crypto crypto-openssl: support hashing operations
[vpp.git] / src / vppinfra / bihash_template.c
index 7269959..0c6aa2a 100644 (file)
 #define MAP_HUGE_SHIFT 26
 #endif
 
+#ifndef BIIHASH_MIN_ALLOC_LOG2_PAGES
+#define BIIHASH_MIN_ALLOC_LOG2_PAGES 10
+#endif
+
 static inline void *BV (alloc_aligned) (BVT (clib_bihash) * h, uword nbytes)
 {
   uword rv;
 
   /* Round to an even number of cache lines */
-  nbytes += CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1;
-  nbytes &= ~(CLIB_CACHE_LINE_BYTES - 1);
+  nbytes = round_pow2 (nbytes, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
+
+  if (BIHASH_USE_HEAP)
+    {
+      void *rv, *oldheap;
+      uword page_sz = sizeof (BVT (clib_bihash_value));
+      uword chunk_sz = round_pow2 (page_sz << BIIHASH_MIN_ALLOC_LOG2_PAGES,
+                                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
+
+      BVT (clib_bihash_alloc_chunk) * chunk = h->chunks;
+
+      /* if there is enough space in the currenrt chunk */
+      if (chunk && chunk->bytes_left >= nbytes)
+       {
+         rv = chunk->next_alloc;
+         chunk->bytes_left -= nbytes;
+         chunk->next_alloc += nbytes;
+         return rv;
+       }
+
+      /* requested allocation is bigger than chunk size */
+      if (nbytes >= chunk_sz)
+       {
+         oldheap = clib_mem_set_heap (h->heap);
+         chunk = clib_mem_alloc_aligned (nbytes + sizeof (*chunk),
+                                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
+         clib_mem_set_heap (oldheap);
+         clib_memset_u8 (chunk, 0, sizeof (*chunk));
+         chunk->size = nbytes;
+         rv = (u8 *) (chunk + 1);
+         if (h->chunks)
+           {
+             /* take 2nd place in the list */
+             chunk->next = h->chunks->next;
+             chunk->prev = h->chunks;
+             h->chunks->next = chunk;
+             if (chunk->next)
+               chunk->next->prev = chunk;
+           }
+         else
+           h->chunks = chunk;
+
+         return rv;
+       }
+
+      oldheap = clib_mem_set_heap (h->heap);
+      chunk = clib_mem_alloc_aligned (chunk_sz + sizeof (*chunk),
+                                     CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
+      clib_mem_set_heap (oldheap);
+      chunk->size = chunk_sz;
+      chunk->bytes_left = chunk_sz;
+      chunk->next_alloc = (u8 *) (chunk + 1);
+      chunk->next = h->chunks;
+      chunk->prev = 0;
+      if (chunk->next)
+       chunk->next->prev = chunk;
+      h->chunks = chunk;
+      rv = chunk->next_alloc;
+      chunk->bytes_left -= nbytes;
+      chunk->next_alloc += nbytes;
+      return rv;
+    }
 
   rv = alloc_arena_next (h);
   alloc_arena_next (h) += nbytes;
@@ -38,7 +102,7 @@ static inline void *BV (alloc_aligned) (BVT (clib_bihash) * h, uword nbytes)
       void *base, *rv;
       uword alloc = alloc_arena_next (h) - alloc_arena_mapped (h);
       int mmap_flags = MAP_FIXED | MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
-      int mmap_flags_huge = (mmap_flags | MAP_HUGETLB |
+      int mmap_flags_huge = (mmap_flags | MAP_HUGETLB | MAP_LOCKED |
                             BIHASH_LOG2_HUGEPAGE_SIZE << MAP_HUGE_SHIFT);
 
       /* new allocation is 25% of existing one */
@@ -53,7 +117,7 @@ static inline void *BV (alloc_aligned) (BVT (clib_bihash) * h, uword nbytes)
       rv = mmap (base, alloc, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags_huge, -1, 0);
 
       /* fallback - maybe we are still able to allocate normal pages */
-      if (rv == MAP_FAILED)
+      if (rv == MAP_FAILED || mlock (base, alloc) != 0)
        rv = mmap (base, alloc, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags, -1, 0);
 
       if (rv == MAP_FAILED)
@@ -69,13 +133,22 @@ static void BV (clib_bihash_instantiate) (BVT (clib_bihash) * h)
 {
   uword bucket_size;
 
-  alloc_arena (h) = clib_mem_vm_reserve (0, h->memory_size,
-                                        BIHASH_LOG2_HUGEPAGE_SIZE);
-  if (alloc_arena (h) == ~0)
-    os_out_of_memory ();
-  alloc_arena_next (h) = 0;
-  alloc_arena_size (h) = h->memory_size;
-  alloc_arena_mapped (h) = 0;
+  if (BIHASH_USE_HEAP)
+    {
+      h->heap = clib_mem_get_heap ();
+      h->chunks = 0;
+      alloc_arena (h) = (uword) clib_mem_get_heap_base (h->heap);
+    }
+  else
+    {
+      alloc_arena (h) = clib_mem_vm_reserve (0, h->memory_size,
+                                            BIHASH_LOG2_HUGEPAGE_SIZE);
+      if (alloc_arena (h) == ~0)
+       os_out_of_memory ();
+      alloc_arena_next (h) = 0;
+      alloc_arena_size (h) = h->memory_size;
+      alloc_arena_mapped (h) = 0;
+    }
 
   bucket_size = h->nbuckets * sizeof (h->buckets[0]);
 
@@ -84,6 +157,7 @@ static void BV (clib_bihash_instantiate) (BVT (clib_bihash) * h)
       h->nbuckets * BIHASH_KVP_PER_PAGE * sizeof (BVT (clib_bihash_kv));
 
   h->buckets = BV (alloc_aligned) (h, bucket_size);
+  clib_memset_u8 (h->buckets, 0, bucket_size);
 
   if (BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL)
     {
@@ -97,8 +171,8 @@ static void BV (clib_bihash_instantiate) (BVT (clib_bihash) * h)
          b->offset = BV (clib_bihash_get_offset) (h, (void *) (b + 1));
          b->refcnt = 1;
          /* Mark all elements free */
-         clib_memset ((b + 1), 0xff,
-                      BIHASH_KVP_PER_PAGE * sizeof (BVT (clib_bihash_kv)));
+         clib_memset_u8 ((b + 1), 0xff, BIHASH_KVP_PER_PAGE *
+                         sizeof (BVT (clib_bihash_kv)));
 
          /* Compute next bucket start address */
          b = (void *) (((uword) b) + sizeof (*b) +
@@ -121,9 +195,10 @@ void BV (clib_bihash_init2) (BVT (clib_bihash_init2_args) * a)
   h->name = (u8 *) a->name;
   h->nbuckets = a->nbuckets;
   h->log2_nbuckets = max_log2 (a->nbuckets);
-  h->memory_size = a->memory_size;
+  h->memory_size = BIHASH_USE_HEAP ? 0 : a->memory_size;
   h->instantiated = 0;
-  h->fmt_fn = a->fmt_fn;
+  h->fmt_fn = BV (format_bihash);
+  h->kvp_fmt_fn = a->kvp_fmt_fn;
 
   alloc_arena (h) = 0;
 
@@ -133,7 +208,8 @@ void BV (clib_bihash_init2) (BVT (clib_bihash_init2_args) * a)
    * If someone starts complaining that's not enough, we can shift
    * the offset by CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES...
    */
-  ASSERT (h->memory_size < (1ULL << BIHASH_BUCKET_OFFSET_BITS));
+  if (BIHASH_USE_HEAP)
+    ASSERT (h->memory_size < (1ULL << BIHASH_BUCKET_OFFSET_BITS));
 
   /* Add this hash table to the list */
   if (a->dont_add_to_all_bihash_list == 0)
@@ -184,7 +260,7 @@ void BV (clib_bihash_init)
 #define MFD_ALLOW_SEALING 0x0002U
 #endif
 
-void BV (clib_bihash_master_init_svm)
+void BV (clib_bihash_initiator_init_svm)
   (BVT (clib_bihash) * h, char *name, u32 nbuckets, u64 memory_size)
 {
   uword bucket_size;
@@ -192,9 +268,11 @@ void BV (clib_bihash_master_init_svm)
   vec_header_t *freelist_vh;
   int fd;
 
+  ASSERT (BIHASH_USE_HEAP == 0);
+
   ASSERT (memory_size < (1ULL << 32));
   /* Set up for memfd sharing */
-  if ((fd = memfd_create (name, MFD_ALLOW_SEALING)) == -1)
+  if ((fd = clib_mem_vm_create_fd (CLIB_MEM_PAGE_SZ_DEFAULT, name) == -1)
     {
       clib_unix_warning ("memfd_create");
       return;
@@ -233,6 +311,7 @@ void BV (clib_bihash_master_init_svm)
 
   bucket_size = nbuckets * sizeof (h->buckets[0]);
   h->buckets = BV (alloc_aligned) (h, bucket_size);
+  clib_memset_u8 (h->buckets, 0, bucket_size);
   h->sh->buckets_as_u64 = (u64) BV (clib_bihash_get_offset) (h, h->buckets);
 
   h->alloc_lock = BV (alloc_aligned) (h, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
@@ -249,17 +328,20 @@ void BV (clib_bihash_master_init_svm)
     (u64) BV (clib_bihash_get_offset) (h, freelist_vh->vector_data);
   h->freelists = (void *) (freelist_vh->vector_data);
 
-  h->fmt_fn = NULL;
+  h->fmt_fn = BV (format_bihash);
+  h->kvp_fmt_fn = NULL;
   h->instantiated = 1;
 }
 
-void BV (clib_bihash_slave_init_svm)
+void BV (clib_bihash_responder_init_svm)
   (BVT (clib_bihash) * h, char *name, int fd)
 {
   u8 *mmap_addr;
   u64 memory_size;
   BVT (clib_bihash_shared_header) * sh;
 
+  ASSERT (BIHASH_USE_HEAP == 0);
+
   /* Trial mapping, to learn the segment size */
   mmap_addr = mmap (0, 4096, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0 /* offset */ );
   if (mmap_addr == MAP_FAILED)
@@ -297,14 +379,20 @@ void BV (clib_bihash_slave_init_svm)
 
   h->alloc_lock = BV (clib_bihash_get_value) (h, h->sh->alloc_lock_as_u64);
   h->freelists = BV (clib_bihash_get_value) (h, h->sh->freelists_as_u64);
-  h->fmt_fn = NULL;
+  h->fmt_fn = BV (format_bihash);
+  h->kvp_fmt_fn = NULL;
 }
 #endif /* BIHASH_32_64_SVM */
 
 void BV (clib_bihash_set_kvp_format_fn) (BVT (clib_bihash) * h,
-                                        format_function_t * fmt_fn)
+                                        format_function_t * kvp_fmt_fn)
 {
-  h->fmt_fn = fmt_fn;
+  h->kvp_fmt_fn = kvp_fmt_fn;
+}
+
+int BV (clib_bihash_is_initialised) (const BVT (clib_bihash) * h)
+{
+  return (h->instantiated != 0);
 }
 
 void BV (clib_bihash_free) (BVT (clib_bihash) * h)
@@ -315,6 +403,22 @@ void BV (clib_bihash_free) (BVT (clib_bihash) * h)
     goto never_initialized;
 
   h->instantiated = 0;
+
+  if (BIHASH_USE_HEAP)
+    {
+      BVT (clib_bihash_alloc_chunk) * next, *chunk;
+      void *oldheap = clib_mem_set_heap (h->heap);
+
+      chunk = h->chunks;
+      while (chunk)
+       {
+         next = chunk->next;
+         clib_mem_free (chunk);
+         chunk = next;
+       }
+      clib_mem_set_heap (oldheap);
+    }
+
   vec_free (h->working_copies);
   vec_free (h->working_copy_lengths);
 #if BIHASH_32_64_SVM == 0
@@ -323,9 +427,11 @@ void BV (clib_bihash_free) (BVT (clib_bihash) * h)
   if (h->memfd > 0)
     (void) close (h->memfd);
 #endif
-  clib_mem_vm_free ((void *) (uword) (alloc_arena (h)), alloc_arena_size (h));
+  if (BIHASH_USE_HEAP == 0)
+    clib_mem_vm_free ((void *) (uword) (alloc_arena (h)),
+                     alloc_arena_size (h));
 never_initialized:
-  clib_memset (h, 0, sizeof (*h));
+  clib_memset_u8 (h, 0, sizeof (*h));
   for (i = 0; i < vec_len (clib_all_bihashes); i++)
     {
       if ((void *) h == clib_all_bihashes[i])
@@ -366,7 +472,7 @@ initialize:
    * if we replace (1<<log2_pages) with vec_len(rv).
    * No clue.
    */
-  clib_memset (rv, 0xff, sizeof (*rv) * (1 << log2_pages));
+  clib_memset_u8 (rv, 0xff, sizeof (*rv) * (1 << log2_pages));
   return rv;
 }
 
@@ -378,8 +484,30 @@ BV (value_free) (BVT (clib_bihash) * h, BVT (clib_bihash_value) * v,
 
   ASSERT (vec_len (h->freelists) > log2_pages);
 
+  if (BIHASH_USE_HEAP && log2_pages >= BIIHASH_MIN_ALLOC_LOG2_PAGES)
+    {
+      /* allocations bigger or equal to chunk size always contain single
+       * alloc and they can be given back to heap */
+      void *oldheap;
+      BVT (clib_bihash_alloc_chunk) * c;
+      c = (BVT (clib_bihash_alloc_chunk) *) v - 1;
+
+      if (c->prev)
+       c->prev->next = c->next;
+      else
+       h->chunks = c->next;
+
+      if (c->next)
+       c->next->prev = c->prev;
+
+      oldheap = clib_mem_set_heap (h->heap);
+      clib_mem_free (c);
+      clib_mem_set_heap (oldheap);
+      return;
+    }
+
   if (CLIB_DEBUG > 0)
-    clib_memset (v, 0xFE, sizeof (*v) * (1 << log2_pages));
+    clib_memset_u8 (v, 0xFE, sizeof (*v) * (1 << log2_pages));
 
   v->next_free_as_u64 = (u64) h->freelists[log2_pages];
   h->freelists[log2_pages] = (u64) BV (clib_bihash_get_offset) (h, v);
@@ -463,8 +591,7 @@ BV (split_and_rehash)
 
       /* rehash the item onto its new home-page */
       new_hash = BV (clib_bihash_hash) (&(old_values->kvp[i]));
-      new_hash >>= h->log2_nbuckets;
-      new_hash &= (1 << new_log2_pages) - 1;
+      new_hash = extract_bits (new_hash, h->log2_nbuckets, new_log2_pages);
       new_v = &new_values[new_hash];
 
       /* Across the new home-page */
@@ -547,6 +674,14 @@ static_always_inline int BV (clib_bihash_add_del_inline_with_hash)
   int mark_bucket_linear;
   int resplit_once;
 
+  /* *INDENT-OFF* */
+  static const BVT (clib_bihash_bucket) mask = {
+    .linear_search = 1,
+    .log2_pages = -1
+  };
+  /* *INDENT-ON* */
+
+#if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
   /*
    * Create the table (is_add=1,2), or flunk the request now (is_add=0)
    * Use the alloc_lock to protect the instantiate operation.
@@ -561,11 +696,13 @@ static_always_inline int BV (clib_bihash_add_del_inline_with_hash)
        BV (clib_bihash_instantiate) (h);
       BV (clib_bihash_alloc_unlock) (h);
     }
+#else
+  /* Debug image: make sure the table has been instantiated */
+  ASSERT (h->instantiated != 0);
+#endif
 
   b = BV (clib_bihash_get_bucket) (h, hash);
 
-  hash >>= h->log2_nbuckets;
-
   BV (clib_bihash_lock_bucket) (b);
 
   /* First elt in the bucket? */
@@ -597,10 +734,13 @@ static_always_inline int BV (clib_bihash_add_del_inline_with_hash)
   limit = BIHASH_KVP_PER_PAGE;
   v = BV (clib_bihash_get_value) (h, b->offset);
 
-  if (b->linear_search)
-    limit <<= b->log2_pages;
-  else
-    v += hash & ((1 << b->log2_pages) - 1);
+  if (PREDICT_FALSE (b->as_u64 & mask.as_u64))
+    {
+      if (PREDICT_FALSE (b->linear_search))
+       limit <<= b->log2_pages;
+      else
+       v += extract_bits (hash, h->log2_nbuckets, b->log2_pages);
+    }
 
   if (is_add)
     {
@@ -782,9 +922,8 @@ static_always_inline int BV (clib_bihash_add_del_inline_with_hash)
   limit = BIHASH_KVP_PER_PAGE;
   if (mark_bucket_linear)
     limit <<= new_log2_pages;
-  new_hash >>= h->log2_nbuckets;
-  new_hash &= (1 << new_log2_pages) - 1;
-  new_v += mark_bucket_linear ? 0 : new_hash;
+  else
+    new_v += extract_bits (new_hash, h->log2_nbuckets, new_log2_pages);
 
   for (i = 0; i < limit; i++)
     {
@@ -864,49 +1003,7 @@ int BV (clib_bihash_search)
   (BVT (clib_bihash) * h,
    BVT (clib_bihash_kv) * search_key, BVT (clib_bihash_kv) * valuep)
 {
-  u64 hash;
-  BVT (clib_bihash_value) * v;
-  BVT (clib_bihash_bucket) * b;
-  int i, limit;
-
-  ASSERT (valuep);
-
-#if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
-  if (PREDICT_FALSE (alloc_arena (h) == 0))
-    return -1;
-#endif
-
-  hash = BV (clib_bihash_hash) (search_key);
-
-  b = BV (clib_bihash_get_bucket) (h, hash);
-
-  if (BV (clib_bihash_bucket_is_empty) (b))
-    return -1;
-
-  if (PREDICT_FALSE (b->lock))
-    {
-      volatile BVT (clib_bihash_bucket) * bv = b;
-      while (bv->lock)
-       CLIB_PAUSE ();
-    }
-
-  hash >>= h->log2_nbuckets;
-
-  v = BV (clib_bihash_get_value) (h, b->offset);
-  limit = BIHASH_KVP_PER_PAGE;
-  v += (b->linear_search == 0) ? hash & ((1 << b->log2_pages) - 1) : 0;
-  if (PREDICT_FALSE (b->linear_search))
-    limit <<= b->log2_pages;
-
-  for (i = 0; i < limit; i++)
-    {
-      if (BV (clib_bihash_key_compare) (v->kvp[i].key, search_key->key))
-       {
-         *valuep = v->kvp[i];
-         return 0;
-       }
-    }
-  return -1;
+  return BV (clib_bihash_search_inline_2) (h, search_key, valuep);
 }
 
 u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
@@ -919,13 +1016,12 @@ u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
   u64 active_elements = 0;
   u64 active_buckets = 0;
   u64 linear_buckets = 0;
-  u64 used_bytes;
 
-  s = format (s, "Hash table %s\n", h->name ? h->name : (u8 *) "(unnamed)");
+  s = format (s, "Hash table '%s'\n", h->name ? h->name : (u8 *) "(unnamed)");
 
 #if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
-  if (PREDICT_FALSE (alloc_arena (h) == 0))
-    return format (s, "[empty, uninitialized]");
+  if (PREDICT_FALSE (h->instantiated == 0))
+    return format (s, "    empty, uninitialized");
 #endif
 
   for (i = 0; i < h->nbuckets; i++)
@@ -964,11 +1060,11 @@ u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
                }
              if (verbose)
                {
-                 if (h->fmt_fn)
+                 if (h->kvp_fmt_fn)
                    {
                      s = format (s, "    %d: %U\n",
                                  j * BIHASH_KVP_PER_PAGE + k,
-                                 h->fmt_fn, &(v->kvp[k]), verbose);
+                                 h->kvp_fmt_fn, &(v->kvp[k]), verbose);
                    }
                  else
                    {
@@ -1005,13 +1101,34 @@ u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
     }
 
   s = format (s, "    %lld linear search buckets\n", linear_buckets);
-  used_bytes = alloc_arena_next (h);
-  s = format (s,
-             "    arena: base %llx, next %llx\n"
-             "           used %lld b (%lld Mbytes) of %lld b (%lld Mbytes)\n",
-             alloc_arena (h), alloc_arena_next (h),
-             used_bytes, used_bytes >> 20,
-             alloc_arena_size (h), alloc_arena_size (h) >> 20);
+  if (BIHASH_USE_HEAP)
+    {
+      BVT (clib_bihash_alloc_chunk) * c = h->chunks;
+      uword bytes_left = 0, total_size = 0, n_chunks = 0;
+
+      while (c)
+       {
+         bytes_left += c->bytes_left;
+         total_size += c->size;
+         n_chunks += 1;
+         c = c->next;
+       }
+      s = format (s,
+                 "    heap: %u chunk(s) allocated\n"
+                 "          bytes: used %U, scrap %U\n", n_chunks,
+                 format_memory_size, total_size,
+                 format_memory_size, bytes_left);
+    }
+  else
+    {
+      u64 used_bytes = alloc_arena_next (h);
+      s = format (s,
+                 "    arena: base %llx, next %llx\n"
+                 "           used %lld b (%lld Mbytes) of %lld b (%lld Mbytes)\n",
+                 alloc_arena (h), alloc_arena_next (h),
+                 used_bytes, used_bytes >> 20,
+                 alloc_arena_size (h), alloc_arena_size (h) >> 20);
+    }
   return s;
 }
 
@@ -1025,7 +1142,7 @@ void BV (clib_bihash_foreach_key_value_pair)
 
 
 #if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
-  if (PREDICT_FALSE (alloc_arena (h) == 0))
+  if (PREDICT_FALSE (h->instantiated == 0))
     return;
 #endif