, fss);
1205     }
1206   return count;
1207 }
1208
1209 static u32
1210 fs_slice_num_free_chunks (fifo_segment_header_t *fsh,
1211                           fifo_segment_slice_t *fss, u32 size)
1212 {
1213   u32 count = 0, rounded_size, fl_index;
1214   svm_fifo_chunk_t *c;
1215   int i;
1216
1217   /* Count all free chunks? */
1218   if (size == ~0)
1219     {
1220       for (i = 0; i < FS_CHUNK_VEC_LEN; i++)
1221         {
1222           c = fs_chunk_ptr (fsh, fss->free_chunks[i]);
1223           if (c == 0)
1224             continue;
1225
1226           while (c)
1227             {
1228               c = fs_chunk_ptr (fsh, c->next);
1229               count++;
1230             }
1231         }
1232       return count;
1233     }
1234
1235   rounded_size = (1 << (max_log2 (size)));
1236   fl_index = fs_freelist_for_size (rounded_size);
1237
1238   if (fl_index >= FS_CHUNK_VEC_LEN)
1239     return 0;
1240
1241   c = fs_chunk_ptr (fsh, fss->free_chunks[fl_index]);
1242   if (c == 0)
1243     return 0;
1244
1245   while (c)
1246     {
1247       c = fs_chunk_ptr (fsh, c->next);
1248       count++;
1249     }
1250   return count;
1251 }
1252
1253 u32
1254 fifo_segment_num_free_chunks (fifo_segment_t * fs, u32 size)
1255 {
1256   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1257   fifo_segment_slice_t *fss;
1258   int slice_index;
1259   u32 count = 0;
1260
1261   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
1262     {
1263       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
1264       count += fs_slice_num_free_chunks (fsh, fss, size);
1265     }
1266   return count;
1267 }
1268
1269 uword
1270 fifo_segment_size (fifo_segment_t * fs)
1271 {
1272   return fs->h->max_byte_index - fs->h->n_reserved_bytes;
1273 }
1274
1275 u8
1276 fsh_has_reached_mem_limit (fifo_segment_header_t * fsh)
1277 {
1278   return (fsh->flags & FIFO_SEGMENT_F_MEM_LIMIT) ? 1 : 0;
1279 }
1280
1281 void
1282 fsh_reset_mem_limit (fifo_segment_header_t * fsh)
1283 {
1284   fsh->flags &= ~FIFO_SEGMENT_F_MEM_LIMIT;
1285 }
1286
1287 void *
1288 fifo_segment_alloc (fifo_segment_t *fs, uword size)
1289 {
1290   void *rv = fsh_alloc (fs->h, size);
1291   /* Mark externally allocated bytes as reserved. This helps
1292    * @ref fifo_segment_size report bytes used only for fifos */
1293   fs->h->n_reserved_bytes += size;
1294   return rv;
1295 }
1296
1297 uword
1298 fifo_segment_free_bytes (fifo_segment_t * fs)
1299 {
1300   return fsh_n_free_bytes (fs->h);
1301 }
1302
1303 uword
1304 fifo_segment_cached_bytes (fifo_segment_t * fs)
1305 {
1306   return fsh_n_cached_bytes (fs->h);
1307 }
1308
1309 uword
1310 fifo_segment_available_bytes (fifo_segment_t * fs)
1311 {
1312   return fsh_n_free_bytes (fs->h) + fsh_n_cached_bytes (fs->h);
1313 }
1314
1315 uword
1316 fifo_segment_fl_chunk_bytes (fifo_segment_t * fs)
1317 {
1318   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1319   fifo_segment_slice_t *fss;
1320   uword n_bytes = 0;
1321   int slice_index;
1322
1323   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
1324     {
1325       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
1326       n_bytes += fss_fl_chunk_bytes (fss);
1327     }
1328
1329   return n_bytes;
1330 }
1331
1332 u8
1333 fifo_segment_has_fifos (fifo_segment_t * fs)
1334 {
1335   return (fsh_n_active_fifos (fs->h) != 0);
1336 }
1337
1338 svm_fifo_t *
1339 fifo_segment_get_slice_fifo_list (fifo_segment_t * fs, u32 slice_index)
1340 {
1341   fifo_slice_private_t *pfss;
1342
1343   pfss = fs_slice_private_get (fs, slice_index);
1344   return pfss->active_fifos;
1345 }
1346
1347 u8
1348 fifo_segment_get_mem_usage (fifo_segment_t * fs)
1349 {
1350   uword size, in_use;
1351
1352   size = fifo_segment_size (fs);
1353   in_use =
1354     size - fifo_segment_free_bytes (fs) - fifo_segment_cached_bytes (fs);
1355   return (in_use * 100) / size;
1356 }
1357
1358 fifo_segment_mem_status_t
1359 fifo_segment_determine_status (fifo_segment_header_t * fsh, u8 usage)
1360 {
1361   if (!fsh->high_watermark || !fsh->low_watermark)
1362     return MEMORY_PRESSURE_NO_PRESSURE;
1363
1364   /* once the no-memory is detected, the status continues
1365    * until memory usage gets below the high watermark
1366    */
1367   if (fsh_has_reached_mem_limit (fsh))
1368     {
1369       if (usage >= fsh->high_watermark)
1370         return MEMORY_PRESSURE_NO_MEMORY;
1371       else
1372         fsh_reset_mem_limit (fsh);
1373     }
1374
1375   if (usage >= fsh->high_watermark)
1376     return MEMORY_PRESSURE_HIGH_PRESSURE;
1377
1378   else if (usage >= fsh->low_watermark)
1379     return MEMORY_PRESSURE_LOW_PRESSURE;
1380
1381   return MEMORY_PRESSURE_NO_PRESSURE;
1382 }
1383
1384 fifo_segment_mem_status_t
1385 fifo_segment_get_mem_status (fifo_segment_t * fs)
1386 {
1387   fifo_segment_header_t *fsh = fs->h;
1388   u8 usage = fifo_segment_get_mem_usage (fs);
1389
1390   return fifo_segment_determine_status (fsh, usage);
1391 }
1392
1393 u8 *
1394 format_fifo_segment_type (u8 * s, va_list * args)
1395 {
1396   fifo_segment_t *sp;
1397   sp = va_arg (*args, fifo_segment_t *);
1398   ssvm_segment_type_t st = ssvm_type (&sp->ssvm);
1399
1400   if (st == SSVM_SEGMENT_PRIVATE)
1401     s = format (s, "%s", "private");
1402   else if (st == SSVM_SEGMENT_MEMFD)
1403     s = format (s, "%s", "memfd");
1404   else if (st == SSVM_SEGMENT_SHM)
1405     s = format (s, "%s", "shm");
1406   else
1407     s = format (s, "%s", "unknown");
1408   return s;
1409 }
1410
1411 /**
1412  * Segment format function
1413  */
1414 u8 *
1415 format_fifo_segment (u8 * s, va_list * args)
1416 {
1417   u32 count, indent, active_fifos, free_fifos;
1418   fifo_segment_t *fs = va_arg (*args, fifo_segment_t *);
1419   int verbose __attribute__ ((unused)) = va_arg (*args, int);
1420   uword est_chunk_bytes, est_free_seg_bytes, free_chunks;
1421   uword chunk_bytes = 0, free_seg_bytes, chunk_size;
1422   uword tracked_cached_bytes;
1423   uword fifo_hdr = 0, reserved;
1424   fifo_segment_header_t *fsh;
1425   fifo_segment_slice_t *fss;
1426   svm_fifo_chunk_t *c;
1427   u32 slice_index;
1428   char *address;
1429   size_t size;
1430   int i;
1431   uword allocated, in_use, virt;
1432   f64 usage;
1433   fifo_segment_mem_status_t mem_st;
1434
1435   indent = format_get_indent (s) + 2;
1436
1437   if (fs == 0)
1438     {
1439       s = format (s, "%-20s%10s%15s%15s%15s%15s", "Name", "Type",
1440                   "HeapSize (M)", "ActiveFifos", "FreeFifos", "Address");
1441       return s;
1442     }
1443
1444   fifo_segment_info (fs, &address, &size);
1445   active_fifos = fifo_segment_num_fifos (fs);
1446   free_fifos = fifo_segment_num_free_fifos (fs);
1447
1448   s = format (s, "%-20v%10U%15llu%15u%15u%15llx", ssvm_name (&fs->ssvm),
1449               format_fifo_segment_type, fs, size >> 20ULL, active_fifos,
1450               free_fifos, address);
1451
1452   if (!verbose)
1453     return s;
1454
1455   fsh = fs->h;
1456
1457   free_chunks = fifo_segment_num_free_chunks (fs, ~0);
1458   if (free_chunks)
1459     s =
1460       format (s, "\n\n%UFree/Allocated chunks by size:\n", format_white_space,
1461               indent + 2);
1462   else
1463     s = format (s, "\n");
1464
1465   for (slice_index = 0; slice_index < fs->n_slices; slice_index++)
1466     {
1467       fss = fsh_slice_get (fsh, slice_index);
1468       for (i = 0; i < FS_CHUNK_VEC_LEN; i++)
1469         {
1470           c = fs_chunk_ptr (fsh, fss->free_chunks[i]);
1471           if (c == 0 && fss->num_chunks[i] == 0)
1472             continue;
1473           count = 0;
1474           while (c)
1475             {
1476               c = fs_chunk_ptr (fsh, c->next);
1477               count++;
1478             }
1479
1480           chunk_size = fs_freelist_index_to_size (i);
1481           s = format (s, "%U%-5u kB: %u/%u\n", format_white_space, indent + 2,
1482                       chunk_size >> 10, count, fss->num_chunks[i]);
1483
1484           chunk_bytes += count * chunk_size;
1485         }
1486     }
1487
1488   fifo_hdr = free_fifos * sizeof (svm_fifo_t);
1489   est_chunk_bytes = fifo_segment_fl_chunk_bytes (fs);
1490   est_free_seg_bytes = fifo_segment_free_bytes (fs);
1491   free_seg_bytes = fifo_segment_free_bytes (fs);
1492   tracked_cached_bytes = fifo_segment_cached_bytes (fs);
1493   allocated = fifo_segment_size (fs);
1494   in_use = fifo_segment_size (fs) - est_free_seg_bytes - tracked_cached_bytes;
1495   usage = (100.0 * in_use) / allocated;
1496   mem_st = fifo_segment_get_mem_status (fs);
1497   virt = fsh_virtual_mem (fsh);
1498   reserved = fsh->n_reserved_bytes;
1499
1500   s = format (s, "\n%Useg free bytes: %U (%lu) estimated: %U (%lu) reserved:"
1501               " %U (%lu)\n", format_white_space, indent + 2,
1502               format_memory_size, free_seg_bytes, free_seg_bytes,
1503               format_memory_size, est_free_seg_bytes, est_free_seg_bytes,
1504               format_memory_size, reserved, reserved);
1505   s = format (s, "%Uchunk free bytes: %U (%lu) estimated: %U (%lu) tracked:"
1506               " %U (%lu)\n", format_white_space, indent + 2,
1507               format_memory_size, chunk_bytes, chunk_bytes,
1508               format_memory_size, est_chunk_bytes, est_chunk_bytes,
1509               format_memory_size, tracked_cached_bytes, tracked_cached_bytes);
1510   s = format (s, "%Ufifo active: %u hdr free bytes: %U (%u) \n",
1511               format_white_space, indent + 2, fsh->n_active_fifos,
1512               format_memory_size, fifo_hdr, fifo_hdr);
1513   s = format (s, "%Usegment usage: %.2f%% (%U / %U) virt: %U status: %s\n",
1514               format_white_space, indent + 2, usage, format_memory_size,
1515               in_use, format_memory_size, allocated, format_memory_size, virt,
1516               fifo_segment_mem_status_strings[mem_st]);
1517   s = format (s, "\n");
1518
1519   return s;
1520 }
1521
1522 /*
1523  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1524  *
1525  * Local Variables:
1526  * eval: (c-set-style "gnu")
1527  * End:
1528  */