vppinfra: make _vec_len() read-only
[vpp.git] / src / vppinfra / pool.h
index e1c89e0..9f9194f 100644 (file)
@@ -46,7 +46,6 @@
 
 #include <vppinfra/bitmap.h>
 #include <vppinfra/error.h>
-#include <vppinfra/mheap.h>
 
 
 typedef struct
@@ -56,19 +55,28 @@ typedef struct
 
   /** Vector of free indices.  One element for each set bit in bitmap. */
   u32 *free_indices;
-} pool_header_t;
 
-/** Align pool header so that pointers are naturally aligned. */
-#define pool_aligned_header_bytes \
-  vec_aligned_header_bytes (sizeof (pool_header_t), sizeof (void *))
+  /* The following fields are set for fixed-size, preallocated pools */
+
+  /** Maximum size of the pool, in elements */
+  u32 max_elts;
+
+} pool_header_t;
 
 /** Get pool header from user pool pointer */
 always_inline pool_header_t *
 pool_header (void *v)
 {
-  return vec_aligned_header (v, sizeof (pool_header_t), sizeof (void *));
+  return vec_header (v);
 }
 
+void _pool_init_fixed (void **pool_ptr, uword elt_sz, uword max_elts,
+                      uword align);
+
+/** initialize a fixed-size, preallocated pool */
+#define pool_init_fixed(P, E)                                                 \
+  _pool_init_fixed ((void **) &(P), _vec_elt_sz (P), E, _vec_align (P, 0));
+
 /** Validate a pool */
 always_inline void
 pool_validate (void *v)
@@ -85,23 +93,6 @@ pool_validate (void *v)
     ASSERT (clib_bitmap_get (p->free_bitmap, p->free_indices[i]) == 1);
 }
 
-always_inline void
-pool_header_validate_index (void *v, uword index)
-{
-  pool_header_t *p = pool_header (v);
-
-  if (v)
-    vec_validate (p->free_bitmap, index / BITS (uword));
-}
-
-#define pool_validate_index(v,i)                               \
-do {                                                           \
-  uword __pool_validate_index = (i);                           \
-  vec_validate_ha ((v), __pool_validate_index,                 \
-                  pool_aligned_header_bytes, /* align */ 0);           \
-  pool_header_validate_index ((v), __pool_validate_index);     \
-} while (0)
-
 /** Number of active elements in a pool.
  * @return Number of active elements in a pool
  */
@@ -144,123 +135,294 @@ pool_header_bytes (void *v)
 /** Local variable naming macro. */
 #define _pool_var(v) _pool_##v
 
-/** Queries whether pool has at least N_FREE free elements. */
-always_inline uword
-pool_free_elts (void *v)
+/** Number of elements that can fit into pool with current allocation */
+#define pool_max_len(P) vec_max_len (P)
+
+/** Number of free elements in pool */
+static_always_inline uword
+_pool_free_elts (void *p, uword elt_sz)
 {
-  pool_header_t *p = pool_header (v);
-  uword n_free = 0;
+  pool_header_t *ph;
+  uword n_free;
 
-  if (v)
-    {
-      n_free += vec_len (p->free_indices);
+  if (p == 0)
+    return 0;
 
-      /* Space left at end of vector? */
-      n_free += vec_capacity (v, sizeof (p[0])) - vec_len (v);
-    }
+  ph = pool_header (p);
+
+  n_free = vec_len (ph->free_indices);
+
+  /* Fixed-size pools have max_elts set non-zero */
+  if (ph->max_elts == 0)
+    n_free += _vec_max_len (p, elt_sz) - vec_len (p);
 
   return n_free;
 }
 
+#define pool_free_elts(P) _pool_free_elts ((void *) (P), _vec_elt_sz (P))
+
 /** Allocate an object E from a pool P (general version).
 
    First search free list.  If nothing is free extend vector of objects.
 */
-#define pool_get_aligned(P,E,A)                                                \
-do {                                                                   \
-  pool_header_t * _pool_var (p) = pool_header (P);                     \
-  uword _pool_var (l);                                                 \
-                                                                       \
-  _pool_var (l) = 0;                                                   \
-  if (P)                                                               \
-    _pool_var (l) = vec_len (_pool_var (p)->free_indices);             \
-                                                                       \
-  if (_pool_var (l) > 0)                                               \
-    {                                                                  \
-      /* Return free element from free list. */                                \
-      uword _pool_var (i) = _pool_var (p)->free_indices[_pool_var (l) - 1]; \
-      (E) = (P) + _pool_var (i);                                       \
-      _pool_var (p)->free_bitmap =                                     \
-       clib_bitmap_andnoti (_pool_var (p)->free_bitmap, _pool_var (i)); \
-      _vec_len (_pool_var (p)->free_indices) = _pool_var (l) - 1;      \
-    }                                                                  \
-  else                                                                 \
-    {                                                                  \
-      /* Nothing on free list, make a new element and return it. */    \
-      P = _vec_resize (P,                                              \
-                      /* length_increment */ 1,                        \
-                      /* new size */ (vec_len (P) + 1) * sizeof (P[0]), \
-                      pool_aligned_header_bytes,                               \
-                      /* align */ (A));                                \
-      E = vec_end (P) - 1;                                             \
-    }                                                                  \
-} while (0)
+
+static_always_inline void
+_pool_get (void **pp, void **ep, uword align, int zero, uword elt_sz)
+{
+  uword len = 0;
+  void *p = pp[0];
+  void *e;
+
+  if (p)
+    {
+      pool_header_t *ph = pool_header (p);
+      uword n_free = vec_len (ph->free_indices);
+
+      if (n_free)
+       {
+         uword index = ph->free_indices[n_free - 1];
+         e = p + index * elt_sz;
+         ph->free_bitmap =
+           clib_bitmap_andnoti_notrim (ph->free_bitmap, index);
+         vec_set_len (ph->free_indices, n_free - 1);
+         CLIB_MEM_UNPOISON (e, elt_sz);
+         goto done;
+       }
+
+      if (ph->max_elts)
+       {
+         clib_warning ("can't expand fixed-size pool");
+         os_out_of_memory ();
+       }
+    }
+
+  len = vec_len (p);
+
+  /* Nothing on free list, make a new element and return it. */
+  p =
+    _vec_realloc_inline (p, len + 1, elt_sz, sizeof (pool_header_t), align, 0);
+  e = p + len * elt_sz;
+
+  _vec_update_pointer (pp, p);
+
+done:
+  ep[0] = e;
+  if (zero)
+    clib_memset_u8 (e, 0, elt_sz);
+}
+
+#define _pool_get_aligned_internal(P, E, A, Z)                                \
+  _pool_get ((void **) &(P), (void **) &(E), _vec_align (P, A), Z,            \
+            _vec_elt_sz (P))
+
+/** Allocate an object E from a pool P with alignment A */
+#define pool_get_aligned(P,E,A) _pool_get_aligned_internal(P,E,A,0)
+
+/** Allocate an object E from a pool P with alignment A and zero it */
+#define pool_get_aligned_zero(P,E,A) _pool_get_aligned_internal(P,E,A,1)
 
 /** Allocate an object E from a pool P (unspecified alignment). */
 #define pool_get(P,E) pool_get_aligned(P,E,0)
 
+/** Allocate an object E from a pool P and zero it */
+#define pool_get_zero(P,E) pool_get_aligned_zero(P,E,0)
+
+always_inline int
+_pool_get_will_expand (void *p, uword elt_sz)
+{
+  pool_header_t *ph;
+  uword len;
+
+  if (p == 0)
+    return 1;
+
+  ph = pool_header (p);
+
+  if (ph->max_elts)
+    len = ph->max_elts;
+  else
+    len = vec_len (ph->free_indices);
+
+  /* Free elements, certainly won't expand */
+  if (len > 0)
+    return 0;
+
+  return _vec_resize_will_expand (p, 1, elt_sz);
+}
+
+#define pool_get_will_expand(P) _pool_get_will_expand (P, sizeof ((P)[0]))
+
+always_inline int
+_pool_put_will_expand (void *p, uword index, uword elt_sz)
+{
+  pool_header_t *ph = pool_header (p);
+
+  if (clib_bitmap_will_expand (ph->free_bitmap, index))
+    return 1;
+
+  if (vec_resize_will_expand (ph->free_indices, 1))
+    return 1;
+
+  return 0;
+}
+
+#define pool_put_will_expand(P, E) _pool_put_will_expand (P, (E) - (P), sizeof ((P)[0])
+
 /** Use free bitmap to query whether given element is free. */
-#define pool_is_free(P,E)                                              \
-({                                                                     \
-  pool_header_t * _pool_var (p) = pool_header (P);                     \
-  uword _pool_var (i) = (E) - (P);                                     \
-  (_pool_var (i) < vec_len (P)) ? clib_bitmap_get (_pool_var (p)->free_bitmap, _pool_i) : 1; \
-})
+static_always_inline int
+pool_is_free_index (void *p, uword index)
+{
+  pool_header_t *ph = pool_header (p);
+  return index < vec_len (p) ? clib_bitmap_get (ph->free_bitmap, index) : 1;
+}
 
-/** Use free bitmap to query whether given index is free */
-#define pool_is_free_index(P,I) pool_is_free((P),(P)+(I))
+#define pool_is_free(P, E) pool_is_free_index ((void *) (P), (E) - (P))
 
 /** Free an object E in pool P. */
-#define pool_put(P,E)                                                  \
-do {                                                                   \
-  pool_header_t * _pool_var (p) = pool_header (P);                     \
-  uword _pool_var (l) = (E) - (P);                                     \
-  ASSERT (vec_is_member (P, E));                                       \
-  ASSERT (! pool_is_free (P, E));                                      \
-                                                                       \
-  /* Add element to free bitmap and to free list. */                   \
-  _pool_var (p)->free_bitmap =                                         \
-    clib_bitmap_ori (_pool_var (p)->free_bitmap, _pool_var (l));       \
-  vec_add1 (_pool_var (p)->free_indices, _pool_var (l));               \
-} while (0)
+static_always_inline void
+_pool_put_index (void *p, uword index, uword elt_sz)
+{
+  pool_header_t *ph = pool_header (p);
 
-/** Free pool element with given index. */
-#define pool_put_index(p,i)                    \
-do {                                           \
-  typeof (p) _e = (p) + (i);                   \
-  pool_put (p, _e);                            \
-} while (0)
+  ASSERT (index < ph->max_elts ? ph->max_elts : vec_len (p));
+  ASSERT (!pool_is_free_index (p, index));
+
+  /* Add element to free bitmap and to free list. */
+  ph->free_bitmap = clib_bitmap_ori_notrim (ph->free_bitmap, index);
+
+  /* Preallocated pool? */
+  if (ph->max_elts)
+    {
+      ph->free_indices[_vec_len (ph->free_indices)] = index;
+      vec_inc_len (ph->free_indices, 1);
+    }
+  else
+    vec_add1 (ph->free_indices, index);
+
+  CLIB_MEM_POISON (p + index * elt_sz, elt_sz);
+}
+
+#define pool_put_index(P, I) _pool_put_index ((void *) (P), I, _vec_elt_sz (P))
+#define pool_put(P, E)      pool_put_index (P, (E) - (P))
 
 /** Allocate N more free elements to pool (general version). */
-#define pool_alloc_aligned(P,N,A)                                      \
-do {                                                                   \
-  pool_header_t * _p;                                                  \
-  (P) = _vec_resize ((P), 0, (vec_len (P) + (N)) * sizeof (P[0]),      \
-                    pool_aligned_header_bytes,                         \
-                    (A));                                              \
-  _p = pool_header (P);                                                        \
-  vec_resize (_p->free_indices, (N));                                  \
-  _vec_len (_p->free_indices) -= (N);                                  \
-} while (0)
 
-/** Allocate N more free elements to pool (unspecified alignment). */
-#define pool_alloc(P,N) pool_alloc_aligned(P,N,0)
+static_always_inline void
+_pool_alloc (void **pp, uword n_elts, uword align, void *heap, uword elt_sz)
+{
+  pool_header_t *ph = pool_header (pp[0]);
+  uword len = vec_len (pp[0]);
+
+  if (ph && ph->max_elts)
+    {
+      clib_warning ("Can't expand fixed-size pool");
+      os_out_of_memory ();
+    }
+
+  pp[0] = _vec_realloc_inline (pp[0], len + n_elts, elt_sz,
+                              sizeof (pool_header_t), align, heap);
+  _vec_set_len (pp[0], len, elt_sz);
+  CLIB_MEM_POISON (pp[0] + len * elt_sz, n_elts * elt_sz);
+
+  ph = pool_header (pp[0]);
+  vec_resize (ph->free_indices, n_elts);
+  vec_dec_len (ph->free_indices, n_elts);
+  clib_bitmap_vec_validate (ph->free_bitmap, len + n_elts - 1);
+}
+
+#define pool_alloc_aligned_heap(P, N, A, H)                                   \
+  _pool_alloc ((void **) &(P), N, _vec_align (P, A), H, _vec_elt_sz (P))
+
+#define pool_alloc_heap(P, N, H)    pool_alloc_aligned_heap (P, N, 0, H)
+#define pool_alloc_aligned(P, N, A) pool_alloc_aligned_heap (P, N, A, 0)
+#define pool_alloc(P, N)           pool_alloc_aligned_heap (P, N, 0, 0)
+
+static_always_inline void *
+_pool_dup (void *p, uword align, uword elt_sz)
+{
+  pool_header_t *nph, *ph = pool_header (p);
+  uword len = vec_len (p);
+  void *n;
+
+  if (ph && ph->max_elts)
+    {
+      clib_warning ("Can't expand fixed-size pool");
+      os_out_of_memory ();
+    }
+
+  n = _vec_realloc_inline (0, len, elt_sz, sizeof (pool_header_t), align, 0);
+  nph = pool_header (n);
+  clib_memset_u8 (nph, 0, sizeof (vec_header_t));
+
+  if (len)
+    {
+      u32 *fi;
+      vec_foreach (fi, ph->free_indices)
+       CLIB_MEM_UNPOISON (p + elt_sz * fi[0], elt_sz);
+
+      clib_memcpy_fast (n, p, len * elt_sz);
+
+      nph->free_bitmap = clib_bitmap_dup (ph->free_bitmap);
+      nph->free_indices = vec_dup (ph->free_indices);
+
+      vec_foreach (fi, ph->free_indices)
+       {
+         uword offset = elt_sz * fi[0];
+         CLIB_MEM_POISON (p + offset, elt_sz);
+         CLIB_MEM_POISON (n + offset, elt_sz);
+       }
+    }
+
+  return n;
+}
+
+/**
+ * Return copy of pool with alignment
+ *
+ * @param P pool to copy
+ * @param A alignment (may be zero)
+ * @return copy of pool
+ */
+
+#define pool_dup_aligned(P, A)                                                \
+  _pool_dup (P, _vec_align (P, A), _vec_elt_sz (P))
+
+/**
+ * Return copy of pool without alignment
+ *
+ * @param P pool to copy
+ * @return copy of pool
+ */
+#define pool_dup(P) pool_dup_aligned(P,0)
 
 /** Low-level free pool operator (do not call directly). */
-always_inline void *
-_pool_free (void *v)
+always_inline void
+_pool_free (void **v)
 {
-  pool_header_t *p = pool_header (v);
-  if (!v)
-    return v;
+  pool_header_t *p = pool_header (v[0]);
+  if (!p)
+    return;
+
   clib_bitmap_free (p->free_bitmap);
+
   vec_free (p->free_indices);
-  vec_free_h (v, pool_aligned_header_bytes);
-  return 0;
+  _vec_free (v);
+}
+#define pool_free(p) _pool_free ((void **) &(p))
+
+static_always_inline uword
+pool_get_first_index (void *pool)
+{
+  pool_header_t *h = pool_header (pool);
+  return clib_bitmap_first_clear (h->free_bitmap);
 }
 
-/** Free a pool. */
-#define pool_free(p) (p) = _pool_free(p)
+static_always_inline uword
+pool_get_next_index (void *pool, uword last)
+{
+  pool_header_t *h = pool_header (pool);
+  return clib_bitmap_next_clear (h->free_bitmap, last + 1);
+}
 
 /** Optimized iteration through pool.
 
@@ -323,6 +485,7 @@ do {                                                                        \
 
     It is a bad idea to allocate or free pool element from within
     @c pool_foreach. Build a vector of indices and dispose of them later.
+    Or call pool_flush.
 
 
     @par Example
@@ -345,17 +508,12 @@ do {                                                                      \
     @c pool_foreach which builds a vector of active indices, and a
     vec_foreach() (or plain for-loop) to walk the active index vector.
  */
-#define pool_foreach(VAR,POOL,BODY)                                    \
-do {                                                                   \
-  uword _pool_foreach_lo, _pool_foreach_hi;                            \
-  pool_foreach_region (_pool_foreach_lo, _pool_foreach_hi, (POOL),     \
-    ({                                                                 \
-      for ((VAR) = (POOL) + _pool_foreach_lo;                          \
-          (VAR) < (POOL) + _pool_foreach_hi;                           \
-          (VAR)++)                                                     \
-       do { BODY; } while (0);                                         \
-    }));                                                               \
-} while (0)
+
+#define pool_foreach(VAR,POOL)                                         \
+  if (POOL)                                                            \
+    for (VAR = POOL + pool_get_first_index (POOL);                     \
+        VAR < vec_end (POOL);                                          \
+        VAR = POOL + pool_get_next_index (POOL, VAR - POOL))
 
 /** Returns pointer to element at given index.
 
@@ -383,16 +541,42 @@ do {                                                                      \
     (_pool_var (rv) < vec_len (P) ?                                     \
      clib_bitmap_next_clear (_pool_var (p)->free_bitmap, _pool_var(rv)) \
      : ~0);                                                             \
+  _pool_var(rv) =                                                       \
+    (_pool_var (rv) < vec_len (P) ?                                     \
+     _pool_var (rv) : ~0);                                             \
   _pool_var(rv);                                                        \
 })
 
-/** Iterate pool by index. */
-#define pool_foreach_index(i,v,body)           \
-  for ((i) = 0; (i) < vec_len (v); (i)++)      \
-    {                                          \
-      if (! pool_is_free_index ((v), (i)))     \
-       do { body; } while (0);                 \
-    }
+#define pool_foreach_index(i,v)                \
+  if (v)                                       \
+    for (i = pool_get_first_index (v);         \
+        i < vec_len (v);                       \
+        i = pool_get_next_index (v, i))        \
+
+/**
+ * @brief Remove all elements from a pool in a safe way
+ *
+ * @param VAR each element in the pool
+ * @param POOL The pool to flush
+ * @param BODY The actions to perform on each element before it is returned to
+ *        the pool. i.e. before it is 'freed'
+ */
+#define pool_flush(VAR, POOL, BODY)                     \
+{                                                       \
+  uword *_pool_var(ii), *_pool_var(dv) = NULL;          \
+                                                        \
+  pool_foreach((VAR), (POOL))                          \
+  {                                                     \
+    vec_add1(_pool_var(dv), (VAR) - (POOL));            \
+  }                                                     \
+  vec_foreach(_pool_var(ii), _pool_var(dv))             \
+  {                                                     \
+    (VAR) = pool_elt_at_index((POOL), *_pool_var(ii));  \
+    do { BODY; } while (0);                             \
+    pool_put((POOL), (VAR));                            \
+  }                                                     \
+  vec_free(_pool_var(dv));                              \
+}
 
 #endif /* included_pool_h */